CN209011792U - 双向锚定可插管热采封隔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种双向锚定可插管热采封隔器，包括上接头（1）、下接头（2）和脱接套（3），上接头（1）和下接头（2）分别位于脱接套（3）的上下两端，在脱接套（3）外围设置有密封筒（4）、滑动机构、锚定机构、锁定机构和座封机构；所述滑动机构包括滑套（5）、提挂套（6）和支撑体（7），在上接头（1）外部设置有第一提挂台阶，在滑套（5）内部设置有第二提挂台阶，上接头（1）与滑套（5）通过第一提挂台阶和第二提挂台阶挂连接，本实用新型结构简单，组装容易，生产成本低，现场应用故障少。

Description

双向锚定可插管热采封隔器

技术领域

本实用新型涉及一种双向锚定可插管热采封隔器，用于油田热采油井原油开采。

背景技术

热采封隔器是稠油开采中最常用的封堵工具，种类很多，如K341、K241、K445等，各有各的用途和特点，适用不同的现场生产需要，一种双向锚定可插管热采封隔器属于K445类封隔器，一般的K445类封隔器具有双向锚定、丢手功能及封堵功能，但是，由于内通道较小，无法实现插管，因此，对于现场生产中一些特殊工艺需要，没法满足，或者减少了现场稠油生产中开采工艺可选择性，造成低效生产。

在现场应用中，近年也有类似的双向锚定可插管热采封隔器，但是，这些工具的主要缺点是结构复杂，组装难道大，成本高，丢手采用旋转油管卸扣方式，对于套管轨迹复杂的深井或者水平井，操作上容易出现问题，有局限性。

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，提供一种双向锚定可插管热采封隔器。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

本实用新型双向锚定可插管热采封隔器，包括上接头、下接头和脱接套，上接头和下接头分别位于脱接套的上下两端，在脱接套外围设置有密封筒、锚定机构、锁定机构和座封机构；所述滑动机构包括滑套、提挂套和支撑体，在上接头外部设置有第一提挂台阶，在滑套内部设置有第二提挂台阶，上接头与滑套通过第一提挂台阶和第二提挂台阶挂连接，在提挂套内部下端设置有丝扣，提挂套上端外部设置有销钉槽，所述的滑套通过剪切销钉1固定在提挂套上端的销钉槽上，提挂套下端通过丝扣与锚定机构相连接；所述的脱接套为长管状，脱接套上端为带有铣槽的弹簧爪，弹簧爪上端设置有第三提挂台阶，脱接套下端外部设置有丝扣，所述的支撑体由大径段和小径段组成，所述的支撑体小径段插入在脱接套上端的弹簧爪内部，并由固定销固定在一起。

作为本实用新型的优选方案，所述滑套与提挂套配合为间隙配合，所述的滑套可沿着提挂套上段圆柱面滑动；所述的滑套上端套接在所述的上接头外部台阶上，形成挂接关系；所述的滑套与所述的上接头接触处为间隙配合，滑套可沿着上接头外部台阶面滑动，所述的上接头下部包含在所述的滑套与所述的提挂套之内。

作为本实用新型的优选方案，所述锚定机构包括上锥体、卡瓦、卡瓦套、压簧、销钉2 和下锥体，提挂套后部与上锥体丝扣连接形成内部第四提挂台阶，第四提挂台阶与脱接套弹簧爪上端的第三提挂台阶挂连在一起，卡瓦位于卡瓦套上的槽窗内，所述的卡瓦前后端内面为圆锥面形，卡瓦前端内圆锥面紧靠在所述的上锥体下部圆锥面上，卡瓦后端内圆锥面紧靠在所述的下锥体前端圆锥面上，所述的下锥体套接在脱接套上，在卡瓦中部外面设置有卡槽，所述的压簧一端安置在所述的卡瓦中部卡槽内，压簧另一端挤压卡瓦套中间隔挡内的卡槽内。

作为本实用新型的优选方案，所述的上锥体套接在脱接套上，所述的上锥体小径段套接在脱接套小径段，上锥体大径段套接在所述的脱接套弹簧爪外部，在脱接套上端弹簧爪根部设置有第一键槽，第一键槽里放置有方形的防转块，在上锥体上段内部轴向设置有第二键槽，第二键槽与脱接套上端弹簧爪根部设置的第一键槽相对应，所述脱接套变径处与所述的上锥体下部内台阶形成挂接关系。

作为本实用新型的优选方案，所述的脱接套与所述的上锥体二者接触处为间隙配合，使脱接套相互能够滑动。

作为本实用新型的优选方案，所述的卡瓦套内部设置有内台阶，在上锥体后部外侧设置有外台阶，卡瓦套通过内台阶挂接在上锥体的外台阶上，在卡瓦套下部设置有螺纹孔，所述的下锥体中部设置有销钉槽和卡槽，所述的卡瓦套通过剪切销钉2与下锥体连接。

作为本实用新型的优选方案，所述的锁定机构包括销环、锁环和销钉3，销环和锁环均位于脱接套外侧，且锁环位于销环后部，销钉3将下锥体与座封机构进行固定，在锁环上设置有丝扣，在脱接套中部外面设置有与锁环丝扣相对应的锁定用丝扣。

作为本实用新型的优选方案，所述的座封机构包括活塞、挡环和缸套，活塞套接在脱接套上，所述活塞分为三部分，分别为前后依次设置的前径段、变径段和后径段，后径段直径大于前径段直径使变径段外部形成锥体面，密封筒套接在前径段上；挡环设置于前径段外部且位于密封筒前端，缸套通过销钉4固定于后径段外部。

作为本实用新型的优选方案，在活塞内侧设置有第二台阶，活塞外侧设置有第三台阶，在第二台阶上设置有丝扣，所述的销环外部为台阶状，销环通过外部丝扣与所述的活塞前端部连接，所述销环台阶状的外凸台阶形成对活塞的安装限位，使销环与活塞连接后内部形成台阶式空间，锁环置于该台阶式空间内部，所述的活塞、下接头包容在所述的缸套之内；在下锥体下部设置有剪切销钉螺纹孔，下锥体通过剪切销钉3固定在销环凸台与活塞前端面共同形成的销钉槽内，所述的活塞通过剪切销钉4连接在所述的缸套前端螺纹孔内，所述的缸套与所述的下接头通过丝扣连接。

作为本实用新型的优选方案，所述挡环内部为台阶式圆柱面，大圆柱面内径大于所述的活塞大端直径，所述的挡环内部大圆柱面深度大于所述的活塞中部变径段长度；所述的脱接套内孔为通孔，其内径的设计最大参数为80mm。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：

该热采封隔器具有锚定机构，在采油时可对封隔器位置进行固定，防止封隔器出现位置变化；

1、结构简单，组装容易，生产成本低，现场应用故障少；

2、采用自动丢手方式，适用于套管轨迹复杂的深井或者水平井，操作工艺简单，简化了操作工艺过程，不容易出现问题，适应性好；

3、可以应用于常采井找堵水，在常采油井中，通过调整管柱深度，可以实现上、下层任意层单采，达到找堵水目的，也可以实现两层合采，简化找堵水过程，找堵水性能可靠，判断准确，节省作业时间及作业费用。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图。

图2是滑动机构局部放大图。

图3是锚定机构局部放大图。

图4是锁定机构局部放大图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实施例双向锚定可插管热采封隔器，包括上接头1、下接头2和脱接套3，上接头1和下接头2分别位于脱接套3的上下两端，在脱接套3外围设置有密封筒4、滑动机构、锚定机构、锁定机构和座封机构。

参见图2，滑动机构包括滑套5、提挂套6和支撑体7，在上接头1外部设置有第一提挂台阶，在滑套5内部设置有第二提挂台阶，上接头1与滑套5通过第一提挂台阶和第二提挂台阶挂连接，在提挂套6内部下端设置有丝扣，提挂套6上端外部设置有销钉槽，所述的滑套5通过剪切销钉1固定在提挂套6上端的销钉槽上，提挂套6下端通过丝扣与锚定机构相连接；所述的脱接套3为长管状，脱接套3上端为带有铣槽的弹簧爪，弹簧爪上端设置有第三提挂台阶，脱接套3下端外部设置有丝扣，所述的支撑体7由大径段和小径段组成，所述的支撑体7小径段插入在脱接套3上端的弹簧爪内部，并由固定销8固定在一起。滑套5与提挂套6配合为间隙配合，所述的滑套5可沿着提挂套6上段圆柱面滑动。所述的滑套5上端套接在所述的上接头1外部台阶上形成挂接关系；所述的滑套5与所述的上接头1接触处为间隙配合，滑套5可沿着上接头外部台阶面滑动，所述的上接头1下部包含在所述的滑套5与所述的提挂套6之内。

在滑套下端设置有若干销钉螺纹孔， 滑套通过若干剪切销钉1连接在提挂套螺纹槽上。所述的滑套在没有剪切销钉1固定时，可沿着提挂套上段圆柱面滑动；

参见图3，锚定机构包括上锥体9、卡瓦10、卡瓦套11、压簧12和下锥体13，提挂套6后部与上锥体9丝扣连接形成内部第四提挂台阶，第四提挂台阶与脱接套3弹簧爪上端的第三提挂台阶挂连在一起，卡瓦10位于卡瓦套11上的槽窗内，所述的卡瓦10前后端内面为圆锥面形，卡瓦10前端内圆锥面紧靠在所述的上锥体9下部圆锥面上，卡瓦10后端内圆锥面紧靠在所述的下锥体13前端圆锥面上，所述的下锥体13套接在脱接套3上，在卡瓦10中部外面设置有卡槽，所述的压簧12一端安置在所述的卡瓦10中部卡槽内，压簧12另一端挤压卡瓦套11中间隔挡内的卡槽内。

上锥体9套接在脱接套3上，所述的上锥体9小径段套接在脱接套3小径段，上锥体9大径段套接在所述的脱接套3弹簧爪外部，在脱接套3上端弹簧爪根部设置有第一键槽，第一键槽里放置有方形的防转块14，在上锥体9上段内部轴向设置有第二键槽，第二键槽与脱接套3上端弹簧爪根部设置的第一键槽相对应，所述脱接套变径处与所述的上锥体9下部内台阶形成挂接关系。所述的卡瓦套11内部设置有内台阶，在上锥体9后部外侧设置有外台阶，卡瓦套11通过内台阶挂接在上锥体9的外台阶上，在卡瓦套11下部设置有螺纹孔，所述的下锥体13中部设置有销钉槽和卡槽，所述的卡瓦套11通过剪切销钉2与下锥体13连接。

优选的，所述的脱接套3与所述的上锥体9二者接触处为间隙配合，使脱接套3与上椎体之间相互能够滑动。

参见图4，锁定机构包括销环15、锁环16和销钉3，销环15和锁环16均位于脱接套3外侧，且锁环16位于销环15后部，销钉3将下锥体13与座封机构进行固定，在锁环16上设置有丝扣，在脱接套3中部外面设置有与锁环丝扣相对应的锁定用丝扣。下锥体13通过剪切销钉3固定在销环凸台与活塞前端面共同形成的销钉槽内。

座封机构包括活塞18、挡环19和缸套20，活塞18套接在脱接套3上，所述活塞18分为三部分，分别为前后依次设置的前径段、变径段和后径段，后径段直径大于前径段直径使变径段外部形成锥体面，密封筒4套接在前径段上；挡环19设置于前径段外部且位于密封筒4前端，缸套20通过销钉4固定于后径段外部。在活塞18内侧设置有第二台阶，活塞18外侧设置有第三台阶，在第二台阶上设置有丝扣，所述的销环15外部为台阶状，销环15通过外部丝扣与所述的活塞18前端部连接，销环15台阶状的外凸台阶形成对活塞18的安装限位，销环15与活塞18连接后内部形成台阶式空间，锁环16置于该台阶式空间内部；所述的活塞18、下接头2包容在所述的缸套20之内；在下锥体13下部设置有剪切销钉螺纹孔，所述的活塞18通过剪切销钉4连接在所述的缸套20前端螺纹孔内，所述的缸套20与所述的下接头2通过丝扣连接。

本实施例的工作原理为：

在油田现场应用时将上述双向锚定可插管热采封隔器以及配套的其它工具连接在设计的封堵管柱的油管上，一起下入油井套管内，管柱下放到位后，开始座封双向锚定可插管热采封隔器，从井口水泥车打入水压，液压力通过管柱传入中心管，再通过中心管上开设的进水孔进入活塞腔中，推动活塞，挤压活塞，当推力达到设定力度时，剪切销钉4被剪断，活塞推动锁环、销环、剪切销钉3、下锥体、剪切销钉2、卡瓦套等向前移动，卡瓦套推动卡瓦前移，在上锥体锥面的作用下，卡瓦前移同时不断向外径向扩张，当卡瓦扩张到贴紧套管内壁时，无法继续移动，护套也不再移动，活塞、锁环、销环、下锥体仍然在前移，推力通过下锥体销钉槽传递到剪切销钉2上，剪断剪切销钉2，下锥体等继续移动，最终下锥体锥面贴紧在卡瓦的下锥面上，卡瓦更牢固地锚定在套管壁上，实现锚定动作，此时，下锥体、挡环、密封筒不再前移，活塞、锁环、销环继续向前移动，活塞的挤压力作用于剪切销钉3上，当挤压力足够大时，剪断剪切销钉3，活塞、锁环、销环等继续前移，活塞的挤压力通过活塞中部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，在此过程中锁环不断前移，锁环锁牙与设计在脱接套中部的锁牙咬合，直至最终锁死，完成封隔器坐封过程。

在以上封隔器坐封过程中，管柱中液压力同时作用在滑套上，在完成封隔器的坐封过程后，压力达到设定值时，剪断剪切销钉1，上接头、滑套及上部管柱脱离封隔器提挂套，完成丢手动作。之后，去掉地面打压管线，起出投送管柱，再下入配套的插管及工具。

完成座封、丢手动作后，封隔器即进入工作状态，如果封隔器承受下部地层或者下部注汽推力时，推力会通过密封筒、挡环传递到下锥体上，力量继续上传作用在卡瓦上，在上锥体锥面共同作用下，卡瓦更加牢固地锚定在套管壁上，由此注汽等封隔器下部压力传导到套管壁上。当封隔器承受上部地层或者注汽压力时，注汽压力或者地层压力会通过密封筒传递给缸套、下接头、脱接套，通过脱接套台阶传递到上锥体上，在上锥体锥面的作用下，卡瓦更加牢固地锚定在套管壁上，封隔器上部压力传导到套管壁上，防止封隔器向下滑动，如此，保证封堵管柱在油井中不能上下移动。

解封解卡时，下入带有专用打捞矛的打捞管柱，捞住后，上提管柱，上提力量通过矛爪传递给支撑体，剪断固定销，支撑体从脱接套弹簧爪中脱出，弹簧爪失去内支撑，支撑体继续上移，带动提挂套上移，提挂套拉动上锥体，上锥体迫使脱接套弹簧爪内收，上锥体相对脱接套上移，拉动卡瓦套，卡瓦套拉动卡瓦上移、回收，完成管柱解卡动作，继续上提起出管柱。

实施例2

本实施例双向锚定可插管热采封隔器的结构与实施例1双向锚定可插管热采封隔器的结构基本相同，其不同之处在于：所述挡环19内部为台阶式圆柱面，大圆柱面内径大于所述的活塞18大端直径，所述的挡环19内部大圆柱面深度大于所述的活塞18中部变径段长度。通过对挡环内部尺寸进行限定，可以提高本产品封堵密封性能，从而提高产品质量。

实施例3

本实施例双向锚定可插管热采封隔器的结构与实施例1双向锚定可插管热采封隔器的结构基本相同，其不同之处在于：所述的脱接套3内孔为通孔，其内径的设计最大参数为80mm。

Claims (10)

1.一种双向锚定可插管热采封隔器，包括上接头（1）、下接头（2）和脱接套（3），上接头（1）和下接头（2）分别位于脱接套（3）的上下两端，其特征在于：在脱接套（3）外围设置有密封筒（4）、滑动机构、锚定机构、锁定机构和座封机构；所述滑动机构包括滑套（5）、提挂套（6）和支撑体（7），在上接头（1）外部设置有第一提挂台阶，在滑套（5）内部设置有第二提挂台阶，上接头（1）与滑套（5）通过第一提挂台阶和第二提挂台阶挂连接，在提挂套（6）内部下端设置有丝扣，提挂套（6）上端外部设置有销钉槽，所述的滑套（5）通过剪切销钉1固定在提挂套（6）上端的销钉槽上，提挂套（6）下端通过丝扣与锚定机构相连接；所述的脱接套（3）为长管状，脱接套（3）上端为带有铣槽的弹簧爪，弹簧爪上端设置有第三提挂台阶，脱接套（3）下端外部设置有丝扣，所述的支撑体（7）由大径段和小径段组成，所述的支撑体（7）小径段插入在脱接套（3）上端的弹簧爪内部，并由固定销（8）固定在一起。

2.根据权利要求1所述的双向锚定可插管热采封隔器，其特征在于：所述滑套（5）与提挂套（6）配合为间隙配合，所述的滑套（5）可沿着提挂套（6）上段圆柱面滑动；所述的滑套（5）上端套接在所述的上接头（1）外部台阶上形成挂接关系；所述的滑套（5）与所述的上接头（1）接触处为间隙配合，滑套（5）可沿着上接头外部台阶面滑动，所述的上接头（1）下部包含在所述的滑套（5）与所述的提挂套（6）之内。

3.根据权利要求1所述的双向锚定可插管热采封隔器，其特征在于：所述锚定机构包括上锥体（9）、卡瓦（10）、卡瓦套（11）、压簧（12）和下锥体（13），提挂套（6）后部与上锥体（9）丝扣连接形成内部第四提挂台阶，第四提挂台阶与脱接套（3）弹簧爪上端的第三提挂台阶挂连在一起，卡瓦（10）位于卡瓦套（11）上的槽窗内，所述的卡瓦（10）前后端内面为圆锥面形，卡瓦（10）前端内圆锥面紧靠在所述的上锥体（9）下部圆锥面上，卡瓦（10）后端内圆锥面紧靠在所述的下锥体（13）前端圆锥面上，所述的下锥体（13）套接在脱接套（3）上，在卡瓦（10）中部外面设置有卡槽，所述的压簧（12）一端安置在所述的卡瓦（10）中部卡槽内，压簧（12）另一端挤压卡瓦套（11）中间隔挡内的卡槽内。

4.根据权利要求3所述的双向锚定可插管热采封隔器，其特征在于：所述的上锥体（9）套接在脱接套（3）上，所述的上锥体（9）小径段套接在脱接套（3）小径段，上锥体（9）大径段套接在所述的脱接套（3）弹簧爪外部，在脱接套（3）上端弹簧爪根部设置有第一键槽，第一键槽里放置有方形的防转块（14），在上锥体（9）上段内部轴向设置有第二键槽，第二键槽与脱接套（3）上端弹簧爪根部设置的第一键槽相对应，所述脱接套（3）变径处与所述的上锥体（9）下部内台阶形成挂接关系。

5.根据权利要求3所述的双向锚定可插管热采封隔器，其特征在于：所述的脱接套（3）与所述的上锥体（9）二者接触处为间隙配合，使脱接套（3）相互能够滑动。

6.根据权利要求3至5任意一项所述的双向锚定可插管热采封隔器，其特征在于：所述的卡瓦套（11）内部设置有内台阶，在上锥体（9）后部外侧设置有外台阶，卡瓦套（11）通过内台阶挂接在上锥体（9）的外台阶上，在卡瓦套（11）下部设置有螺纹孔，所述的下锥体（13）中部设置有销钉槽和卡槽，所述的卡瓦套（11）通过剪切销钉2（22）与下锥体（13）连接。

7.根据权利要求3所述的双向锚定可插管热采封隔器，其特征在于：所述的锁定机构包括销环（15）、锁环（16）和销钉3（17），销环（15）和锁环（16）均位于脱接套（3）外侧，且锁环（16）位于销环（15）后部，销钉3（17）将下锥体（13）与座封机构进行固定，在锁环（16）上设置有丝扣，在脱接套（3）中部外面设置有与锁环丝扣相对应的锁定用丝扣。

8.根据权利要求7所述的双向锚定可插管热采封隔器，其特征在于：所述的座封机构包括活塞（18）、挡环（19）和缸套（20），活塞（18）套接在脱接套（3）上，所述活塞（18）分为三部分，分别为前后依次设置的前径段、变径段和后径段，后径段直径大于前径段直径使变径段外部形成锥体面，密封筒（4）套接在前径段上；挡环（19）设置于前径段外部且位于密封筒（4）前端，缸套（20）通过销钉4（21）固定于后径段外部。

9.根据权利要求8所述的双向锚定可插管热采封隔器，其特征在于：在活塞（18）内侧设置有第二台阶，活塞（18）外侧设置有第三台阶，在第二台阶上设置有丝扣，所述的销环（15）外部为台阶状，销环（15）通过外部丝扣与所述的活塞（18）前端部连接，销环（15）台阶状的外凸台阶形成对活塞（18）的安装限位，销环（15）与活塞（18）连接后内部形成台阶式空间，锁环（16）置于该台阶式空间内部；所述的活塞（18）、下接头（2）包容在所述的缸套（20）之内；在下锥体（13）下部设置有剪切销钉螺纹孔，所述的活塞（18）通过剪切销钉4（21）连接在所述的缸套（20）前端螺纹孔内，所述的缸套（20）与所述的下接头（2）通过丝扣连接。

10.根据权利要求8或9所述的双向锚定可插管热采封隔器，其特征在于：所述挡环（19）内部为台阶式圆柱面，大圆柱面内径大于所述的活塞（18）大端直径，所述的挡环（19）内部大圆柱面深度大于所述的活塞（18）中部变径段长度；所述的脱接套（3）内孔为通孔，其内径的设计最大参数为80mm。