專利名稱：一種實現(xiàn)井下二次坐封的可洗井封隔器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的技術方案涉及井的封隔，具體地說是一種實現(xiàn)井下二次坐封的可洗井封隔器。
背景技術：
為了防止砂埋管柱現(xiàn)象發(fā)生，目前油田上注水井封隔器多采用可洗井式的，如Y341-114型注水封隔器，但此類封隔器的坐封壓力低，經(jīng)過多次洗井操作，易造成管柱內(nèi)外壓力失衡，長期作用造成封隔器膠筒蠕動，密封失效提早發(fā)生，使 得封隔器壽命縮短。為解決上述問題，有以下幾種方法①通過補封工藝增加坐封力。CN101008311公開了 K型井下封隔器不封時的補封工藝，其缺點是并為從根本上解決管柱內(nèi)外壓力失衡的狀況，工藝操作繁雜且效果周期不長在封隔器結構上設置水力錨和水力卡瓦。采用水力錨或水力卡瓦雖然達到平衡壓力的效果，但造成封隔器整體結構復雜，制造困難，使用成本很高，且易造成對套管的損壞。③通過剪斷銷釘解封的封隔器。該封隔器在使用中由于壓力的要求，其直徑從上到下不斷加大，成本和結構要求嚴格。隨著外界環(huán)境的影響因素的增多，現(xiàn)有的井封隔器在使用中普遍存在解封困難或根本不解封的問題。在修井過程中，由于封隔器不解封，起管柱時只能強拔，導致油管拉斷的現(xiàn)象時有發(fā)生，由此造成重大井下事故，修井費用大大增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是一種實現(xiàn)井下二次坐封的可洗井封隔器，在坐封機構中設置了坐封凡爾，上活塞完成一次坐封之后，凡爾套上行，打開凡爾的進液口，當外液壓力達到凡爾開關的設定值時，管外液流通過液流通道注入下活塞液壓腔，實現(xiàn)二次坐封，克服了現(xiàn)有技術的井封隔器中管柱內(nèi)外壓力失衡、封隔器整體結構復雜、使用中易造成對套管的損壞和普遍存在解封困難或根本不解封的缺陷。本發(fā)明解決該技術問題所采用的技術方案是一種實現(xiàn)井下二次坐封的可洗井封隔器，包括洗井機構、密封機構、鎖緊機構、坐封機構和解封機構；所述洗井機構包括上接頭、頂套、洗井閥和密封圈I，上接頭臺階處安裝頂套，且上接頭上開有注液口 I，頂套與上接頭構成洗井閥的液壓腔，上接頭下端與內(nèi)中心管螺紋連接，密封圈I安置在洗井閥內(nèi)外圈的中方；所述密封機構包括外中心管、三個膠筒、兩個隔環(huán)和密封環(huán)，外中心管上端與頂套螺紋連接，三個膠筒由兩個隔環(huán)分隔分別安裝在外中心管上方、中方和下方三個部位上，密封環(huán)中嵌有0型密封圈，該密封環(huán)安裝在上述安裝在外中心管下方的膠筒下端，由外中心管連接的臺階塊固定；所述鎖緊機構包括卡瓦座、分瓣內(nèi)卡瓦和鎖緊套，卡瓦座安裝在內(nèi)中心管上，分瓣內(nèi)卡瓦安裝在卡瓦座中，鎖緊套上帶有的倒馬牙齒，分瓣內(nèi)卡瓦上帶有齒形，可以緊密扣合；所述坐封機構主要包括上活塞、下活塞、凡爾座和坐封凡爾，坐封凡爾上設置有進液口，坐封凡爾又包括凡爾套、凡爾支架、凡爾開關、壓縮彈簧和兩個密封圈II，在連接頭的臺階處設置了上活塞，對應此處的連接頭上開有注液口 II，連接頭下方末端與凡爾座用螺紋連接，連接頭的連接螺紋的上方開有注液口 III，上活塞通過套管接箍連接凡爾套，下活塞的上端頂靠在套管接箍的下端，下活塞的下端與凡爾座形成下活塞的液壓腔，凡爾套與內(nèi)套管之間安裝凡爾座，坐封凡爾安裝在凡爾座上，凡爾座上開有小孔與內(nèi)套管構成液流通道，內(nèi)套管下端連接下接頭，凡爾支架安裝在凡爾座中，凡爾開關和壓縮彈簧分別安置在凡爾支架上，壓縮彈簧定位于凡爾座上；所述解封機構為解封套筒，其安裝在連接頭的上端。上述一種實現(xiàn)井下二次坐封的可洗井封隔器，所述的上方、中方和下方，只是相對應附圖2圖面的上、中和下的方位而言。上述一種實現(xiàn)井下二次坐封的可洗井封隔器，所述解封套筒為帶內(nèi)錐面的圓形套筒。上述一種實現(xiàn)井下二次坐封的可洗井封隔器，其中所涉及的零部件通過商購獲得或用本領域技術人員掌握的技術制作得到，所有零部件之間的安裝和連接方法均是本領域技術人員所掌握的常用方法。·本發(fā)明的有益效果是與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明一種實現(xiàn)井下二次坐封的可洗井封隔器顯著的優(yōu)點是( I)本發(fā)明中的坐封機構中設置了坐封凡爾，上活塞完成一次坐封之后，凡爾套上行，打開凡爾的進液口，當外液壓力達到凡爾開關的設定值時，管外液流通過液流通道注入下活塞液壓腔，實現(xiàn)二次坐封，從而平衡管柱內(nèi)外流體壓力，且大大提高了坐封壓力，密封效果良好，延長封隔器的使用壽命；(2)本發(fā)明中的坐封凡爾的二次坐封是相對上活塞的一次坐封動作而言的，結構設計新穎，能夠有效的應用油井套管固有流體以及多次洗井積留的液體壓力增大坐封壓力，防止管柱的蠕動，從而保證膠筒的可靠密封。(3)本發(fā)明的解封機構采用帶有內(nèi)錐面的圓形套筒作為解封套，使得封隔器的整體結構緊湊，使封隔器解封動作簡單和可靠，避免因封隔器不解封造成油管拉斷的事故發(fā)生和有效避免修井時拉斷管柱的事故發(fā)生，修井費用降低，節(jié)約了工時與生產(chǎn)成本。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖I為本發(fā)明一種實現(xiàn)井下二次坐封的可洗井封隔器的構成示意框圖。圖2為本發(fā)明一種實現(xiàn)井下二次坐封的可洗井封隔器的半剖結構示意圖。圖3為圖I中的橢圓圈內(nèi)部分的半剖結構示意圖。圖4為本發(fā)明一種實現(xiàn)井下二次坐封的可洗井封隔器中的鎖緊套與分瓣內(nèi)卡瓦的齒形扣合的狀態(tài)示意圖。圖中，I.上接頭，2.頂套，3.洗井閥，4.密封圈I，5.外中心管，6.膠筒，7.隔環(huán)，
8.內(nèi)中心管，9.密封環(huán)，10.卡瓦座，11.分瓣內(nèi)卡瓦，12.解封套筒，13.鎖緊套，14.上活塞，15.連接頭，16.套管接箍，17.內(nèi)套管，18.下活塞，19.坐封凡爾，20.凡爾套，21.凡爾座，22.下接頭，23.臺階塊，24.凡爾支架，25.凡爾開關，26.壓縮彈簧，27.注液口 I，28.注液口 II，29.進液口，30.小孔，31.液流通道，32.密封圈II，33.注液口III。
具體實施例方式圖I所示實施例表明，本發(fā)明的一種實現(xiàn)井下二次坐封的可洗井封隔器，包括洗井機構、密封機構、鎖緊機構、坐封機構和解封機構；所述洗井機構包括上接頭、頂套、密封圈I和洗井閥，所述密封機構包括外中心管、三個膠筒、兩個隔環(huán)和密封環(huán)，所述鎖緊機構包括卡瓦座、分瓣內(nèi)卡瓦和鎖緊套，所述坐封機構主要包括上活塞、下活塞、坐封凡爾和凡爾座，坐封凡爾又包括凡爾套、密封圈II、凡爾支架、凡爾開關和壓縮彈簧，所述解封機構為解封套筒。圖2所示實施例為本發(fā)明的一種實現(xiàn)井下二次坐封的可洗井封隔器被固定在油井的套管內(nèi)是的初始狀態(tài)的半剖結構，其表明該洗井封隔器中各個部件的安置和連接方式是上接頭I臺階處安裝頂套2，且上接頭I上開有注液口 I 27，頂套2與上接頭I構成洗井閥3的液壓腔，上接頭I下端與內(nèi)中心管8螺紋連接，密封圈I 4安置在洗井閥3內(nèi)外圈的中方，外中心管5上端與頂套2螺紋連接，三個膠筒6由兩個隔環(huán)7分隔分別安裝在外中心管5上方、中方和下方三個部位上，密封環(huán)9中嵌有0型密封圈，該密封環(huán)9安裝在上述 安裝在外中心管下方的膠筒6下端，由外中心管5連接的臺階塊23固定,卡瓦座10安裝在內(nèi)中心管8上，分瓣內(nèi)卡瓦11安裝在卡瓦座10中，鎖緊套13上帶有的倒馬牙齒，分瓣內(nèi)卡瓦11上帶有齒形，可以緊密扣合，在連接頭15的臺階處設置了上活塞14，對應此處的連接頭15上開有注液口 II 28，連接頭15下方末端與凡爾座21用螺紋連接，連接頭15的螺紋上方開有注液口III 33，上活塞14通過套管接箍16連接凡爾套20，內(nèi)套管17下端連接下接頭22，下活塞18的上端頂靠在套管接箍16的下端臺階上，下活塞18的下端與凡爾座21形成下活塞18的液壓腔，坐封凡爾19上設置有進液口 29，凡爾套20與內(nèi)套管17之間安裝凡爾座21，坐封凡爾19安裝在凡爾座21上，解封套筒12安裝在連接頭15的上端。圖3所示實施例為本發(fā)明的一種實現(xiàn)井下二次坐封的可洗井封隔器的坐封凡爾19的結構及其安裝位置，其表明坐封凡爾19除包括圖2中顯示的凡爾套20之外，還包括凡爾支架24、凡爾開關25、壓縮彈簧26和兩個密封圈II 32，凡爾座21上開有的小孔30與內(nèi)套管17構成液流通道31，凡爾支架24安裝在凡爾座21中，凡爾開關25和壓縮彈簧26分別安置在凡爾支架24上，壓縮彈簧26定位于凡爾座21上，凡爾座21的兩端嵌有密封圈II 32，凡爾座21與連接頭15螺紋連接，連接頭15的連接螺紋的上方開有注液口III 33。該圖所示的是坐封凡爾19在凡爾開關25未開啟的狀態(tài)，坐封凡爾19被安裝在凡爾座21上。圖4所示實施例表明，在坐封過程和洗井過程中，鎖緊套13上帶有的倒馬牙齒與分瓣內(nèi)卡瓦11的齒形緊密扣合。實施例I按照上述圖I所示實施例、圖2所示實施例和圖3所示實施例，裝置成一種實現(xiàn)井下二次坐封的可洗井封隔器，其中，解封套筒12為帶內(nèi)錐面的圓形套筒，洗井閥3采用鋼制偶件閥。該一種實現(xiàn)井下二次坐封的可洗井封隔器的工作過程如下坐封過程將本實施例實現(xiàn)井下二次坐封的可洗井封隔器隨管柱下入預定位置后，從油管內(nèi)憋壓，高壓液體經(jīng)由本封隔器的上接頭I上的注液口 I 27進入洗井閥3與上接頭I之間的空腔中，推動洗井閥3下行關閉洗井通道，繼續(xù)加壓，液壓通過連接頭15上的注液口 II 28作用于上活塞14上，上活塞14推動鎖緊套13和密封環(huán)9壓縮下方膠筒6，該推力繼續(xù)通過隔環(huán)7依次作用于中方和上方膠筒6，使膠筒6的直徑變大，從而封隔油管與套管環(huán)形空間，由此形成一次坐封，與此同時，上活塞14下端通過套管接箍16連接的凡爾套20上行，打開坐封凡爾19的進液口 29，當管外液體壓力達到凡爾開關25的設定值為比凡爾開關的工作環(huán)境高0. 5MPa時，凡爾開關25打開，外液通過凡爾座21上的小孔30進入液流通道31，液流通過連接頭15上的注液口III 33進入下活塞18的液壓腔，液壓作用于下活塞18上，下活塞18上行推動套管接箍16將力傳遞給上活塞14，從而進一步增大坐封力，實現(xiàn)三個膠筒6的二次坐封。洗井過 程從油管內(nèi)注入一定壓強的帶壓水流，液壓經(jīng)由頂套2上的孔眼作用于洗井閥3上，推動洗井閥3的閥體上行打開洗井通道，水流經(jīng)由內(nèi)中心管8和外中心管5的環(huán)形空間及鎖緊套13的水槽流到本封隔器下部的管套環(huán)形空間，再從封隔器管柱底部進入油管內(nèi)腔返回井口，達到反洗井的效果。解封過程上提封隔器管柱，上接頭I帶動內(nèi)中心管8向上運動，連接頭15推動解封套筒12上行，而由于三個膠筒6與油管內(nèi)壁之間的摩擦力使得頂套2、外中心管5和分瓣內(nèi)卡瓦11保持相對位置不變，解封套筒12就迫使分瓣內(nèi)卡瓦11內(nèi)收，從而鎖緊套13與分瓣內(nèi)卡瓦11分離，三個膠筒6即可依次彈回，恢復原狀，解封完成。實施例2除當管外液體壓力達到凡爾開關25的設定值為比凡爾開關工作環(huán)境高0. 6MPa時之外，其他均同實施例I。實施例3除當管外液體壓力達到凡爾開關25的設定值為比凡爾開關工作環(huán)境高0. 7MPa時之外，其他均同實施例I。
權利要求
1.一種實現(xiàn)井下二次坐封的可洗井封隔器，其特征在于包括洗井機構、密封機構、鎖緊機構、坐封機構和解封機構；所述洗井機構包括上接頭、頂套、洗井閥和密封圈I，上接頭臺階處安裝頂套，且上接頭上開有注液口 I，頂套與上接頭構成洗井閥的液壓腔，上接頭下端與內(nèi)中心管螺紋連接，密封圈I安置在洗井閥內(nèi)外圈的中方；所述密封機構包括外中心管、三個膠筒、兩個隔環(huán)和密封環(huán)，外中心管上端與頂套螺紋連接，三個膠筒由兩個隔環(huán)分隔分別安裝在外中心管上方、中方和下方三個部位上，密封環(huán)中嵌有O型密封圈，該密封環(huán)安裝在上述安裝在外中心管下方的膠筒下端，由外中心管連接的臺階塊固定；所述鎖緊機構包括卡瓦座、分瓣內(nèi)卡瓦和鎖緊套，卡瓦座安裝在內(nèi)中心管上，分瓣內(nèi)卡瓦安裝在卡瓦座中，鎖緊套上帶有的倒馬牙齒，分瓣內(nèi)卡瓦上帶有齒形，可以緊密扣合；所述坐封機構主要包括上活塞、下活塞、凡爾座和坐封凡爾，坐封凡爾上設置有進液口，坐封凡爾又包括凡爾套、凡爾支架、凡爾開關、壓縮彈簧和兩個密封圈II，在連接頭的臺階處設置了上活塞，對應此處的連接頭上開有注液口 II，連接頭下方末端與凡爾座用螺紋連接，連接頭的連接螺紋的上方開有注液口 III，上活塞通過套管接箍連接凡爾套，下活塞的上端頂靠在套管接箍的下端，下活塞的下端與凡爾座形成下活塞的液壓腔，凡爾套與內(nèi)套管之間安裝凡爾座，坐封 凡爾安裝在凡爾座上，凡爾座上開有小孔與內(nèi)套管構成液流通道，內(nèi)套管下端連接下接頭，凡爾支架安裝在凡爾座中，凡爾開關和壓縮彈簧分別安置在凡爾支架上，壓縮彈簧定位于凡爾座上；所述解封機構為解封套筒，其安裝在連接頭的上端。
2.根據(jù)權利要求I所說一種實現(xiàn)井下二次坐封的可洗井封隔器，其特征在于所述解封套筒為帶內(nèi)錐面的圓形套筒。
全文摘要
本發(fā)明一種實現(xiàn)井下二次坐封的可洗井封隔器，涉及井的封隔，包括洗井機構、密封機構、鎖緊機構、坐封機構和解封機構；其中，洗井機構包括上接頭、頂套、洗井閥和密封圈Ⅰ，所述密封機構包括外中心管、三個膠筒、兩個隔環(huán)和密封環(huán)，鎖緊機構包括卡瓦座、分瓣內(nèi)卡瓦和鎖緊套，坐封機構主要包括上活塞、下活塞、凡爾座和坐封凡爾，解封機構為解封套筒。本發(fā)明在坐封機構中設置了坐封凡爾，上活塞完成一次坐封之后，凡爾套上行，打開凡爾的進液口，當外液壓力達到凡爾開關的設定值時，管外液流通過液流通道注入下活塞液壓腔，實現(xiàn)二次坐封，克服了現(xiàn)有技術中管柱內(nèi)外壓力失衡、使用中易造成對套管的損壞以及普遍存在解封困難或根本不解封的缺陷。
文檔編號E21B33/122GK102953706SQ20121052997
公開日2013年3月6日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權日2012年12月10日
發(fā)明者江屏, 姚丙義, 檀潤華, 郭靖 申請人:河北工業(yè)大學