CN207568549U - 扩张式封隔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种扩张式封隔器，涉及储层改造设备技术领域，通过在中心管的上部设置解封活塞及解封密封套，在解封密封套设置第一进液孔，在胶筒上设置第二进液孔，在中心管上设置第三进液孔，在解封活塞与解封密封套之间形成进液通道，将进液通道与第一进液孔连通；在需要解封时，向油套管环空注入压力，该压力经过第一进液孔、进液通道作用于解封活塞的第一承压面以推动解封活塞上移，直到第二进液孔在解封活塞的下方露出并与第一进液孔连通，从而，中心管中的压力也即油管压力可以通过第三进液孔、第二进液孔以及第一进液孔形成的泄压通道卸掉，进而卸掉对胶筒的挤压推动力，使得胶筒能够恢复原来形状，实现扩张式封隔器的快速解封。

Description

扩张式封隔器

技术领域

本实用新型涉及储层改造设备技术领域，尤其涉及一种用于油气田多层压裂、酸化、特殊井分注施工作业中的扩张式封隔器。

背景技术

扩张式封隔器是压裂、酸化、注水作业中最重要的一种重要工具，主要包括中心管以及膨胀密封胶筒等部件。当扩张式封隔器随管柱下到预定位置时，从油管加液压，当内、外压差达到预设值时，胶筒胀大，从而实现坐封，密封油套之间的环形空间。

现有技术中，当扩张式封隔器封堵的上、下均有储层，且上、下地层存在压力差时，扩张式封隔器的内外也产生一定的压力差，这样就导致压裂后的扩张式封隔器的解封速度减慢。并且，当扩张式封隔器的内外的压力差大于扩张式封隔器的坐封压力时，扩张式封隔器就无法解封，给现场施工带来很大的难度和风险。

实用新型内容

针对现有技术中的上述缺陷，本实用新型提供一种扩张式封隔器，能够卸掉中心管内的压力，实现快速解封。

本实用新型提供一种扩张式封隔器，扩张式封隔器，包括：中心管，所述中心管上设置有胶筒，所述胶筒的上部滑动套设有解封活塞，所述解封活塞上滑动套设有解封密封套；所述解封密封套的下部设置有第一进液孔，所述解封活塞与所述解封密封套之间形成有进液通道，所述进液通道与所述第一进液孔连通；所述解封活塞具有第一承压面，所述第一承压面用于承受进入所述进液通道的液体的压力；所述胶筒上设置有第二进液孔，所述中心管上设置有第三进液孔，所述第二进液孔与所述第三进液孔连通设置；所述第二进液孔，在所述活塞向上移动预设距离后，还用于与所述第一进液孔连通。

进一步地，所述中心管的上端螺接有上接头，所述解封密封套的上部套设在所述上接头上。

进一步地，所述上接头还通过上止动螺钉与所述中心管连接。

进一步地，所述胶筒与所述中心管之间设置有至少一个第一保护垫以及至少一个第一密封圈；和/或，所述解封活塞与所述胶筒之间设置有至少一个第二保护垫以及至少一个第二密封圈；和/或，所述解封活塞与所述解封密封套之间设置有至少一个第三保护垫以及至少一个第三密封圈；和/或，所述上接头与所述解封密封套之间设置有至少一个第四保护垫以及至少一个第四密封圈。

进一步地，所述中心管的下端连接有下接头；所述下接头上设置有第一导压孔，所述第一导压孔背离所述中心管的出口端设置有钢球，所述钢球背离所述第一导压孔的一端抵设有弹簧，所述弹簧固定在安装孔中，所述弹簧用于将所述钢球抵顶在所述第一导压孔的出口端；所述下接头外滑动套设有下密封套，所述下密封套的上部与所述胶筒连接，所述下密封套与所述下接头之间形成导压通道，所述导压通道与所述安装孔连通；所述下密封套具有第二承压面，所述第二承压面的一部分用于承受进入所述导压通道的液体的压力，所述第二承压面的另一部分用于与所述下接头的上端面贴合；所述胶筒的下部设置有第二导压孔；其中，在所述中心管中的压力达到预设值时，所述钢球背离所述第一导压孔移动，从而使得所述第一导压孔与所述安装孔导通，液体经所述第一导压孔、安装孔进入所述导压通道，并推动所述下密封套向上移动，从而将所述导压通道与第二导压孔导通。

进一步地，所述下接头与所述中心管之间设置有至少一个第五保护垫以及至少一个第五密封圈；和/或，所述下接头与所述下密封套之间设置有至少一个第六保护垫以及至少一个第六密封圈；和/或，至少一个第八保护垫以及至少一个第八密封圈。

进一步地，所述下接头还通过止动螺钉与所述中心管连接。

进一步地，所述胶筒的上部及下部分别设置套设有胶筒座，所述胶筒座与所述胶筒的坐封部之间设置有朝向所述坐封部的内保护环以及朝向所述胶筒座的内保护环，通过固定螺钉将所述胶筒座、外保护环、内保护环固定连接；其中，在所述扩张式封隔器处于解封状态时，所述胶筒上部的胶筒座的上端部与所述解封密封套以及解封活塞相抵，所述胶筒下部的胶筒座的下端部与所述下密封套相抵。

进一步地，所述胶筒座与所述胶筒之间设置有至少一个第七保护垫以及至少一个第七密封圈。

进一步地，所述上接头上还设置有上备帽，所述上备帽设置在所述解封密封套的上方，且与所述解封密封套的上端面相抵；所述上备帽还通过第一止动螺钉与所述上接头连接。

本实用新型提供的扩张式封隔器，通过在中心管的上部设置解封活塞以及解封密封套，在解封密封套设置第一进液孔，在胶筒上设置第二进液孔，在中心管上设置第三进液孔，并在解封活塞与解封密封套之间形成有进液通道，将进液通道与第一进液孔连通，当需要解封时，向油管与套管之间的环空注入压力，该压力经第一进液孔进入进液通道并作用于解封活塞的第一承压面以推动解封活塞向上移动，直到第二进液孔在解封活塞的下方露出并与解封密封套上的第一进液孔连通，由于中心管上的第三进液孔也与胶筒上的第二进液孔连通，从而，中心管中的压力也即油管压力可以通过第三进液孔、第二进液孔以及第一进液孔形成的泄压通道卸掉，进而卸掉对胶筒的挤压推动力，使得胶筒能够恢复原来形状，实现扩张式封隔器的快速解封。

附图说明

图1为本实用新型实施例扩张式封隔器的第一部分的结构示意图；

图2为本实用新型实施例扩张式封隔器的第二部分的结构示意图。

其中，100-中心管；101-第三进液孔；200-上接头；201-上止动螺钉；202-上备帽；203-第二止动螺钉；300a-进液通道；310-解封活塞；311-密封环；312-第三止动螺钉；313-第二保护垫；314-第二密封圈；320-解封密封套；321-第三保护垫；322-第三密封圈；323-第四保护垫；324-第四密封圈；325-第一进液孔；510-胶筒；510a-连接部；510b-坐封部；511-第一保护垫；512-第一密封圈；513-第二导压孔；520胶筒座；521-第七密封圈；522-第七保护垫；523-固定螺钉；524-外保护环；525-内保护环；526-第二进液孔；400-下接头；401-下止动螺钉；402-导压通道；403-钢球；404-弹簧；405-第一导压孔；406-第五保护垫；407-第五密封圈；600-下密封套；601-第六保护垫；602-第六密封圈；603-第八保护垫；604-第八密封圈.

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，“上”、“下”、“内”、“外”等的用语，是用于描述各个结构在附图中的相对位置关系，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件，而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

图1为本实用新型实施例扩张式封隔器的第一部分的结构示意图；图2为本实用新型实施例扩张式封隔器的第二部分的结构示意图。

请参照图1-2，本实施例提供一种扩张式封隔器，包括：中心管100，中心管100上设置有胶筒510，胶筒510的上部滑动套设有解封活塞310，解封活塞310上滑动套设有解封密封套320；解封密封套320的下部设置有第一进液孔325，解封活塞310与解封密封套320之间形成有进液通道300a，进液通道300a与第一进液孔325连通；解封活塞310具有第一承压面，第一承压面用于承受进入进液通道300a的液体的压力；胶筒510上设置有第二进液孔526，中心管100上设置有第三进液孔101，第二进液孔526与第三进液孔101连通设置；第二进液孔526，在活塞向上移动预设距离后，还用于与第一进液孔325连通。

具体地，中心管100的上端用于与上接头200螺接，下端用于与下接头400螺接。为进一步保证中心管100与两个接头的连接可靠性，上接头200还通过上止动螺钉与中心管100连接，通过上止动螺钉201限制上接头200与中心管100之间的相对运动；同样地，下接头400还通过下止动螺钉与中心管100连接，通过下止动螺钉401限制下接头400与中心管100之间的相对运动。上接头200上还设有上备帽202，上备帽202设置在上密封套的上端，且与上密封套的上端面相抵，以限制上密封套相对于上接头200的向上移动，上备帽202可以与上接头200螺接，并通过第一止动螺钉与上接头200进一步连接。

中心管100上、两个接头之间可以设置有胶筒510，胶筒510的两端设置有两个连接部510a，两个连接部510a之间设置有坐封部510b。解封活塞310套设在胶筒510的连接部510a上，且在一定的压力下，可以相对于胶筒510的连接部510a移动。其中，胶筒510的上端部与上接头200的下端部之间还可以设置有第二止动螺钉。此外，解封活塞310的上部与胶筒510之间还可以设置有密封环311，密封环311用于密封胶筒510上的第二进液孔526，并通过第三止动螺钉312将解封活塞310与密封环311固定，以使密封环311能够随解封活塞310运动。

其中，胶筒510与中心管100之间设置有至少一个第一保护垫511以及至少一个第一密封圈512；解封活塞310与胶筒510之间设置有至少一个第二保护垫313以及至少一个第二密封圈314；解封活塞310与解封密封套320之间设置有至少一个第三保护垫321以及至少一个第三密封圈322；上接头200与解封密封套320之间设置有至少一个第四保护垫323以及至少一个第四密封圈324。

胶筒510的两端还分别设置有胶筒座520；其中，在扩张式封隔器处于解封状态时，胶筒510上部的胶筒座520的上端部与解封密封套320以及解封活塞310相抵，胶筒510下部的胶筒座520的下端部与下密封套600相抵。

其中，设置在胶筒510上部的胶筒座520的上部可以与胶筒510的连接部510a配合；胶筒座520的上部与胶筒510的连接部510a之间设置有至少一个第七保护垫522以及第七密封圈521；胶筒座520的下部与坐封部510b的凸出结构相抵，且胶筒座520与坐封部510b之间设置有朝向坐封部510b的内保护环525以及朝向胶筒座520的内保护环525，通过固定螺钉523将胶筒座520、外保护环524、内保护环525固定连接；内保护环525以外保护环524的下端翻折设置有翻边，翻边背离中心管100翻折，翻边均设置在胶筒座520的下端面与坐封部510b的凸出结构的上端面之间。

设置在胶筒510下部的胶筒座520的下部可以与胶筒510的连接部510a配合；胶筒座520的下部与胶筒510的连接部510a之间设置有至少一个第七保护垫522以及第七密封圈521；胶筒座520的上部与坐封部510b的凸出结构相抵，且胶筒座520与坐封部510b之间设置有朝向坐封部510b的内保护环525以及朝向胶筒座520的内保护环525，通过固定螺钉523将胶筒座520、外保护环524、内保护环525固定连接；内保护环525以外保护环524的上端翻折设置有翻边，翻边背离中心管100翻折，翻边均设置在胶筒座520的上端面与坐封部510b的凸出结构的下端面之间。

下接头400上还可以设置有下密封套600，下密封套600的下部可以与下接头400螺接，下密封套600的上部可以与胶筒510的连接部510a连接。其中，下接头400与中心管100之间设置有至少一个第五保护垫406以及至少一个第五密封圈407；下接头400与下密封套600之间设置有至少一个第六保护垫601以及至少一个第六密封圈602；下密封套600与胶筒510之间设置有至少一个第八保护垫603以及第八密封圈604。

下接头400上设置有第一导压孔405，第一导压孔405背离中心管100的出口端设置有钢球403，钢球403背离第一导压孔405的一端抵设有弹簧404，弹簧404固定在安装孔中，弹簧404用于将钢球403抵顶在第一导压孔405的出口端；下密封套600与下接头400之间形成导压通道402，以在中心管100中的压力达到预设值时，钢球403背离第一导压孔405移动，从而使得第一导压孔405通过安装孔与导压通道402连通；胶筒510的下部设置有第二导压孔513，第二导压孔513与导压通道402连通。

其中，第一导压孔405也可以设置在中心管100上，本实施例以第一导压孔405设置在下接头400上为例：第一导压孔405朝向下接头400内部的一端为入口端，另一端为出口端，当钢球403抵顶抵顶在第一导压孔405的出口端时，第一导压孔405与导压通道402不连通；当油管内的压力达到预设值时，也即当油管内的压力能够克服弹簧404的弹力推动钢球403远离第一导压孔405时，第一导压孔405与安装孔连通，安装孔与导压通道402连通。其中，安装孔中可以设置有密封压帽，密封压帽设置有第一通孔，弹簧404设置在第一通孔中。

或者，下接头400的第一导压孔405中设置有密封垫，密封垫开设有第二通孔，钢球403抵顶密封垫的开口端；第一导压孔405设置有密封压帽，密封压帽设置有第一通孔，弹簧404设置在第一通孔中，第一通孔与第二通孔连通。

本实施例中，关于第一导压孔405的形状，本实施例不做具体限定，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。

第二导压孔513可以直接开设在胶筒510的连接部510a上，或者第二导压孔513由胶筒510的下方的连接部510a的下端面与下接头400之间的间隙形成。第二导压孔513与导压通道402连通设置。下密封套600可以具有第二承压面，第二承压面的一部分用于承受进入导压通道402的液体的压力；第二承压面的另一部分用于与下接头400的上端面贴合。当导压通道402中的压力推动下密封套600上移，使得第二承压面与下接头400的上端面完全脱离之后，导压通道402与第二导压孔513连通。

本实施例提供的扩张式封隔器，通过在中心管100的上部设置解封活塞310以及解封密封套320，在解封密封套320设置第一进液孔325，在胶筒510上设置第二进液孔526，在中心管100上设置第三进液孔101，并在解封活塞310与解封密封套320之间形成有进液通道300a，将进液通道300a与第一进液孔325连通，当需要解封时，向油管与套管之间的环空注入压力，该压力经第一进液孔325进入进液通道300a并作用于解封活塞310的第一承压面以推动解封活塞310向上移动，直到第二进液孔526在解封活塞310的下方露出并与解封密封套320上的第一进液孔325连通，由于中心管100上的第三进液孔101也与胶筒510上的第二进液孔526连通，从而，中心管100中的压力也即油管压力可以通过第三进液孔101、第二进液孔526以及第一进液孔325形成的泄压通道卸掉，进而卸掉对胶筒510的挤压推动力，使得胶筒510能够恢复原来形状，实现扩张式封隔器的快速解封。

下面对本实施例提供的扩张式封隔器的工作过程进行说明。

本实施例中，当扩张式封隔器随管柱下到预定位置时，通过油管加压，此时，压力经过中心管100上的第三进液孔101以及胶筒510上的第二进液孔526推动解封活塞310向下移动挤压胶筒510，使胶筒510扩张膨胀咬合在套管壁上，对油管和套管的环空形成密封；同时，当油管中的压力到达预设值时，压力经第一导压孔405推动钢球403离开第一导压孔405的出口端并进入下接头400与下密封套600之间的导压通道402，并推动下密封套600向上移动挤压胶筒510，使胶筒510扩张膨胀咬合在套管壁上，对油管和套管的环空形成密封。从而，在胶筒510的上、下两部分对胶筒510进行挤压、扩张变形膨胀形成坐封和密封。

当胶筒510实现坐封和密封之后，中心管100内的压力经第一导压孔405、安装孔进入导压通道402，并进入第二导压孔513，从而第二导压孔513和第二进液孔526连通形成保压区。此时，解封活塞310仍然与胶筒510上部的胶筒座520的上端相抵，第二进液孔526仍然与中心管100外部隔绝，并通过相应的密封圈进一步密封，从而使压力保持稳定值而形成对压力的保持即保压。如此，可以实现扩张式封隔器在坐封后始终保持压力的稳定不降，最终实现在不泄压时的扩张式封隔器始终处于坐封状态。

当需要解封时，向油管与套管之间的环空注入压力，此时，压力经解封密封套320的第一进液孔325进入进液通道300a，并通过解封活塞310的第一承压面推动解封活塞310向上移动；当解封活塞310向上移动一定距离之后，胶筒510上的第二进液孔526在解封活塞310的下方露出，并与解封密封套320上的第一进液孔325连通，由于中心管100上的第三进液孔101也与胶筒510上的第二进液孔526连通，那么此时，第三进液孔101与第一进液孔325也是连通的，从而中心管100中的压力也即油管压力可以通过第三进液孔101、第二进液孔526以及第一进液孔325形成的泄压通道卸掉，进而卸掉对胶筒510的挤压推动力，使得胶筒510能够恢复原来形状，实现扩张式封隔器的快速解封。

本实施例中的扩张式封隔器，坐封时有保压通道实现扩张式封隔器在需要处于坐封状态时始终能够处于密封状态，由套管打压能够使扩张式封隔器快速解封，然后再次由油管打压从中心管100憋压即可再次实现扩张式封隔器的坐封，由此，可以实现多次重复坐封。

本实施例中的扩张式封隔器，在双封单卡拖动压裂中，实现压裂完后通过反洗打压快速实现封隔器的解封，拖动上提管柱实现多层压裂，提高压裂施工的施工效率；在套变井的找漏、找窜工艺中，由于漏点未知，所以需要多次坐封、解封、坐封进行找窜，使用该扩张式封隔器可以实现拖动多次重复坐封，最终找出漏点，达到所需要的技术要求和目的。

此外，由于目前采用常规的封隔器在注水井使用时，通过打压坐封泄压解封，注水过程中靠注水节流压差坐封，在注水量小于10m3/d时往往因排量达不到要求不能使封隔器坐封。而本实施例中的扩张式封隔器，当注水压力达到一定值坐封后，即使注水压力下降或为零、即油管泄压，该扩张式封隔器仍然能够通过第二导压孔513和第二进液孔526连通形成保压区实现保压而不解封，因此在注水井中使用时，该扩张式封隔器坐封不受注水排量大小的影响。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种扩张式封隔器，其特征在于，包括：中心管，所述中心管上设置有胶筒，所述胶筒的上部滑动套设有解封活塞，所述解封活塞上滑动套设有解封密封套；所述解封密封套的下部设置有第一进液孔，所述解封活塞与所述解封密封套之间形成有进液通道，所述进液通道与所述第一进液孔连通；所述解封活塞具有第一承压面，所述第一承压面用于承受进入所述进液通道的液体的压力；所述胶筒上设置有第二进液孔，所述中心管上设置有第三进液孔，所述第二进液孔与所述第三进液孔连通设置；所述第二进液孔，在所述活塞向上移动预设距离后，还用于与所述第一进液孔连通。

2.根据权利要求1所述的扩张式封隔器，其特征在于，所述中心管的上端螺接有上接头，所述解封密封套的上部套设在所述上接头上。

3.根据权利要求2所述的扩张式封隔器，其特征在于，所述上接头还通过上止动螺钉与所述中心管连接。

4.根据权利要求2所述的扩张式封隔器，其特征在于，所述胶筒与所述中心管之间设置有至少一个第一保护垫以及至少一个第一密封圈；

和/或，所述解封活塞与所述胶筒之间设置有至少一个第二保护垫以及至少一个第二密封圈；

和/或，所述解封活塞与所述解封密封套之间设置有至少一个第三保护垫以及至少一个第三密封圈；

和/或，所述上接头与所述解封密封套之间设置有至少一个第四保护垫以及至少一个第四密封圈。

5.根据权利要求1所述的扩张式封隔器，其特征在于，所述中心管的下端连接有下接头；所述下接头上设置有第一导压孔，所述第一导压孔背离所述中心管的出口端设置有钢球，所述钢球背离所述第一导压孔的一端抵设有弹簧，所述弹簧固定在安装孔中，所述弹簧用于将所述钢球抵顶在所述第一导压孔的出口端；

所述下接头外滑动套设有下密封套，所述下密封套的上部与所述胶筒连接，所述下密封套与所述下接头之间形成导压通道，所述导压通道与所述安装孔连通；所述下密封套具有第二承压面，所述第二承压面的一部分用于承受进入所述导压通道的液体的压力，所述第二承压面的另一部分用于与所述下接头的上端面贴合；所述胶筒的下部设置有第二导压孔；

其中，在所述中心管中的压力达到预设值时，所述钢球背离所述第一导压孔移动，从而使得所述第一导压孔与所述安装孔导通，液体经所述第一导压孔、安装孔进入所述导压通道，并推动所述下密封套向上移动，从而将所述导压通道与第二导压孔导通。

6.根据权利要求5所述的扩张式封隔器，其特征在于，所述下接头与所述中心管之间设置有至少一个第五保护垫以及至少一个第五密封圈；

和/或，所述下接头与所述下密封套之间设置有至少一个第六保护垫以及至少一个第六密封圈；

和/或，所述下密封套与所述胶筒之间设置有至少一个第八保护垫以及至少一个第八密封圈。

7.根据权利要求5所述的扩张式封隔器，其特征在于，所述下接头还通过止动螺钉与所述中心管连接。

8.根据权利要求5-7任一项所述的扩张式封隔器，其特征在于，所述胶筒的上部及下部分别设置套设有胶筒座，所述胶筒座与所述胶筒的坐封部之间设置有朝向所述坐封部的内保护环以及朝向所述胶筒座的内保护环，通过固定螺钉将所述胶筒座、外保护环、内保护环固定连接；

其中，在所述扩张式封隔器处于解封状态时，所述胶筒上部的胶筒座的上端面与所述解封密封套以及解封活塞相抵，所述胶筒下部的胶筒座的下端面与所述下密封套相抵。

9.根据权利要求8所述的扩张式封隔器，其特征在于，所述胶筒座与所述胶筒之间设置有至少一个第七保护垫以及至少一个第七密封圈。

10.根据权利要求2-4任一项所述的扩张式封隔器，其特征在于，所述上接头上还设置有上备帽，所述上备帽设置在所述解封密封套的上方，且与所述解封密封套的上端面相抵；所述上备帽还通过第一止动螺钉与所述上接头连接。