CN209430155U - 一种长效隔采封隔器 - Google Patents

Abstract

一种长效隔采封隔器，上接头外内分别设上缸筒和上中心管，其间有副主活塞，中有上中心管孔道。打捞头与上压环通过解封剪钉卡设。上压环内固定连接套外，连接套内固定胶筒轴，胶筒轴有胶筒。下中心管套在上中心管外通过丢手剪钉卡设。胶筒轴上套设下压环。下压环与胶筒轴之间有上锥体的左侧，与下压环固定。上锥体右与卡瓦左内表面形状配合。下锥体左与卡瓦右内表面形状相配合。下锥体内有承接滑套，内有球座通过球座剪钉卡设，有密封球。下锥体外有下缸筒。油从承接滑套孔道进下锥体内从单流阀到下锥体外、下锥体内向右进入扩张胶筒内，双胶筒增强密封可靠性。圆筒卡瓦锚定力均匀。坐封顺序可控坐封彻底更长效满足设计施工要求管柱顺利可起出。

Description

一种长效隔采封隔器

技术领域

本实用新型涉及油气田井下工具，特别是涉及一种长效隔采封隔器，是可回收型回插式长效隔采封隔器。

背景技术

油田油井随时间的推移，井下套管因腐蚀等原因逐渐会出现套破等情况，导致油层与水层连通，影响油田正常开发，严重时导致水淹油层，无法生产。

对于套破井80%以上的治理采用封隔器隔采工艺。目前用于隔采的封隔器主要有压缩式胶筒密封型式及扩张式胶筒密封型式，并根据需要采用卡瓦锚定、悬挂或尾管支撑。此类封隔器一般连接采油泵直接使用，经常出现密封有效期短，密封效果不理想，有渗漏等情况，并且在老井中采用卡瓦锚定时往往会导致封隔器坐封段挤压变形、加重腐蚀，使工况变差导致隔采周期短。

目前封隔器存在的主要问题：其一是封隔器带锚定结构的隔采工具一般在周向均匀分布三个卡瓦，封隔器锚定属于三点接触，在老井中应用时，会进一步破坏套管甚至会导致套破；其二是不带锚定的封隔器在抽油过程中由于管柱蠕动工具会很快失效；其三是目前通用封隔器均为一组压缩式胶筒或扩张式胶筒组成，在老井中使用时密封有效期短。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服以上不足提供一种长效隔采封隔器，增强密封可靠性。

采用的技术方案

一种长效隔采封隔器，包括上接头、上缸筒、上中心管和胶筒。

其技术要点在于：

上接头外侧固定连接上缸筒左侧内壁。

上接头内侧固定连接上中心管左侧外壁。

上缸筒左侧内壁和上中心管左侧外壁之间形成的空间里设有副活塞和主活塞。副活塞位于左侧，主活塞位于右侧。

副活塞和主活塞之间的上中心管开设有上中心管孔道。

主活塞右侧与打捞头左侧位置相对应。

打捞头右外侧与套设在外侧的上压环通过解封剪钉卡设固定。

上压环右内侧固定连接连接套外壁，连接套内壁固定连接胶筒轴，胶筒轴上套设胶筒，胶筒位于上压环和连接套右侧。

下中心管套设在上中心管外壁，相互之间通过丢手剪钉卡设固定。

胶筒轴套设在下中心管上。

胶筒轴上还套设有下压环，下压环位于胶筒右侧。

下压环左侧设有向内延伸的凸台，与胶筒轴右侧向外延伸的凸台位置相对，之间设有上锥体的左侧部分，上锥体左侧外壁与下压环右侧内壁固定连接。

上锥体套设在下中心管外侧。

卡瓦套设在下中心管外侧，位于上锥体右侧。

上锥体右侧倒勾和尖端与卡瓦左侧内表面形状相配合。

上锥体右侧设有右侧组件。

右侧组件的下锥体左侧倒勾和尖端与卡瓦右侧内表面形状相配合。

下锥体套设在下中心管外侧，与下中心管固定连接。

右侧组件包括下锥体、下缸筒和扩张胶筒。

承接滑套套设在上中心管内，相互固定连接。

球座套设在承接滑套左侧内，相互之间通过球座剪钉卡设固定，球座左侧开口处设有密封球。

球座设有外凸凸台，承接滑套内设有对应的内凸台，并在承接滑套的内凸台右侧开设有承接滑套孔道。

下锥体外侧套设固定有下缸筒。

承接滑套外侧和下锥体内侧形成第一通道，承接滑套孔道与第一通道一端连通，第一通道另一端连通位于下锥体内的单流阀入口。

下锥体外侧和下缸筒内侧形成第二通道，第二通道左侧连通单流阀出口，第二通道右侧连通位于下锥体内的第三通道一端。

挡环套设在下锥体内侧，位于承接滑套右侧。

滑套套设在挡环内侧，相互通过泄压剪钉卡设固定。

下接头套设在滑套外侧，同时左侧位于下锥体内侧，相互固定连接。挡环位于下接头左侧。

上管头套设在下接头外侧。

上管头右侧固定扩张胶筒，扩张胶筒套设在下接头外侧。

扩张胶筒右侧固定下管头，下管头内侧和下接头外侧固定连接。

上管头内侧、扩张胶筒内侧、下管头内侧和下接头外侧形成第四通道。

第三通道另一端连通第四通道左侧。

下接头开设有下接头孔道，下接头孔道一端与第三通道中部连接，下接头孔道另一端位于滑套外侧。

副活塞和主活塞之间卡设有副活塞启动钉，主活塞上穿设有卡块。上缸筒位于副活塞左侧的外壁上开设有气孔。

主活塞活塞杆向右伸出，主活塞活塞杆固定连接爪簧左内侧。爪簧套设在打捞头外侧，爪簧右内侧与上压环左外侧通过弹性压接连接。

打捞头右内侧设有锁簧和锁簧套。上管头外侧和扩张胶筒外侧连接处套设有上压套。扩张胶筒外侧和下管头外侧连接处套设有下压套。

其优点在于：

设有压缩式胶筒及扩张式胶筒两个胶筒，增强密封可靠性。

设有圆筒式卡瓦，卡瓦坐卡后与套管周向全部接触，锚定力均匀作用于套管内壁。

卡瓦设计于两胶筒中间，防止卡瓦因有落物及结垢等原因不易回收。

坐封顺序可控，保证坐封彻底，防止两组胶筒因同时坐封导致互相干涉。

有两组胶筒密封，比目前使用的封隔器更加长效，满足设计施工要求，管柱起出顺利，降低投入成本，减少额外作业费用。

附图说明

图1为长效隔采封隔器的结构示意图。

图2为图1中左侧部分放大视图。

图3为图1中右侧部分放大视图。

上接头1、上缸筒2、副活塞3、卡簧4、卡块5、主活塞6、爪簧7、上中心管8、打捞头9、上压环10、锁簧11、锁簧套12、连接套13、胶筒14、胶筒轴15、下压环16、上锥体17、下中心管18、卡瓦19、下锥体20、承接滑套21、球座22、单流阀23、承接套24、挡环25、滑套26、下缸筒27、下接头28、上管头29、上压套30、扩张胶筒31、下管头32、泄压剪钉34、球座剪钉35、封堵球36、第四O型胶圈37、丢手剪钉38、解封剪钉39、副活塞启动钉40、上上中心管孔道41、气孔42、承接滑套孔道43、第一通道44、第二通道45、第三通道46、第四通道47、下压套48、下接头孔道49。

具体实施方式

一种长效隔采封隔器，包括上接头1、上缸筒2、上中心管8和胶筒14。

上接头1外侧螺纹固定连接上缸筒2左侧内壁。

上接头1内侧螺纹固定连接上中心管8左侧外壁。

上缸筒2左侧内壁和上中心管8左侧外壁之间形成的空间里设有副活塞3和主活塞6。副活塞3位于左侧，主活塞6位于右侧。

副活塞3和主活塞6之间的上中心管8开设有上中心管孔道41。

主活塞6右侧与打捞头9左侧位置相对应接触。

打捞头9右外侧与套设在外侧的上压环10通过解封剪钉39卡设固定。

上压环10右内侧螺纹固定连接连接套13外壁，连接套13内壁螺纹固定连接胶筒轴15，胶筒轴15上套设胶筒14，胶筒14位于上压环10和连接套13右侧。

下中心管18套设在上中心管8外壁，相互之间通过位于左侧丢手剪钉38卡设固定。

胶筒轴15套设在下中心管18上。

胶筒轴15上还套设有下压环16，下压环16位于胶筒14右侧。

下压环16左侧设有向内延伸的凸台，与胶筒轴15右侧向外延伸的凸台位置相对，之间设有上锥体17的左侧部分，上锥体17左侧外壁与下压环16右侧内壁螺纹固定连接。

上锥体17套设在下中心管18外侧。

卡瓦19套设在下中心管18外侧，位于上锥体17右侧。

上锥体17右侧倒勾和尖端与卡瓦19左侧内表面形状相配合。

上锥体17右侧设有右侧组件。

右侧组件的下锥体20左侧倒勾和尖端与卡瓦19右侧内表面形状相配合。

下锥体20套设在下中心管18外侧，与下中心管18螺纹固定连接。

右侧组件包括下锥体20、下缸筒27和扩张胶筒31。

承接滑套21套设在上中心管8内，相互螺纹固定连接。

球座22套设在承接滑套21左侧内，相互之间通过球座剪钉35卡设固定，球座22左侧开口处设有密封球36。

球座22设有外凸凸台，承接滑套21内设有对应的内凸台，并在承接滑套21的内凸台右侧开设有承接滑套孔道43。

下锥体20外侧套设固定有下缸筒27，相互之间通过右侧对应的凸台限位固定。

承接滑套21外侧和下锥体20内侧形成第一通道44，承接滑套孔道43与第一通道44一端连通，第一通道44另一端连通位于下锥体20内的单流阀23入口。

下锥体20外侧和下缸筒27内侧形成第二通道45，第二通道45左侧连通单流阀23出口，第二通道45右侧连通位于下锥体20内的第三通道46一端。

挡环25套设在下锥体20内侧，位于承接滑套21右侧。

滑套26套设在挡环25内侧，相互通过泄压剪钉34卡设固定。

下接头28套设在滑套26外侧，同时左侧位于下锥体20内侧，相互螺纹固定连接。挡环25位于下接头28左侧。

上管头29套设在下接头28外侧，上管头29左侧伸入下锥体20右内侧，相互螺纹固定连接。

上管头29右侧固定扩张胶筒31，扩张胶筒31套设在下接头28外侧。

扩张胶筒31右侧固定下管头32，下管头32内侧和下接头28外侧螺纹固定连接。

上管头29内侧、扩张胶筒31内侧、下管头32内侧和下接头28外侧形成第四通道47。

第三通道46另一端连通第四通道47左侧。

下接头28开设有下接头孔道49，下接头孔道49一端与第三通道46中部连接，下接头孔道49另一端位于滑套26外侧。

副活塞3和主活塞6之间卡设有副活塞启动钉40，主活塞6上穿设有卡块5，卡块5上方凹槽卡设在副活塞启动钉40下方，卡块5下方卡设在上中心管孔道41口槽内。

上缸筒2位于副活塞3左侧的外壁上开设有气孔42。

副活塞3和主活塞6之间的上中心管8外壁设有卡簧4，防止副活塞3右移。

主活塞6活塞杆向右伸出，主活塞6活塞杆螺纹固定连接爪簧7左内侧。

爪簧7套设在打捞头9外侧，打捞头9套设在上中心管8外侧，共同位于上缸筒2内壁和上中心管8外壁之间形成的空间里。

爪簧7右内侧与上压环10左外侧通过弹性压接连接。

打捞头9右内侧设有锁簧11和锁簧套12，锁簧11和锁簧套12位于打捞头9向外延伸的凸台、连接套13向内延伸的凸台和下中心管18之间的空间内。锁簧11和锁簧套12套设在下中心管18外壁。锁簧11和锁簧套12为已知技术。

上管头29外侧和扩张胶筒31外侧连接处套设有上压套30。

扩张胶筒31外侧和下管头32外侧连接处套设有下压套48。

上中心管8外壁凸台位于下中心管18左边缘外侧，与主活塞6位置相对应。

承接套24螺纹固定连接在承接滑套21内，位于球座22右侧。

上管头29、扩张胶筒31和下管头32为硫化一体。

下压套48右侧有螺纹固定连接在下管头32上的背帽33。

上中心管8和上接头1之间有第一O型胶圈50。

副活塞3上有第二O型胶圈51，主活塞6上有第三O型胶圈52。

下中心管18和胶筒轴15之间有第四O型胶圈37，位于下压环16下方。

下锥体20内侧和下中心管18外侧之间有第五O型胶圈53。

承接滑套21外侧和上中心管8内侧之间有第六O型胶圈54。

承接滑套21和球座22之间有第七O型胶圈，承接滑套21和下锥体20之间也有O型胶圈，均位于承接滑套孔道43左侧。

承接滑套21和球座22之间有第八O型胶圈，位于承接滑套孔道43右侧。

下锥体20外侧和下缸筒27内侧之间有第九O型胶圈，位于单流阀23左侧。

承接滑套21外侧和下锥体20内侧之间有第十O型胶圈，位于单流阀23右侧。

下接头28和外侧的下锥体20之间有第十一O型胶圈，位于下接头孔道49左侧。

滑套26和外侧的下接头28之间有第十二O型胶圈，位于下接头孔道49左侧。

滑套26和外侧的下接头28之间有第十三O型胶圈，位于下接头孔道49右侧。

下锥体20和外侧的下缸筒27内侧之间有第十四O型胶圈，位于第二通道45和第三通道46连接处。

上管头29和下锥体20之间有第十五O型胶圈。

上管头29和外侧的上压套30之间有第十六O型胶圈，位于扩张胶筒31左侧。

下管头32和外侧的下压套48之间有第十七O型胶圈，位于扩张胶筒31右侧。

下管头32和内侧的下接头28之间有第十八O型胶圈，位于扩张胶筒31右侧。

上述的密封圈的设置位置为油路密封和畅通使用，本领域技术人员可以根据常识自行设置。

卡瓦19为圆筒形卡瓦，卡瓦周向均匀交错割缝，卡瓦径向两端一定长度范围内车光台，光台直径依据实际应用情况确定。

工具有两组密封胶筒即胶筒组合：胶筒14和扩张胶筒31，卡瓦19位于胶筒组合与扩张胶筒31之间。封堵球36为钢球。

丢手剪钉38、解封剪钉39、泄压剪钉34的个数根据需要在圆周上均匀设置。

其工作原理为：

坐封过程：油管连接上接头1将本封隔器下入套管中，未座封时，胶筒14、扩张胶筒31、卡瓦19，均为收缩状态。油管内打压，液体从上中心管8左侧D方向开始，液体进入上中心管孔道41，随着压力增大会剪断副活塞启动钉40，卡块5吐出，液体推动副活塞3向左运动，主活塞6向右运动，推动爪簧7、打捞头9、上压环10、锁簧11、锁簧套12、连接套13、胶筒14、胶筒轴15、下压环16、上锥体17向右运动，座封锁簧11和锁簧套12逐步锁定，上锥体17右侧尖端使卡瓦19膨胀锚定，上压环10继续向右和下压环16在胶筒轴15滑动向左挤压之间的胶筒14膨胀，至与套管紧密贴合。

同时液体推动封堵球36、球座22，压力到达一定值后球座剪钉35被剪断，球座22右移，液体可以进入承接滑套孔道43，从第一通道44进入单流阀23，进入第二通道45、第三通道46、第四通道47，进入扩张胶筒31内侧，逐渐使扩张胶筒31与套管紧密贴合。

丢手过程：上提管柱带动上接头1，丢手剪钉38会被拉断，上接头1、上缸筒2、副活塞3、卡簧4、卡块5、主活塞6（卡住上中心管8外壁凸台）、爪簧7、上中心管8、承接滑套21、球座22、承接套24、封堵球36，被向左拉出。

解封过程：需要解封时使用打捞工具连接油管管柱下井打捞，下入到位后下压管柱一定载荷后管柱下行一段行程，打捞工具与打捞头9对接，连接住打捞头9，打捞工具和滑套26对应的工件向右推动滑套26剪断泄压剪钉34，滑套26右移（由于下接头28右侧的缩颈不会掉出），扩张胶筒31内侧的液体从承接滑套孔道43流出，扩张胶筒31回缩。

然后继续拉动打捞工具至剪断解封剪钉39，拉动打捞头9左移，打捞头9右侧外凸台拉动上压环10左侧内凸台左移，上压环10、连接套13、胶筒14、胶筒轴15左移，胶筒14回缩，胶筒轴15右侧外凸台拉动下压环16左侧内凸台，下压环16拉动上锥体17，卡瓦19回缩。拉动下锥体20、下接头28、上管头29、扩张胶筒31、下管头32等其他剩余部件，继续拉动打捞工具，达到行程后将管柱提出井外。本封隔器也被全部拉出。

Claims (9)

1.一种长效隔采封隔器，包括上接头（1）、上缸筒（2）、上中心管（8）和胶筒（14）；其特征在于：

上接头（1）外侧固定连接上缸筒（2）左侧内壁；

上接头（1）内侧固定连接上中心管（8）左侧外壁；

上缸筒（2）左侧内壁和上中心管（8）左侧外壁之间形成的空间里设有副活塞（3）和主活塞（6）；副活塞（3）位于左侧，主活塞（6）位于右侧；

副活塞（3）和主活塞（6）之间的上中心管（8）开设有上中心管孔道（41）；

主活塞（6）右侧与打捞头（9）左侧位置相对应；

打捞头（9）右外侧与套设在外侧的上压环（10）通过解封剪钉（39）卡设固定；

上压环（10）右内侧固定连接连接套（13）外壁，连接套（13）内壁固定连接胶筒轴（15），胶筒轴（15）上套设胶筒（14），胶筒（14）位于上压环（10）和连接套（13）右侧；

下中心管（18）套设在上中心管（8）外壁，相互之间通过丢手剪钉（38）卡设固定；

胶筒轴（15）套设在下中心管（18）上；

胶筒轴（15）上还套设有下压环（16），下压环（16）位于胶筒（14）右侧；

下压环（16）左侧设有向内延伸的凸台，与胶筒轴（15）右侧向外延伸的凸台位置相对，之间设有上锥体（17）的左侧部分，上锥体（17）左侧外壁与下压环（16）右侧内壁固定连接；

上锥体（17）套设在下中心管（18）外侧；

卡瓦（19）套设在下中心管（18）外侧，位于上锥体（17）右侧；

上锥体（17）右侧倒勾和尖端与卡瓦（19）左侧内表面形状相配合；

上锥体（17）右侧设有右侧组件；

右侧组件的下锥体（20）左侧倒勾和尖端与卡瓦（19）右侧内表面形状相配合；

下锥体（20）套设在下中心管（18）外侧，与下中心管（18）固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种长效隔采封隔器，其特征在于：右侧组件包括下锥体（20）、下缸筒（27）和扩张胶筒（31）；

承接滑套（21）套设在上中心管（8）内，相互固定连接；

球座（22）套设在承接滑套（21）左侧内，相互之间通过球座剪钉（35）卡设固定，球座（22）左侧开口处设有密封球（36）；

球座（22）设有外凸凸台，承接滑套（21）内设有对应的内凸台，并在承接滑套（21）的内凸台右侧开设有承接滑套孔道（43）；

下锥体（20）外侧套设固定有下缸筒（27）；

承接滑套（21）外侧和下锥体（20）内侧形成第一通道（44），承接滑套孔道（43）与第一通道（44）一端连通，第一通道（44）另一端连通位于下锥体（20）内的单流阀（23）入口；

下锥体（20）外侧和下缸筒（27）内侧形成第二通道（45），第二通道（45）左侧连通单流阀（23）出口，第二通道（45）右侧连通位于下锥体（20）内的第三通道（46）一端；

挡环（25）套设在下锥体（20）内侧，位于承接滑套（21）右侧；

滑套（26）套设在挡环（25）内侧，相互通过泄压剪钉（34）卡设固定；

下接头（28）套设在滑套（26）外侧，同时左侧位于下锥体（20）内侧，相互固定连接；挡环（25）位于下接头（28）左侧；

上管头（29）套设在下接头（28）外侧；

上管头（29）右侧固定扩张胶筒（31），扩张胶筒（31）套设在下接头（28）外侧；

扩张胶筒（31）右侧固定下管头（32），下管头（32）内侧和下接头（28）外侧固定连接；

上管头（29）内侧、扩张胶筒（31）内侧、下管头（32）内侧和下接头（28）外侧形成第四通道（47）；

第三通道（46）另一端连通第四通道（47）左侧；

下接头（28）开设有下接头孔道（49），下接头孔道（49）一端与第三通道（46）中部连接，下接头孔道（49）另一端位于滑套（26）外侧。

3.根据权利要求1所述的一种长效隔采封隔器，其特征在于：副活塞（3）和主活塞（6）之间卡设有副活塞启动钉（40），主活塞（6）上穿设有卡块（5），卡块（5）上方凹槽卡设在副活塞启动钉（40）下方，卡块（5）下方卡设在上中心管孔道（41）口槽内。

4.根据权利要求1所述的一种长效隔采封隔器，其特征在于：上缸筒（2）位于副活塞（3）左侧的外壁上开设有气孔（42）；

副活塞（3）和主活塞（6）之间的上中心管（8）外壁设有卡簧（4）。

5.根据权利要求1所述的一种长效隔采封隔器，其特征在于：主活塞（6）活塞杆向右伸出，主活塞（6）活塞杆固定连接爪簧（7）左内侧；

爪簧（7）套设在打捞头（9）外侧，爪簧（7）右内侧与上压环（10）左外侧通过弹性压接连接。

6.根据权利要求1所述的一种长效隔采封隔器，其特征在于：打捞头（9）右内侧设有锁簧（11）和锁簧套（12），锁簧（11）和锁簧套（12）位于打捞头（9）向外延伸的凸台、连接套（13）向内延伸的凸台和下中心管（18）之间的空间内；锁簧（11）和锁簧套（12）套设在下中心管（18）外壁。

7.根据权利要求2所述的一种长效隔采封隔器，其特征在于：上管头（29）外侧和扩张胶筒（31）外侧连接处套设有上压套（30）；

扩张胶筒（31）外侧和下管头（32）外侧连接处套设有下压套（48）。

8.根据权利要求2所述的一种长效隔采封隔器，其特征在于：承接套（24）固定连接在承接滑套（21）内，位于球座（22）右侧。

9.根据权利要求7所述的一种长效隔采封隔器，其特征在于：下压套（48）右侧有固定连接在下管头（32）上的背帽（33）。