CN211549641U - 一种双向座封防倒灌封隔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双向座封防倒灌封隔器，包括内中心管和外中心管，所述内中心管从上往下依次套设有上接头、弹性筒、释放接头，所述外中心管从上往下依次套设有锁紧外筒、胶筒、双向卡瓦、解封套、上胶筒座、下胶筒、下胶筒座等部件，所述内中心管底端设有球座，所述球座上放置有球体，所述上接头与内中心管外壁之间设有上进液孔，与所述凹槽对应的外中心管和内中心管上贯穿开设有下进液孔。通过上进液孔和下进液孔，改变了封隔器单向座封的功能，提高了座封质量；所述双向卡瓦底端与解封套连接处的外中心管上设有双向限位装置，通过该限位装置将原来按顺序嵌套装配方式改为双向定位装配，极大地简化了装配难度，并提高了装配效率和装配质量。

Description

一种双向座封防倒灌封隔器

技术领域

本实用新型涉及油田采油工艺装置技术领域，尤其涉及一种双向座封防倒灌封隔器。

背景技术

随着油田开发时间的延续，井下套管因腐蚀等原因陆续出现套破，导致地层与油层联通，影响了油田正常开发甚至污染地层水源破坏环境。对于套破井较常用的工艺有套管补贴、化学堵漏、二次固井、封隔器隔采等，其中封隔器隔采工艺简单、施工便利、成本低占到套破井治理的80％以上。目前常规隔采封隔器采用单个胶筒或卡瓦进行座封，强度不够，座封质量差，在采油过程中采油管柱在井内弯曲或生产过程中管柱蠕动易造成封隔器失效；由于封隔器零部件多，相互嵌套装配，装配难度高，一旦一处装配不合适，导致整个封隔器装配失败，影响生产效率，严重的会影响封隔质量。

实用新型内容

针对上述存在的问题，本实用新型旨在提供一种双向座封防倒灌封隔器，包括上接头、弹性筒、释放接头等部件，所述上接头与内中心管外壁之间设有上进液孔，所述凹槽对应的外中心管和内中心管上贯穿开设有下进液孔，通过上进液孔和下进液孔，改变了封隔器单向座封的功能，提高了座封质量；所述双向卡瓦底端与解封套连接处的外中心管上设有双向限位装置，通过该限位装置将原来按顺序嵌套装配方式改为双向定位装配，极大地简化了装配难度，并提高了装配效率和装配质量。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：一种双向座封防倒灌封隔器，包括内中心管和外中心管，所述外中心管套设在内中心管外壁上，所述内中心管从上往下依次套设有上接头、弹性筒、释放接头，所述外中心管从上往下依次套设有锁紧外筒、胶筒、双向卡瓦、解封套、上胶筒座、下胶筒、下胶筒座、下密封头、防倒灌组件及下接头，所述内中心管底端设有球座，所述球座上放置有球体，其特征在于：所述上接头与内中心管外壁之间设有上进液孔，所述弹性筒与内中心管之间设有上活塞，所述上活塞顶端与上进液孔对应，其底端设有支撑套，所述支撑套底端向外设有台阶结构，所述台阶结构的高度小于支撑套至释放接头之间的距离，所述弹性筒底端与台阶结构相抵，所述支撑套下方设有打捞头，所述打捞头与释放接头配合打捞，所述打捞头底端设有锁环座，所述锁环座中套设有锁环，所述锁紧外筒内壁设有配合锁环单向啮合的螺纹，所述打捞头和锁环座连接处的外中心管上设有上锁块，所述双向卡瓦底端与解封套连接处的外中心管上设有双向限位装置，所述下胶筒座向外中心管方向延伸有凸起部，所述凸起部与外中心管之间留有过液间隙，所述凸起部与下密封头之间的外中心管上依次套设有弹性部件和进液活塞，所述下密封头内壁上与外中心管接触部分设有凹槽，与所述凹槽对应的外中心管和内中心管上贯穿开设有下进液孔；

所述上活塞与内中心管通过座封剪销连接，所述打捞头与外中心管之间通过打捞剪销连接，所述解封套与上胶筒座之间通过解封剪销连接，所述外中心管和内中心管之间通过丢手剪销连接，所述球座和内中心管之间通过滑套剪销连接，所述丢手剪销小于滑套剪销剪断压力。

优选的，所述双向限位装置为下锁块，所述外中心管上开设有限位槽，所述下锁块设置在限位槽中，所述下锁块底端与所述解封套相抵。

优选的，所述上胶筒座底部内壁与下胶筒顶部外壁螺纹连接，所述上胶筒座顶部内壁与外中心管相抵，所述上胶筒座顶部下方的外中心管上开设有与上胶筒座顶部配合的排液槽。

优选的，所述弹性筒底端与释放接头顶端内壁螺纹连接。

优选的，所述上接头底端设有台肩，所述弹性筒顶端挂设在台肩上，所述上接头外壁套设有挡环，所述弹性筒顶端与挡环底端相抵。

优选的，所述锁紧外筒与胶筒之间设有顶鞋，所述胶筒与外中心管之间设有胶筒芯轴，所述胶筒芯轴顶部向外设有台肩一，所述顶鞋与台肩一相抵，所述胶筒中部设有隔环。

优选的，所述双向卡瓦上下两侧依次连接有上锥体和下锥体，所述上锥体与胶筒相抵，所述下锥体与下锁块相抵。

优选的，所述释放接头向打捞头方向延伸有凸起部一，所述锁紧外筒顶端与凸起部一底端相抵，所述打捞头底部设有台肩三，所述台肩三与凸起部一配合打捞。

优选的，所述防倒灌组件包括套设在外中心管上的防倒灌接头，所述防倒灌接头底部连接有防倒灌外筒，所述防倒灌外筒内设有压感式滑套，所述压感式滑套顶端与外中心管底端相抵，所述下接头内壁底部设有台肩二，所述压感式滑套底端与台肩二之间设有弹簧。

本实用新型的有益效果是：(1)通过设置胶筒、双向卡瓦和下胶筒三个座封部件，提高了封隔器整体的座封强度和可靠度；封隔器上下各自设置的上进液孔和下进液孔，在封隔打压时能保证胶筒和双向卡瓦与下胶筒座封时互不影响，通过设置每个剪销不同的剪断压力，能设定座封的顺序，更好的进行座封。(2)通过设置双向限位装置，一方面保证了封隔器在装配时可以上下同时装配，互不影响，简化了装配难度，另一方面，在封隔时，为胶筒和双向卡瓦与下胶筒各自座封时起到支撑的作用，并能保证互相之间不会存在位移的影响。(3)设置的上锁块，一方面给打捞头限位，保证打捞头上提时拉断打捞剪销，下推时打捞剪销不会断，另一当面，限制了锁环座的位置，确保锁环座不会向上运动，影响到打捞头，同时保证了打捞头和锁环座的快速定位装配。(4)支撑套底端设置台阶结构，一是确保在没有座封时，对弹性筒和释放接头的连接起到支撑的作用，另一当面，在上提解封时，弹性筒和释放接头连接处会与台阶结构错开，弹性筒底端在拉力的作用下与释放接头分离，完成丢手操作。(5)设置的排液槽，便于解封时，上胶筒座向下滑落至排液槽中，能快速泄压，完成解封。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为本实用新型图1A处放大图。

图3为本实用新型图1B处放大图。

图4为本实用新型图1C处放大图。

图5为本实用新型图1D处放大图。

图6为本实用新型图1E处放大图。

具体实施方式

为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的描述。

参照附图1～6所示的一种双向座封防倒灌封隔器，包括内中心管24和外中心管23，所述外中心管23套设在内中心管24外壁上，所述外中心管23和内中心管24之间通过丢手剪销34连接，所述内中心管24从上往下依次套设有上接头1、弹性筒3、释放接头6，所述外中心管23从上往下依次套设有锁紧外筒7、胶筒36、双向卡瓦37、解封套17、上胶筒座19、下胶筒38、下胶筒座20、下密封头22、防倒灌组件及下接头29，所述解封套17与上胶筒座19之间通过解封剪销33连接，所述内中心管24底端设有球座26，所述球座26和内中心管24之间通过滑套剪销35连接，所述丢手剪销34小于滑套剪销35剪断压力，丢手操作时，丢手剪销34先断，能保证在外中心管23和内中心管24的分离，若滑套剪销35先断，则不能完成丢手的操作，所述球座26上放置有球体50，通过球体50与球座26的密封配合，在内中心管24中注入压力油液完成座封和丢手的操作。

进一步改进在于：所述上接头1与内中心管24外壁之间设有上进液孔100，所述弹性筒3与内中心管24之间设有上活塞4，所述上活塞4与内中心管24通过座封剪销31连接，所述上活塞4顶端与上进液孔100对应，通过在上进液孔100中通有压力油液，来从封隔器顶部向下推动上活塞4进行后续的座封操作，改变了原有从底部单方向座封的低效功用，上活塞4底端设有支撑套5，所述支撑套5底端向外设有台阶结构51，所述台阶结构51的高度小于支撑套5至释放接头6之间的距离，所述弹性筒3底端与台阶结构51相抵，该台阶结构51作用是：一方面，当封隔器没有座封时，可以对弹性筒3和释放接头6起到支撑作用，另一方面当上活塞4推动支撑套5向下运动时，在支撑套5快接近释放接头6时，弹性筒3底部与台阶结构51错开，便于收缩和与释放接头6的分离作用，分离后便于释放接头6推动锁紧外筒7和胶筒36后进行座封。

进一步改进在于：所述支撑套5下方设有打捞头8，所述打捞头8与释放接头6配合打捞，所述打捞头8与外中心管23之间通过打捞剪销32连接，所述打捞头8底端设有锁环座11，所述锁紧外筒7内壁设有配合锁环10单向啮合的螺纹71，所述锁环座11中套设有锁环10，所述锁环10与锁紧外筒7螺纹连接，所述打捞头8和锁环座11连接处的外中心管23上设有上锁块9，该上锁块9同时限制打捞头8向下的位移和锁环座向上的位移，且还能保证打捞头8和锁环座的快速装配。

进一步改进在于：所述双向卡瓦37底端与解封套17连接处的外中心管23上设有双向限位装置18，该限位装置能保证双向卡瓦37和下胶筒38座封时互不影响，且能同时对双向卡瓦37和下胶筒38的座封位置进行限制，提高了座封和装配的准确性，所述下胶筒座20向外中心管23方向延伸有凸起部231，所述凸起部231与外中心管23之间留有过液间隙232，通过该过液间隙232将压力油液打压进下胶筒38中，进行座封；所述凸起部231与下密封头22之间的外中心管23上依次套设有弹性部件39，和进液活塞21，弹性部件39优选为矩形弹簧，所述下密封头22内壁上与外中心管23接触部分设有凹槽221，与所述凹槽221对应的外中心管23和内中心管24上贯穿开设有下进液孔200，内中心管24中的压力油液通过下进液孔200进入凹槽221中，推动进液活塞21向上移动挤压，矩形弹簧，压力油液进入矩形弹簧作用空间中，向上流动通过过液间隙232进入下胶筒38与外中心管23之间，使得下胶筒38膨胀来座封。

进一步为了便于对双向卡瓦37和解封套17的限位与装配：所述双向限位装置18为下锁块，所述外中心管23上开设有限位槽233，所述下锁块设置在限位槽233中，所述下锁块底端与所述解封套17相抵。

进一步为了便于解封，所述上胶筒座19底部内壁与下胶筒38顶部外壁螺纹连接，所述上胶筒座19顶部内壁与外中心管23相抵，所述上胶筒座19顶部下方的外中心管23上开设有与上胶筒座19顶部配合的排液槽234，解封时，解封剪销33断，解封套17与上胶筒座19分离，解封套17通过下锁块18带动外中心管23向上移动，上胶筒座19顶部滑到排液槽234中，下胶筒38与外中心管23之间的压力油液解压，完成解封。

进一步为了便于丢手操作，所述弹性筒3底端与释放接头6顶端内壁螺纹连接，丢收时，台阶结构51与弹性筒3底端错位，由于弹性筒3与释放接头6的拉力，使得弹性筒3底端向内位移与释放接头6分离，完成丢手操作。

进一步为了便于上接头1与弹性筒3的连接，所述上接头1底端设有台肩101，所述弹性筒3顶端挂设在台肩101上，所述上接头1外壁套设有挡环2，所述弹性筒3顶端与挡环2底端相抵，优选的，所述挡环2通过开槽锥端紧定螺钉与上接头1连接，通过挡环2可以对弹性筒3的位置进行限定。

进一步为了便于支撑胶筒36，所述锁紧外筒7与胶筒36之间设有顶鞋12，所述锁紧外筒7通过顶鞋12与胶筒36相抵，顶鞋12对胶筒36顶端进行支撑，优选的锁紧外筒7通过销钉与顶鞋12连接，所述胶筒36与外中心管23之间设有胶筒芯轴13，胶筒芯轴13对胶筒36内壁进行支撑，所述胶筒芯轴13顶部向外设有台肩一131，所述顶鞋与台肩一131相抵，台肩一131通过顶鞋12对胶筒36顶端进行支撑，胶筒36中部设有隔环14，通过隔环14对胶筒36本体进行支撑。

进一步为了便于双向卡瓦37的安装定位和座封，所述双向卡瓦37上下两侧依次连接有上锥体15和下锥体16，所述上锥体15与胶筒36相抵，所述下锥体16与下锁块相抵，下锥体16通过下锁块对双向卡瓦37进行限位，上锥体15和下锥体16同时作用于双向卡瓦37，完成座封。

进一步为了便于打捞，所述释放接头6向打捞头8方向延伸有凸起部一61，所述锁紧外筒7顶端与凸起部一61底端相抵，所述打捞头8底部设有台肩三81，所述台肩三81与凸起部一61配合打捞，打捞时，打捞剪销32断，通过打捞专用工具与打捞头8连接，带动打捞头8向上移动，台肩三81与凸起部一61配合完成打捞操作。

进一步为了提高封隔器的防倒灌功能，所述防倒灌组件包括套设在外中心管23上的防倒灌接头25，所述防倒灌接头25底部连接有防倒灌外筒27，所述防倒灌外筒27内设有压感式滑套28，所述压感式滑套28顶端与外中心管23底端相抵，所述下接头29内壁底部设有台肩二291，所述压感式滑套28底端与台肩二291之间设有弹簧30。

本实用新型所有连接部位均采用密封圈密封。

本实用新型的原理是：

一：座封+丢手

封隔器下到需要封隔的预定位置后，向内中心管24中投入球体50，优选为钢球，并坐于球座26上使内中心管24中形成密闭空间，然后向内中心管24中加入压力油液并加压，压力油液分别进入上进液孔100和下进液孔200中，上进液孔100中的压力油液达到座封剪销31的设定值时，座封剪销31断裂，推动上活塞4向下移动，上活塞4推动支撑杆5、释放接头6、锁紧外筒7、顶鞋12、胶筒36、隔环14、上锥体15及双向卡瓦37，通过与下锥体16的挤压作用，胶筒36和双向卡瓦37同时收缩膨胀进行座封，锁紧外筒7内壁螺纹71与锁环10单向啮合配合作用下，胶筒36和双向卡瓦37无法复位，持久支撑密封；与此同时，下进液孔200中的压力油液推动进液活塞21挤压矩形弹簧，进液活塞21向上移动，压力油液通过矩形弹簧作用空间和过液间隙232进入下胶筒38和外中心管23之间的空间中，将下胶筒38撑起，完成座封；继续通过压力液加压，当达到丢手剪销34的设计压力(优选为20-22MPa)时，丢手剪销34断裂，丢手成功。继续向内中心管24中打压，当达到滑套剪销35设计压力(优选为26-28MPa)时，滑套剪销35断裂，球体50将球座26打掉，球座26向下滑行至压感式滑套28底部，内中心管24贯通，压力液泄压，进液活塞21在矩形弹簧弹力作用和下胶筒38内压力液的高压下恢复到初始位置，关闭进液通道，此时封隔器座封完毕。

二、防倒灌

座封完毕后提出外中心管23连接在井外泵底油管底端，并下压封隔器一定负荷(20-40KN)，压感式滑套28开启，下层液流经环空压力才能液体被封堵，内中心管24抽离丢手压感式滑套28时，压感式滑套28关闭，上下层无法直接连通，实现防倒灌功能。

三、打捞+解封

用专用工具抓获打捞头8，

打捞剪销32，上锁紧机构失效，打捞头8上行通过锁紧外筒7与锁环10单向啮合配合作用，带动锁紧外筒7和顶鞋12，胶筒36和双向卡瓦37收缩，上锥体15复位，实现一级解封；继续上提，解封剪销33剪断，下胶筒38下行，下胶筒38内的压力油液经排液槽234溢出，下胶筒38回缩，全部解封，起出封隔器。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种双向座封防倒灌封隔器，包括内中心管(24)和外中心管(23)，所述外中心管(23)套设在内中心管(24)外壁上，所述内中心管(24)从上往下依次套设有上接头(1)、弹性筒(3)、释放接头(6)，所述外中心管(23)从上往下依次套设有锁紧外筒(7)、胶筒(36)、双向卡瓦(37)、解封套(17)、上胶筒座(19)、下胶筒(38)、下胶筒座(20)、下密封头(22)、防倒灌组件及下接头(29)，所述内中心管(24)底端设有球座(26)，所述球座(26)上放置有球体(50)，其特征在于：所述上接头(1)与内中心管(24)外壁之间设有上进液孔(100)，所述弹性筒(3)与内中心管(24)之间设有上活塞(4)，所述上活塞(4)顶端与上进液孔(100)对应，其底端设有支撑套(5)，所述支撑套(5)底端向外设有台阶结构(51)，所述台阶结构(51)的高度小于支撑套(5)至释放接头(6)之间的距离，所述弹性筒(3)底端与台阶结构(51)相抵，所述支撑套(5)下方设有打捞头(8)，所述打捞头(8)与释放接头(6)配合打捞，所述打捞头(8)底端设有锁环座(11)，所述锁环座(11)中套设有锁环(10)，所述锁紧外筒(7)内壁设有配合锁环(10)单向啮合的螺纹(71)，所述打捞头(8)和锁环座(11)连接处的外中心管(23)上设有上锁块(9)，所述双向卡瓦(37)底端与解封套(17)连接处的外中心管(23)上设有双向限位装置(18)，所述下胶筒座(20)向外中心管(23)方向延伸有凸起部(231)，所述凸起部(231)与外中心管(23)之间留有过液间隙(232)，所述凸起部(231)与下密封头(22)之间的外中心管(23)上依次套设有弹性部件(39)和进液活塞(21)，所述下密封头(22)内壁上与外中心管(23)接触部分设有凹槽(221)，与所述凹槽(221)对应的外中心管(23)和内中心管(24)上贯穿开设有下进液孔(200)；

所述上活塞(4)与内中心管(24)通过座封剪销(31)连接，所述打捞头(8)与外中心管(23)之间通过打捞剪销(32)连接，所述解封套(17)与上胶筒座(19)之间通过解封剪销(33)连接，所述外中心管(23)和内中心管(24)之间通过丢手剪销(34)连接，所述球座(26)和内中心管(24)之间通过滑套剪销(35)连接，所述丢手剪销(34)小于滑套剪销(35)剪断压力。

2.根据权利要求1所述的一种双向座封防倒灌封隔器，其特征在于：所述双向限位装置(18)为下锁块，所述外中心管(23)上开设有限位槽(233)，所述下锁块设置在限位槽(233)中，所述下锁块底端与所述解封套(17)相抵。

3.根据权利要求2所述的一种双向座封防倒灌封隔器，其特征在于：所述上胶筒座(19)底部内壁与下胶筒(38)顶部外壁螺纹连接，所述上胶筒座(19)顶部内壁与外中心管(23)相抵，所述上胶筒座(19)顶部下方的外中心管(23)上开设有与上胶筒座(19)顶部配合的排液槽(234)。

4.根据权利要求3所述的一种双向座封防倒灌封隔器，其特征在于：所述弹性筒(3)底端与释放接头(6)顶端内壁螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的一种双向座封防倒灌封隔器，其特征在于：所述上接头(1)底端设有台肩(101)，所述弹性筒(3)顶端挂设在台肩(101)上，所述上接头(1)外壁套设有挡环(2)，所述弹性筒(3)顶端与挡环(2)底端相抵。

6.根据权利要求5所述的一种双向座封防倒灌封隔器，其特征在于：所述锁紧外筒(7)与胶筒(36)之间设有顶鞋(12)，所述胶筒(36)与外中心管(23)之间设有胶筒芯轴(13)，所述胶筒芯轴(13)顶部向外设有台肩一(131)，所述顶鞋与台肩一(131)相抵，所述胶筒(36)中部设有隔环(14)。

7.根据权利要求6所述的一种双向座封防倒灌封隔器，其特征在于：所述双向卡瓦(37)上下两侧依次连接有上锥体(15)和下锥体(16)，所述上锥体(15)与胶筒(36)相抵，所述下锥体(16)与下锁块相抵。

8.根据权利要求7所述的一种双向座封防倒灌封隔器，其特征在于：所述释放接头(6)向打捞头(8)方向延伸有凸起部一(61)，所述锁紧外筒(7)顶端与凸起部一(61)底端相抵，所述打捞头(8)底部设有台肩三(81)，所述台肩三(81)与凸起部一(61)配合打捞。

9.根据权利要求8所述的一种双向座封防倒灌封隔器，其特征在于：所述防倒灌组件包括套设在外中心管(23)上的防倒灌接头(25)，所述防倒灌接头(25)底部连接有防倒灌外筒(27)，所述防倒灌外筒(27)内设有压感式滑套(28)，所述压感式滑套(28)顶端与外中心管(23)底端相抵，所述下接头(29)内壁底部设有台肩二(291)，所述压感式滑套(28)底端与台肩二(291)之间设有弹簧(30)。

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