CN217735442U - 一种封隔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于稠油热采技术领域，公开了一种封隔器。该封隔器包括内芯管、外芯管、活塞和锁合机构，内芯管的两端分别设有上接头和下接头，内芯管的管壁设有连通孔；外芯管滑动套设于内芯管的一端，外芯管的外周面套设有胶筒组件；活塞包括上活塞和下活塞，上活塞、下活塞和内芯管围设形成容纳腔，容纳腔用于收纳膨胀剂，下活塞、内芯管和下接头围设形成补充腔，补充腔与连通孔连通；锁合机构滑动套设于外芯管，膨胀剂膨胀时，上活塞推动锁合机构沿内芯管的轴向运动，锁合机构挤压胶筒组件使胶筒组件沿径向扩张。本实用新型提供的封隔器，当膨胀剂压力不足时，可向内芯管加压，补充腔压力增加以辅助座封，进而提高胶筒组件的密封效果。

Description

一种封隔器

技术领域

本实用新型涉及稠油热采技术领域，尤其涉及一种封隔器。

背景技术

封隔器是井下管柱的核心组成部分，在采油工艺中起着极重要的作用。随着石油工业的发展，封隔器也不断发展，种类也越来越多，其类型有：支撑式、卡瓦式、皮碗式、水力扩张式、水力自封式、水力密封式、水力压缩式等。20 世纪20年代首次出现了热力开采石油技术,60年代便在世界上一些著名的稠油油田得到了推广应用，这使钻井、完井工艺不断向高压、高温和复杂的深部地层方面发展，普通封隔器难以胜任，因而对封隔器性能提出了种种更高的要求。

热胀式塑料密封热采封隔器,是利用高温下封隔器内液体热胀剂汽化膨胀以克服热胀简和耐高温塑料密封套的屈服应力及外部注汽压力，从而实现封隔的。这种封隔器能较好地适应稠油热采高温高压的工作条件，但同时也存在座封时密封效果差的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种封隔器，旨在提高座封时的密封效果。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种封隔器，包括：

内芯管，所述内芯管的两端分别设有上接头和下接头，所述上接头和所述下接头分别连接管柱的上下两端，所述内芯管的管壁设有连通孔；

外芯管，滑动套设于所述内芯管且靠近所述上接头设置，所述外芯管的外周面套设有胶筒组件；

活塞，包括上活塞和下活塞，所述下活塞滑动套设于所述内芯管，所述上活塞密封套设于所述下活塞的外侧，且所述上活塞的一端部滑动套设于所述内芯管，所述上活塞的另一端部滑动套设于所述下接头，所述上活塞、所述下活塞和所述内芯管围设形成容纳腔，所述容纳腔用于收纳膨胀剂，所述下活塞、所述内芯管和所述下接头围设形成补充腔，所述补充腔与所述连通孔连通；

锁合机构，滑动套设于所述外芯管，所述锁合机构的一端抵接于所述上活塞，所述锁合机构的另一端抵接于所述胶筒组件，所述膨胀剂膨胀时，所述上活塞推动所述锁合机构沿所述内芯管的轴向运动，所述锁合机构挤压所述胶筒组件使所述胶筒组件沿径向扩张。

可选地，所述锁合机构包括套设于所述内芯管的弹性件和锁环组件以及套设于所述锁环组件外周面的锁套组件，所述弹性件的一端抵接于所述锁环组件，所述弹性件的另一端抵接于所述上活塞，所述锁环组件远离所述弹性件的一端与所述外芯管连接，所述锁套组件的一端抵接于所述上活塞，所述锁套组件的另一端抵接于所述胶筒组件。

可选地，所述锁环组件的外周面设有多个均匀设置的弧形凸起，所述锁套组件的内周面设有多个与所述弧形凸起配合的弧形凹槽。

可选地，所述锁合机构还包括支撑座，所述支撑座套设于所述内芯管，且所述支撑座的一端抵接于所述上活塞，所述支撑座用于支撑所述弹性件。

可选地，所述锁环组件包括锁环座，所述锁环座套设于所述内芯管，且所述锁环座的一端螺纹连接于所述外芯管，所述锁环座的另一端连接有锁环块，所述弧形凸起设于所述锁环块上。

可选地，所述锁套组件包括锁定套以及设于所述锁定套一端的密封环，所述锁定套远离所述密封环的一端抵接于所述上活塞。

可选地，所述锁环块与所述弹性件之间设有连接座，所述连接座滑动套设于所述内芯管，且所述连接座上设有卡固凸起，所述卡固凸起用于卡固所述锁环块。

可选地，所述密封环和所述锁环座通过第一剪钉连接。

可选地，所述锁环组件还包括支撑件，所述支撑件套设于所述内芯管，所述支撑件的一端与所述弹性件连接，所述连接座抵接于所述支撑件的另一端。

可选地，还包括套设于所述内芯管的外芯管头，所述外芯管头的一端部螺纹连接于所述外芯管，所述外芯管头的另一端部套设于所述上接头。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的封隔器，设置有活塞，活塞包括上活塞和下活塞，上活塞、下活塞和内芯管围设形成容纳腔，下活塞、内芯管和下接头围设形成补充腔，补充腔与连通孔连通，当膨胀剂膨胀时，膨胀剂推动上活塞运动，上活塞推动锁合机构沿内芯管的轴向运动，锁合机构挤压胶筒组件以使胶筒组件沿径向扩张，封隔器座封，当膨胀剂压力不足时，可向内芯管加压，因补充腔通过连通孔与内芯管连通，内芯管的压力推动下活塞朝远离下接头的方向运动，进一步辅助座封，提高胶筒组件的密封效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的封隔器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的封隔器座封时的结构示意图；

图3是图2中A处的局部放大图；

图4是本实用新型实施例提供的封隔器解封时的结构示意图。

图中：

100、封隔器；200、套管；

1、内芯管；11、连通孔；2、上接头；3、下接头；4、外芯管；5、胶筒组件；61、上活塞；62、下活塞；71、弹性件；72、锁环组件；721、锁环座；722、锁环块；723、连接座；724、支撑件；73、锁套组件；731、锁定套；732、密封环；74、支撑座；8、第一剪钉；9、外芯管头；10、第二剪钉。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1-图4所示，本实施例提供了一种封隔器100，其应用于稠油开采过程，主要用于隔绝井液和压力，保护套设于封隔器100外的套管200不受损坏，改善套管200工作条件。

参见图1，该封隔器100包括内芯管1、外芯管4、活塞和锁合机构，内芯管1的两端分别设有上接头2和下接头3，上接头2和下接头3分别连接管柱的上下两端，内芯管1的管壁设有连通孔11；外芯管4滑动套设于内芯管1的一端，外芯管4的外周面套设有胶筒组件5；活塞包括上活塞61和下活塞62，下活塞62滑动套设于内芯管1，上活塞61密封套设于下活塞62的外侧，且上活塞61的一端部滑动套设于内芯管1，上活塞61的另一端部滑动套设于下接头3，上活塞61、下活塞62和内芯管1围设形成容纳腔，容纳腔用于收纳膨胀剂，下活塞62、内芯管1和下接头3围设形成补充腔，补充腔与连通孔11连通；锁合机构滑动套设于外芯管4，锁合机构的一端抵接于上活塞61，锁合机构的另一端抵接于胶筒组件5，膨胀剂膨胀时，上活塞61推动锁合机构沿内芯管1的轴向运动，锁合机构挤压胶筒组件5使胶筒组件5沿径向扩张。

本实用新型提供的封隔器100，设置有活塞，活塞包括上活塞61和下活塞 62，上活塞61、下活塞62和内芯管1围设形成容纳腔，下活塞62、内芯管1 和下接头3围设形成补充腔，补充腔与连通孔11连通，当膨胀剂膨胀时，膨胀剂推动上活塞61运动，上活塞61推动锁合机构沿内芯管1的轴向运动，锁合机构挤压胶筒组件5以使胶筒组件5沿径向扩张，封隔器100座封，当膨胀剂压力不足时，可向内芯管1加压，因补充腔通过连通孔11与内芯管1连通，内芯管1的压力推动下活塞62朝远离下接头3的方向运动，进一步辅助座封，提高胶筒组件5的密封效果。

于本实施例中，如图1-图3所示，锁合机构包括均套设于内芯管1的弹性件71和锁环组件72以及套设于锁环组件72外周面的锁套组件73，弹性件71 的一端抵接于锁环组件72，弹性件71的另一端抵接于上活塞61，锁环组件72 远离弹性件71的一端与外芯管4连接，锁套组件73的一端抵接于上活塞61，锁套组件73的另一端抵接于胶筒组件5。座封时，膨胀剂膨胀，上活塞61推动弹性件71沿内芯管1的轴向收缩，上活塞61同时推动锁套组件73沿内芯管1 的轴向运动，锁套组件73挤压胶筒组件5以使胶筒组件5沿径向扩张，胶筒组件5与外部套管200密封，锁套组件73和锁环组件72锁合；解封时，上提管柱，由于胶筒组件5长时间被压缩存在回弹不足，弹性件71回位促使上活塞61 复位，锁套组件73和锁环组件72解锁，解决了解封困难的问题，降低了作业风险，改善了作业环境。

进一步地，锁环组件72的外周面设有多个均匀设置的弧形凸起，锁套组件 73的内周面设有多个与弧形凸起配合的弧形凹槽。座封时，弧形凸起和弧形凹槽咬合锁定，以保证封隔器100座封稳定性。

可选地，锁合机构还包括支撑座74，支撑座74套设于内芯管1，且支撑座 74的一端抵接于上活塞61，支撑座74用于支撑弹性件71。通过设置支撑座74，以保证弹性件71运动的稳定性。示例性地，弹性件71可为弹簧。在其他实施例中，本领域技术人员可根据实际需要设定弹性件71的具体类型。

于本实施例中，锁环组件72包括锁环座721，锁环座721套设于内芯管1，且锁环座721的一端螺纹连接于外芯管4，锁环座721的另一端连接有锁环块 722，弧形凸起设于锁环块722上。锁环座721与外芯管4螺纹连接，拆装便利，且连接可靠，锁环块722设于锁环座721上，保证了其稳定性。

可选地，锁环块722与弹性件71之间设有连接座723，连接座723滑动套设于内芯管1，且连接座723上设有卡固凸起，卡固凸起用于卡固锁环块722。连接座723设有卡固凸起，座封时，卡固凸起能有效保证锁环块722沿内芯管1 的轴向运动。

可选地，锁环组件72还包括支撑件724，支撑件724套设于内芯管1，支撑件724的一端与弹性件71连接，连接座723抵接于支撑件724的另一端。支撑件724有效保证弹性件71的弹力传递的稳定性，从而保证座封或解封过程的稳定性。

于本实施例中，锁套组件73包括锁定套731以及设于锁定套731一端的密封环732，锁定套731远离密封环732的一端抵接于上活塞61。装配时，先将密封环732套设于外芯管4，再将锁环座721和弹性件71套设于内芯管1，锁定套731套设于锁环座721，通过设置密封环732，便于对锁环组件72、弹性件 71和锁套组件73进行安装。

进一步地，密封环732和锁环座721通过第一剪钉8连接。座封时，上活塞61推动锁套组件73沿内芯管1的轴向运动，密封环732剪断第一剪钉8上行，锁套组件73继续沿内芯管1的轴向运动以挤压胶筒组件5，第一剪钉8能避免出现误座封，起到防座封的作用。

于本实施例中，封隔器100还包括套设于内芯管1的外芯管头9，且外芯管头9的一端部螺纹连接于外芯管4，外芯管头9的另一端部套设于上接头2。外芯管头9的设置，能保证上接头2和外芯管4的连接可靠性。

可选地，如图4所示，上接头2与外芯管头9通过第二剪钉10连接。解封时，内芯管1内温度降低，膨胀腔内压力下降，上提管柱，内芯管1和上接头2 上行，上接头2剪断第二剪钉10，弹性件71推动上活塞61和锁套组件73复位，胶筒组件5失去支撑力，在摩擦力和自身弹性作用下迅速回弹，完成解封。

于本实施例中，上活塞61和内芯管1之间、上活塞61和下活塞62之间、密封环732和外芯管4之间、外芯管头9和上接头2之间、上接头2和内芯管1 之间均设有密封圈，以起到密封作用。示例性地，密封圈为O型高温密封圈，密封压力高，可承受高温环境。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种封隔器，其特征在于，包括：

内芯管(1)，所述内芯管(1)的两端分别设有上接头(2)和下接头(3)，所述上接头(2)和所述下接头(3)分别连接管柱的上下两端，所述内芯管(1)的管壁设有连通孔(11)；

外芯管(4)，滑动套设于所述内芯管(1)且靠近所述上接头(2)设置，所述外芯管(4)的外周面套设有胶筒组件(5)；

活塞，包括上活塞(61)和下活塞(62)，所述下活塞(62)滑动套设于所述内芯管(1)，所述上活塞(61)密封套设于所述下活塞(62)的外侧，且所述上活塞(61)的一端部滑动套设于所述内芯管(1)，所述上活塞(61)的另一端部滑动套设于所述下接头(3)，所述上活塞(61)、所述下活塞(62)和所述内芯管(1)围设形成容纳腔，所述容纳腔用于收纳膨胀剂，所述下活塞(62)、所述内芯管(1)和所述下接头(3)围设形成补充腔，所述补充腔与所述连通孔(11)连通；

锁合机构，滑动套设于所述外芯管(4)，所述锁合机构的一端抵接于所述上活塞(61)，所述锁合机构的另一端抵接于所述胶筒组件(5)，所述膨胀剂膨胀时，所述上活塞(61)推动所述锁合机构沿所述内芯管(1)的轴向运动，所述锁合机构挤压所述胶筒组件(5)使所述胶筒组件(5)沿径向扩张。

2.根据权利要求1所述的封隔器，其特征在于，所述锁合机构包括套设于所述内芯管(1)的弹性件(71)和锁环组件(72)以及套设于所述锁环组件(72)外周面的锁套组件(73)，所述弹性件(71)的一端抵接于所述锁环组件(72)，所述弹性件(71)的另一端抵接于所述上活塞(61)，所述锁环组件(72)远离所述弹性件(71)的一端与所述外芯管(4)连接，所述锁套组件(73)的一端抵接于所述上活塞(61)，所述锁套组件(73)的另一端抵接于所述胶筒组件(5)。

3.根据权利要求2所述的封隔器，其特征在于，所述锁环组件(72)的外周面设有多个均匀设置的弧形凸起，所述锁套组件(73)的内周面设有多个与所述弧形凸起配合的弧形凹槽。

4.根据权利要求2所述的封隔器，其特征在于，所述锁合机构还包括支撑座(74)，所述支撑座(74)套设于所述内芯管(1)，且所述支撑座(74)的一端抵接于所述上活塞(61)，所述支撑座(74)用于支撑所述弹性件(71)。

5.根据权利要求3所述的封隔器，其特征在于，所述锁环组件(72)包括锁环座(721)，所述锁环座(721)套设于所述内芯管(1)，且所述锁环座(721)的一端螺纹连接于所述外芯管(4)，所述锁环座(721)的另一端连接有锁环块(722)，所述弧形凸起设于所述锁环块(722)上。

6.根据权利要求5所述的封隔器，其特征在于，所述锁套组件(73)包括锁定套(731)以及设于所述锁定套(731)一端的密封环(732)，所述锁定套(731)远离所述密封环(732)的一端抵接于所述上活塞(61)。

7.根据权利要求5所述的封隔器，其特征在于，所述锁环块(722)与所述弹性件(71)之间设有连接座(723)，所述连接座(723)滑动套设于所述内芯管(1)，且所述连接座(723)上设有卡固凸起，所述卡固凸起用于卡固所述锁环块(722)。

8.根据权利要求6所述的封隔器，其特征在于，所述密封环(732)和所述锁环座(721)通过第一剪钉(8)连接。

9.根据权利要求7所述的封隔器，其特征在于，所述锁环组件(72)还包括支撑件(724)，所述支撑件(724)套设于所述内芯管(1)，所述支撑件(724)的一端与所述弹性件(71)连接，所述连接座(723)抵接于所述支撑件(724)的另一端。

10.根据权利要求1所述的封隔器，其特征在于，还包括套设于所述内芯管(1)的外芯管头(9)，所述外芯管头(9)的一端部螺纹连接于所述外芯管(4)，所述外芯管头(9)的另一端部套设于所述上接头(2)。

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