CN217735441U - 一种油气水井井下封隔器胶筒防突进保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的是一种油气水井井下封隔器胶筒防突进保护装置，本装置包括软金属保护套，软金属保护套的下部与软金属锥体连接；软金属锥体的下方由内向外装有软金属支撑套和软金属防砂罩，软金属支撑套的本体中设有缩放槽；胶筒防突进保护装置安装在封隔器胶筒与胶筒涨开推进机构之间。在井下封隔器坐封时，本实用新型与封隔器中的胶筒同步变形封闭油套环形空间，彻底阻断了胶筒的“突进”空间。本实用新型能够有效保护高压下工作的封隔器胶筒，使井下封隔器具有承受较高压差的能力，为井下封隔器提供安全使用保证，为深井和超深井的压裂、酸化、生产等高压施工提供技术保障。

Description

一种油气水井井下封隔器胶筒防突进保护装置

技术领域

本实用新型涉及石油工业井下封隔器胶筒的保护工具，特别是一种油气水井井下封隔器胶筒防突进保护装置。

背景技术

井下封隔器是重要的井下工具，一般由钢体部件、胶筒封隔部件和控制部件构成，在井筒中可把不同的油层、水层分隔开并能够承受一定压差，是一种能够满足油水井某种工艺目的或油层技术措施所需要的井下分层封隔的专用工具。井下封隔器既能通过作业管柱下到井筒预定位置，进行分层封隔，又能在井下具有耐久的使用性能。井下封隔器需要提出时，应该顺利起出。

但是，由于封隔器在油气水井中工作时，是通过胶筒形变封隔油套环形空间的，在压差的作用下，胶筒存在无环空间隙的活动“突进”趋势。当压差超出封隔器胶筒能够耐受的上限后，胶筒会因“突进”变形而遭到破坏，导致封隔器胶筒密封失效，对生产和施工造成不利影响。

为了解决井下封隔器胶筒在压差作用下，“突进”变形的问题，石油工业的科研人员做了许多工作，出现了如下相关专利技术：

申请号为201420556853.9的一种压裂用耐高压封隔器，其包括本体、环绕在本体的上端的外壁上的胶筒、环绕在本体上并对称式位于胶筒两端的防突环组，各防突环组包括第一防突环和与第一防突环配合式接触的第二防突环，其中，在第二防突环和胶筒之间设有保护套，保护套包括与第二防突环的斜面相配合的倾斜的第一部分，以及与第一部分一体化连接并包围胶筒的端部的筒形的第二部分。通过设置保护套避免了在封隔器坐封过程中涨开的第二防突环的狭缝两端对胶筒造成破坏。

上述实用新型在封隔器本体与胶筒之间安装了防突环组，通过在防突环组中设置保护套避免第二防突环的狭缝两端对胶筒的破坏，保护了胶筒，具有一定的使用效果。

申请号为201520009966.1的一种双密封双座封热采封隔器，包括中心管和套管、双密封机构和双重座封机构，双重座封机构和双密封机构均位于中心管和套管形成的环空，双密封机构在双重座封机构轴向压缩和径向楔入双重作用下座封。双密封机构包括依次套装在中心管和套管之间的下胶筒、中间胶筒和上胶筒；其中，下胶筒和上胶筒为楔入胶筒，中间胶筒为压缩胶筒。双重座封机构包括活塞、楔入体和胀环，活塞和楔入体套装在中心管上且两者位于双密封机构的同侧，胀环与楔入体位于密封组件的异侧，活塞在液压作用下，推动楔入体沿中心管轴向向胀环移动。实现热采生产井对封隔器的耐高温高压、密封性能不受温度交替变化的影响的特殊要求。

上述实用新型打破常规的单一坐封、密封方式，设计成组合座封方式，三重密封、多重肩部保护机构，实现热采生产井对封隔器的耐高温高压、密封性能不受温度交替变化的影响的特殊要求，可以满足目前海上热采井对热采封隔器在注采整个过程中都需要达到密封的要求，是一种热采生产井专用封隔器。

现有的封隔器胶筒保护机构，虽然对解决井下封隔器胶筒在压差作用下“突进”变形的问题上，有一定的效果，但是井下封隔器的“突进”变形的问题仍然严重，仍需进一步改进。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种油气水井井下封隔器胶筒防突进保护装置，能够对封隔器中的胶筒形成保护，避免封隔器胶筒在高压下的油套环形空间内的“突进”损坏和密封失效。延长修井周期，降低修井作业成本。

为达上述目的，本实用新型的技术解决方案是：

一种油气水井井下封隔器胶筒防突进保护装置包括软金属保护套，其中：

软金属保护套的下部与软金属锥体连接；

软金属锥体的下方由内向外装有软金属支撑套和软金属防砂罩；

软金属支撑套的本体中设有缩放槽；

胶筒防突进保护装置安装在封隔器胶筒与胶筒涨开推进机构之间。

优选的，所述软金属保护套内腔的形状和构造与封隔器胶筒的接合部位的形状和构造相符；软金属保护套的下部与软金属锥体焊接且软金属保护套的上部与封隔器胶筒连接。

优选的，所述软金属锥体的内腔是非等径内腔，软金属锥体下部内腔的内径小于上部内腔的内径，所述软金属锥体下部内腔的内径与封隔器中心管的小外径管体相符，所述软金属锥体上部内腔的内径与封隔器中心管的大外径管体相符，所述软金属锥体下部内腔与上部内腔之间设有锥形过渡面，该锥形过渡面与封隔器中心管外圆的悬挂台阶贴合。

优选的，所述软金属锥体的上端面设有保护套焊接面，所述软金属锥体的外壁是上大下小的锥形外壁。

优选的，所述软金属支撑套是筒状体，所述软金属支撑套中心孔的孔径与封隔器中心管的大外径管体相符，所述软金属支撑套的上部内壁设有内倒角、下部外壁设有外倒角，所述的缩放槽是与软金属支撑套本体下部不贯通的纵向槽。

优选的，所述软金属支撑套中的缩放槽至少设有五条。

优选的，所述软金属防砂罩的内腔是非等径内腔，软金属防砂罩的上部内腔是下小上大的锥形腔且下部内腔设有内螺纹。

优选的，所述软金属防砂罩的上部内腔中能够装入软金属锥体、中部内腔中能够装入软金属支撑套且下部内腔的内螺纹能够与封隔器中心管大外径管体中的螺纹段螺纹连接。

与现有技术相比，本实用新型的显著使用效果是：

1、本实用新型中的软金属支撑套、软金属防砂罩、软金属锥体和软金属保护套全部采用了易变形的软金属材料制作，为封隔器坐封时与胶筒同步变形打下了基础。

2、本装置中软金属支撑套、软金属防砂罩、软金属锥体和软金属保护套之间的安装和连接紧密，软金属锥体和软金属保护套通过焊接成为一体，软金属支撑套安装在软金属锥体的下方并居于软金属防砂罩中且软金属防砂罩又与封隔器中心管螺纹连接，构成了配合紧密的一个整体。在封隔器坐封时，本实用新型与封隔器中的胶筒同步变形封闭油套环形空间，彻底阻断了胶筒的“突进”空间。

3、本实用新型适用于各种结构的井下封隔器，只要将本实用新型安装在封隔器胶筒与胶筒涨开推进机构之间，与胶筒相连接的软金属保护套和软金属锥体以及与封隔器中心管螺纹连接的软金属防砂罩会同软金属支撑套同步变形，就能起到防止封隔器胶筒在井下高压状态下的油套环形空间内“突进”变形和损坏的效果。

4、本实用新型能够有效保护高压下工作的封隔器胶筒，使井下封隔器具有承受较高压差的能力，为井下封隔器提供安全使用保证，为深井和超深井的压裂、酸化、生产等高压施工提供技术保障。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型安装在一种封隔器中的结构和安装示意图；

图2是图1中软金属支撑套的结构示意图；

图3是图1中焊成一体的软金属锥体和软金属保护套的结构示意图。

图中：上接头1、软金属支撑套2、软金属防砂罩3、软金属锥体4、软金属保护套5、上胶筒6、中胶筒7、下胶筒8、封隔器中心管9。

具体实施方式

附图仅为参考与说明之用，并非用以限制本实用新型的保护范围。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本实用新型具有下述实施例。

实施例一

参见图1到图3，一种油气水井井下封隔器胶筒防突进保护装置包括软金属保护套5，其中：

软金属保护套5的下部与软金属锥体4连接；

软金属锥体4的下方由内向外装有软金属支撑套2和软金属防砂罩3；

软金属支撑套2的本体中设有缩放槽；

胶筒防突进保护装置安装在封隔器胶筒与胶筒涨开推进机构之间。

本实用新型中的部件全部由软金属制造，比如：黄铜、紫铜、锡、铅、铝以及可溶金属等材料制造，其材质较封隔器胶筒的制造材料硬且又比封隔器中钢制部件的材质软。将本实用新型安装在封隔器胶筒与胶筒涨开推进机构之间，使封隔器在坐封过程中，软金属保护套5下方连接的软金属锥体4和安装的软金属支撑套2和软金属防砂罩3随着封隔器胶筒的变形而同时变形，贴合在套管内壁上，阻断了胶筒高压“突进”的通道，达到了防止封隔器胶筒变形、损坏和失效的不良后果，提高了封隔器的耐压性能，提高了封隔器的使用寿命，延长了修井周期，降低了生产成本。

进一步优化，所述软金属保护套5内腔的形状和构造与封隔器胶筒的接合部位的形状和构造相符；软金属保护套5的下部与软金属锥体4焊接且软金属保护套5的上部与封隔器胶筒连接。软金属保护套5能够与封隔器胶筒的接合处通过热溶、胶粘、卡压或嵌入的方式连接。

进一步优化，所述软金属锥体4的内腔是非等径内腔，软金属锥体4下部内腔的内径小于上部内腔的内径，所述软金属锥体4下部内腔的内径与封隔器中心管9的小外径管体相符，所述软金属锥体4上部内腔的内径与封隔器中心管9的大外径管体相符，所述软金属锥体4下部内腔与上部内腔之间设有锥形过渡面，该锥形过渡面与封隔器中心管9外圆的悬挂台阶贴合。本实施例优化了软金属锥体4的内部结构。

进一步优化，所述软金属锥体4的上端面设有保护套焊接面，所述软金属锥体4的外壁是上大下小的锥形外壁。本实施例优化了软金属锥体4的外部结构，软金属保护套5能够焊接在软金属锥体4上端面的保护套焊接面上面。

进一步优化，所述软金属支撑套2是筒状体，所述软金属支撑套2中心孔的孔径与封隔器中心管9的大外径管体相符，所述软金属支撑套2的上部内壁设有内倒角、下部外壁设有外倒角，所述的缩放槽是与软金属支撑套2本体下部不贯通的纵向槽。

进一步优化，所述软金属支撑套2中的缩放槽至少设有五条。

进一步优化，所述软金属防砂罩3的内腔是非等径内腔，软金属防砂罩3的上部内腔是下小上大的锥形腔且下部内腔设有内螺纹。

进一步优化，所述软金属防砂罩3的上部内腔中能够装入软金属锥体4、中部内腔中能够装入软金属支撑套2且下部内腔的内螺纹能够与封隔器中心管9大外径管体中的螺纹段螺纹连接。软金属防砂罩3内腔上部结构与软金属锥体4的外壁结构相符、下部的内螺纹与封隔器中心管9大外径管体中的螺纹段螺纹连接，恰好将软金属支撑套2包围其中，能够有效防止油套环形空间内的砂粒等固体颗粒进入软金属支撑套2，能够保证软金属支撑套2在封隔器解封时，顺利恢复原型。

图1给出了本实用新型在一种井下封隔器中的安装方式，如图所示，封隔器中心管9的外面安装了三个胶筒，分别是上胶筒6、中胶筒7和下胶筒8。本实用新型安装在该封隔器的上胶筒6与上接头1之间，该上接头1充当了该井下封隔器的胶筒涨开推进机构。

当连接了该井下封隔器的作业管柱下至井内预定位置通过作业管柱中的锚定机构固定在套管内壁后，由于封隔器中心管9的下部管体外径大于下胶筒8的内径，当地面加压推动作业管柱下移压缩胶筒坐封封隔器时，上胶筒6、中胶筒7和下胶筒8在轴向推力作用下变形膨胀，并同步推动软金属保护套5变形一同贴合在套管内壁，封闭了胶筒在油套环空中的活动空间。

随着轴向推力的增加，安装在井下封隔器中的软金属锥体4沿封隔器中心管9轴向移动，推动圆周方向开有若干缩放槽的软金属支撑体2向外扩张，带动软金属防砂罩3一同贴合在套管内壁，为软金属保护套5在油套环空提供坚强支撑，使得在较高压力作用下，胶筒也不会从油套环空“突进”损坏和密封失效。

井下封隔器坐封以后，油套环形空间内可能会有少量砂粒或其它固体物沉降。在软金属防砂罩3的围护下，这些固体物不会沉入软金属支撑套2的缩放槽中，保障了封隔器解封时，软金属支撑套2能够顺利回收复原。

当需要起出井下封隔器时，通过作业管柱上提上接头1，带动与其螺纹连接的封隔器中心管9和软金属防砂罩3上行，在弹力作用下，软金属支撑套2内缩变形恢复原状；软金属锥体4在封隔器中心管9外圆的悬挂台阶的带动下上行，各个胶筒在自身弹性作用下得以恢复。

上提作业管柱的过程中，软金属防砂罩3会在与套管内壁的摩擦下磨损变小，不影响工具起出。

软金属保护套5与软金属锥体4焊接为一个整体，上提作业管柱过程中，通过封隔器中心管9带动软金属锥体4同样可以将软金属保护套5强行起出，可避免现有分体模式的防突机构对胶筒形成二次压缩所带来的起钻遇阻风险。

上面叙述的实施例仅仅为典型实施例，但本实用新型不仅限于这些实施例，本领域的技术人员可以在不偏离本实用新型的精神和启示下做出修改。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各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。凡在本实用新型的创造精神和创造理念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。因此，保护范围不仅限于上文的说明。

Claims (8)

1.一种油气水井井下封隔器胶筒防突进保护装置，包括软金属保护套，其特征是：

软金属保护套的下部与软金属锥体连接；

软金属锥体的下方由内向外装有软金属支撑套和软金属防砂罩；

软金属支撑套的本体中设有缩放槽；

胶筒防突进保护装置安装在封隔器胶筒与胶筒涨开推进机构之间。

2.如权利要求1所述的一种油气水井井下封隔器胶筒防突进保护装置，其特征是，所述软金属保护套内腔的形状和构造与封隔器胶筒的接合部位的形状和构造相符；软金属保护套的下部与软金属锥体焊接且软金属保护套的上部与封隔器胶筒连接。

3.如权利要求1所述的一种油气水井井下封隔器胶筒防突进保护装置，其特征是，所述软金属锥体的内腔是非等径内腔，软金属锥体下部内腔的内径小于上部内腔的内径，所述软金属锥体下部内腔的内径与封隔器中心管的小外径管体相符，所述软金属锥体上部内腔的内径与封隔器中心管的大外径管体相符，所述软金属锥体下部内腔与上部内腔之间设有锥形过渡面，该锥形过渡面与封隔器中心管外圆的悬挂台阶贴合。

4.如权利要求1或3所述的一种油气水井井下封隔器胶筒防突进保护装置，其特征是，所述软金属锥体的上端面设有保护套焊接面，所述软金属锥体的外壁是上大下小的锥形外壁。

5.如权利要求1所述的一种油气水井井下封隔器胶筒防突进保护装置，其特征是，所述软金属支撑套是筒状体，所述软金属支撑套中心孔的孔径与封隔器中心管的大外径管体相符，所述软金属支撑套的上部内壁设有内倒角、下部外壁设有外倒角，所述的缩放槽是与软金属支撑套本体下部不贯通的纵向槽。

6.如权利要求1或5所述的一种油气水井井下封隔器胶筒防突进保护装置，其特征是，所述软金属支撑套中的缩放槽至少设有五条。

7.如权利要求1所述的一种油气水井井下封隔器胶筒防突进保护装置，其特征是，所述软金属防砂罩的内腔是非等径内腔，软金属防砂罩的上部内腔是下小上大的锥形腔且下部内腔设有内螺纹。

8.如权利要求7所述的一种油气水井井下封隔器胶筒防突进保护装置，其特征是，所述软金属防砂罩的上部内腔中能够装入软金属锥体、中部内腔中能够装入软金属支撑套且下部内腔的内螺纹能够与封隔器中心管大外径管体中的螺纹段螺纹连接。

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