一種首次高壓坐封后可低壓重複坐封的多功能封隔器的製造方法

2023-07-04 22:45:31 3

一種首次高壓坐封后可低壓重複坐封的多功能封隔器的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種首次高壓坐封后可低壓重複坐封的多功能封隔器，它由上接頭、中心管和下接頭通過螺紋連接而成，本實用新型通過採用首次高壓坐封、正常工作過程中可以低壓重複坐封的方案，使擴張式封隔器能夠與水力卡瓦類管柱錨定工具、插管連接器配套使用，從根本上消除當壓力、溫度波動時上部管柱蠕動對下部封隔器膠筒造成的危害，能夠實現防碰掛、防中途坐封、首次高壓坐封以後可低壓重複坐封、油管卸壓不解封、大通道洗井、有效密封段長、上提解封等多種功能；能對套管變形井、套管腐蝕井、套管破損井和裸眼井，特別是碳酸鹽巖油藏超深裸眼井層段之間進行有效封隔，實施分層注水、找堵水、酸化壓裂、注氣摻稀等油田開發過程中的挖潛措施。
【專利說明】一種首次高壓坐封后可低壓重複坐封的多功能封隔器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種首次高壓坐封后可低壓重複坐封的多功能封隔器，屬油田開發過程中的井下工具【技術領域】。
【背景技術】
[0002]為了對套管變形井、套管腐蝕井、套管破損井和裸眼井，特別是對碳酸鹽巖油藏超深裸眼井層段之間進行有效封隔，實施找堵水、酸化壓裂、分層注水、注氣摻稀等增產措施，要求封隔器具有以下功能:
[0003]⑴、能避免出現中途坐封的現象，下井安全；
[0004]⑵、能與管柱錨定工具、插管連接器配套使用，克服超深井管柱蠕動現象對膠筒的損壞；
[0005]⑶、膠筒有效密封段長，能對特殊井段進行有效密封；
[0006](4)、油管卸壓後封隔器不解封；
[0007](5)、能滿足大通道洗井要求；
[0008](6)、能滿足重複坐封的要求；
[0009](7)、能滿足安全解封起出管柱的要求。
[0010]常規壓縮式封隔器的膠筒短、洗井通道小，如Y341封隔器、Y241封隔器，在套管變形井、套管腐蝕井、套管破損井和裸眼井中無法嚴密貼合井壁實現密封，也無法滿足大通道洗井要求。
[0011]自膨脹封隔器主要有遇油膨脹和遇水膨脹兩種類型，該類封隔器可自動膨脹，施工工藝簡單，由於其膨脹率高，因而能實現無間隙擠壓式填充封隔，適用於不規則井眼以及裸眼井，但該封隔器屬於永久封隔，管柱無法正常起出，給隨後的換封帶來隱患。
[0012]常規K344擴張式封隔器，主要由上接頭、中心管、膠筒和下接頭組成，工作原理是利用膠筒內外壓差作用實現坐封，具有坐封壓力低、密封段長、洗井通道大、可重複坐封的優點，不足之處一是由於坐封壓力低，容易出現下井中途坐封的現象；二是在超深井中當管柱錨定工具的啟動工作壓力大於K344的坐封壓力時，K344封隔器在管柱錨定前就坐封了，管柱蠕動容易損害膠筒，井越深、溫差壓差越大，損害越明顯；三是當油管壓力低於膠筒內壓時，膠筒卸壓解封，不能實現穩定密封。
[0013]曾有技術人員在K44封隔器膠筒的進水口處安裝單向閥，能實現油管壓力低於膠筒內壓時不解封，但也正是由於單向閥的作用，不能實現重複坐封，也犧牲了 K341的大通道洗井功能。

【發明內容】

[0014]本實用新型的目的在於，提供一種首次高壓坐封后可低壓重複坐封的多功能封隔器，該多功能封隔器在首次坐封時採用高壓坐封方式，在正常工作過程中採用可以低壓重複坐封方式，確保擴張式封隔器在下井過程中不出現中途坐封現象，也可保證擴張式封隔器與水力卡瓦類管柱錨定工具、插管連接器配套使用時，後於水力卡瓦類管柱錨定工具錨定坐封，從根本上消除當注水壓力、溫度波動時上部管柱蠕動對下部封隔器膠筒造成的危害，且當正常注水、施工時，膠筒在坐封活塞和彈簧的作用下始終保持擴張坐封狀態；當洗井時，膠筒在洗井活塞的作用下能夠卸壓回收解封，進行大通道洗井；當恢復正常注水、施工時，膠筒又能在低壓下重複坐封工作。
[0015]本實用新型是通過如下的技術方案來實現上述目的的:
[0016]一種首次高壓坐封以後可低壓重複坐封的多功能封隔器，它由上接頭、防碰掛環、解封銷釘、上連接體、中心管、濾網連接體、洗井活塞、下連接體、坐封活塞、彈簧、首次坐封銷釘、首次坐封滑套、膠筒金屬管接頭、密封膠筒總成、活動頭和下接頭構成，上接頭、中心管和下接頭從上至下依次通過螺紋連接，構成工具的承載主體；上接頭的外面套裝有上連接體，上接頭和上連接體之間通過解封銷釘連接固定，上連接體的下部通過螺紋依次套接有濾網連接體、下連接體、膠筒金屬管接頭、密封膠筒總成和活動頭，防碰掛環通過螺紋裝接在上接頭的上端部，其特徵在於:
[0017]所述的中心管的外壁與下連接體的內壁構成一環形腔體，下連接體的內壁上製作有密封座，密封座將環形腔體分隔成上下兩部分，上部分內裝有洗井活塞，下部分內從上至下依次裝有坐封活塞、彈簧和首次坐封滑套，彈簧置於首次坐封滑套與中心管構成的環形腔體內，首次坐封滑套與下連接體通過首次坐封銷釘定位安裝，洗井活塞和坐封活塞之間的中心管上製作有進水口。
[0018]所述的坐封活塞上裝有異形密封件、O型密封圈，首次坐封滑套上裝有O型密封圈，洗井活塞上裝有O型密封圈，洗井活塞的下端制怍有洗井筆尖鑰匙。
[0019]該首次高壓坐封以後可低壓重複坐封的多功能封隔器在首次坐封時採用高壓坐封，在正常工作過程中重複坐封時採用低壓坐封。
[0020]本實用新型與現有技術相比的有益效果在於:
[0021]本實用新型能夠實現首次高壓坐封后正常工作過程中可以低壓重複坐封的功能，從而能夠確保擴張式封隔器在下井過程中不出現中途坐封現象，也可保證擴張式封隔器與水力卡瓦類管柱錨定工具、插管連接器配套使用時，後於水力卡瓦類管柱錨定工具錨定坐封，從根本上消除當注水壓力、溫度波動時上部管柱蠕動對下部封隔器膠筒造成的危害。而且，通過在增加坐封活塞的同時，增加洗井活塞，改變了常規擴張式封隔器的壓力分布，使擴張式封隔器在油管壓力大於套壓的正常注水、施工時，膠筒在坐封活塞和彈簧的作用下始終保持擴張坐封狀態；當套壓大於油管壓力即洗井時，膠筒在洗井活塞的作用下能夠卸壓回收解封，進行大通道洗井；當恢復油管壓力大於套壓即正常注水、施工時，膠筒又能在低壓下重複坐封，繼承了 K44封隔器的諸多優點。同時，這種特殊的壓力分布方式，能夠保證正常注水時在封隔器上下層間存在較大壓差的情況下封隔器不解封，避免出現Y341、Y241類可洗井封隔器在上下層間存在較大壓差的情況下洗井通道打開以致於層間竄通的現象。本實用新型適用於套管變形井、套管腐蝕井、套管破損井和裸眼井的有效封隔，特別是對碳酸鹽巖油藏超深裸眼井層段之間進行有效封隔，實施分層注水、找堵水、酸化壓裂、注氣摻稀等油田開發過程中的挖潛措施。
【專利附圖】

【附圖說明】[0022]圖1為一種首次高壓坐封后可低壓重複坐封的多功能封隔器的結構示意圖；
[0023]圖2為一種首次高壓坐封后可低壓重複坐封的多功能封隔器的上部分結構示意圖；
[0024]圖3為一種首次高壓坐封后可低壓重複坐封的多功能封隔器的下部分結構示意圖。
[0025]圖中:1、上接頭，1-1、限位臺階，2、防碰掛環，3、解封銷釘，4、上連接體，4-1、限位臺階，5、中心管，5-1、進水口，5-2、變徑卸壓臺階，6、濾網連接體，6-1、洗井進水口，7、洗井活塞，7-1、O型密封圈，7-2、洗井筆尖鑰匙，8、下連接體，8-1、密封座，9、坐封活塞，9_1、異形密封件，9-2、O型密封圈，10、彈簧，11、首次坐封銷釘，12、首次坐封滑套，12-1、O型密封圈，13、膠筒金屬管接頭，13-1、O型密封圈，14、密封膠筒總成，14-1、上金屬接頭，14_2、膠筒，14_3、鋼市，14_4、下金屬接頭，15、活動頭，15_1、O型?封圈，16、下接頭。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖對該首次高壓坐封以後可低壓重複坐封的多功能封隔器進行具體的描述如下，以用於注水井為例。
[0027]該首次高壓坐封以後可低壓重複坐封的多功能封隔器由上接頭1、限位臺階1-1、防碰掛環2、解封銷釘3、上連接體4、限位臺階4-1、中心管5、進水口 5-1、變徑卸壓臺階5-2、濾網連接體6、洗井進水口 6-1、洗井活塞7、密封圈7-1、洗井筆尖鑰匙7_2、下連接體
8、密封座8-1、坐封活塞9、異形密封件9-1、密封圈9-2、彈簧10、首次坐封銷釘11、首次坐封滑套12、密封圈12-1、膠筒金屬管接頭13、密封圈13-1、密封膠筒總成14、上金屬接頭14-1、膠筒14-2、鋼帶14-3、下金屬接頭14_4、活動頭15、密封圈15_1、下接頭16構成。上接頭1、中心管5和下接頭16從上至下依次通過螺紋連接，構成工具的承載主體；上接頭I的外面套裝有上連接體4，上接頭I和上連接體4之間通過解封銷釘3連接固定，上連接體4的下部通過螺紋依次套接有濾網連接體6、下連接體8、膠筒金屬管接頭13、密封膠筒總成14和活動頭15，防碰掛環2通過螺紋裝接在上接頭I的上端部。
[0028]所述的中心管5的外壁與下連接體8的內壁構成一環形腔體，下連接體8的內壁上製作有密封座8-1，密封座8-1將環形腔體分隔成上下兩部分，上部分內裝有洗井活塞7，下部分內從上至下依次裝有坐封活塞9、彈簧10和首次坐封滑套12，彈簧10置於首次坐封滑套12與中心管5構成的環形腔體內，首次坐封滑套12與下連接體8通過首次坐封銷釘11定位安裝，洗井活塞7和坐封活塞9之間的中心管5上製作有進水口 5-1。所述的坐封活塞9上裝有異形密封件9-1、O型密封圈9-2，首次坐封滑套12上裝有O型密封圈12_1，洗井活塞7上裝有O型密封圈7-1，洗井活塞7的下端制怍有洗井筆尖鑰匙7-2 (參見附圖1 ?3)。
[0029]該首次高壓坐封以後可低壓重複坐封的多功能封隔器的工作過程如下:
[0030]工具下井時，上部防碰掛環2和下接頭16可有效防止碰掛對膠筒造成的傷傷害。
[0031]工具下到目的層段後首次坐封時，油管內打壓，高壓水從中心管5上的進水口 5-1進入到中心管5與下連接體8構成的腔體內，向上推動洗井活塞7上行遇阻，向下則可推動坐封活塞9和首次坐封滑套12下行，剪斷首次坐封銷釘11，同時壓縮彈簧10，高壓水隨後進入到膠筒內，膠筒擴張坐封；當油管內壓力下降時，油壓小於膠筒內壓，在彈簧10的作用下，坐封活塞9上行坐在密封座8-1上，由於異形密封件9-1的密封作用，膠筒不解封；當洗井時，套壓大於油壓，高壓水從洗井進水口 6-1進入到濾網連接體6與中心管5構成的環形空腔內，推動洗井活塞7向下移動，在洗井筆尖鑰匙7-2的推動作用下，異形密封件9-1隨坐封活塞9向下移動脫離密封座8-1，膠筒內的高壓水從進水口 5-1洩到油管中，膠筒收縮解封，油套環形空間通道打開，能進行大通道大排量洗井；當恢復油管壓力大於套壓即正常注水時，高壓水從中心管5上的進水口 5-1進入到中心管5與下連接體8構成的腔體內，推動坐封活塞9下行，壓縮彈簧10，高壓水隨後進入到膠筒內，膠筒再次擴張坐封，與首次坐封時不同的是，不用再克服解封銷釘的剪切力，所以，首次坐封壓力高於重複坐封的壓力，即在首次坐封時採用高壓坐封，在正常工作過程中重複坐封時採用低壓坐封；而且根據實際需要，可以設計首次坐封壓力、洗井壓力和重複坐封壓力的大小。
[0032]解封時，上提管柱，在坐封膠筒的作用下，上接頭I帶動中心管5相對於上連接體4向上移動，剪斷解封銷釘3，直到限位臺階1-1與限位臺階4-1扣接到一起，同時，活動頭15也隨上連接體4向下移動，直到變徑卸壓臺階5-2的下部，由於變徑卸壓臺階5-2下部中心管的外徑比其上部的小，這時置於活動頭15上的O型密封圈15-1就失去了密封作用，封隔器膠筒卸壓解封。
[0033]以上所述只是本實用新型的較佳實施例而已，上述舉例說明不對本實用新型的實質內容作任何形式上的限制，所屬【技術領域】的普通技術人員在閱讀了本說明書後依據本實用新型的技術實質對以上【具體實施方式】所作的任何簡單修改或變形，以及可能利用上述揭示的技術內容加以變更或修飾為等同變化的等效實施例，均仍屬於本實用新型技術方案的範圍內，而不背離本實用新型的實質和範圍。
【權利要求】
1.一種首次高壓坐封以後可低壓重複坐封的多功能封隔器，它由上接頭(I)、防碰掛環(2)、解封銷釘(3)、上連接體(4)、中心管(5)、濾網連接體(6)、洗井活塞(7)、下連接體(8)、坐封活塞(9)、彈簧(10)、首次坐封銷釘(11)、首次坐封滑套(12)、膠筒金屬管接頭(13)、密封膠筒總成(14)、活動頭(15)和下接頭(16)構成，上接頭(I)、中心管(5)和下接頭(16)從上至下依次通過螺紋連接，構成工具的承載主體；上接頭(I)的外面套裝有上連接體(4)，上接頭(I)和上連接體(4)之間通過解封銷釘(3)連接固定，上連接體(4)的下部通過螺紋依次套接有濾網連接體(6)、下連接體(8)、膠筒金屬管接頭(13)、密封膠筒總成(14)和活動頭(15)，防碰掛環(2)通過螺紋裝接在上接頭(I)的上端部，其特徵在於: 所述的中心管(5)的外壁與下連接體(8)的內壁構成一環形腔體，下連接體(8)的內壁上製作有密封座(8-1 )，密封座(8-1)將環形腔體分隔成上下兩部分，上部分內裝有洗井活塞(7)，下部分內從上至下依次裝有坐封活塞(9)、彈簧(10)和首次坐封滑套(12)，彈簧(10)置於首次坐封滑套(12)與中心管(5)構成的環形腔體內，首次坐封滑套(12)與下連接體(8)通過首次坐封銷釘(11)定位安裝，洗井活塞(7)和坐封活塞(9)之間的中心管(5)上製作有進水口(5-1)。
2.根據權利要求1所述的一種首次高壓坐封以後可低壓重複坐封的多功能封隔器，其特徵在於:所述的坐封活塞(9)上裝有異形密封件(9-1)、O型密封圈(9-2)，首次坐封滑套(12)上裝有O型密封圈(12-1 )，洗井活塞(7)上裝有O型密封圈(7-1 )，洗井活塞(7)的下端製作有洗井筆尖鑰匙(7-2)。
3.根據權利要求1所述的一種首次高壓坐封以後可低壓重複坐封的多功能封隔器，其特徵在於:在首次坐封時採用高壓坐封，在正常工作過程中重複坐封時採用低壓坐封。
【文檔編號】E21B33/127GK203716920SQ201420080759
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年2月25日 優先權日:2014年2月25日
【發明者】李楊, 李翔 申請人:荊州市翔龍石油科技有限公司