一種多通道油氣井用生產封隔器的製作方法

2023-09-21 11:53:15 2

本發明涉及油氣開採領域中井下所用的生產封隔器，尤其涉及一種多通道油氣井用生產封隔器。

背景技術：

目前，隨著油田精細開發工作的進一步深入，隨之而來的是層間矛盾越來越複雜，在石油天然氣開採過程中，對油田的開採必須適應更細的層系劃分，為了滿足對生產井內不同油層的隔離、生產和監測需要要向井內下電纜和光纖等，因此需要用到過電纜封隔器，此類封隔器必須具有生產通道、排氣通道、電纜通道及細小管線的穿越通道，該類封隔器本體通常採用的結構為整體結構，其存在的不足之處在於其加工量較大，加工時間過長，從而使加工成本較高，且因其為一體結構，因而自身重量較重，使裝配、試驗、維修和運輸操作較困難。

技術實現要素：

針對上述現有問題，本發明提供一種多通道油氣井用生產封隔器，適用於電潛泵進行採油作業的油井，本發明具有工作可靠、結構巧妙、重量輕、維修方便等特點。

為了解決上述技術問題，本發明多通道油氣井用生產封隔器予以實現的技術方案是：包括本體部分、密封部分、坐封鎖緊部分和錨定解封部分；

所述本體部分，包括由中心管和若干副管組成的管柱，還包括頂部接頭、以及連接在中心管兩端的接箍和變扣接頭；所述接箍和變扣接頭與中心管之間以及各管柱與頂部接頭之間均為螺紋連接；所述頂部接頭與所述各管柱構成採油通道和用於過電纜、測試管線、加藥管線的穿越通道及用於井下排氣閥的排氣通道；

所述密封部分包括在上述頂部接頭和各管柱上套裝的若干膠筒；

所述坐封鎖緊部分包括連接在頂部接頭的限位管、套裝在各管柱上的中部接頭、活塞缸、活塞桶；所述活塞桶與上座體之間設有剪切銷釘；所述中心管和限位管的管壁上分別設有相對應的徑向通孔，所述限位管、中部接頭、活塞缸、活塞桶和所述副管的管壁之間在與所述徑向通孔對正的位置構成一環空槽組成活塞腔，形成液壓傳遞通道；

所述錨定解封部分包括上述套裝在各管柱上的上座體、卡瓦桶、下座體、螺套、剪切套，所述卡瓦桶的筒壁上開有若干缺口，在每個缺口內均設有具彈性的卡瓦；所述卡瓦桶的筒壁上開有導向槽，所述上座體、下座體與所述卡瓦桶的導向槽之間設有導向螺釘；所述上座體、下座體與所述卡瓦桶之間設有剪切銷釘；所述螺套內設螺紋與上述限位管外螺紋配合，定位於上述中心管的臺階處；所述剪切套與上述中心管之間設有多個解封用的剪切銷釘。

所述多通道油氣井用生產封隔器，其特徵在於所述剪切套上設有多個徑向螺紋孔，所述中心管與所述多個螺紋孔一一對應位置上設有多個盲孔，每個解封用的剪切銷釘分別安裝在所述多個螺紋孔中。

所述多通道油氣井用生產封隔器，其特徵在於所述鎖環為開口圓環狀，所述活塞桶、活塞缸與所述鎖環之間均為鋸齒螺紋連接；在活塞桶管壁上設有定位螺釘定位於鎖環的開口之間。

所述多通道油氣井用生產封隔器，其特徵在於所述頂部接頭、隔環、膠筒、中部接頭、活塞缸、上座體、下座體均為多偏心孔結構。

所述多通道油氣井用生產封隔器，其特徵在於所述中部接頭與活塞桶之間為左旋螺紋連接。

所述多通道油氣井用生產封隔器，其特徵在於所述頂部接頭與所述限位管、副管之間，所述中部接頭與所述限位管、活塞桶、副管之間，所述活塞缸與所述限位管、活塞桶、副管、副管之間，所述中心管與所述限位管之間均分別設有o形圈用於密封。

本發明與現有技術相比較具有如下的優點：

本發明封隔器採用液壓坐封，上提解封的工作方式，並且具備採油主通道兼備電纜、測試管線和加藥管線等的穿越通道，以及井下排氣閥的排氣通道。本發明採用組成各通道的各管柱首先連接在頂部接頭上，其餘具有多偏心孔結構的各部件順序套裝在各管柱上，因此各零部件長度均比較短，其中各管柱作為生產管柱和通道貫穿於整個封隔器。本發明生產封隔器工作可靠、結構巧妙、重量輕、維修方便，適用於電潛泵進行採油作業的油井，也可適用於智能完井作業。

下面結合具體實施方式對本發明作進一步詳細地描述。

附圖說明

圖1是本發明多通道油氣井用生產封隔器的軸向結構剖視圖。

圖2是圖1中a-a所示位置剖視圖。

圖3是圖1所示本體部分的軸向結構剖視圖。

圖4是圖3所示本體部分的端向視圖。

圖5是圖1所示活塞缸的軸向剖視圖。

圖6是圖5中i部局部放大圖。

圖7是圖1所示鎖環的軸向半剖視圖。

圖8是圖7中j部局部放大圖。

圖9是圖7所示鎖環的端向視圖。

圖10是圖1所示活塞桶的軸向半剖視圖。

圖11是圖10中k部局部放大圖。

圖12是圖1所示c部局部剖視圖。

圖13是圖1所示卡瓦的軸向剖視圖。

圖14是圖13所示卡瓦的側視圖。

圖15是圖13所示卡瓦的端向視圖。

圖16是圖2所示塔彈簧側視圖。

圖17是圖1所示卡瓦桶的俯視圖。

圖18是圖1所示限位管的局部剖視圖。

圖中：

1——接箍，2——中心管，201——通孔，3——頂部接頭，301——螺紋孔，4、25、28-32——o形圈，5——擋環，6、8——膠筒，7——隔環，9——中部接頭，10——限位管，1001——通孔，1002——開口槽，11——活塞桶，1101、1102——螺紋孔,12——卡環，13——活塞缸，14——鎖環，15、21——剪切銷釘，16、27——螺釘，17——上座體，18——卡瓦桶，1801——導向槽,1802——螺紋孔，19——下座體，20——螺套，22——剪切套，23——變扣接頭，24、26——副管，33——卡瓦，34——塔彈簧。

具體實施方式

本發明為一種多通道油氣井用生產封隔器，包括本體部分、密封部分、坐封鎖緊部分、和錨定解封部分。

1.見圖1——圖4，所述本體部分，包括各管柱：中心管2、副管26、副管24，還包括頂部接頭3、以及連接在中心管2兩端的接箍1和變扣接頭23；所述接箍1和變扣接頭23與中心管2之間以及各管柱與頂部接頭3之間均為螺紋連接；所述頂部接頭3與各管柱構成採油通道和用於過電纜、測試管線、加藥管線的穿越通道及用於井下排氣閥的排氣通道，如所述中心管用於採油通道，多個副管用於第二根油管採油通道、電纜的穿越通道、用於測試或加藥管線及測試儀器用光纖等的穿越通道以及用於井下排氣閥的排氣通道；本體部分頂部接頭3的螺紋孔301處連接套在中心管2上的限位管10（變扣接頭23最後安裝），再順序套裝兩個擋環5、兩個隔環7、三個膠筒6和8、中部接頭9、卡環12、活塞缸13、鎖環14、活塞桶11、上座體17、卡瓦33、塔彈簧34、卡瓦桶18、下座體19、螺套20、剪切套22；所述頂部接頭3、隔環7、膠筒6、8、中部接頭9、活塞缸13、上座體17、下座體19均為多偏心孔結構。

見圖1，所述密封部分包括上述套裝在本體各管柱上的三個膠筒6、8，其中一個膠筒8位於中間，兩個膠筒6分別位於膠筒8的兩邊，每個膠筒兩端面均分別設有隔環7和擋環5，其中的膠筒8是工作膠筒，兩邊的膠筒6是保護膠筒。

見圖1，所述坐封鎖緊部分包括連接在頂部接頭3的限位管10、套裝在各管柱上的中部接頭9、卡環12、活塞缸13、鎖環14、螺釘27、活塞桶11；如圖5、圖6所示，所述活塞缸13外表面有一段鋸齒螺紋；如圖7、圖8、圖9所示，所述鎖環14是中間開槽的薄圓環，呈c字形狀，鎖環14的內外表面均有螺紋，其內表面的鋸齒螺紋齒形與活塞缸13的鋸齒螺紋的齒形完全一致；如圖10、圖11所示，所述活塞桶11內表面有一段鋸齒螺紋，其齒形與鎖環14外表面的鋸齒螺紋的齒形完全一致，所述活塞缸13與所述鎖環14之間為鋸齒螺紋連接，所述活塞桶11與所述鎖環14之間也是鋸齒螺紋連接，所述鎖環14處於活塞缸13和活塞桶11之間，活塞桶11管壁上有螺紋孔1101，螺釘27設置在鎖環14的開口槽中起定位作用，由上述活塞缸13、鎖環14、螺釘27、活塞桶11的相互位置及連接方式構成了用於鎖定膠筒的鎖定機構；如圖12所示，中心管2的管壁上設有兩個徑向通孔201及環形槽，對應位置處的限位管10的管壁上也設有兩個徑向通孔1001，它們構成液壓傳遞通道，中部接頭9和活塞桶11之間為左旋螺紋連接，中部接頭9與活塞缸13的端面之間有卡環12限位，上述中部接頭9、活塞桶11、活塞缸13、限位管10、副管24、副管26構成的環空槽形成座封的活塞腔，座封壓力液體由上述液壓通道進入活塞腔，傳遞壓力推動中部接頭9和活塞缸13相對運動，從而進行封隔器的座封和錨定，上述活塞腔的相互配合表面處設有o形圈4、25、28-32進行封閉活塞腔；所述頂部接頭3與所述限位管10、副管26之間，所述中部接頭9與所述限位管10、活塞桶11、副管26、副管24之間，所述活塞缸13與所述限位管10、活塞桶11、副管26、副管24之間，所述中心管2與所述限位管10之間均分別設有o形圈4、25、28-32。上述各部件的裝配方式、液壓傳遞通道及活塞腔構成本發明封隔器的關鍵技術。

如圖1、圖2所示，所述錨定解封部分包括上述套裝在本體部分上的上座體17、卡瓦桶18、卡瓦33、塔彈簧34、下座體19、螺套20、剪切套22；所述上座體17與活塞桶11之間設有剪切銷釘15；如圖10所示，剪切銷釘15設置於活塞桶11螺紋孔1102處；如圖2、圖13——圖17所示，所述卡瓦桶18的筒壁上開有四個「日」字形缺口，在每個「日」字形缺口內均設有卡瓦33和塔彈簧34，塔彈簧34設置於卡瓦33和卡瓦桶18之間；如圖1、17所示，所述上座體17、下座體19與所述卡瓦桶18之間分別設有剪切銷釘15，剪切銷釘15設置於卡瓦桶18螺紋孔1802處，所述上座體17、下座體19與所述卡瓦桶18之間設有導向螺釘16設置於所述卡瓦桶18的筒壁上開有導向槽1801處，所述螺套20內表面處設有螺紋與上述限位管10外螺紋配合，定位於上述中心管2的臺階處；如圖18所示，限位管10與螺套20配合螺紋處設有多個開口槽1002，便於解封時螺紋連接的脫離；如圖1所示，所述剪切套22與上述中心管2之間設有多個解封用的剪切銷釘21，剪切套22上設有多個徑向螺紋孔，所述中心管2與所述多個螺紋孔一一對應位置上設有多個盲孔，每個解封用的剪切銷釘21分別安裝在所述多個螺紋孔中。

本發明的坐封過程是：如圖1所示，當給中心管2的內腔施加液壓時，壓力液體通過中心管2上的通孔201和限位管10上的通孔1001構成的液壓傳遞通道進入到上述活塞腔，推動中部接頭9和活塞缸13相對運動，活塞缸13通過鎖環14相對活塞桶11運動，將剪切銷釘15剪斷，活塞缸13繼續推動上座體17運動，再剪斷上座體17、下座體19和卡瓦桶18之間的剪切銷釘15，上座體17繼續移動撐開卡瓦桶18內的卡瓦33，錨定完成；壓力液體接著推動中部接頭9壓縮膠筒6、8直至達到所設計的壓縮值，坐封完成。

本發明的解封過程是：上提中心管2，則剪斷剪切套22與中心管2之間的剪切銷釘21；中心管2繼續上移，中心管2上的臺階進入限位管10內腔直至通孔1001止位，繼續運動帶動限位管10上移，從而帶動頂部接頭3上移，三個膠筒6、8在彈性力的作用下鬆弛，另一方面，隨著限位管10上移，限位管10與螺套20脫離，下座體19向下運動，卡瓦33在塔彈簧34的形變彈力的作用下收回，解封完成。

儘管上面結合附圖對本發明進行描述，但是本發明並不局限於上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨的情況下，還可以作出很多變形，這些均屬於本發明的保護之內。