CN213807627U - 一种热采悬挂封隔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种热采悬挂封隔器，包括：具有第一通道的外中心管；套设在所述外中心管外侧的的橡胶筒，及设置在橡胶筒轴向两侧的用于推动橡胶筒的胶筒锥体；设置在外中心管外侧的液缸；设置在第一通道内的具有第二通道的内中心管。以及，设置在内中心管上的与第二通道连通的通孔，所述通孔能将第二通道内的压力传输到所述液缸处，推动所述液缸剪断剪切销钉。其中，在所述外中心管的外侧还设置有防座封装置，所述防座封装置构造成在初始位置下能够保持所述胶筒锥体相对固定，并且在所述液缸下接头运动时推动所述胶筒锥体移动而使所述橡胶筒发生形变。

Description

一种热采悬挂封隔器

技术领域

本实用新型涉及一种热采悬挂封隔器。

背景技术

在稠油多轮次蒸汽吞吐开采过程中，为了降低稠油的粘度，提高其流动性，需要多次注入温度高达300℃～350℃的高温蒸汽。在多次注汽及高温采油的过程中，需要保持良好的稳定性。而在现有的防砂工艺中，需要在井下接入防砂筛管，并向防砂管内均匀的注入高温高压气体。现有的封隔器由于在丢手后通径较小，与防砂管的内径不同，因此难以实现均匀注汽，不利于提供良好的稳定性。

同时，由于磕碰及管柱重量较大等因素，在封隔器下井的过程始终承受这较大的冲击力。由于这些冲击力的存在，容易导致封隔器上的剪切销钉被提前剪断，从而导致封隔器提前座封的严重后果。因此在高温环境下，需要提出一种更加稳定的封隔器。

实用新型内容

针对如上所述的技术问题，本实用新型旨在提出一种热采悬挂封隔器。本实用新型具有防座封装置，能够防止热采悬挂封隔器提前座封。同时丢手后的通经大，便于满足防砂管均匀注汽的需要。

根据本实用新型，提供了一种用热采悬挂封隔器，包括：外中心管，所述外中心管内设置有第一通道；套设在所述外中心管外侧的橡胶筒，以及分别设置在所述橡胶筒轴向两侧的胶筒锥体，所述橡胶筒能在胶桶锥体的推动下发生形变；设置在所述外中心管外侧的液缸，所述液缸包括固定连接在外中心管上的液缸上接头和能够轴向移动以推动所述胶筒锥体的液缸下接头，所述液缸上接头和液缸下接头之间通过剪切销钉进行固定；设置在所述第一通道内的内中心管，所述内中心管内限定有流体流通的第二通道)。以及，设置在所述内中心管上的与所述第二通道相连通的通孔，所述通孔能够将第二通道内的压力传输到所述液缸下接头处，以推动所述液缸下接头剪断所述剪切销钉而朝向所述胶筒锥体运动；

其中，在所述外中心管的外侧还设置有防座封装置，所述防座封装置构造成在初始位置下能够保持所述胶筒锥体相对固定，并且在所述液缸下接头运动时推动所述胶筒锥体移动而使所述橡胶筒发生形变。

在一个优选的实施例中，所述防座封装置具有与所述胶筒锥体相连接的固定端和构造为弹性束爪结构的自由端。

在一个优选的实施例中，在所述液缸下接头的靠近外中心管的一面构造有阶梯部，使得所述液缸下接头与外中心管之间形成有间隙。

在一个优选的实施例中，在所述外中心管的外壁上设置有第一凹槽，所述第一凹槽位于所述间隙内的靠近所述橡胶筒的一侧，并且所述防座封装置的自由端在初始位置下处于所述第一凹槽内。

在一个优选的实施例中，所述间隙的径向宽度小于所述防座封装置的自由端的高度，使得所述防座封装置的自由端被压入在所述第一凹槽内。

在一个优选的实施例中，所述下缸体的壁体上设置有第二凹槽，在所述液压下缸体的内壁体上设置有第二凹槽，所述第二凹槽位于所述间隙内的远离所述胶筒的一侧，用于容纳受到所述液缸下接头推动后的所述防座封装置的自由端。

在一个优选的实施例中，所述第二凹槽底部距所述外中心管的距离大于所述防座封装置自由端的高度。

在一个优选的实施例中，在所述胶筒椎体上还设置有止位锁环。

在一个优选的实施例中，所述防座封装置由35CrMo材质制成。

在一个优选的实施例中，所述热采悬挂封隔器还包括卡瓦及用于推动卡瓦的卡瓦锥体。

附图说明

下面将参照附图对本实用新型进行说明。

图1显示了根据本实用新型的热采悬挂封隔器处于正常入井状态的示意图。

图2为图1所示的热采悬挂封隔器在座封状态下的示意图。

图3为图1所示的热采悬挂封隔器的防座封装置的局部放大图。

在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本实用新型的原理，并且未按实际比例绘制。

具体实施方式

下面通过附图来对本实用新型进行介绍。在下文中，方向性用语“下方”、“下端”等指的是远离井口的方向，而“上方”、“上端”等指的是朝向井口的方向。

图1显示了根据本实用新型的一个实施例的热采悬挂封隔器100处于正常入井状态的示意图。如图1所示，所述热采悬挂封隔器100包括外中心管10。在所述外中心管10的外壁上设置有打捞接头12，所述打捞接头12用于与打捞工具相连接。在一个优选的实施例中，所述打捞接头12设置在所述外中心管10上端的外壁上，这样更便于后期热采悬挂封隔器100的打捞工作。

在所述的外中心管10的上端12处同时设置有上接头11，所述上接头11用于与管柱(未出示)相连接，从而将所述热采悬挂封隔器100与管柱(未示出)连接后与管柱一起下入油井之中。同时，在所述的外中心管10的下端18处同时设置有下接头19。在所述外中心管10内具有第一通道15。在一个优选地实施例中，所述第一通道15的直径设置为大于100mm，与井下的滤砂管(未示出)直径相同，这样便于满足后期向滤砂管均匀注汽的需要。在所述第一通道内设置有内中心管60，所述内中心管60与外中心管10通过外连接头14相连接。

在所述外中心管10的外壁上套设有卡瓦20，在所述卡瓦20的轴向两侧的管体上对称地设置有卡瓦上锥体22和卡瓦下锥体24。所述卡瓦上锥体22和卡瓦下锥体24能够在外力作用下沿轴向靠近卡瓦22的方向移动，从而推动所述卡瓦22变形隆起，从而与油井的井壁相抵接，达到封隔油井的作用。优选地，所述卡瓦上锥体22和卡瓦下锥体24与卡瓦22相邻的面25设置为锥面，方便其与所述卡瓦22的相对移动。

同时，在所述外中心管10位于卡瓦下锥体24的下端的外壁上还设置有橡胶筒30。同样地，所述橡胶筒30的轴向两端分别设定有胶筒上锥体32和胶筒下锥体34。所述胶筒胶筒上锥体32和胶筒下锥体34可在外力作用下在所述外中心管10上沿轴向移动，推动所述橡胶筒30变形隆起，从而使得所述橡胶筒30与井壁抵接，封隔油井。所述胶筒上锥体32通过一个带有刚度的环形连接面35与所述卡瓦下锥体24相连接，使得所述胶筒上锥体32能够推动所述卡瓦下锥体24移动，进而推动所述卡瓦20变形。

在一个优选的实施例中，在所述胶筒下锥体34上设置有止位锁环36，所述胶筒下锥体34通过止位锁环36连接在所述外中心管10上。所述止位锁环36例如可以是一个马牙扣。通过所述止位锁环36可以实现胶筒下锥体34在所述外中心管上的单向移动，即，所述胶筒下锥体34仅可向靠近所述橡胶筒30的方向移动，不能向其他方向移动。通过止位锁环36，可以在橡胶筒30与井壁抵接而完成封隔后，固定所述胶筒下锥体34，保证所述橡胶筒30始终与井壁相抵接。

如图1所示，在所述胶筒下锥体34下方的外中心管10的外壁上还套设有液缸40。所述液缸40包括套接在一起的液缸上接头42和液缸下接头44，所述液缸上接头42固定在外中心管10上，所述液缸下接头44位于液缸上接头42的径向内侧，其与所述外中心管10的外壁相接触。所述液缸下接头44可以相对于液缸上接头42沿轴向发生相对位移，二者通过第一剪切销钉43相固定。同时，在所述液缸上接头42与胶筒下锥体34轴向间的外壁上设置有防座封装置50。

图2为图1所示的热采悬挂封隔器在座封状态下的示意图。如图2所示，在内中心管60中具有供流体流通的第二通道65。在所述第二通道65内设置有密封球座70，所述球座70通过第二剪切销钉72固定在所述第二通道65内。必要地，剪断第二剪切销钉72所需的剪切力需满足大于剪断第一剪切销钉43所需的剪切力，这样可以防止第二剪切销钉72被提前剪断。同时，所述球座70的下端71伸出所述第二通道65外部。当热采悬挂封隔器100随着管柱一同下入井下的设计深度后，便可向井下投入钢球69，以便座封所述第二通道65。同时，在所述内中心管60的管壁上设置有环形的通孔68，所述环形通孔68沿径向同时贯穿所述外中心管10和液缸下接头44的壁体，使得所述第二通道65能够与液缸下接头44保持连通。由此，位于所述第二通道65内的液体能够通过通孔68流至液缸下接头44处。必要地，所述球座70在轴向上需要位于所述通孔68的下方，以避免在投钢球69密封后，所述球座68挡住所述通孔68。

当所述钢球69座封第二通道65并打压验封后，便可向第二通道65注入高压液体，此时高压液体会沿着所述环形通孔68流向所述液缸下接头44处。在高压液体的作用下，所述第一剪切销钉43会被剪断。当第一剪切销钉43被剪断后，所述液缸下接头44会在液体压力作用下向靠近胶筒下锥体34的方向移动，从而推动所述胶筒下锥体34及卡瓦下锥体24向靠近上接头11的方向移动。此时，所述卡瓦20和橡胶筒30分别会被卡瓦下锥体24和胶筒下锥体34挤压隆起，直至橡胶筒30和卡瓦20与井壁相抵接，达到封隔油井的效果。

如图2所示，在所述外中心管位于钢球69下方的内壁上还设置有丢手束爪75，在所述球座70的下端71的外壁上设置有环形的限位环76。所述限位环76与所述丢手束爪75相抵接，从而支撑所述丢手束爪75，使其处于伸张的状态，与所述外中心管10的内壁相抵接。当座封完成后需要进行丢手时，只需要继续向所述第二通道65内注入高压液体，直至第二剪切销钉72被剪断。此时球座70会在重力作用下向下移动，带动限位环76同样向下移动，最终导致限位环76无法再支撑所述丢手束爪75，使得丢手束爪75收缩，不再抵接在外中心管10的内壁上，此时丢手结束。

图3为图1所示的热采悬挂封隔器100的防座封装置50的局部放大图。如图3所示，防座封装置50具有与所述胶筒下锥体34相连接的固定端52和构造为弹性束爪结构的自由端54。同时，在所述液缸下接头44靠近外中心管10的一面构造有阶梯部45，其靠近胶筒下锥体34的一端(即上端)的壁厚较小，远离胶筒下锥体34的一端(即下端)壁厚较大。这样，在所述液缸下接头44的前端与外中心管10的轴向之间形成有间隙55。在所述外中心管10的位于间隙55内的外壁上构造有第一凹槽56。所述防座封装置50的自由端54设置在第一凹槽56内。

必要地，所述间隙55的高度需要低于所述自由端54的高度，这样，所述自由端54会被所述液缸下接头44压入到所述第一凹槽56内。由此，在所述热采悬挂封隔器100下井的过程中，所述防座封装置50的自由端54会一直被固定在所述第一凹槽56内。容易理解，通过这种结构，所述防座封装置50在下井过程中会一直承受管柱力量。并且，当热采悬挂封隔器100由于碰撞等因素受到来自管柱的冲击力时，所述防座封装置50也会固定在所述第一凹槽56内，防止冲击力传递到所述液缸下接头44处，进而避免所述第一剪切销钉43在下井过程中提前受力，从而防止第一剪切销钉43提前被剪断。

另一方面，在所述液缸下接头44的壁体上设置有第二凹槽48，所述第二凹槽48位于所述间隙55内的远离橡胶筒30的一侧，使得所述第二凹槽48在轴向上位于所述第一凹槽56的下方。必要地，所述第二凹槽48底部距所述外中心管10的距离大于所述防座封装置自由端54的高度。这样，当所述热采悬挂封隔器100到达指定的井下位置后，高压液体剪断所述第一剪切销钉43，在液缸下接头44向靠近胶筒下锥体32移动的过程中，所述液缸下接头44会与防座封装置的自由端54发生相对运动，直至所述第二凹槽48到达防座封装置自由端54处。此时，所述液缸下接头44便无法再将所述防座封装置的自由端54压入第一凹槽54内。相反，所述防座封装置的自由端54会弹入所述第二凹槽48中。此时，所述防座封装置50便无法起到固定所述胶筒下接头34的作用。在这种情况下，所述液缸下接头44能够正常推动胶筒下接头34，封隔油井。

在一个优选的实施例中，所述防座封装置50采用35CrMo材质，其强度高，能够承受管柱所带来的冲击力。

以下简述根据本实用新型的热采悬挂封隔器100的工作过程。

本实用新型的热采悬挂封隔器100通过所述上接头11与管柱相连接，随着管柱一同下入油井之中。在下井的过程中，所述卡瓦20和橡胶筒30不与井壁相抵接，所述防座封装置的自由端54被所述液缸下接头44压入所述第一凹槽54内，从而防止第一剪切销钉43在下入的过程中提前受力，从而避免热采悬挂封隔器100提前封隔油井。

当所述热采悬挂封隔器100下入到指定的位置后，即可投入钢球69，以座封球座70。之后，向所述第二通道65内注入高压液体，所述高压液体经所述通孔68流至液缸下接头44处。在高压液体的作用下，所述第一剪切销钉43被剪断。此时，所述液缸下接头44在高压液体的推动下向靠近胶筒下锥体34的方向移动，导致所述防座封装置的自由端54离开所述第一凹槽54而弹入所述第二凹槽48内。此时，防座封装置便无法固定所述胶筒下锥体34。在胶筒下锥体34的推动下，所述胶桶30隆起直至与井壁相抵接，同理，所述卡瓦也隆起直至与井壁相抵接。由此，所述热采悬挂封隔器100起到封隔油井的作用。

当需要进行丢手作业时，继续向井下注入高压液体，直至第二剪切销钉72被剪断。此时，球座70在重力作用下带动支撑环76向下移动，直至丢手束爪75失去支撑环76的支撑作用，不再与所述外中心管10的内壁相抵接，丢手结束。

最后应说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施方案而已，并不构成对本实用新型的任何限制。尽管参照前述实施方案对本实用新型进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热采悬挂封隔器(100)，其特征在于，包括：

外中心管(10)，所述外中心管内设置有第一通道(15)；

套设在所述外中心管(10)外侧的橡胶筒(30)，以及分别设置在所述橡胶筒(30)轴向两侧的胶筒锥体(32，34)，所述橡胶筒(30)能在所述胶筒锥体的推动下发生形变；

设置在所述外中心管(10)外侧的液缸(40)，所述液缸(40)包括固定连接在外中心管上的液缸上接头(42)和能够轴向移动以推动所述胶筒锥体的液缸下接头(44)，所述液缸上接头(42)和液缸下接头(44)之间通过剪切销钉(43)进行固定；

设置在所述第一通道内的内中心管(60)，所述内中心管(60)内限定有流体流通的第二通道(65)；以及

设置在所述内中心管上的与所述第二通道相连通的通孔(68)，所述通孔(68)能够将第二通道(65)内的压力传输到所述液缸下接头(44)处，以推动所述液缸下接头(44)剪断所述剪切销钉(43)而朝向所述胶筒锥体运动，

其中，在所述外中心管的外侧还设置有防座封装置(50)，所述防座封装置(50)构造成在初始位置下能够保持所述胶筒锥体相对固定，并且在所述液缸下接头(44)运动时推动所述胶筒锥体移动，从而使所述橡胶筒(30)发生形变。

2.根据权利要求1所述的热采悬挂封隔器(100)，其特征在于，所述防座封装置(50)具有与所述胶筒锥体相连接的固定端(52)和构造为弹性束爪结构的自由端(54)。

3.根据权利要求2所述的热采悬挂封隔器(100)，其特征在于，在所述液缸下接头(44)的靠近外中心管(10)的一面构造有阶梯部(45)，使得所述液缸下接头(44)与外中心管(10)之间形成有间隙(55)。

4.根据权利要求3所述的热采悬挂封隔器(100)，其特征在于，在所述外中心管的外壁上设置有第一凹槽(56)，所述第一凹槽(56)位于所述间隙(55)内的靠近所述橡胶筒(30)的一侧，并且所述防座封装置(50)的自由端(54)在初始位置下处于所述第一凹槽(56)内。

5.根据权利要求4所述的热采悬挂封隔器(100)，其特征在于，所述间隙(55)的径向宽度小于所述防座封装置的自由端(54)的高度，使得所述防座封装置的自由端(54)被压入在所述第一凹槽(56)内。

6.根据权利要求5所述的热采悬挂封隔器(100)，其特征在于，在所述液缸下接头的内壁上设置有第二凹槽(48)，所述第二凹槽(48)位于所述间隙(55)内的远离所述胶筒(30)的一侧，用于容纳受到所述液缸下接头(44)推动后的所述防座封装置的自由端(54)。

7.根据权利要求6所述的热采悬挂封隔器(100)，其特征在于，所述第二凹槽(48)的底部距所述外中心管(10)的距离大于所述防座封装置的自由端(54)的高度。

8.根据权利要求1到7中任一项所述的热采悬挂封隔器(100)，其特征在于，在所述胶筒锥体上还设置有止位锁环(36)。

9.根据权利要求1到7中任一项所述的热采悬挂封隔器(100)，其特征在于，所述防座封装置(50)由35CrMo材质制成。

10.根据权利要求1到7中任一项所述的热采悬挂封隔器(100)，其特征在于，所述热采悬挂封隔器(100)还包括卡瓦(20)，以及设置在所述卡瓦(20)的两侧用于推动卡瓦(20)产生形变的卡瓦锥体(22，24)。

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