CN208950526U - 无锚定大通道热采封隔器 - Google Patents

无锚定大通道热采封隔器 Download PDF

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陈明
陈宇飞
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本实用新型无锚定大通道热采封隔器,包括由上至下依次设置的上接头(1)、中心管(3)、支撑座(4)和下接头(2),其特征在于:在中心管(3)和支撑座(4)外围设置有密封筒(5)、坐封机构和锁定机构;所述坐封机构包括活塞组件和动力套(6),所述活塞组件包括至少三个活塞,活塞套接在中心管(3)上,动力套(6)位于相邻两活塞之间,本实用新型结构设计简单,组装方便,难道小,故障率低,成本低。

Description

无锚定大通道热采封隔器
技术领域
本实用新型涉及一种无锚定大通道热采封隔器,属于油田热采油井原油开采领域。
背景技术
热采封隔器是稠油开采中常用的封堵工具,目前常用类型有K241、K445、Y241、Y445、K441等等,各有各的用途和特点,适用不同的现场生产需要,K341热采封隔器类型比较少见,但是,现场生产中一些工艺技术需要该型封隔器,如在泵封一体下返开采管柱中,需要该型配套工具,存在的问题是该型工具可选择性小,还有就是内通道较小,无法通过抽稠泵泵塞,无法满足生产需要。
实用新型内容
本实用新型的目的是,针对上述现有技术的不足,提供一种无锚定大通道热采封隔器。
为解决上述技术问题,本实用新型所采用的技术方案如下:
本实用新型无锚定大通道热采封隔器,包括由上至下依次设置的上接头、中心管、支撑座和下接头,在中心管和支撑座外围设置有密封筒、坐封机构和锁定机构;所述坐封机构包括活塞组件和动力套,所述活塞组件包括至少三个活塞,活塞套接在中心管上,动力套位于相邻两活塞之间。
作为本实用新型的优选方案,所述活塞组件的数量为三个,三个活塞分别为活塞Ⅰ、活塞Ⅱ和活塞Ⅲ,活塞Ⅲ套接在中心管的外部,在活塞Ⅲ外部套接有外挡环,动力套套接在所述的支撑座外部,且动力套紧顶在活塞Ⅰ与活塞Ⅱ端面台阶之间,所述密封筒位于所述上接头与活塞Ⅲ之间,所述活塞Ⅲ与中心管套接处之间存有间隙,活塞Ⅲ可相对于中心管向前移动。
作为本实用新型的优选方案,所述锁定机构包括锁环座、销环、锁环和锁套,活塞Ⅲ下端通过丝扣与锁套前端连接,锁套套接在锁环座的外部,锁环座中部设置有台阶段,在台阶段上设置有丝扣,销环通过内丝扣连接于锁环座上,所述锁环座具有小径段,活塞Ⅱ套接在锁环座小径段端部,锁环位于销环与台阶段之间,在活塞Ⅰ、动力套和下接头外部套接有外缸套。
作为本实用新型的优选方案,所述活塞Ⅲ分为三部分,分别为前后依次设置的前端段、前段和后段凹槽;前端段为圆锥形形状,前段直径大于后段直径在活塞Ⅲ上形成变径凹槽,所述活塞Ⅲ前段后部设有第一凹槽,在第一凹槽处套接有外挡环,且外挡环通过若干剪切销钉固定在活塞Ⅲ上。
作为本实用新型的优选方案,所述变径凹槽的长度大于所述密封筒长度与外挡环宽度之和。
作为本实用新型的优选方案,在上接头下端设有圆形台阶,圆形台阶内径大于所述的活塞Ⅲ外径,圆形台阶的深度大于所述的活塞Ⅲ前端段的长度。
作为本实用新型的优选方案,在中心管上套接有密封环Ⅱ,所述中心管外部具有圆形台阶,密封环Ⅱ位于中心管外部的圆形台阶上,上接头上具有内台阶,密封环Ⅱ一端紧顶在所述上接头的内台阶端面上。
作为本实用新型的优选方案,所述密封筒由耐高温高压材料制成,密封筒内部为柱状空腔,所述活塞Ⅲ前端段插入到柱状空腔内,且密封筒上端紧顶在上接头的下端面上。
作为本实用新型的优选方案,所述的中心管内径最大尺寸为80mm。
作为本实用新型的优选方案,上接头和中心管、中心管与支撑座、支撑座与下接头分别通过丝扣固定连接;在活塞Ⅰ、活塞Ⅱ和活塞Ⅲ上均设置有密封胶圈;在上接头与中心管丝扣连接端垫有密封环Ⅰ,所述密封环Ⅰ由耐高温高压材料制成。
相对于现有技术,本实用新型的有益效果是:1、首先,现有该类型热采封隔器种类很少,增加了该型热采封隔器可选择性;2、内通道直径大,能够满足更多工艺技术需求,适用范围广;3、结构设计简单,组装方便,难道小,故障率低,成本低。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图2是本实用新型局部放大图。
图3是本实用新型局部放大图。
具体实施方式
实施例1
本实施例无锚定大通道热采封隔器,包括由上至下依次设置的上接头1、中心管3、支撑座4和下接头2,在中心管3和支撑座4外围设置有密封筒5、坐封机构和锁定机构。
坐封机构包括活塞组件和动力套6,所述活塞组件包括至少三个活塞,活塞套接在中心管3上,动力套6位于相邻两活塞之间。活塞组件内,活塞的数量可以为三个以上,例如五个、六个等。优选的,所述活塞组件的数量为三个,三个活塞分别为活塞Ⅰ7、活塞Ⅱ8和活塞Ⅲ9,活塞Ⅲ9套接在中心管3的外部,在活塞Ⅲ9外部套接有外挡环15,动力套6套接在所述的支撑座4外部,且动力套6紧顶在活塞Ⅰ7与活塞Ⅱ8端面台阶之间,所述密封筒5位于所述上接头1与活塞Ⅲ9之间,所述活塞Ⅲ9与中心管3套接处之间存有间隙,活塞Ⅲ9可相对于中心管3向前移动。
进一步的,所述活塞Ⅲ9分为三部分,分别为前后依次设置的前端段、前段和后段凹槽;前端段为圆锥形形状,前段直径大于后段直径在活塞Ⅲ上形成变径凹槽,所述变径凹槽的长度大于所述密封筒5长度与外挡环15宽度之和。
在活塞Ⅲ9前段后部设有第一凹槽,在第一凹槽处套接有外挡环15,且外挡环通过若干剪切销钉固定在活塞Ⅲ上。
密封筒5内部为柱状空腔,所述活塞Ⅲ9前端段插入到柱状空腔内,且密封筒5上端紧顶在上接头1的下端面上。
锁定机构包括锁环座10、销环11、锁环12和锁套13,活塞组件与锁套13相连接,锁套13套接在锁环座10的外部,锁环座10中部设置有台阶段,在台阶段上设置有丝扣,销环11通过内丝扣连接于锁环座10上,所述锁环座10具有小径段,活塞Ⅱ8套接在锁环座10小径段端部,锁环12位于销环11与台阶段之间,在活塞Ⅰ7、动力套6和下接头2外部套接有外缸套14。
工作原理:
在油田现场使用时,将上述封隔器或者配套封隔器等工具连接在封堵管柱的油管上,一起下入油井套管内,管柱下放到位后,开始坐封,从井口水泥车打入液体,液压力通过井下管柱传入中心管,再通过中心管传压孔道、中心管与锁环座之间形成的环形间隙进入活塞腔中,推动活塞Ⅰ、活塞Ⅱ、活塞Ⅲ、动力套、锁套等向前移动,进而通过活塞Ⅲ挤压密封筒,三级活塞的挤压力通过活塞Ⅲ前段锥面作用于密封筒内腔壁面上,迫使密封筒径向尺寸不断变大,直至膨胀贴紧在套管壁上,封住油管和套管之间的环形空间,达到封堵目的,在此过程中,设置在锁套内部、尾端的锁牙不断前移,并与锁环的锁牙咬合直至最终锁死,完成封隔器坐封过程。
坐封完成后,在通过管柱向封隔器下部油层注汽时,或者封堵油层时,封隔器承受的下部注汽压力或者地层压力作用在密封筒上,通过密封筒传递到油管柱上,或者传递给配套的管柱锚定器上,实现封堵下部油层目的。有时候封隔器被要求承受上部地层或者注汽压力,此时,注汽压力或者地层压力会通过密封筒传递给外挡环、剪切销钉、活塞Ⅲ、锁套、锁环、销环、锁环座、支撑座、中心管、上接头传递到油管柱上,或者配套的锚定器上,实现封堵上部油层目的。
解封时,通过作业设备上提管柱,管柱上拉力量依次通过上接头、中心管、支撑座、锁环座、销环、锁环、锁套、活塞Ⅲ、剪切销钉、外挡环,最后传递给密封筒,由于密封筒贴紧在套管壁上不能移动,随着上拉力量增大,必然剪断剪切销钉,密封筒和外挡环相对活塞Ⅲ下移,进入活塞Ⅲ后部凹槽内,密封筒失去内支撑,处于解封状态,完成解封动作。
实施例2
本实施例无锚定大通道热采封隔器的结构与实施例1无锚定大通道热采封隔器的结构基本相同,其不同之处在于:在上接头1下端设有圆形台阶,圆形台阶内径大于所述的活塞Ⅲ9外径,圆形台阶的深度大于所述的活塞Ⅲ9前端段的长度。通过对上接头下端的尺寸进行限定,可以提高封隔器封堵效果,从而提高产品应用成功率。
实施例3
本实施例无锚定大通道热采封隔器的结构与实施例1无锚定大通道热采封隔器的结构基本相同,其不同之处在于:上接头1和中心管3、中心管3与支撑座4、支撑座4与下接头2分别通过丝扣固定连接。丝扣连接只是一种连接方式,还可以采用焊接,卡扣连接等其它连接方式。
实施例4
本实施例无锚定大通道热采封隔器的结构与实施例1无锚定大通道热采封隔器的结构基本相同,其不同之处在于:在活塞Ⅰ7、活塞Ⅱ8和活塞Ⅲ9上均设置有密封胶圈,在上接头1与中心管3丝扣连接端垫有密封环Ⅰ17。在中心3上套接有密封环Ⅱ16,所述中心管3外部具有圆形台阶,密封环Ⅱ16位于中心管3外部的圆形台阶上,上接头1上具有内台阶,密封环Ⅱ16一端紧顶在所述上接头1的内台阶端面上。通过设置密封胶圈、密封环Ⅰ和密封环Ⅱ,可以提高产品的密封性能,防止漏气漏水。
实施例5
本实施例无锚定大通道热采封隔器的结构与实施例1无锚定大通道热采封隔器的结构基本相同,其不同之处在于:所述密封环Ⅰ17和密封筒5均由耐高温高压材料制成。通过将密封环和密封筒设置成由耐高温高压材料制成可以使本产品适应于高温高压环境,延长产品的使用寿命。
实施例6
本实施例无锚定大通道热采封隔器的结构与实施例1无锚定大通道热采封隔器的结构基本相同,其不同之处在于:所述的中心管3内径最大尺寸为80mm。通过对中心管内径的尺寸进行限定,可以控制产品的整体尺寸大小。

Claims (10)

1.一种无锚定大通道热采封隔器,包括由上至下依次设置的上接头(1)、中心管(3)、支撑座(4)和下接头(2),其特征在于:在中心管(3)和支撑座(4)外围设置有密封筒(5)、坐封机构和锁定机构;所述坐封机构包括活塞组件和动力套(6),所述活塞组件包括至少三个活塞,活塞套接在中心管(3)上,动力套(6)位于相邻两活塞之间。
2.根据权利要求1所述的无锚定大通道热采封隔器,其特征在于:所述活塞组件的数量为三个,三个活塞分别为活塞Ⅰ(7)、活塞Ⅱ(8)和活塞Ⅲ(9),活塞Ⅲ(9)套接在中心管(3)的外部,在活塞Ⅲ(9)外部套接有外挡环(15),动力套(6)套接在所述的支撑座(4)外部,且动力套(6)紧顶在活塞Ⅰ(7)与活塞Ⅱ(8)端面台阶之间,所述密封筒(5)位于所述上接头(1)与活塞Ⅲ(9)之间,所述活塞Ⅲ(9)与中心管(3)套接处之间存有间隙,活塞Ⅲ(9)可相对于中心管(3)向前移动。
3.根据权利要求1所述的无锚定大通道热采封隔器,其特征在于:所述锁定机构包括锁环座(10)、销环(11)、锁环(12)和锁套(13),活塞组件与锁套(13)相连接,锁套(13)套接在锁环座(10)的外部,锁环座(10)中部设置有台阶段,在台阶段上设置有丝扣,销环(11)通过内丝扣连接于锁环座(10)上,所述锁环座(10)具有小径段,活塞Ⅱ(8)套接在锁环座(10)小径段端部,锁环(12)位于销环(11)与台阶段之间,在活塞Ⅰ(7)、动力套(6)和下接头(2)外部套接有外缸套(14)。
4.根据权利要求2所述的无锚定大通道热采封隔器,其特征在于:所述活塞Ⅲ(9)分为三部分,分别为前后依次设置的前端段、前段和后段凹槽;前端段为圆锥形形状,前段直径大于后段直径在活塞Ⅲ上形成变径凹槽,所述活塞Ⅲ(9)前段后部设有第一凹槽,在第一凹槽处套接有外挡环(15),且外挡环通过若干剪切销钉固定在活塞Ⅲ上。
5.根据权利要求4所述的无锚定大通道热采封隔器,其特征在于:所述变径凹槽的长度大于所述密封筒(5)长度与外挡环(15)宽度之和。
6.根据权利要求2所述的无锚定大通道热采封隔器,其特征在于:在上接头(1)下端设有圆形台阶,圆形台阶内径大于所述的活塞Ⅲ(9)外径,圆形台阶的深度大于所述的活塞Ⅲ(9)前端段的长度。
7.根据权利要求1所述的无锚定大通道热采封隔器,其特征在于:在中心管(3)上套接有密封环Ⅱ(16),所述中心管(3)外部具有圆形台阶,密封环Ⅱ(16)位于中心管(3)外部的圆形台阶上,上接头(1)上具有内台阶,密封环Ⅱ(16)一端紧顶在所述上接头(1)的内台阶端面上。
8.根据权利要求2所述的无锚定大通道热采封隔器,其特征在于:所述密封筒(5)由耐高温高压材料制成,密封筒(5)内部为柱状空腔,所述活塞Ⅲ(9)前端段插入到柱状空腔内,且密封筒(5)上端紧顶在上接头(1)的下端面上。
9.根据权利要求1所述的无锚定大通道热采封隔器,其特征在于:所述的中心管(3)内径最大尺寸为80mm。
10.根据权利要求2至9任意一项所述的无锚定大通道热采封隔器,其特征在于:上接头(1)和中心管(3)、中心管(3)与支撑座(4)、支撑座(4)与下接头(2)分别通过丝扣固定连接;在活塞Ⅰ(7)、活塞Ⅱ(8)和活塞Ⅲ(9)上均设置有密封胶圈;在上接头(1)与中心管(3)丝扣连接端垫有密封环Ⅰ(17),所述密封环Ⅰ(17)由耐高温高压材料制成。
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