CN211008559U - 一种可钻洗井封隔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可钻洗井封隔器，该可钻洗井封隔器包括上接头、中心管、下接头，在中心管中部设有一卡环，所述卡环为由中心管本体向外凸出的环形凸台构成，在上接头与卡环之间的中心管外套装有洗井机构、密封机构，在卡环与下接头之间的中心管外套装有解封机构、锁紧机构和坐封机构，由卡环的外圆柱面向上、下两侧延伸构成一直径与卡环外径相等的圆筒形可钻分界面，所述可钻洗井封隔器中除采用可钻铣材料制成的部件外，其它部件在中心管径向上的外轮廓均位于圆筒形可钻分界面以内。该可钻洗井封隔器具有可钻性，在采用上提管柱解封失败后可以采用套铣方式对封隔器进行解封，不会发生卡井事故。

Description

一种可钻洗井封隔器

技术领域

本实用新型涉及一种油田井下使用的封隔器，尤其是一种具有洗井功能的封隔器。

背景技术

封隔器是油田开采过程中必不可少的重要部件，用于对油管与套管之间的油套环空进行封堵。现有技术中的封隔器中除胶筒及各种密封件外，均采用不可钻的钢质材料制成，且对钢质材料制成的部件外缘在中心管径向上的尺寸没有统一限定，钢质部件外缘与套管之间的间隙较小，套铣工具无法对胶筒进行钻除，使得现有技术中的具有洗井功能的封隔器均不具有可钻性，因此，当采用上提管柱解封方式来对封隔器进行解封失败后，就会造成卡井事故，只能通过修井作业对油井进行修复，不但耗时长，而且修复的费用较高。

实用新型内容

实用新型要解决的技术问题是：提供一种可钻洗井封隔器，该可钻洗井封隔器具有可钻性，在采用上提管柱解封失败后可以采用套铣方式对封隔器进行解封，不会发生卡井事故。

解决技术问题所采取的技术方案：一种可钻洗井封隔器，包括上接头、中心管、下接头，在中心管中部设有一卡环，所述卡环为由中心管本体向外凸出的环形凸台构成，在上接头与卡环之间的中心管外套装有洗井机构、密封机构，在卡环与下接头之间的中心管外套装有解封机构、锁紧机构和坐封机构，由卡环的外圆柱面向上、下两侧延伸构成一直径与卡环外径相等的圆筒形可钻分界面，所述可钻洗井封隔器中除采用可钻铣材料制成的部件外，其它部件在中心管径向上的外轮廓均位于圆筒形可钻分界面以内。

作为本实用新型的改进：所述圆筒形可钻分界面的直径为90mm。

作为本实用新型的进一步改进：所述密封机构包括套装在中心管外侧的胶筒座，所述胶筒座为外径不大于可钻分界面直径的不可钻钢管，在胶筒座外壁的中部套装有密封胶筒，在密封胶筒的上方设有可钻胶筒上压环，可钻胶筒上压环通过螺纹固定在胶筒座的外壁，在密封胶筒的下端设有可以沿胶筒座外壁作轴向滑动的可钻胶筒下压环，胶筒座下端落坐在卡环的上环形台面上，胶筒座的上端插装于中心管与上外套之间。

所述解封机构包括套装在中心管上的卡簧座和将卡簧座固定在中心管上的解封剪钉，所述卡簧座为外径小于可钻分界面直径的钢质不可钻卡簧座，在卡簧座上开有卡簧嵌装环槽。

所述锁紧机构包括嵌装在卡簧嵌装环槽内的卡簧和套装在中心管上的卡簧外套，在卡簧外套的内壁具有与卡簧相配合的棘齿环槽，所述卡簧外套为外径小于可钻分界面直径的不可钻卡簧外套。

所述坐封机构包括安装在下接头上的护帽，在护帽与胶筒下压环之间的中心管上套装有下液缸，在下液缸与中心管之间的环形空间内设有在坐封液体的压力下可以将卡簧外套上推的环形液缸头，环形液缸头的内壁和外壁分别与中心管外壁、下液缸内壁滑动密封配合，在环形液缸头下方的中心管壁上开有使中心管内的坐封液体进入下接头与环形液缸头之间的环形空间的坐封液进孔，所述环形液缸头为外径小于可钻分界面直径的钢质不可钻环形液缸头。

作为本实用新型的再进一步改进：在下液缸壁上设有防止卡簧套误动作的保护剪钉，在卡簧套的外壁设有与保护剪钉相配合的剪钉紧固坑。

在胶筒下压环的下缘设有与卡环的下环形台面相配合的胶筒压缩限位卡圈，所述胶筒压缩限位卡圈由胶筒下压环下缘向内凸出的环台构成。

作为本实用新型的另一种改进：所述洗井机构包括由中心管外壁与胶筒座内壁之间的环形间隙构成的洗井通道，在密封胶筒上方的胶筒座管壁上设有连通洗井通道与油套环空的洗井液进口，在密封胶筒下方的胶筒座管壁上设有经可钻胶筒下压环上的导孔连通洗井通道与油套环空的洗井液出口，在上接头上连接有上外套，在上外套与胶筒座之间的环形空间内设有与胶筒座外壁、上外套内壁滑动密封配合的使洗井液进口开放或关闭的洗井滑套，在上外套下缘与胶筒上压环之间还留有使油套环空内的洗井液体在加压后到达洗井滑套下端面的洗井液环形通道，在洗井滑套上方的上接头与上外套之间设有环形关阀液通道，在关阀液通道对应的中心管壁上开有使中心管内的压力液体进入到关阀液通道的关阀液进孔。

作为本实用新型的优选方案：在洗井滑套的下缘设有T形密封胶环和将T形密封胶环固定在洗井滑套上的T形密封胶环压帽，在胶筒上压环上还设有与T形密封胶环压帽紧密接触配合的J形密封胶环和将J形密封胶环固定在胶筒上压环上的J形密封胶环压帽。

有益效果：本实用新型的可钻洗井封隔器由于采用了以中心管外壁卡环的外圆柱面为基准，建立了一个可钻与不可钻部件的分界面，并将不可钻材料制成的部件完全限制在圆筒形可钻分界面以内，因此，在圆筒形可钻分界面与油井套管之间形成了一个环形可钻铣区域，当上提管柱解封失败后，采用套铣工具对圆筒形可钻分界面与油井套管之间的结构进行套铣作业，从而使封隔器解封，因此，采用本实用新型的可钻洗井封隔器对油套环空进行坐封不会发生卡井事故，可以确保封隔器解封，可靠性高。由于合理地限定了所述圆筒形可钻分界面的直径，使本实用新型的可钻洗井封隔器既可以满足现有技术中标准套管与油管之间的封堵要求，又可以满足现有技术中套铣工具的作业要求。由于合理地限定了密封机构、解封机构、锁紧机构和坐封机构的具体结构，以及前述结构中的不可钻部件，使得本实用新型的可钻洗井封隔器结构更合理，在不改变封隔器正常的工作方式、保证其强度、承压能力的同时，使封隔器具有可钻性，使本实用新型的可钻洗井封隔器可以方便地与现有设备进行配套使用，通用性更好。由于采用了在下液缸壁上设有防止卡簧套误动作的保护剪钉，在卡簧套的外壁设有与保护剪钉相配合的剪钉紧固坑的技术特征，进一步提高了封隔器使用过程中的可靠性。由于采用了在胶筒下压环的下缘设有与卡环的下环形台面相配合的胶筒压缩限位卡圈，所述胶筒压缩限位卡圈由胶筒下压环下缘向内凸出的环台构成的技术特征，通过胶筒压缩限位卡圈与卡环相配合对胶筒压缩的行程进行限定，避免胶筒在坐封过程中被过度压缩，从而保证了胶筒处于理想的压缩状态、保证了坐封的质量。由于采用了所述洗井机构包括由中心管外壁与胶筒座内壁之间的环形间隙构成的洗井通道，在密封胶筒上方的胶筒座管壁上设有连通洗井通道与油套环空的洗井液进口，在密封胶筒下方的胶筒座管壁上设有经可钻胶筒下压环上的导孔连通洗井通道与油套环空的的洗井液出口，在上接头上连接有上外套，在上外套与胶筒座之间的环形空间内设有与胶筒座外壁、上外套内壁滑动密封配合的使洗井液进口开放或关闭的洗井滑套，在上外套下缘与胶筒上压环之间还留有使油套环空内的洗井液体加压后到达洗井滑套下端面的洗井液通道，在洗井滑套上方的上接头与上外套之间设有环形关阀液通道，在关阀液通道对应的中心管壁上开有使中心管内的压力液体进入到关阀液通道的关阀液进孔的技术特征，实现了从油套环空打压洗井液进口打开，从中心管打压洗井液进口关闭，较现有技术中用弹簧使洗井滑套复位的结构可靠性更高，且洗井液进口封闭更严。由于采用了在洗井滑套的下缘设有T形密封胶环和将T形密封胶环固定在洗井滑套上的T形密封胶环压帽，在胶筒上压环上还设有与T形密封胶环压帽密封配合的J形密封胶环和将J形密封胶环固定在胶筒上压环上的J形密封胶环压帽的技术特征，进一步提高了在中心管打压状态下洗井液进口的封闭效果，使本实用新型的可钻洗井封隔器对油套环空与中心管的密封效果更好。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的可钻洗井封隔器作进一步的详细说明。

图1是本实用新型的可钻洗井封隔器的轴向剖面结构图；

图2是本实用新型的可钻洗井封隔器坐封状态的轴向剖面结构图；

图3是本实用新型的可钻洗井封隔器洗井状态的轴向剖面结构图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的可钻洗井封隔器，包括由钢质材料制成不具有可钻性的上接头2、中心管14、下接头33，在中心管中部设有一卡环19，所述卡环为由中心管本体向外凸出的环形凸台构成，环形凸台的外径大于上接头和下接头的最大外径，在上接头与卡环之间的中心管外套装有洗井机构、密封机构，在卡环与下接头之间的中心管外套装有解封机构、锁紧机构和坐封机构，由卡环的外圆柱面向上、下两侧延伸构成一直径与卡环外径相等的圆筒形可钻分界面1，该可钻分界面为对构成可钻洗井封隔器的部件边界进行限定的虚拟面，并无实体结构，所述可钻洗井封隔器中除采用可钻铣材料制成的部件外，其它部件在中心管径向上的外轮廓均位于圆筒形可钻分界面以内，即：只用采用可钻复合材料制成的部件的径向边界可以超出可钻分界面的限定，而采用不可钻的钢质材料制成的部件的径向边界则不可以超出可钻分界面，从而在套管与可钻分界面之间形成一个套铣的环形区域。本实用新型中所述圆筒形可钻分界面的直径D优选为90mm，采用这一直径的可钻分界面，使本实用新型的可钻洗井封隔器可以与51/2′′的套管配套使用。

所述密封机构包括套装在中心管外侧的胶筒座17，所述胶筒座为外径不大于可钻分界面直径的不可钻钢管，在胶筒座外壁的中部套装有密封胶筒13，在密封胶筒的上方设有胶筒上压环12，胶筒上压环通过螺纹固定在胶筒座的外壁，在密封胶筒的下端设有可以沿胶筒座外壁作轴向滑动的胶筒下压环20，胶筒座下端落坐在卡环的上环形台面上，胶筒座的上端插装于中心管与上外套3之间。在密封机构中密封胶筒13、胶筒隔环15、胶筒上压环12、胶筒下压环20均由可钻复合材料制成。

所述解封机构包括套装在中心管上的卡簧座26和将卡簧座固定在中心管上的解封剪钉23，所述卡簧座为外径小于可钻分界面直径的钢质不可钻卡簧座，在卡簧座上开有卡簧嵌装环槽24。

所述锁紧机构包括嵌装在卡簧嵌装环槽内的卡簧和套装在中心管上的卡簧外套27，在卡簧外套的内壁具有与卡簧相配合的棘齿环槽29，所述卡簧外套为外径小于可钻分界面直径的钢质不可钻卡簧外套。

所述坐封机构包括安装在下接头上的护帽32，在护帽与胶筒下压环之间的中心管上套装有下液缸28，在下液缸与中心管之间的环形空间内设有在坐封液体的压力下可以将卡簧外套上推的环形液缸头30，环形液缸头的内壁和外壁分别与中心管外壁、下液缸内壁滑动密封配合，在环形液缸头下方的中心管壁上开有使中心管内的坐封液体进入下接头与环形液缸头之间的环形空间的坐封液进孔31，所述环形液缸头为外径小于可钻分界面直径的钢质不可钻环形液缸头。在下液缸壁上设有防止卡簧套误动作的保护剪钉25，在卡簧套的外壁设有与保护剪钉相配合的剪钉紧固坑。在胶筒下压环的下缘设有与卡环的下环形台面相配合的胶筒压缩限位卡圈22，所述胶筒压缩限位卡圈由胶筒下压环下缘向内凸出的环台构成。坐封机构中护帽、下液缸由可钻复合材料制成。

所述洗井机构包括由中心管外壁与胶筒座内壁之间的环形间隙构成的洗井通道16，在密封胶筒上方的胶筒座管壁上设有连通洗井通道与油套环空的洗井液进口7，在密封胶筒下方的胶筒座管壁上设有经可钻胶筒下压环上的导孔21连通洗井通道与油套环空的的洗井液出口18，在上接头上连接有上外套3，在上外套与胶筒座之间的环形空间内设有与胶筒座外壁、上外套内壁滑动密封配合的使洗井液进口开放或关闭的洗井滑套6，在上外套下缘与胶筒上压环之间还留有使油套环空内的洗井液体加压后到达洗井滑套下端面的洗井液环形通道，在洗井滑套上方的上接头与上外套之间设有环形关阀液通道5，在关阀液通道对应的中心管壁上开有使中心管内的压力液体进入到关阀液通道的关阀液进孔4。在洗井滑套的下缘设有T形密封胶环8和将T形密封胶环固定在洗井滑套上的T形密封胶环压帽9，在胶筒上压环上还设有与T形密封胶环压帽紧密接触配合的J形密封胶环10和将J形密封胶环固定在胶筒上压环上的J形密封胶环压帽11。洗井机构中上外套、洗井滑套、T形密封胶环压帽、J形密封胶环压帽均由可钻复合材料制成。

如图2所示，本实用新型的可钻洗井封隔器坐封时通过中心管打压，坐封液体由中心管壁上的坐封液进孔进入到下液缸内，推动环形液缸头向上移动，环形液缸头推动卡簧套、胶筒下压环上移，对密封胶筒进行挤压，使密封胶筒产生径向膨胀变形，将油套环空封堵。卡簧套在向上移动的过程中，卡簧座内的卡簧与卡簧套内壁的棘齿环槽相配合，使卡簧套只能向上单向移动，胶筒下压环上移过程中，当其下缘的限位卡圈与中心管上的卡环相接触时，在卡环的阻挡下，胶筒下压环停止上移，结束坐封。在坐封过程中，中心管内的坐封液体也会从中心管上部的关阀液进孔进入到胶筒座与上外套之间的环形空间内，推动洗井滑套向下移动，并使洗井滑套下端的T形密封胶环压帽、J形密封胶环紧密接触、密封，在将洗井液进口关闭的同时，阻止油套环空的液体对洗井滑套产生向上的推力。

如图3所示，本实用新型的可钻洗井封隔器洗井时通过油套环空打压，油套环空的液体经过T形密封胶环压帽、J形密封胶环之间的缝隙进入到胶筒座与上外套之间的环形空间内，并推动洗井滑套向上移动，使中心管壁上的洗井液进口打开。此时，密封胶筒上方的油套环空内的洗井液经洗井通道、胶筒下压环上的导孔到达密封胶筒下方的油套环空，进行洗井作业。本实用新型中所述的可钻复合材料优选为玻璃纤维树脂复合材料。

Claims (10)

1.一种可钻洗井封隔器，包括上接头、中心管、下接头，其特征是：在中心管中部设有一卡环，所述卡环为由中心管本体向外凸出的环形凸台构成，在上接头与卡环之间的中心管外套装有洗井机构、密封机构，在卡环与下接头之间的中心管外套装有解封机构、锁紧机构和坐封机构，由卡环的外圆柱面向上、下两侧延伸构成一直径与卡环外径相等的圆筒形可钻分界面，所述可钻洗井封隔器中除采用可钻铣材料制成的部件外，其它部件在中心管径向上的外轮廓均位于圆筒形可钻分界面以内。

2.根据权利要求1所述的可钻洗井封隔器，其特征是：所述圆筒形可钻分界面的直径为90mm。

3.根据权利要求1所述的可钻洗井封隔器，其特征是：所述密封机构包括套装在中心管外侧的胶筒座，所述胶筒座为外径不大于可钻分界面直径的不可钻钢管，在胶筒座外壁的中部套装有密封胶筒，在密封胶筒的上方设有可钻胶筒上压环，可钻胶筒上压环通过螺纹固定在胶筒座的外壁，在密封胶筒的下端设有可以沿胶筒座外壁作轴向滑动的可钻胶筒下压环，胶筒座下端落坐在卡环的上环形台面上，胶筒座的上端插装于中心管与上外套之间。

4.根据权利要求3所述的可钻洗井封隔器，其特征是：所述解封机构包括套装在中心管上的卡簧座和将卡簧座固定在中心管上的解封剪钉，所述卡簧座为外径小于可钻分界面直径的钢质不可钻卡簧座，在卡簧座上开有卡簧嵌装环槽。

5.根据权利要求4所述的可钻洗井封隔器，其特征是：所述锁紧机构包括嵌装在卡簧嵌装环槽内的卡簧和套装在中心管上的卡簧外套，在卡簧外套的内壁具有与卡簧相配合的棘齿环槽，所述卡簧外套为外径小于可钻分界面直径的不可钻卡簧外套。

6.根据权利要求5所述的可钻洗井封隔器，其特征是：所述坐封机构包括安装在下接头上的护帽，在护帽与胶筒下压环之间的中心管上套装有下液缸，在下液缸与中心管之间的环形空间内设有在坐封液体的压力下可以将卡簧外套上推的环形液缸头，环形液缸头的内壁和外壁分别与中心管外壁、下液缸内壁滑动密封配合，在环形液缸头下方的中心管壁上开有使中心管内的坐封液体进入下接头与环形液缸头之间的环形空间的坐封液进孔，所述环形液缸头为外径小于可钻分界面直径的钢质不可钻环形液缸头。

7.根据权利要求1至6任一项所述的可钻洗井封隔器，其特征是：在下液缸壁上设有防止卡簧套误动作的保护剪钉，在卡簧套的外壁设有与保护剪钉相配合的剪钉紧固坑。

8.根据权利要求7所述的可钻洗井封隔器，其特征是：在胶筒下压环的下缘设有与卡环的下环形台面相配合的胶筒压缩限位卡圈，所述胶筒压缩限位卡圈由胶筒下压环下缘向内凸出的环台构成。

9.根据权利要求8所述的可钻洗井封隔器，其特征是：所述洗井机构包括由中心管外壁与胶筒座内壁之间的环形间隙构成的洗井通道，在密封胶筒上方的胶筒座管壁上设有连通洗井通道与油套环空的洗井液进口，在密封胶筒下方的胶筒座管壁上设有经可钻胶筒下压环上的导孔连通洗井通道与油套环空的洗井液出口，在上接头上连接有上外套，在上外套与胶筒座之间的环形空间内设有与胶筒座外壁、上外套内壁滑动密封配合的使洗井液进口开放或关闭的洗井滑套，在上外套下缘与胶筒上压环之间还留有使油套环空内的洗井液体在加压后到达洗井滑套下端面的洗井液环形通道，在洗井滑套上方的上接头与上外套之间设有环形关阀液通道，在关阀液通道对应的中心管壁上开有使中心管内的压力液体进入到关阀液通道的关阀液进孔。

10.根据权利要求9所述的可钻洗井封隔器，其特征是：在洗井滑套的下缘设有T形密封胶环和将T形密封胶环固定在洗井滑套上的T形密封胶环压帽，在胶筒上压环上还设有与T形密封胶环压帽紧密接触配合的J形密封胶环和将J形密封胶环固定在胶筒上压环上的J形密封胶环压帽。

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