专利名称：用于大斜度井的集成静液压注水封隔器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于油田生产中的分层注水装置，尤其涉及一种集成注水封隔器。
背景技术：
海上油田套管完井注水井为大斜度深井，单层注水量一般在500-600mVd，单层配注量 大，需要多水嘴调配(陆上油田单井注水量在300m7d以下)；对于大斜度深井的分层注水 管柱，要解决两个难点问题， 一是斜井中封隔器的居中坐封问题，在斜井中如果封隔器不 居中，使胶筒径向受力不均匀，会影响其密封；另外多级封隔器的解封问题，封隔器若不 能逐级解封，会造成多个封隔器解封力大，或解封不完全形成活塞抽汲，甚至封隔器不能 解封导致修井事故。另外，由于配注测试投捞作业次数多会导致作业成本很高，因此管柱 工艺要尽量减少钢丝作业次数，降低生产成本。
实用新型内容
针对以上现有技术中所存在的问题，本实用新型提供一种用于大斜度井的集成静液压 注水封隔器，可以满足油田大斜度深井、大排量分层注水需要的封隔器，解决油田大排量 分层注水、大斜度深井多级封隔器密封可靠性、安全解封可靠性和减少钢丝作业次数等问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型用于大斜度井的集成静液压注水封隔器予以实现
的技术方案是包括中心管总成和下接头，其特征在于所述中心管总成的上端连接的刚 性扶正器，所述中心管总成内设置有配水器，所述中心管总成的管内壁上设置有解封结构， 所述中心管总成的管外壁设置有静液压坐封结构；所述刚性扶正器包括依次连接的上接头、 上密封接头和连接套，位于所述上接头和连接套之间的外表面上设置有钢球座，所述钢球 座上镶嵌有钢球，所述上密封套和所述连接套之间设置有长键；所述连接套的另一端与所 述中心管总成连接；所述配水器包括位于配水器工作筒上的多个出水接头，所述每个出水 接头上分别设置有多个水嘴组合，每个出水接头上的多个水嘴组合的分布为每两个水嘴组 合位于配水器工作筒的同一高度的上；所述静液压坐封结构包括设置在中心管总成外壁上 的密封套和活塞，所述密封套和活塞的外表面上设置有一活塞套，所述中心管总成外壁、 密封套、活塞和活塞套之间构成一密闭的腔室；所述解封结构由设置在中心管总成外壁上 的弹性爪，所述弹性爪的爪钩朝上；所述弹性爪位于上述静液压坐封结构中活塞的下方。
本实用新型用于大斜度井的集成静液压注水封隔器，其中所述中心管总成与所述配 水器工作筒为一体结构。所述配水器的每个出水接头上设置的水嘴组合的个数为6个。
与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果如下 (1)为了解决大排量注水的需要，本实用新型中设置由多水嘴组合结构，在配水器上
设计了六个水嘴，经过水嘴的嘴损试验，装配6个7mm水嘴在3MPa嘴损情况下，可以注 水1400m7d,可以满足海上油田大排量注水的要求。
(2) 为了解决无卡瓦封隔器在斜井中的居中坐封问题，本实用新型中设计了与封隔器 本体集成在一起的刚性扶正器，从而使整个管柱更简洁，扶正效果更好。由于刚性扶正器 采用锥面与钢球配合的结构，钢球可以在径向上产生位移，从而可以达到扶正封隔器或让 封隔器顺利下井的目的，解决了在大斜度井中封隔器的扶正问题。
(3) 为了解决深井中多级封隔器难解封的问题，本实用新型屏弃了以前采用解封剪钉 的办法，不需要专门施加一定的解封力去剪断封隔器解封剪钉就可以实现封隔器彻底解封。 使用与活塞配合的弹性爪来实现此功能，当正常下井时，活塞压在弹性爪上保证封隔器上 下连在一起；封隔器打压坐封时，在上部管柱重量作用下，弹性爪和中心管不会脱开，保 证封隔器正常工作；当要起管柱时，直接上提上部油管，弹性爪和中心管相对移动，胶筒 回复，这样解封完全可靠，不会发生抽吸活塞的效应而造成修井的危险事故，是一种更安 全的工艺。
(4) 为了减少钢丝投捞作业次数，将封隔器设计成静液压坐封，这样就不需要钢丝作 业投送专用坐封堵塞器将封隔器中心管总成上的两个出水孔堵死即能坐封封隔器了，节省 了钢丝投捞作业，另外也不需要增加额外的地面泵憋压，节省了作业成本。
总之，在本实用新型中通过配水器上的多水嘴结构、刚性扶正器、弹性爪连接、静液压 坐封这四种结构的组合，解决了目前在大斜度深井大排量注水工艺中存在的问题。
图l是本实用新型用于大斜度井的集成静液压注水封隔器本体的轴向剖视图图2-l是图l所示封隔器本体的上半部局部放大图2-2是图l所示封隔器本体的下半部局部放大图3是本实用新型用于大斜度井的集成静液压注水封隔器中配水器的轴向剖视图4是图3所示配水器中水嘴组合部分的局部放大图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。
附图中零部件和细节的说明l上接头，2钢球座，3上密封接头，4长键，5连接套， 6中心管总成，7胶筒密封组合，8防坐封剪钉，9密封套，IO活塞套，ll活塞，12弹性爪， 13锁环座，14锁环，15锁套，16下接头，17出水接头，18水嘴组合。
如图l、图2-l和图2-2所示，本实用新型用于大斜度井的集成静液压注水封隔器包括 中心管总成6和下接头23，所述中心管总成6的上端连接有刚性扶正器，所述中心管总成 6内设置有配水器，所述中心管总成6的管内壁上设置有解封结构，所述中心管总成6的管 外壁设置有静液压坐封结构；所述刚性扶正器包括依次连接的上接头l、上密封接头3和连 接套5，位于所述上接头1和连接套5之间的外表面上设置有钢球座2，所述钢球座2上镶
嵌有钢球，所述上密封套3和所述连接套5之间设置有长键4;所述连接套5的另一端与所 述中心管总成6连接。为了解决无卡瓦封隔器在斜并中的居中坐封问题，本实用新型中设 计了上述刚性扶正器，并和封隔器本体集成到了一起，使得整个管柱更简洁，扶正效果更 好。刚性扶正器中的上接头l、上密封接头3、长键4可以在连接套5中来回移动，这样上 接头1下端的锥面与钢球配合，上接头1下压就可以使钢球沿管柱的径向突出到最外的位 置，达到扶正封隔器的目的；当上接头1上移就可以使钢球收回，让封隔器顺利下井，具 备有上述结构的刚性扶正器，可以解决在大斜度井中封隔器的扶正问题。
如图3和图4所示，所述配水器包括位于配水器工作筒上的多个出水接头17，所述每 个出水接头17上分别设置有多个水嘴组合18，每个出水接头17上的多个水嘴组合18的分 布为每两个水嘴组合18位于配水器工作筒的同一高度的上。所述配水器的每个出水接头上 设置的水噙组合的个数为6个。以前传统的单个水嘴的方式无法解决大排量注水的需要， 因此，本实用新型提出了多水嘴结构，图4示出了，在配水器的侧向上设计了六个水嘴组 合18，经过水嘴的嘴损试验，装配6个7毫米水嘴在3MPa嘴损情况下，可以注水1400 mVd， 足以满足海上油田大排量注水的要求。据此，设计了本实用新型中的集成配水器，它可以 装两组水嘴组合，分注两层，并且配水器工作筒与封隔器中心管集成在一起，这样一套封 隔器和配水器配合就可以分注两个层位了，多个组合就可以满足四层或六层的大排量分注 要求了。
如图1和图2-2所示，所述静液压坐封结构包括设置在中心管总成6外壁上的密封套9 和活塞ll，所述密封套9和活塞11的外表面上设置有一活塞套10，所述中心管总成6的外 壁、密封套9、活塞11和活塞套10之间构成一密闭的腔室。为了减少钢丝投捞作业次数， 将封隔器设计成静液压坐封，这样不需要将封隔器中心管总成6的两个出水孔堵死就可以 坐封封隔器了，其工作原理是利用上述密闭的腔室，当封隔器下到井里，该腔室内的压力 为大气压，随着下入深度的加深，相对腔室的内外压差就会越来越大，再配合相应的防坐 封剪钉8，就可以利用这种大气室和其外面的液柱压力形成的压差来压縮封隔器胶筒密封组 合7，坐封到位后，由锁环座13、锁环14、锁环套15组成的锁紧机构，就会锁紧胶筒密封 组合7中的胶筒，保证密封。当然防坐封剪钉8力，比预定下入深度的压差造成的力大一 些，这样才不会中途坐封，到位后打开注水增加几个兆帕的压力将防坐封剪钉8剪断就可 以坐封了封隔器，这样的好处就是注水封隔器上的出水孔不需要堵死，也就是不要投劳装 死水嘴的配水器，就可以坐封，节省了钢丝投捞作业，另外也不需要增加额外的增加泵， 节省了作业成本。
如图2-2所示，所述解封结构由设置在中心管总成6的外壁上的弹性爪12，所述弹性 爪12的爪钩朝上；所述弹性爪12位于上述静液压坐封结构中活塞11的下方。为了解决深 井中多级封隔器难解封的问题，改进了以前采用解封剪钉的办法，解封剪钉的剪断，是要 依靠胶筒与套管的摩擦力来剪断解封剪钉，有些时候不是很可靠，本实用新型改变了这种 模式，使用弹性爪12来实现此功能，当正常下井时，活塞11压在弹性爪12上保证封隔器 上下连在一起，以正常下井；到位后将上部管柱下压，保证封隔器弹性爪12与中心管总成
6的外壁不脱开，这样封隔器打压坐封时，活塞11上移，此时，活塞11脱离弹性爪12，即 活塞11不再压住弹性爪12，弹性爪12与中心管总成6之间是自由状态，但由于在上部管 柱重量的作用下，弹性爪12和中心管总成6不会脱开，从而保证封隔器正常工作；当要起 管柱时，上提上部油管，弹性爪12相对中心管总成6移动，胶筒回复，封隔器不需要再去 剪断解封剪钉就可以彻底解封，这样解封完全可靠，不会发生抽吸活塞的效应而造成修井 的危险事故，与现有技术相比是一种更安全的工艺。
使用本实用新型用于大斜度井的集成静液压注水封隔器时，根据需要分注的层数确定 下入一个或多个该集成注水封隔器，并根据具体情况与其它封隔器配套使用，另外，根据 需要下入的井深装上合适数量的防坐封剪钉8，以保证封隔器在下到位之前，不会提前坐封； 将符合设计要求的分注管柱下到预定深度，开始注水，注水压力达到5-6MPa，将防坐封剪 钉剪断，封隔器即坐封。
尽管结合附图对本实用新型进行了上述描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体 实施方式，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人 员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这 些均属于本实用新型的保护之列。
权利要求1. 一种用于大斜度井的集成静液压注水封隔器，包括中心管总成和下接头，其特征在于所述中心管总成的上端连接的刚性扶正器，所述中心管总成内设置有配水器，所述中心管总成的管内壁上设置有解封结构，所述中心管总成的管外壁设置有静液压坐封结构；所述刚性扶正器包括依次连接的上接头、上密封接头和连接套，所述上接头下端的外表面为锥面；位于所述上接头和连接套之间的外表面上设置有钢球座，所述钢球座上镶嵌有钢球，所述上密封套和所述连接套之间设置有长键；所述连接套的另一端与所述中心管总成连接；所述配水器包括位于配水器工作筒上的多个出水接头，所述每个出水接头上分别设置有多个水嘴组合，每个出水接头上的多个水嘴组合的分布为每两个水嘴组合位于配水器工作筒的同一高度的上；所述静液压坐封结构包括设置在中心管总成外壁上的密封套和活塞，所述密封套和活塞的外表面上设置有一活塞套，所述中心管总成外壁、密封套、活塞和活塞套之间构成一密闭的腔室；所述解封结构由设置在中心管总成外壁上的弹性爪，所述弹性爪的爪钩朝上；所述弹性爪位于上述静液压坐封结构中活塞的下方。
2. 根据权利要求1所述的用于大斜度井的集成静液压注水封隔器，其特征在于所述 中心管总成与所述配水器工作筒为一体结构。
3. 根据权利要求1所述的用于大斜度井的集成静液压注水封隔器，其特征在于所述 配水器的每个出水接头上设置的水嘴组合的个数为6个。
专利摘要本实用新型公开了一种用于大斜度井的集成静液压注水封隔器，它包括中心管总成和下接头，所述中心管总成的上端连接的刚性扶正器，所述中心管总成内设置有配水器，配水器上设置有多水嘴结构，所述中心管总成的管内壁上设置有解封结构，所述中心管总成的管外壁设置有静液压坐封结构；所述刚性扶正器包括位于上接头和连接套之间的外表面上设置的钢球座；所述静液压坐封结构由一密闭的腔室构成；所述解封结构由设置在中心管总成外壁上、且位于上述静液压坐封结构中活塞下方的弹性爪构成。该集成注水封隔器可以解决油田大排量分层注水、及大斜度深井多级封隔器在密封良好的同时并能安全解封、及减少钢丝作业次数等问题。
文档编号E21B43/20GK201202431SQ200820080168
公开日2009年3月4日 申请日期2008年4月24日 优先权日2008年4月24日
发明者敏 刘, 志 李, 程心平, 罗昌华 申请人:中国海洋石油总公司;中海石油基地集团有限责任公司