清洁装置与封隔器的制作方法

本发明涉及封隔器技术，尤其涉及一种清洁装置与封隔器。

背景技术：

石油套管是用于支撑油、气井井壁的钢管，以保证钻井过程的进行和完井后整个油井的正常运行。每一口井根据不同的钻井深度和地质情况，可以使用几层套管。但随着油田开发的不断深入，井况恶化问题日益突出，特别是一些老井，由于油层套管使用年限过长，固井水泥又没有完全封固油层套管，在套管自由段和封固段因腐蚀造成穿孔，再加上套管变形、破损等现象造成了地层出泥浆、出水，严重影响油水井的正常生产。所以在石油井开发的后期，需要经常对套管进行修复、堵漏等井下作业。

目前常见的在井下对套管进行修复、堵漏等的方法首先是通过封隔器对套管进行封隔，然后再进修复、堵漏等操作。具体为，将丢手器与封隔器上端的管柱连接，等封隔器坐封在套筒内后，将丢手器打开，使丢手器与封隔器上端的管柱断开连接，其中丢手器用于连接封隔器和串管管柱，同时丢开封隔器。这样，通过串管管柱将封隔器和丢手器送入套管中预设的位置，然后打开丢手器，使封隔器与丢手器断开连接，丢手器随着串管管柱从套管中退出，而该封隔器被丢落在石油井的套筒内，对石油井内的套管进行封隔。

由于封隔器上端的管柱与周围的套管之间会形成环形空间，这样在石油井抽油作业过程中，地层内的砂粒、电缆卡子等杂物会被油液提带到封隔器靠近井口的一侧即上侧，其中质量较轻的杂物会随着油液排出井外，而质量较重的杂物例如：砂粒、电缆卡子等，将会沉积在管柱与套管之间的环形空间内。这样在后期打捞封隔器时，为了避免杂物在在上提封隔器的时候增加上提的重量，需要将封隔器上端管柱与套管之间环形空间内的沉积物处理到油井外，再对封隔器进行打捞，处理过程非常复杂，浪费打 捞的时间，影响打捞效率。

技术实现要素：

本发明提供一种清洁装置与封隔器，防止杂物进入封隔器与套管之间的环形空间中，减少了在打捞封隔器时对杂物的处理，提高了封隔器的打捞效率。

本发明提高一种清洁装置，包括本体，本体位于套管内，本体第一端外缘为圆形，圆形外径与套管内壁直径相等，本体第二端与封隔器连接，本体具有贯穿第一端与第二端的通孔，通孔与封隔器的中心管连通。

其中通孔为圆孔，该通孔在第一端的第一开口大于通孔在第二端的第二开口。

进一步的，该通孔包括引导段与连接段，连接段的内径等于第二开口的直径，引导段的内径沿第一开口至连接段方向逐渐缩小。

本发明的清洁装置的本体还可以是圆柱体，且该圆柱体的外径等于套管内壁直径。

本发明还提供一种封隔器，该封隔器包括封隔器本体与如上述所述的清洁装置，封隔器本体的丢手端与清洁装置连接。

本发明的清洁装置，通过将杂物引入本体通孔，实现了对封隔器的直接打捞，解决了封隔器打捞时对杂物的清理问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的清洁装置结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的清洁装置另一结构示意图；

图3为本发明实施例二提供的清洁装置结构示意图；

图4为本发明实施例二提供的清洁装置另一结构示意图；

图5为本发明实施例三提供的封隔器结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例一提供的一种清洁装置，如图1所示，本实施例的清洁装置可以包括本体100，其中本体100位于套管内，本体100的第一端101外缘为圆形，该圆形外径与套管内壁直径相等，本体100第二端102与封隔器连接，本体100具有贯穿其第一端101与第二端102的通孔103，该通孔103与封隔器的中心管连通。

在石油开采过程中，套管的主要作用是支撑石油井壁，保护油管，防止水表层的水进入石油井污染石油，所以对套管的及时修复和堵漏显得尤为重要。本实施例所提供的清洁装置主要用于安装在封隔器的管柱上，用于使落在封隔器上侧的杂物可以自行流落到石油井的井底。具体的，当封隔器在套管内坐封时，需要先将封隔器通过串管的方式伸入到套管的预定位置处，再进行坐封。在一些情况下，需要将封隔器丢在入石油井内，此时需要将封隔器管柱与丢手器的一端连接，然后将丢手器的另一端与串管管柱连接，当串管将封隔器送到预设位置后通过丢手器使封隔器与串管管柱断开连接，这样封隔器就丢落在石油井内。当封隔器被丢在石油井内后，封隔器的管柱就会与周围的套管形成环形空间，本实施例的封隔器管柱长度为700mm-1000mm之间。

本实施例的清洁装置可以安装在封隔器管柱的一端，并随着封隔器一同伸入到石油井内，在伸入过程中，管柱与清洁装置的连接端为管柱的顶端，该管柱设置在封隔器靠近井口的一侧，这样，当封隔器坐封套管内，并与串管管柱断开连接后，上述清洁装置就设置在封隔器的最顶端，这样通过管柱内腔排出的杂物向下沉淀时，沉淀物就会落到清洁装置的第一面上，而又由于第一面上设有开口，这样沉淀物可以通过开口流入到与封隔器连接的管柱内腔中，进而可以排到石油井的井底内。

本实施例的清洁装置与封隔器管柱的一端连接，该封隔器管柱位于封隔器靠近井孔的一侧。具体是该清洁装置中本体100的第二端102与封隔器连接，其中贯穿于第一端101和第二端102之间的通孔103与封隔器中心管联通，接着该清洁装置将随着封隔器一同插入到石油井的套管内。为了防止井口的杂物通过本体100的第一端101和套管内壁之间的环形空间进入到封隔器与套管之间，第一端101外缘与套管内壁之间的环形空间越小越好，优选的第一端101的外缘形状应该与套管的内孔形状相同，第一端101的外缘尺寸与套管内孔尺寸相等，所以在本实施例中第一端101的外缘为圆形，并且为了保证清洁装置可以顺利插入到套管内，则定义第一端101面的直径与套管内壁之间是间隙配合，间隙量为1mm-2mm，但本发明不限于此。这样就既保证了清洁装置可以顺利插入到套管内，并可以防止杂物进入到封隔器与套管内壁之间的环形空间中，保证了杂物通过本体100的通孔103进入到封隔器的中心管随后流入到井底，减少了封隔器打捞重量。

本实施例所述的清洁装置的本体100位于套管内，该本体100的第一端101外缘为圆形，第一端101面的圆形外径与套管内壁的直径相等，本体100第二端102与封隔器连接，本体100具有贯穿所述第一端101与所述第二端102的通孔103，该通孔103与封隔器中的管柱连通，这样就很好的防止了井口上部的杂物进入到封隔器和套管之间的环形空间，在打捞封隔器时较少了打捞时间和打捞重量，提高打捞工作效率。

进一步的，本实施例的清洁装置中的通孔103是圆孔，该通孔103在第一端101上的开口为第一开口104，在第二端102上的开口为第二开口105，并且第一开口104的直径大于第二开口105的直径。

本发明实施例中，由于通孔103的第二开口105与管柱的内腔连通，而管柱内腔的径向截面一般为圆形，为了使两者之间的连通结构更加合理，通孔103的径向截面也可以为圆形，同时通孔的第一开口104为了使更多的杂物进入到通孔103内，则第一开口104设置成圆形也最为合理，而且圆形的通孔103加工起来也更加的容易，可以节省加工成本。

具体的，当本体100的第一端101将掉落的杂物阻挡在第一端101上时，杂物就会进入第一端101的第一开口104，此时第一开口104的直径大于第二开口105的直径，则第一开口104与第二开口105之间就会形成一坡度， 这样有利于杂物沿着通孔103内壁缓慢滑入封隔器的中心管，再进入到井底，减少了第一端101面上的杂物堆积，在后续打捞封隔器时也会减少打捞重量。

优选的，第一开口104的直径等于本体100第一端101外缘的直径，这是因为第一开口104的直径越大杂物就会越容易进入到本体100的通孔103，并通过通孔103进入井底。

然而在实际生产加工中完全将第一开口104的直径加工成与本体100第一端101外缘的直径相等是比较困难的，如图2所示，本实施例中还可以使第一开口104的直径略小于本体100第一端101外缘的直径，例如，第一开口104的直径小于本体100第一端101外缘直径2mm至3mm，这样在加工第一开口104时，可以留有加工余量，进而降低加工难度，此时本体100第一端101边缘的厚度为1mm左右，在该第一端101边缘上沉积的杂物是有限的，再加上油液对杂物的冲洗，使得第一端101边缘的杂物更少，大多数杂物会进入第一开口104，通过封隔器中心管进入到井底，所以对后期封隔器的打捞影响很小。

优选的，在本实施例的清洁装置的第二开口105的直径与封隔器管柱内径相等，这是因为本体100的第二段是与封隔器管柱连接的，为了使杂物最大限度的顺利流入到封隔器中心管，然后沿着封隔器中心管流入到井底，所以第二开口105的直径与封隔器管柱的内径相等最优。

进一步的，本实施例所述的清洁装置的通孔103包括引导段110与连接段120，其中连接段120的内径等于第二开口105的直径，引导段110的内径沿第一开口104至连接段120方向逐渐减小。

具体的，引导段110有一个起始端和终止端，连接段120也有一个起始端和终止端，其中引导段110的起始端与第一端101的第一开口104重合，引导段110的终止端与连接段120的起始端连接，连接段120的终止端与第二端102的第二开口105重合。引导段110形成的立体空间可以理解为一个漏斗形状或者是倒锥形，其中起始端的直径等于第一开口104的直径，终止端的直径的等于第二开口105的直径，并且引导段110的直径沿着第一开口104的直径到第二开口105的直径逐渐缩小，连接段120形成的立体空间为圆柱体，起始端和终止端的直径相等等于第二开口105的直径。本实施例中通孔103的引导段110的长度可以根据本体100的高度和第一开口104的大 小来设置，当本体100的高度较高而第一开口104较小时，通孔103的引导段110可以设置较短相应的连接段120设置的较长；当本体100的高度较短而第一开口104较大时，通孔103的引导段110可以设置的较长，对应的连接段120设置较短，甚至连接段120的长度只有一段与封隔器管柱连接的内螺纹长度，通孔103的其余长度上都设置成引导段110。这样当杂物进入第一开口104后会在引导段110的引导下缓慢进入封隔器中心管，最后进入石油井的井底。

进一步的，在本实施例的清洁装置中，本体100的第二端102与封隔器管柱螺纹连接。

具体的，清洁装置与封隔器连接是通过第二端102与封隔器管柱连接，由于封隔器管柱的外径与本体100第二端102上的第二开口105的直径相等，例如，当清洁器与封隔器是螺纹连接时，在第二开口105的内壁上加工一内螺纹130，在封隔器管柱上加工一外螺纹，第二端102上第二开口105的内螺纹130与封隔器管柱的外螺纹螺纹连接。在实施例中自清洁器与封隔器的连接还可以是将本体100第二端102与封隔器管柱焊接，也可以是常见的其他密封连接方式，本发明不限于此。

本实施例中通过本体100第二端102与封隔器的密封连接，不仅可以保证第二开口105与封隔器内腔的准确对准，还可以防止因清洁装置与封隔器连接不紧密使杂物从第二开口105漏出流入到封隔器与套管之间的环形空间中，增加后期封隔器的打捞重量。

本实施例所示的清洁装置包括本体，该本体位于套管内，本体的第一端外缘为圆形，该圆形的外径与套管的内壁直径相等，本体的第二端面与封隔器连接，该连接可以是螺纹连接，本体还有一贯穿于本体第一端与第二端的通孔，该通孔与封隔器的内腔连通，通孔在第一端的第一开口大于通孔在第二端的第二开口，第一开口的直径与本体第一端外缘直径相等，第二开口的直径与封隔器管柱的内径相等，通孔包括引导段与连接段，连接段的内径等于第二开口的直径，引导段的内径沿第一开口至连接段方向逐渐缩小。这样，当石油井内的杂物随着油液通过管柱的内腔进入到封隔器靠近井口的一侧时，油液内的较重杂物将会向下沉淀，由于清洁装置的阻挡，这些杂物将会被阻隔在本体的第一面附近，当石油井停止出油时，一部分杂物可以直接沉 淀到第一开口内，由于通孔的第一开口较大，这样就可以使大部分杂物进入第一开口，并能够顺着通孔的引导段向下沉淀，又由于该通孔的下端可以与管柱的内腔连通，使这些下沉的杂物就能够顺着通孔流入到管柱的腔体内，并通过管柱进入到石油井的底层，通过清洁装置的阻隔可以使封隔器靠近井口一侧的杂物很少，甚至没有，这样在打捞封隔器时，无需对沉积杂物进行处理，可以直接进行封隔器打捞，提高打捞效率。

图3是本发明实施例二提供的一种清洁装置结构示意图，如图3所示，本实施例的清洁装置的本体100为圆柱体，该圆柱体的外径与套管的内径相等。

本实施例所述的清洁装置的本体100是一圆柱体，在该圆柱体的内部有一通孔103，其中本体100的第一端101为圆柱体的上端面，本体100的第二端102为圆柱体的下端面，在圆柱体的上端面有一第一开口104，该第一开口104的直径与圆柱体的上端面直径相等，第二开口105位于圆柱体的下端面，该第二开口105的内径与封隔器管柱的外径相等，第二开口105与封隔器管柱螺纹连接或焊接，通孔103包括引导段110和连接段120，引导段110的空间形状为漏斗形或倒锥形，连接段120形成的空间形状为圆柱形。

如图3和图4所示，本实施例中通孔103引导段110的长度可以根据本体100的高度和第一开口104的大小来设置，当本体100的高度较高而第一开口104较小时，通孔103的引导段110可以设置较短相应的连接段120设置的较长；当本体100的高度较短而第一开口104较大时，通孔103的引导段110可以设置的较长，对应的连接段120设置较短，甚至连接段120的长度只有一段与封隔器管柱连接的内螺纹长度，通孔103的其余长度上都设置成引导段110。这样当杂物进入第一开口104后会在引导段110的引导下缓慢进入封隔器中心管，最后进入石油井的井底。

本实施的清洁装置由于本体100是圆柱体，相比于图1所示实施例一的清洁装置，其强度更好，与封隔器连接更加稳定，由于整体壁厚较厚可以承载更多杂物的冲击，所以本实施例的清洁装置更加牢固耐用，并且本实施例的清洁装置是在圆柱体上进行加工，其加工工序简单，减少加工时间，降低加工成本。

进一步的，因为在清洁装置伸入到套管的过程中，本体100的外壁可能 会与套管的内壁产生摩擦，为了保护套管的内壁不被清洁装置摩擦划伤而影响套管的使用寿命，所以本实施例的清洁装置，其圆柱体外圆周面与通孔103内壁可以均为光滑面。当杂物沿着通孔103进入封隔器内腔时会摩擦清洁装置的通孔103内壁，这样当杂物与通孔103内壁的摩擦越来越大时可能会使杂物无法沿着通孔103进入到封隔器内腔进入到井底，而引起杂物在通孔103内的堆积，同时杂物与通孔103内壁的摩擦也会降低清洁装置的使用寿命。所以在本实施例中将圆柱体外圆周面与通孔103内壁加工成光滑面防止了清洁装置对套管内壁的磨损，减少了杂物在通孔103内的堆积，保证了杂物能够顺利沿着通孔103内壁进入到封隔器内腔流入到井底。

进一步的，当套管在后期无法工作时，位于其中的封隔器需要打捞上来，而在打捞封隔器之前需要先将清洁装置采取铣削等方式去除掉。此时，可以使圆柱体本体100为铝制材质制成的圆柱体。

具体的，在对封隔器进行打捞时，需要对封隔器的卡点用套铣管或套铣鞋进行套铣，由于清洁装置位于封隔器的上侧，这样需要先将清洁装置套铣之后，再对封隔器进行套铣。在本实施例中清洁装置只是用于将杂物引导到封隔器的内腔，让其沿着封隔器内腔进入井底，所以该清洁装置不需要承受多少重量，所以其强度要求较低，为了使该清洁装置较容易的套铣掉，本实施例中的圆柱体本体100为易磨材质制成，优选地，为铝制材质制成。

本实施例的清洁装置，与图1所示方法实施例的技术方案、实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图5是本实施例三提供的一种封隔器的结构示意图，如图5所示，本实施例的封隔器包括封隔器本体300和实施例一和实施例二所述的清洁装置200，其中封隔器本体300的丢手端与清洁装置连接。

结合图3和图5，本实施例所示的清洁装置200的第一端101靠近进口的方向，第二端102与封隔器本体300的丢手端连接，这样当该封隔器在套管中坐封时，该封隔器的清洁装置200的第一开口104朝向井口，第二开口105于封隔器套管连接，这样当石油井内的杂物随着油液通过管柱的内腔进入到封隔器靠近井口的一侧时，油液内的较重杂物将会向下沉淀，由于清洁装置200的阻挡，这些杂物将会被阻隔进入第一开口104流入封隔器内腔最后流入井底，而当石油井停止出油时，一部分杂物可以直接沉淀到第一开口 104内，一部分杂物可以随着油液流入到第一开口104内，由于通孔103的第一开口104较大，这样就可以使大部分杂物进入第一开口104，并能够顺着通孔103的引导段110向下沉淀，进入到封隔器内腔然后进入到石油井的底层，本实施例的封隔器通过清洁装置200的阻隔可以防止杂物进入封隔器与套管之间的环形空间，较少了在打捞封隔器时对沉积在封隔器上的杂物处理，可以实现对封隔器的直接打捞，从而降低了打捞难度，提高了打捞效率。

本实施例的装置，可以用于执行上述实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。