CN2775291Y - 零负荷解封可长期多次反洗的封隔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种零负荷解封可长期多次反洗的封隔器。是一种在油水井措施作业时用于分层注水、分层压裂、分层采油类的工具。它主要由反洗机构、密封总成、锚定机构组成，在反洗机构中，下胶筒座上设计有一个凹槽，形成端面密封的密封圈套装在此凹槽内，并与其下的活塞上端面相接触；在密封总成和锚定机构中不设置传统的锁环、锁套、锁块、开合螺母、弹簧爪类锁紧部件构成的锁紧机构。本实用新型设计合理，结构独特，能用于分层酸化、分层压裂、分层注水及分层采油，特别适用于深井及高温、高压的井。在一些井况较差且频繁停注的井中使用，其适应性强、使用寿命长的优点更显突出，具有广泛推广应用前景。

Description

零负荷解封可长期多次反洗的封隔器

技术领域

本实用新型涉及一种封隔器，它是一种在油水井措施作业时用于分层注水、分层压裂、分层采油类的工具，按照SY/T5105-1997标准进行分类，其型号应为Y241。但各油田所用Y241封隔器结构均不相同。

背景技术

在油田生产开发中，对油水井进行措施作业是一项经常性的工作，为减少层间矛盾，对各油层进行分层处理时所用的工具主要是封隔器。目前，国内各油田所用封隔器种类很多，有压缩式、扩张式和自封式。本实用新型涉及的是压缩式封隔器。

压缩式封隔器在长期应用中暴露出一些缺陷和不足之处。其一是封隔器在井下长期使用后，其解封、解卡负荷过大，特别是在层数较多的井中多级使用时，其解封负荷更大，有时需上大修才能将管柱起出，造成作业成本增加；其二是带反洗机构的封隔器，在井下时间较长后，其反洗机构易失灵或反洗开关打开后不易关闭，即不能长期多次反复进行开关。

本申请人经长期研究和实践认识到，封隔器解封、解卡负荷过大的主要原因之一是压缩式封隔器的锁紧机构在井下时间较长后，由于环境因素影响，使其生锈、结垢，导致失灵，造成上提油管柱时，负荷过大；此时若封隔器级数串联过多，又不能逐级解封，则负荷更大。而压缩式封隔器的胶筒在工作时，需将其压缩膨胀紧贴在套管壁上，来封隔油套环空，因此，长期以来本领域的人员认为：克服胶筒的反弹力，以液压方式坐封的压缩式封隔器都需设置有锁紧机构(不包括提放管柱或转管柱方式坐封的Y211、Y221压缩式封隔器)。常见的锁紧机构部件有：锁环、锁套、锁块、开合螺母、弹簧爪等等。本申请人经长期研究和实践后，产生了一种与上述传统观念不同的看法，我们认为：以液压方式坐封的压缩式封隔器不需要设置锁紧机构。

此外，封隔器的反洗机构常见的密封方式有两种：一种是采用钢性密封，即两种不同材质的金属材料，其密封面加工精度较高；另一种是采用“O”型橡胶圈进行密封。钢性密封(也被称为线密封)存在的主要问题是，密封面易生绣、腐蚀和结垢，导致密封不严。“O”型橡胶圈存在的主要问题是，在反洗机构打开或关闭的过程中，“O”型橡胶圈不仅需要相对运动一段距离，而且需通过反洗孔，这使得“O”型橡胶圈易磨损或被剪切，从而失去密封作用。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本实用新型的目的是提供一种零负荷解封可长期多次反洗的封隔器，它是无锁紧机构的Y241封隔器，它使得封隔器解封负荷为零(即原管柱负荷解封)；它的反洗机构中采用端面密封形式，使反洗机构可长期使用并能多次反复洗井(即反复开关)仍能密封。

本实用新型的目的是这样实现的：零负荷解封可长期多次反洗的封隔器主要由反洗机构、密封总成、锚定机构组成，在所述的反洗机构中，下胶筒座上设计有一个凹槽，形成端面密封的密封圈套装在此凹槽内，并与其下的活塞上端面相接触；在密封总成和锚定机构中不设置传统的锁环、锁套、锁块、开合螺母、弹簧爪类锁紧部件构成的锁紧机构。

本封隔器具体结构特征如下：上接头上端设置有油管螺纹，可与油管柱或其它工具连接，其下端分别与中心管、反洗套相螺接，中心管、下中心管、和下接头依次螺接；反洗套下端与上胶筒座相螺接，上胶筒座、3个胶筒、2个隔环依次套装在外中心管上，外中心管下端与下胶筒座相螺接，下胶筒座与活塞套、锥体依次相螺接，在活塞套与中心管之间的环形空间内套装有活塞、弹簧和弹簧座；卡瓦和卡瓦托依次套装在下中心管上，卡瓦托下端与下外套相螺接，防撞帽螺接在下接头上，下接头的下端设置有油管螺纹，油管螺纹用于连接管柱或其它井下工具。

本实用新型设计合理，结构独特，简单，操作简便、安全。与现有技术相比，本封隔器不设置锁紧机构，从而克服了解封、解卡负荷大的缺陷，可以在零负荷下解封，即上提力达原管柱负荷就能使封隔器自然解封。在多级使用时，仍能实现原管柱负荷解封。橡胶密封圈采用端面密封，极大地提高了密封圈的使用寿命，保证封隔器能长期保持反洗功能。按照SY/T5105-1997标准进行分类，其型号应为Y241。所以本实用新型是一种新型结构的Y241封隔器，它所具有的零负荷解封及可长期反洗的功能，使其成为一种具有广泛推广应用前景的新产品。

本实用新型能在油水井的措施作业中用于分层酸化、分层压裂、分层注水及分层采油，特别适用于深井及高温、高压的井。在一些井况较差且频繁停注的井中使用，其适应性强、使用寿命长的优点更显突出。

附图说明

附图1为本实用新型结构示意图；

附图2为反洗机构部分放大示意图；

附图3为卡瓦锚定结构部分放大示意图。

附图中标记分述如下：1——上接头；2——中心管；3——反洗套；4——上胶筒座；5——胶筒；6——外中心管；7——隔环；8——下胶筒座；9——密封圈；10——活塞；11——弹簧；12——弹簧座；13——活塞套；14——下中心管；15——锥体；16——卡瓦；17——卡瓦托；18——下外套；19——防撞帽；20——下接头。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

首先，简述本实用新型的工作原理：当从油管内加入液压时，液体通过中心管2和下中心管14上的小孔进入上下两个液压腔内，分别推动活塞10和卡瓦托17向上运动，这时活塞10带动活塞套13、下胶筒座8、锥体15、外中心管6一起向上运动压缩胶筒5，使其紧贴套管壁，密封油套环形空间，而卡瓦托17带动下外套18、卡瓦16一起向上运动，卡瓦16被锥体15锥开，紧贴在套管内壁上，当油管内液压力被卸掉(即放压)后，胶筒5的反弹力会传递到锥体15上，推动锥体15向下运动，而锥体15已把卡瓦16锥开，卡瓦16外表面的齿牢牢卡在套管壁上，使其不得下行，因此卡瓦16不仅起到了锚定管柱的作用，同时又锁定了胶筒5。在封隔器上端连接的油管柱和水力锚克服了胶筒5向上的反弹力，因此胶筒5被锁定在压紧状态，当上提油管柱时，胶筒5在反弹力的作用下就会自然解封，继续上提管柱使锥体15与卡瓦16脱开，卡瓦16失去支撑而自然解卡。实践证明本封隔器解封时不增加原管柱负荷，即上提力达原管柱负荷就能使封隔器自然解封。

当反洗井时，液体通过反洗套3上的许多通孔进入外中心管6与中心管2之间的环形空间，推动活塞10，活塞10压缩弹簧10一起向下运动，活塞10与密封圈9为端面接触密封，在液力作用下活塞10与密封圈9脱离后，液体就可流经此处，再通过活塞套13上的反洗通孔，流到胶筒5的下部(即胶筒下端的油管与套管的环形空间)，从而实现反洗井功能。当停止反洗时，活塞10在弹簧11弹力的作用下，向上运动并与密封圈9端面接触，又将反洗通道关闭。密封圈9为耐油、耐高温的橡胶材料制造，因此不易结垢、腐蚀和生锈，又因其固定在凹槽里，所以不会被磨损或剪切，从而使其寿命延长，能多次反复开关，赋予本封隔器具有可长期多次反洗的功能。

附图1显示，上接头1的上端设计有油管螺纹，可与油管柱或其它工具连接，下端的两处螺纹分别与中心管2、反洗套3连接，中心管2与下中心管14、下接头20分别以螺纹形式依次相连，反洗套3下端螺纹与上胶筒座4连接，上胶筒座4和3个胶筒5、2个隔环7依次套装在外中心管6上，外中心管6下端螺纹与下胶筒座8相连，下胶筒座8与活塞套13、锥体15分别以螺纹形式依次相连接，在活塞套13与中心管2的环形空间内套装有活塞10、弹簧11和弹簧坐12；卡瓦16和卡瓦托17依次套装在下中心管14上，卡瓦托17下端螺纹与下外套18相连接，防撞帽19是以螺纹形式安装在下接头20上的，下接头20的下端设计有油管螺纹用于连接管柱或其它井下工具。

附图2显示在下胶筒座8上设计有一凹槽，密封圈9套装在其凹槽内，并与其下的活塞上端面相接触形成端面密封。附图3显示了锚定结构部分的放大示意。

Claims (2)

1、一种零负荷解封可长期多次反洗的封隔器，主要由反洗机构、密封总成、锚定机构组成，其特征在于：在所述的反洗机构中，下胶筒座(8)上设计有一个凹槽，形成端面密封的密封圈(9)套装在此凹槽内，并与其下的活塞(10)上端面相接触；在密封总成和锚定机构中不设置传统的锁环、锁套、锁块、开合螺母、弹簧爪类锁紧部件构成的锁紧机构。

2、根据权利要求1所述的封隔器，其特征在于：上接头(1)上端设置有油管螺纹，其下端分别与中心管(2)、反洗套(3)相螺接，中心管(2)、下中心管(14)、和下接头(20)依次螺接；反洗套(3)下端与上胶筒座(4)相螺接，上胶筒座(4)、3个胶筒(5)、2个隔环(7)依次套装在外中心管(6)上，外中心管(6)下端与下胶筒座(8)相螺接，下胶筒座(8)与活塞套(13)、锥体(15)依次相螺接，在活塞套(13)与中心管(2)之间的环形空间内套装有活塞(10)、弹簧(11)和弹簧座(12)；卡瓦(16)和卡瓦托(17)依次套装在下中心管(14)上，卡瓦托(17)下端与下外套(18)相螺接，防撞帽(19)螺接在下接头(20)上，下接头(20)的下端设置有油管螺纹。

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