CN219197286U - 一种快速解封的压缩式封隔器 - Google Patents

Abstract

一种快速解封的压缩式封隔器，包括上接头、下接头、中心管、第一液缸、第一弹簧、连接套、第二液缸、胶筒和第二弹簧；上接头和下接头分别连接在中心管的两端，上接头的外侧设置有上油口，下接头的外侧设置有下油口，中心管上在上接头和下接头之间依次套装有第二液缸和第一液缸，第二液缸与上接头之间设置有第二弹簧，第二液缸的外侧套装有调节环和胶筒，调节环与上接头连接，第二液缸与连接套连接，第一液缸与连接套之间设置有第一弹簧，下接头的上端顶在连接套上。本实用新型在解封过程中通过弹簧推力推动液缸反向运动，让开空间，帮助胶筒回缩，能够有效减小坐封压力，并增大解封动力，利于快速解封。

Description

一种快速解封的压缩式封隔器

技术领域

本实用新型涉及一种快速解封的压缩式封隔器，用于对油田井下油套环空进行密封，起到分层密封的作用，属于石油行业封隔器技术领域。

背景技术

压缩式封隔器在井下起到分层密封的作用，其工作原理是通过液压缸压缩胶筒，使胶筒膨胀至套管，起到密封油套环空，密封分层的作用。

对于生产井而言，生产过程中需要对各个生产层实现分层密封，与此同时，在洗井过程中，需要将封隔器解封、胶筒回缩，使油套环空畅通，实现反洗井。另一方面，当需要作业提出生产管柱时，也需要将封隔器解封，减少上提阻力。

因此，对封隔器的要求是既要坐封便捷、密封严密，又要解封快速且彻底。目前施工现场中存在封隔器存在解封困难的难题。

中国专利文献CN102733777A公开了一种液压坐封、解封的高压封隔器，包括芯轴以及沿芯轴轴向方向由上到下依次套装在其外壁上的胶筒密封总成、活塞总成、卡瓦总成、解封总成及下接头；所述活塞总成的活塞通过转换接头与卡瓦上座上端连接，所述卡瓦总成的下端通过解封总成的连接外筒与下接头上端连接；所述活塞外筒上端与压环连接，活塞外筒、内锁棘齿外筒以及坐封销钉筒上端由上到下依次连接，坐封销钉筒下端端面与转换接头上端端面接触；所述解封座滑动套装在芯轴与下接头之间，所述活塞与内锁棘齿外筒之间设有内锁棘齿。该封隔器结构复杂，难以实现快速解封。

CN111005700A公开了一种快速解封液控封隔器及施工方法，封隔器包括中心管、坐封机构和泄压机构，所述坐封机构、泄压机构均套装在中心管上，还包括解封助力机构，所述坐封机构上端通过连接套与泄压机构连接，所述连接套与中心管之间构成的环空内套装解封助力机构。该封隔器采用解封助力套或刚性弹簧帮助坐封活塞回位，但是弹簧对井下压力的释放起到的作用较小。

CN112228001A公开了一种低坐封力低解封力的封隔器，包括上接头、下接头、中心管、洗井活塞、洗井活塞套、胶筒、衬管、卡簧、卡簧挂和坐封机构，上接头和下接头分别通过螺纹连接在中心管的上下两端，洗井活塞、衬管、卡簧挂和坐封机构按照从上到下的顺序安装在中心管的外侧，所述洗井活塞套设置在洗井活塞的外侧，所述衬管与中心管之间设置有洗井通道，所述胶筒套在衬管的外侧。该封隔器采用双缸设计，提高坐封推力和胶筒承受层间压差的能力，但是对井下压力的释放起到的作用较小。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，满足现场需求，本实用新型提供一种快速解封的压缩式封隔器。

本实用新型快速解封的压缩式封隔器，采用以下技术方案：

该压缩式封隔器，包括上接头、下接头、中心管、第一液缸、第一弹簧、连接套、第二液缸、胶筒和第二弹簧；上接头和下接头分别连接在中心管的两端，上接头的外侧设置有上油口，下接头的外侧设置有下油口，中心管上在上接头和下接头之间依次套装有第二液缸和第一液缸，第二液缸与上接头之间设置有第二弹簧，第二液缸的外侧套装有调节环和胶筒，调节环与上接头连接，第二液缸与连接套连接，第一液缸与连接套之间设置有第一弹簧，下接头的上端顶在连接套上。

所述上接头连接在中心管的上端，上接头的两端分别设置有与油管连接的外螺纹和与中心管连接的内螺纹。

所述上接头与中心管的连接处设置有密封圈，用于封隔液压油。

所述上接头与中心管之间形成有环形空间，所述第二弹簧设置在该环形空间内。

所述下接头连接在中心管的下端，下接头的两端分别设置有与中心管连接的内螺纹和与油管连接的外螺纹。

所述下接头与中心管的连接处设置有密封圈，用于封隔液压油。

所述第二弹簧和第二液缸之间设置有隔环，以分隔第二弹簧和第二液缸。

所述调节环与上接头之间设置有密封圈。

所述第二液缸与调节环之间设置有密封圈。

所述第二液缸下部带有向外凸起的台阶，所述胶筒处于第二液缸下部台阶与调节环之间。胶筒的下端面与第二液缸下部台阶接触，用于压缩胶筒时提供推力。

所述第二液缸的下端外侧通过坐封剪钉与连接套连接。

所述第二液缸与连接套之间设置有密封圈。

所述第一液缸与连接套之间设置密封圈。

所述第一液缸与下接头之间设置有密封圈。

所述中心管、连接套和下接头之间形成一个环形空腔，所述第一液缸处于该环形空腔内，所述第一弹簧设置在该环形空腔内。

上述压缩式封隔器进行坐封时：由液控管线通过油口进油，液压油推动第一液缸和第二液缸向上接头方向运动；此过程中，第一液缸压缩第一弹簧和第二液缸，当压力足够大时，坐封剪钉剪断，之后，第一液缸和第二液缸继续向上接头方向运动，第二液缸压缩第二弹簧和胶筒，此时胶筒沿半径方向向外张开，当液缸压缩力和弹簧及胶筒的反压缩力平衡时，坐封完成。

上述压缩式封隔器进行解封时：液压油压力下降，第一弹簧推动第一液缸向下接头方向运动，第二弹簧推动第二液缸向下接头运动。胶筒在第二液缸外侧轴向空间变大，胶筒沿半径方向向内回缩。

本实用新型在解封过程中通过弹簧推力推动液缸反向运动，让开空间，帮助胶筒回缩，能够有效减小坐封压力，并增大解封动力，利于快速解封；具有以下特点：

1.一方面采用两套液压缸和弹簧的胶筒压缩结构，解封时，液压油泄压，两个弹簧分别推动两个活塞运动，让开空间，更有利于胶筒回缩；

2.双液压缸结构可以利用更小的液压压力推动活塞产生更大的推动力，辅助胶筒坐封；

3.该压缩式封隔器上下两端通过液控管线连接，可以实现多级液控封隔器串联使用。

附图说明

图1是本实用新型快速解封的压缩式封隔器的结构示意图。

图中：1.上油口，2.上接头，3.密封圈，4.第二弹簧，5.调节环，6.密封圈，7.密封圈，8.胶筒，9.第二液缸，10.坐封剪钉，11.连接套，12.密封圈，13.密封圈，14.第一弹簧，15.第一液缸，16.中心管，17.密封圈，18.密封圈，19.下接头，20.隔环。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本实用新型的一种新型快速解封的压缩式封隔器进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

实施例1

该实施例对本实用新型的快速解封的压缩式封隔器的结构详细说明。

如图1所示，该压缩式封隔器，包括上接头2、下接头19、中心管16、第一液缸15、第一弹簧14、连接套11、第二液缸9、胶筒8、调节环5、隔环20、第二弹簧4和坐封剪钉10。

中心管16的两端分别通过螺纹连接上接头2和下接头19。上接头2连接在中心管16的上端，上接头2的两端分别设置有与油管连接的内螺纹和与中心管16连接的内螺纹，上接头2的外侧设置有与液控管线连接的上油口1。上接头2与中心管16的连接处(两者的连接螺纹上)设置有密封圈3，用于封隔液压油。上接头2与中心管16之间形成有环形空间，该环形空间内设置有第二弹簧4。下接头19连接在中心管16的下端，下接头19的两端分别设置端有与中心管16连接的内螺纹和与油管连接的内螺纹，下接头19的外侧设置有与下油口21。下接头19下端内侧有内螺纹可与下端油管连接；下接头19与中心管16的连接处(两者的连接螺纹上)设置有密封圈18，用于封隔液压油。

中心管16上在上接头2和下接头19之间依次套装有第二弹簧4、隔环20、第二液缸9和第一液缸15。第二弹簧4设置在中心管16与上接头2之间形成的环形空腔内。隔环20设置在第二弹簧4和第二液缸9之间，以分隔第二弹簧4和第二液缸9，第二液缸9的上端与隔环20接触。第二液缸9的外侧套装有调节环5和胶筒8，调节环5通过螺纹与上接头2的下部连接，两者之间设置有密封圈6。第二液缸9的外侧与调节环5之间设置有密封圈7。第二液缸9下部带有向外凸起的台阶，胶筒8处于第二液缸9下部台阶与调节环5之间。胶筒8的下端面与第二液缸9下部台阶接触，用于压缩胶筒8时提供推力。第二液缸9的下端外侧通过坐封剪钉10与连接套11连接，两者连接面之间设置有密封圈12。下接头19的上端顶在连接套11上，与连接套11接触。

第一液缸15下部带有向外凸起的台阶，中心管16、连接套11和下接头19之间形成一个环形空腔，第一液缸15处于该环形空腔内，该环形空腔内还设置有第一弹簧14。第一弹簧14套装在第一液缸15外侧，处于第一液缸15下部台阶与连接套11之间。第一液缸15的上端面与第二液缸9下端面接触。第一液缸15的上部插接在连接套11的内侧，第一液缸15的外侧与连接套11的内侧接触，第一液缸15与连接套11之间设置密封圈13。第一液缸15下部台阶与下接头19之间设置有密封圈17。

上述压缩式封隔器可以多级同时串联使用，上一级压缩式封隔器的下油口21连接下一级压缩式封隔器的上油口1。

实施例2

本实施例对实施例1压缩式封隔器的坐封工作过程详细说明。

液压油通过液控管线由上油口1进入上接头2。液压油充满中心管16与上接头2、调节环5、第二液缸9和第一液缸15之间的环形空腔，第二弹簧4全部浸入液压油中，各处密封圈对液压油起到密封作用，防止液压油泄露。

当液压油压力增加，液压油推动第一液缸15和第二液缸9向上接头2的方向运动。此过程中，第一液缸15压缩第一弹簧14和第二液缸9，当压力足够大时，坐封剪钉10剪断。第一液缸15和第二液缸9继续向上接头2方向运动，第二液缸9压缩第二弹簧4和胶筒8，此时胶筒8沿半径方向向外张开，当两个液缸压缩力和2个弹簧及胶筒的反压缩力平衡时，坐封完成。液压油内部压力保持不变，胶筒持续受力，封隔器保持坐封状态。

实施例3

本实施例对实施例1压缩式封隔器的解封工作过程详细说明。

当液控管线中的液压油压力下降，第一液缸15和第二液缸9压缩第一弹簧14和第二弹簧4以及胶筒8的推力减小；第一弹簧14推动第一液缸15向下接头19方向运动，第二弹簧4推动第二液缸9向下接头19运动。第二液缸9向下接头19运动，让出空间，胶筒8在第二液缸外侧轴向空间变大，胶筒8沿轴向向下伸展，并且沿半径方向向内回缩，完成解封，

实施例4

本实施例对实施例1压缩式封隔器的在生产中的应用详细说明。

将该封隔器连接于生产管柱中，用于卡封各生产层。如将该封隔器与配产器交替连接于生产层位。每个生产层对应一个配产器，生产层之间用所述封隔器隔开。各个封隔器之间采用一条液控管线串联，且该液控管线连接至井口。在井口对液控管线中的液压油增压并保持压力，使封隔器保持坐封状态。

实施例5

本实施例对实施例1压缩式封隔器在生产中反洗井时的应用详细说明。

当生产管柱需要反洗井时，需要该封隔器解封。在井口降低液控管线中的液压油压力，第一液缸15和第二液缸9压缩第一弹簧14和第二弹簧4以及胶筒8的推力减小；第一弹簧14推动第一液缸15向下接头方向运动，第二弹簧4推动第二液缸9向下接头19运动。第二液缸9向下接头19运动，让出空间，胶筒8在第二液缸外侧轴向空间变大，胶筒8沿轴向向下伸展，并且沿半径方向向内回缩，完成解封；

实施例6

本实施例对实施例1压缩式封隔器失效时的处理详细说明。

当封隔器胶筒8应力松弛，出现封隔器失效，可以通过井口对液控管线补压实现对胶筒8增加坐封力，保证封隔器有效密封。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，非用以限定本实用新型的专利范围，其他运用本实用新型的构思的等效变化，均应俱属本实用新型的范围。

Claims (15)

1.一种快速解封的压缩式封隔器，其特征是：包括上接头、下接头、中心管、第一液缸、第一弹簧、连接套、第二液缸、胶筒和第二弹簧；上接头和下接头分别连接在中心管的两端，上接头的外侧设置有上油口，下接头的外侧设置有下油口，中心管上在上接头和下接头之间依次套装有第二液缸和第一液缸，第二液缸与上接头之间设置有第二弹簧，第二液缸的外侧套装有调节环和胶筒，调节环与上接头连接，第二液缸与连接套连接，第一液缸与连接套之间设置有第一弹簧，下接头的上端顶在连接套上。

2.根据权利要求1所述的快速解封的压缩式封隔器，其特征是：所述上接头连接在中心管的上端，上接头的两端分别设置有与油管连接的外螺纹和与中心管连接的内螺纹。

3.根据权利要求1所述的快速解封的压缩式封隔器，其特征是：所述上接头与中心管的连接处设置有密封圈。

4.根据权利要求1所述的快速解封的压缩式封隔器，其特征是：所述上接头与中心管之间形成有环形空间，所述第二弹簧设置在该环形空间内。

5.根据权利要求1所述的快速解封的压缩式封隔器，其特征是：所述下接头连接在中心管的下端，下接头的两端分别设置有与中心管连接的内螺纹和与油管连接的外螺纹。

6.根据权利要求1所述的快速解封的压缩式封隔器，其特征是：所述下接头与中心管的连接处设置有密封圈。

7.根据权利要求1所述的快速解封的压缩式封隔器，其特征是：所述第二弹簧和第二液缸之间设置有隔环。

8.根据权利要求1所述的快速解封的压缩式封隔器，其特征是：所述调节环与上接头之间设置有密封圈。

9.根据权利要求1所述的快速解封的压缩式封隔器，其特征是：所述第二液缸与调节环之间设置有密封圈。

10.根据权利要求1所述的快速解封的压缩式封隔器，其特征是：所述第二液缸下部带有向外凸起的台阶，所述胶筒处于第二液缸下部台阶与调节环之间。

11.根据权利要求1所述的快速解封的压缩式封隔器，其特征是：所述第二液缸的下端外侧通过坐封剪钉与连接套连接。

12.根据权利要求1所述的快速解封的压缩式封隔器，其特征是：所述第二液缸与连接套之间设置有密封圈。

13.根据权利要求1所述的快速解封的压缩式封隔器，其特征是：所述第一液缸与连接套之间设置密封圈。

14.根据权利要求1所述的快速解封的压缩式封隔器，其特征是：所述第一液缸与下接头之间设置有密封圈。

15.根据权利要求1所述的快速解封的压缩式封隔器，其特征是：所述中心管、连接套和下接头之间形成一个环形空腔，所述第一液缸处于该环形空腔内，所述第一弹簧设置在该环形空腔内。

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