CN213478309U - 一种机械一体堵水管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械一体堵水管柱。该管柱包括油管，油管内串接有将油管分成上部油管段和下部油管段的油管封堵装置，油管封堵装置封堵上部油管段和下部油管段；封隔器串联在下部油管段中；液力式油管锚串联在下部油管段中，位于封隔器上侧，防止封隔器上顶失效；下部油管段用于与封隔器下侧油套环空连通，上部油管段用于与封隔器上侧油套环空连通。本实用新型的机械一体堵水管柱中，在封隔器坐封后，当下侧油套环空压力大于封隔器上侧油套环空压力时，下侧油套环空的高压液体沿下部油管段上行进入到液力式油管锚位置处，在液力式油管锚内外压差的作用下，液力式油管锚锚定在套管壁上，以避免封隔器上顶失效，有助于油井正常堵水生产。

Description

一种机械一体堵水管柱

技术领域

本实用新型涉及一种机械一体堵水管柱。

背景技术

油田进入高含水开发中后期，特别是在注水开发油田的开采后期，随着地层含水量的变化，层段划分越来越细，层间矛盾越来越突出，高低含水层共存，层间压差越来越大。为了稳油控水，需要对油井实施机械堵水作业。

目前常用的是一种泵封一体机械堵水管柱，如图1所示，该泵封一体机械堵水管柱包括油管101，油管101的底部设置有丝堵102，油管101上串接有用于坐封在上部油层103与下部油层104之间的封隔器105，油管101上处于封隔器105上侧且对应于上部油层103位置处设置有筛管106，在筛管106上方的油管101上串接有抽油泵107。通过上述泵封一体机械堵水管柱封隔下部油层104且对上部油层103进行采油作业时，往往由于层间压差较大，当封隔器下侧油套环空内的静压高于封隔器上侧油套环空内的流压10Mpa时，封隔器受上顶力容易坐封失效，从而不易保证上部油层采油作业的正常进行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种机械一体堵水管柱，以解决现有技术的泵封一体机械堵水管柱中封隔器容易坐封失效的技术问题。

本实用新型的机械一体堵水管柱采用如下技术方案：

机械一体堵水管柱包括：油管，用于下入到井内；油管封堵装置，串联在油管中，将油管分成位于其上侧的上部油管段和位于其下侧的下部油管段，且用于封堵上部油管段和下部油管段；封隔器，串联在下部油管段中，用于坐封在上下油层之间；液力式油管锚，串联在下部油管段中，位于封隔器上侧，用于锚定机械一体堵水管柱，防止封隔器上顶失效；所述下部油管段用于与封隔器下侧油套环空连通，所述上部油管段用于与封隔器上侧油套环空连通。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的机械一体堵水管柱中，油管封堵装置封堵上部油管段和下部油管段，在封隔器坐封后，当下侧油套环空压力大于封隔器上侧油套环空压力时，下侧油套环空的高压液体沿下部油管段上行进入到液力式油管锚位置处，在液力式油管锚内外压差的作用下，液力式油管锚锚定在套管壁上，以避免封隔器坐封失效，有助于油井正常堵水生产。

进一步地，油管封堵装置为设置在液力式油管锚和封隔器上侧的上丝堵。

其有益效果是：上丝堵结构简单，便于与油管的串接，便于在本实用新型中实现。

进一步地，所述下部油管段上串接有解封连通装置，解封连通装置设置在液力式油管锚上侧，该解封连通装置上设置有连通孔，该连通孔用于在修井作业时上提管柱以使封隔器上侧油套环空与下部油管段的内部空间连通。

其有益效果是：上述解封连通装置的设置便于平衡封隔器上下油套环空，有助于封隔器顺利解封，有助于液力式油管锚顺利解除锚定作用。

进一步地，所述解封连通装置包括外套管、中心管和挡环，外套管与中心管密封插装配合，外套管上设有上接头，中心管上设有下接头，解封连通装置通过上接头与下接头串接在下部油管段中，并使中心管内部与下部油管段内部空间连通；外套管内周壁上设有朝下的外套管挡止面，以用于与中心管的上端面挡止配合，外套管的外侧壁上设有所述连通孔；中心管外周壁上设有朝下的中心管挡止面，挡环插装固定在外套管下端，具有朝上的挡环挡止面，该挡环挡止面用于与中心管挡止面配合，以限制中心管挡止面向下移动；中心管具有使其上端面与外套管挡止面挡止配合的未解封状态，还具有相对外套管下行至使中心管挡止面与挡环挡止面挡止配合的解封到位状态；在中心管处于未解封状态时，中心管与外套管之间通过剪钉连接，中心管与外套管之间设有在中心管处于未解封状态时封堵所述连通孔的密封圈，在中心管处于解封到位状态时，连通孔与中心管的上端开口之间连通，以使中心管内与封隔器上侧油套环空连通。

其有益效果是：上述解封连通装置的结构简单，便于加工和装配。

进一步地，所述中心管包括大径段和小径段，大径段位于小径段上方，所述密封圈套装在大径段上，大径段外周直径大于小径段外周直径，大径段外周面与小径段外周面之间的台阶面形成所述中心管挡止面，在中心管处于未解封状态时，大径段的上端面与外套管挡止面挡止配合。

其有益效果是：大径段与小径段的结构便于中心管挡止面的设置，无需另外在中心管的外周壁上设置朝下的中心管挡止面。

进一步地，所述下部油管段上串接有下筛管，下筛管下侧设置有下丝堵。

其有益效果是：下筛管的设置可防止杂物进入下部油管段内部而使解封连通装置和液力式油管锚失效。

进一步地，所述上部油管段上串接有上筛管。

其有益效果是：具有防杂物作用，防止杂物进入抽油泵，影响抽油泵正常工作。

进一步地，所述上部油管段上设置有抽油泵，抽油泵下侧的上部油管段与封隔器上侧的油套环空连通。

其有益效果是：上述结构设置便于对上部油层的采油作业。

进一步地，所述抽油泵下侧的上部油管段上串接有上筛管。

其有益效果是：上筛管具有防杂物作用，设置在抽油泵下侧的上部油管段中可防止杂物进入抽油泵而影响抽油泵正常工作。

进一步地，所述液力式油管锚为水力锚。

其有益效果是：水力锚结构简单、经济可靠。

附图说明

图1是现有技术中泵封一体机械堵水管柱的结构示意图；

图2是本实用新型机械一体堵水管柱的具体实施例1中机械一体堵水管柱处于抽油作业状态的结构示意图；

图3是本实用新型机械一体堵水管柱的具体实施例1中解封连通装置的结构示意图；

图1中：101-油管，102-丝堵，103-上部油层，104-下部油层，105-封隔器，106-筛管，107-抽油泵；

图2中：1-上部油层，2-下部油层，3-上部油管段，4-下部油管段，5-上丝堵，6-下丝堵，7-Y211封隔器，8-上侧油套环空，9-下侧油套环空，10-上筛管，11-下筛管，12-抽油泵，13-水力锚，14-解封连通装置；

图3中：14-解封连通装置，15-外套管，16-中心管，17-插装段，18-外套管挡止面，19-挡环，20-挡环挡止面，21-剪钉，22-连通孔，23-密封圈，24-大径段，25-小径段，26-中心管挡止面。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。

本实用新型的机械一体堵水管柱的具体实施例1：

本实施例中的机械一体堵水管柱为泵封一体机械堵水管柱，如图2所示，该泵封一体机械堵水管柱用于封堵下部油层2，对上部油层1进行采油作业。

本实施例中的泵封一体机械堵水管柱包括油管，油管用于下入到井内，油管上串接有油管封堵装置，油管封堵装置将油管分成上部油管段3和下部油管段4，上部油管段3位于油管封堵装置的上侧，下部油管段4位于油管封堵装置的下侧，油管封堵装置用于封堵上部油管段3与下部油管段4，避免上部油管段3与下部油管段4之间相互连通。

本实施例中，如图2所示，油管封堵装置为串接在油管中的上丝堵5，上丝堵5用于设置在下部油层2上方，上丝堵5结构简单，便于整个机械一体堵水管柱的装配。在油管底部，即下部油管段4的底部还设置有下丝堵6，下丝堵6用于封堵油套环空与油管内部空间，避免油套环空内的液体从油管底部进入到下部油管段4内。

本实施例中，如图2所示，在油管中串接有封隔器，该封隔器为Y211封隔器7，Y211封隔器7位于上丝堵5下侧，串接在下部油管段4中，且用于坐封在上部油层1与下部油层2之间，避免下部油层2中的液体进入到上部油层1位置处的油套环空。

定义位于Y211封隔器7上侧的油套环空为上侧油套环空8，位于Y211封隔器7下侧的油套环空为下侧油套环空9，本实施例中，如图2所示，下部油管段4用于与下侧油套环空9连通，上部油管段3用于与上侧油套环空8连通。具体地，在上部油管段3串接有上筛管10，下部油管段4上串接有下筛管11，筛管具有防杂物的作用，上筛管10可防止杂物进入到上部油管段3内，下筛管11可防止杂物进入到下部油管段4内。

本实施例中，如图2所示，在上部油管段3中还设置有抽油泵12，在该抽油泵12的作用下，上部油层1内的液体进入到上侧油套环空8，再从上筛管10的孔眼进入到上部油管段3内，以实现对上部油层1的采油作业，而且上筛管10的设置可防止杂物进入上部油管段内而影响抽油泵12的正常工作。

本实施例中，由于层间压差较大，下侧油套环空9内的静压力可能会远大于上侧油套环空8内的流动压力，在Y211封隔器7上下压差的作用下，Y211封隔器7会受到向上的顶推力，从而容易导致Y211封隔器7失效。本实施例中，如图2所示，在下部油管段4上还串接有液力式油管锚，该液力式油管锚用于锚定在上下油层之间。具体的本实施例中，液力式油管锚为水力锚13，水力锚13结构简单且经济可靠，水力锚13设置在Y211封隔器7的上侧，且与Y211封隔器7紧挨设置，即水力锚13的下接头与Y211封隔器7的上接头固定连接。

本实施例中，当Y211封隔器7坐封在上部油层1与下部油层2之间后，下侧油套环空9内的高压液体会沿下筛管11上的孔眼进入到下部油管段4内，然后上升至水力锚13位置处，在水力锚13内外压差作用下，水力锚13锚定在套管壁上，可限制油管向上移动，进而可避免Y211封隔器7上顶而导致坐封失效，有助于上部油层1中采油作业的正常进行。

本实施例中，如图2和图3所示，在油管上还串接有解封连通装置14，该解封连通装置14设置在Y211封隔器7和水力锚13的上侧，且位于上丝堵5下侧，解封连通装置14包括外套管15和插装在外套管15中的中心管16，中心管16下端一体设置有下接头，外套管15上端一体设置有上接头，解封连通装置14通过上述上接头和下接头串接在下部油管段4上，并使中心管16内部空间与下部油管段4的内部空间连通。

外套管15上具有与中心管16密封插装配合的插装段17，插装段17设置在上接头下方，且插装段17的内周面直径大于上接头的内周面直径，在插装段17内周面与上接头内周面的连接位置处设置有朝下的台阶面，该台阶面形成外套管挡止面18，用于与中心管16的上端面挡止配合，以使外套管15能够通过外套管挡止面18下压中心管16，并驱动中心管16下行。上述上接头与插装段17的结构设置便于外套管挡止面18的设置，而且无需在外套管15的内周面上另外设置朝下的挡止结构，可简化外套管15的加工。

如图3所示，解封连通装置14还包括插装在外套管15下端的挡环19，外套管15下端与挡环19螺纹连接，且挡环19具有朝上的挡环挡止面20。

外套管15与中心管16之间通过剪钉21连接，剪钉21可将中心管16固定在中心管上端面与外套管挡止面18挡止配合的位置处，外套管15上与插装段17的外周壁上设置有连通孔22，连通孔22设置有四个，且沿外套管15的周向间隔均匀布置。中心管16具有使其上端面与外套管挡止面18挡止配合的未解封状态，在中心管16处于未解封状态时，剪钉21连接外套管15与中心管16，连通孔22被中心管16封堵，在外套管15与中心管16之间且位于连通孔22的上侧设置有密封圈23，中心管16上设置有密封槽，密封圈23位于密封槽内，以通过密封圈23密封连通孔22与中心管16上端开口，避免中心管16处于未解封状态时中心管16内部与上侧油套环空8连通，即当中心管16处于未解封状态时，连通孔22被封堵，下部油管段4内与上侧油套环空8之间互不连通。

本实施例中，如图3所示，解封连通装置14中的中心管16内径为通径，中心管16包括大径段24和小径段25，大径段24的外周直径大于小径段25的外周直径，大径段24位于小径段25的上侧，大径段24的上端面为用于与外套管挡止面18挡止配合的中心管上端面，中心管16的大径段外周面与小径段外周面之间具有朝下的台阶面，该台阶面形成中心管挡止面26，中心管挡止面26用于在中心管16相对外套管15下行的过程中与挡环挡止面20挡止配合，以限制中心管16相对外套管15向下移动。上述中心管16的结构便于中心管挡止面的设置，无需另外在中心管16的外周壁上设置朝下的挡止结构，而且无需另外在中心管16上设置与外套管挡止面挡止配合的结构，可简化中心管16的整体结构，便于中心管16的加工制造，提高解封连通装置的加工效率。

本实施例中，如图2和图3所示，中心管16还具有用于使中心管挡止面26与挡环挡止面20挡止配合的解封到位状态。当上部油层1的采油作业完毕后，在需要解封Y211封隔器7时，上提管柱，当管柱的提拉力大于解封连通装置14上剪钉21剪断的设定值时，剪钉21被剪断，在上提力的作用下，外套管15相对中心管16向上移动，中心管16可从未解封状态朝向解封状态移动，在中心管16移动的过程中，中心管16解除对连通孔22的封堵作用，连通孔22裸露在中心管16的上端，并与中心管16的上端开口连通，进而连通中心管16内部与上侧油套环空8，即连通上侧油套环空8与下部油管段4的内部空间，从而使上侧油套环空8与下侧油套环空9之间压力平衡，消除层间压差的影响，水力锚13收缩，继续上提管柱，可使封隔器顺利解封，有助于泵封一体机械堵水管柱的顺利起出。

本实用新型的机械一体堵水管柱的具体实施例2：

其与具体实施例1的区别在于：

液力式油管锚为液压支撑器，液压支撑器设置在封隔器上侧，且与封隔器紧挨设置，当封隔器坐封在上部油层与下部油层之间后，下侧油套环空内的高压液体会沿下筛管中的孔眼进入到下部油管段内，然后上升至液压支撑器位置处，在液压支撑器内外压差作用下，液压支撑器的强力蛇形弓弹片锚定在套管壁上，以限制油管向上移动，进而避免封隔器上顶失效，有助于上部油层中采油作业的正常进行。解封连通装置设置在上丝堵和液压支撑器之间，在解封连通装置中的中心管处于解封状态时，液压支撑器内外压力平衡，再上提管柱液压支撑器解锁，强力蛇形弓弹片收回，解除对套管的锚定作用。

本实用新型的机械一体堵水管柱的具体实施例3：

其与具体实施例1的区别在于：

油管底部不设置下丝堵，下部油管段底部焊接有挡板，以通过该挡板封堵油套环空与油管内部空间，避免油套环空内的液体从油管底部进入到下部油管段内。

本实用新型的机械一体堵水管柱的具体实施例4：

其与具体实施例1的区别在于：

下部油管段上不设置下筛管，下部油管段上设置有用于与下侧油套环空连通的开孔。相应的上部油管段上也不设置上筛管，上部油管段上设置有用于与上侧油套环空连通的开孔，用于在抽油泵的作用下实现上部油层的采油作业。

本实用新型的机械一体堵水管柱的具体实施例5：

其与具体实施例1的区别在于：

下部油管段上不设置下筛管，也不设置下丝堵，下部油管段的底部设置有开口，以通过该开口实现下部油管段内部空间与下侧油套环空的连通。

本实用新型的机械一体堵水管柱的具体实施例6：

其与具体实施例1的区别在于：

上部油管段上不设置抽油泵，本实施例中的机械一体堵水管柱可用于进行抽汲简采、试油等。

本实用新型的机械一体堵水管柱的具体实施例7：

其与具体实施例1的区别在于：

解封连通装置的结构与授权公告号为CN201714334U中油井解封连通装置的结构相同，当修井需要解封封隔器时，上提管柱，当管柱的提拉力大于解封连通装置上剪钉剪断的设定值时，剪钉被剪断，解封连通装置中的上接头、外套管和挡环一起上行，使外套管上的外管孔与中心管上的内管孔连通，即连通了上侧油套环空与下部油管段的内部空间，从而使上侧油套环空与下侧油套环空之间压力平衡，消除层段压差的影响，水力锚收缩，继续上提管柱，可使封隔器顺利解封，有助于管柱的顺利起出，上述内管孔与外管孔即为设置在解封连通装置上的连通孔。

本实用新型的机械一体堵水管柱的具体实施例8：

其与具体实施例1的区别在于：

解封连通器的外套管的插装段包括大径段和小径段，大径段的内周面直径小于小径段的内周面直径，小径段位于大径段的下侧，挡环装配在外套管的大径段上，中心管整体为通径结构，仅在中心管中部设置有凸环，密封圈设置在凸环的上侧，外套管通过剪钉与凸环上侧的中心管段连接，凸环的下表面为中心管挡止面，用于与挡环挡止面配合以限制中心管向下移动。

本实用新型的机械一体堵水管柱的具体实施例9：

其与具体实施例1的区别在于：

解封连通装置的连通孔设置有两个，且沿外套管周向间隔布置。或者其他实施例中，连通孔的数量还可以是一个、三个或者五个以上的其他数量，且各连通孔在周向均匀间隔布置，以平衡中心管内的周向压力，提高中心管内的泄压速度。

本实用新型的机械一体堵水管柱的具体实施例10：

其与具体实施例1的区别在于：

解封连通装置的外套管上插装段内径尺寸与上接头的内径尺寸相等，在插装段与上接头之间的外套管内壁上设置有凸缘，凸缘的下表面即为外套管挡止面，用于与中心管的上端面挡止配合，以通过外套管挡止面向中心管提供向下的压力。

本实用新型的机械一体堵水管柱的具体实施例11：

其与具体实施例1的区别在于：

泵封一体机械堵水管柱中不设置解封连通装置，在上部油层的采油作业完毕后，通过从上侧油套环空向井内注入修井液，以平衡上侧油套环空与下侧油套环空之间的压力，消除层间压差的影响，直至水力锚收缩，然后在保证上侧油套环空与下侧油套环空压力平衡的条件下，上提管柱，使封隔器顺利解封，有助于泵封一体机械堵水管柱的顺利起出。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种机械一体堵水管柱，其特征在于，包括：

油管，用于下入到井内；

油管封堵装置，串联在油管中，将油管分成位于其上侧的上部油管段和位于其下侧的下部油管段，且用于封堵上部油管段和下部油管段；

封隔器，串联在下部油管段中，用于坐封在上下油层之间；

液力式油管锚，串联在下部油管段中，位于封隔器上侧，用于锚定机械一体堵水管柱，防止封隔器上顶失效；

所述下部油管段用于与封隔器下侧油套环空连通，所述上部油管段用于与封隔器上侧油套环空连通。

2.根据权利要求1所述的机械一体堵水管柱，其特征在于，油管封堵装置为设置在液力式油管锚和封隔器上侧的上丝堵。

3.根据权利要求1所述的机械一体堵水管柱，其特征在于，所述下部油管段上串接有解封连通装置，解封连通装置设置在液力式油管锚上侧，该解封连通装置上设置有连通孔，该连通孔用于在修井作业时上提管柱以使封隔器上侧油套环空与下部油管段的内部空间连通。

4.根据权利要求3所述的机械一体堵水管柱，其特征在于，所述解封连通装置包括外套管、中心管和挡环，外套管与中心管密封插装配合，外套管上设有上接头，中心管上设有下接头，解封连通装置通过上接头与下接头串接在下部油管段中，并使中心管内部与下部油管段内部空间连通；

外套管内周壁上设有朝下的外套管挡止面，以用于与中心管的上端面挡止配合，外套管的外侧壁上设有所述连通孔；

中心管外周壁上设有朝下的中心管挡止面，挡环插装固定在外套管下端，具有朝上的挡环挡止面，该挡环挡止面用于与中心管挡止面配合，以限制中心管挡止面向下移动；

中心管具有使其上端面与外套管挡止面挡止配合的未解封状态，还具有相对外套管下行至使中心管挡止面与挡环挡止面挡止配合的解封到位状态；

在中心管处于未解封状态时，中心管与外套管之间通过剪钉连接，中心管与外套管之间设有在中心管处于未解封状态时封堵所述连通孔的密封圈，在中心管处于解封到位状态时，连通孔与中心管的上端开口之间连通，以使中心管内与封隔器上侧油套环空连通。

5.根据权利要求4所述的机械一体堵水管柱，其特征在于，所述中心管包括大径段和小径段，大径段位于小径段上方，所述密封圈套装在大径段上，大径段外周直径大于小径段外周直径，大径段外周面与小径段外周面之间的台阶面形成所述中心管挡止面，在中心管处于未解封状态时，大径段的上端面与外套管挡止面挡止配合。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的机械一体堵水管柱，其特征在于，所述下部油管段上串接有下筛管，下筛管下侧设置有下丝堵。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的机械一体堵水管柱，其特征在于，所述上部油管段上串接有上筛管。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的机械一体堵水管柱，其特征在于，所述上部油管段上设置有抽油泵，抽油泵下侧的上部油管段与封隔器上侧的油套环空连通。

9.根据权利要求8所述的机械一体堵水管柱，其特征在于，所述抽油泵下侧的上部油管段上串接有上筛管。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的机械一体堵水管柱，其特征在于，所述液力式油管锚为水力锚。

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