专利名称：一种实现井下二次坐封的可洗井封隔器的制作方法
技术领域：
本发明的技术方案涉及井的封隔，具体地说是一种实现井下二次坐封的可洗井封隔器。
背景技术：
为了防止砂埋管柱现象发生，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，但此类封隔器的坐封压力低，经过多次洗井操作，易造成管柱内外压力失衡，长期作用造成封隔器胶筒蠕动，密封失效提早发生，使 得封隔器寿命缩短。为解决上述问题，有以下几种方法①通过补封工艺增加坐封力。CN101008311公开了 K型井下封隔器不封时的补封工艺，其缺点是并为从根本上解决管柱内外压力失衡的状况，工艺操作繁杂且效果周期不长在封隔器结构上设置水力锚和水力卡瓦。采用水力锚或水力卡瓦虽然达到平衡压力的效果，但造成封隔器整体结构复杂，制造困难，使用成本很高，且易造成对套管的损坏。③通过剪断销钉解封的封隔器。该封隔器在使用中由于压力的要求，其直径从上到下不断加大，成本和结构要求严格。随着外界环境的影响因素的增多，现有的井封隔器在使用中普遍存在解封困难或根本不解封的问题。在修井过程中，由于封隔器不解封，起管柱时只能强拔，导致油管拉断的现象时有发生，由此造成重大井下事故，修井费用大大增加。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是一种实现井下二次坐封的可洗井封隔器，在坐封机构中设置了坐封凡尔，上活塞完成一次坐封之后，凡尔套上行，打开凡尔的进液口，当外液压力达到凡尔开关的设定值时，管外液流通过液流通道注入下活塞液压腔，实现二次坐封，克服了现有技术的井封隔器中管柱内外压力失衡、封隔器整体结构复杂、使用中易造成对套管的损坏和普遍存在解封困难或根本不解封的缺陷。本发明解决该技术问题所采用的技术方案是一种实现井下二次坐封的可洗井封隔器，包括洗井机构、密封机构、锁紧机构、坐封机构和解封机构；所述洗井机构包括上接头、顶套、洗井阀和密封圈I，上接头台阶处安装顶套，且上接头上开有注液口 I，顶套与上接头构成洗井阀的液压腔，上接头下端与内中心管螺纹连接，密封圈I安置在洗井阀内外圈的中方；所述密封机构包括外中心管、三个胶筒、两个隔环和密封环，外中心管上端与顶套螺纹连接，三个胶筒由两个隔环分隔分别安装在外中心管上方、中方和下方三个部位上，密封环中嵌有0型密封圈，该密封环安装在上述安装在外中心管下方的胶筒下端，由外中心管连接的台阶块固定；所述锁紧机构包括卡瓦座、分瓣内卡瓦和锁紧套，卡瓦座安装在内中心管上，分瓣内卡瓦安装在卡瓦座中，锁紧套上带有的倒马牙齿，分瓣内卡瓦上带有齿形，可以紧密扣合；所述坐封机构主要包括上活塞、下活塞、凡尔座和坐封凡尔，坐封凡尔上设置有进液口，坐封凡尔又包括凡尔套、凡尔支架、凡尔开关、压缩弹簧和两个密封圈II，在连接头的台阶处设置了上活塞，对应此处的连接头上开有注液口 II，连接头下方末端与凡尔座用螺纹连接，连接头的连接螺纹的上方开有注液口 III，上活塞通过套管接箍连接凡尔套，下活塞的上端顶靠在套管接箍的下端，下活塞的下端与凡尔座形成下活塞的液压腔，凡尔套与内套管之间安装凡尔座，坐封凡尔安装在凡尔座上，凡尔座上开有小孔与内套管构成液流通道，内套管下端连接下接头，凡尔支架安装在凡尔座中，凡尔开关和压缩弹簧分别安置在凡尔支架上，压缩弹簧定位于凡尔座上；所述解封机构为解封套筒，其安装在连接头的上端。上述一种实现井下二次坐封的可洗井封隔器，所述的上方、中方和下方，只是相对应附图2图面的上、中和下的方位而言。上述一种实现井下二次坐封的可洗井封隔器，所述解封套筒为带内锥面的圆形套筒。上述一种实现井下二次坐封的可洗井封隔器，其中所涉及的零部件通过商购获得或用本领域技术人员掌握的技术制作得到，所有零部件之间的安装和连接方法均是本领域技术人员所掌握的常用方法。·本发明的有益效果是与现有技术相比，本发明一种实现井下二次坐封的可洗井封隔器显著的优点是( I)本发明中的坐封机构中设置了坐封凡尔，上活塞完成一次坐封之后，凡尔套上行，打开凡尔的进液口，当外液压力达到凡尔开关的设定值时，管外液流通过液流通道注入下活塞液压腔，实现二次坐封，从而平衡管柱内外流体压力，且大大提高了坐封压力，密封效果良好，延长封隔器的使用寿命；(2)本发明中的坐封凡尔的二次坐封是相对上活塞的一次坐封动作而言的，结构设计新颖，能够有效的应用油井套管固有流体以及多次洗井积留的液体压力增大坐封压力，防止管柱的蠕动，从而保证胶筒的可靠密封。(3)本发明的解封机构采用带有内锥面的圆形套筒作为解封套，使得封隔器的整体结构紧凑，使封隔器解封动作简单和可靠，避免因封隔器不解封造成油管拉断的事故发生和有效避免修井时拉断管柱的事故发生，修井费用降低，节约了工时与生产成本。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图I为本发明一种实现井下二次坐封的可洗井封隔器的构成示意框图。图2为本发明一种实现井下二次坐封的可洗井封隔器的半剖结构示意图。图3为图I中的椭圆圈内部分的半剖结构示意图。图4为本发明一种实现井下二次坐封的可洗井封隔器中的锁紧套与分瓣内卡瓦的齿形扣合的状态示意图。图中，I.上接头，2.顶套，3.洗井阀，4.密封圈I，5.外中心管，6.胶筒，7.隔环，
8.内中心管，9.密封环，10.卡瓦座，11.分瓣内卡瓦，12.解封套筒，13.锁紧套，14.上活塞，15.连接头，16.套管接箍，17.内套管，18.下活塞，19.坐封凡尔，20.凡尔套，21.凡尔座，22.下接头，23.台阶块，24.凡尔支架，25.凡尔开关，26.压缩弹簧，27.注液口 I，28.注液口 II，29.进液口，30.小孔，31.液流通道，32.密封圈II，33.注液口III。
具体实施例方式图I所示实施例表明，本发明的一种实现井下二次坐封的可洗井封隔器，包括洗井机构、密封机构、锁紧机构、坐封机构和解封机构；所述洗井机构包括上接头、顶套、密封圈I和洗井阀，所述密封机构包括外中心管、三个胶筒、两个隔环和密封环，所述锁紧机构包括卡瓦座、分瓣内卡瓦和锁紧套，所述坐封机构主要包括上活塞、下活塞、坐封凡尔和凡尔座，坐封凡尔又包括凡尔套、密封圈II、凡尔支架、凡尔开关和压缩弹簧，所述解封机构为解封套筒。图2所示实施例为本发明的一种实现井下二次坐封的可洗井封隔器被固定在油井的套管内是的初始状态的半剖结构，其表明该洗井封隔器中各个部件的安置和连接方式是上接头I台阶处安装顶套2，且上接头I上开有注液口 I 27，顶套2与上接头I构成洗井阀3的液压腔，上接头I下端与内中心管8螺纹连接，密封圈I 4安置在洗井阀3内外圈的中方，外中心管5上端与顶套2螺纹连接，三个胶筒6由两个隔环7分隔分别安装在外中心管5上方、中方和下方三个部位上，密封环9中嵌有0型密封圈，该密封环9安装在上述 安装在外中心管下方的胶筒6下端，由外中心管5连接的台阶块23固定,卡瓦座10安装在内中心管8上，分瓣内卡瓦11安装在卡瓦座10中，锁紧套13上带有的倒马牙齿，分瓣内卡瓦11上带有齿形，可以紧密扣合，在连接头15的台阶处设置了上活塞14，对应此处的连接头15上开有注液口 II 28，连接头15下方末端与凡尔座21用螺纹连接，连接头15的螺纹上方开有注液口III 33，上活塞14通过套管接箍16连接凡尔套20，内套管17下端连接下接头22，下活塞18的上端顶靠在套管接箍16的下端台阶上，下活塞18的下端与凡尔座21形成下活塞18的液压腔，坐封凡尔19上设置有进液口 29，凡尔套20与内套管17之间安装凡尔座21，坐封凡尔19安装在凡尔座21上，解封套筒12安装在连接头15的上端。图3所示实施例为本发明的一种实现井下二次坐封的可洗井封隔器的坐封凡尔19的结构及其安装位置，其表明坐封凡尔19除包括图2中显示的凡尔套20之外，还包括凡尔支架24、凡尔开关25、压缩弹簧26和两个密封圈II 32，凡尔座21上开有的小孔30与内套管17构成液流通道31，凡尔支架24安装在凡尔座21中，凡尔开关25和压缩弹簧26分别安置在凡尔支架24上，压缩弹簧26定位于凡尔座21上，凡尔座21的两端嵌有密封圈II 32，凡尔座21与连接头15螺纹连接，连接头15的连接螺纹的上方开有注液口III 33。该图所示的是坐封凡尔19在凡尔开关25未开启的状态，坐封凡尔19被安装在凡尔座21上。图4所示实施例表明，在坐封过程和洗井过程中，锁紧套13上带有的倒马牙齿与分瓣内卡瓦11的齿形紧密扣合。实施例I按照上述图I所示实施例、图2所示实施例和图3所示实施例，装置成一种实现井下二次坐封的可洗井封隔器，其中，解封套筒12为带内锥面的圆形套筒，洗井阀3采用钢制偶件阀。该一种实现井下二次坐封的可洗井封隔器的工作过程如下坐封过程将本实施例实现井下二次坐封的可洗井封隔器随管柱下入预定位置后，从油管内憋压，高压液体经由本封隔器的上接头I上的注液口 I 27进入洗井阀3与上接头I之间的空腔中，推动洗井阀3下行关闭洗井通道，继续加压，液压通过连接头15上的注液口 II 28作用于上活塞14上，上活塞14推动锁紧套13和密封环9压缩下方胶筒6，该推力继续通过隔环7依次作用于中方和上方胶筒6，使胶筒6的直径变大，从而封隔油管与套管环形空间，由此形成一次坐封，与此同时，上活塞14下端通过套管接箍16连接的凡尔套20上行，打开坐封凡尔19的进液口 29，当管外液体压力达到凡尔开关25的设定值为比凡尔开关的工作环境高0. 5MPa时，凡尔开关25打开，外液通过凡尔座21上的小孔30进入液流通道31，液流通过连接头15上的注液口III 33进入下活塞18的液压腔，液压作用于下活塞18上，下活塞18上行推动套管接箍16将力传递给上活塞14，从而进一步增大坐封力，实现三个胶筒6的二次坐封。洗井过 程从油管内注入一定压强的带压水流，液压经由顶套2上的孔眼作用于洗井阀3上，推动洗井阀3的阀体上行打开洗井通道，水流经由内中心管8和外中心管5的环形空间及锁紧套13的水槽流到本封隔器下部的管套环形空间，再从封隔器管柱底部进入油管内腔返回井口，达到反洗井的效果。解封过程上提封隔器管柱，上接头I带动内中心管8向上运动，连接头15推动解封套筒12上行，而由于三个胶筒6与油管内壁之间的摩擦力使得顶套2、外中心管5和分瓣内卡瓦11保持相对位置不变，解封套筒12就迫使分瓣内卡瓦11内收，从而锁紧套13与分瓣内卡瓦11分离，三个胶筒6即可依次弹回，恢复原状，解封完成。实施例2除当管外液体压力达到凡尔开关25的设定值为比凡尔开关工作环境高0. 6MPa时之外，其他均同实施例I。实施例3除当管外液体压力达到凡尔开关25的设定值为比凡尔开关工作环境高0. 7MPa时之外，其他均同实施例I。
权利要求
1.一种实现井下二次坐封的可洗井封隔器，其特征在于包括洗井机构、密封机构、锁紧机构、坐封机构和解封机构；所述洗井机构包括上接头、顶套、洗井阀和密封圈I，上接头台阶处安装顶套，且上接头上开有注液口 I，顶套与上接头构成洗井阀的液压腔，上接头下端与内中心管螺纹连接，密封圈I安置在洗井阀内外圈的中方；所述密封机构包括外中心管、三个胶筒、两个隔环和密封环，外中心管上端与顶套螺纹连接，三个胶筒由两个隔环分隔分别安装在外中心管上方、中方和下方三个部位上，密封环中嵌有O型密封圈，该密封环安装在上述安装在外中心管下方的胶筒下端，由外中心管连接的台阶块固定；所述锁紧机构包括卡瓦座、分瓣内卡瓦和锁紧套，卡瓦座安装在内中心管上，分瓣内卡瓦安装在卡瓦座中，锁紧套上带有的倒马牙齿，分瓣内卡瓦上带有齿形，可以紧密扣合；所述坐封机构主要包括上活塞、下活塞、凡尔座和坐封凡尔，坐封凡尔上设置有进液口，坐封凡尔又包括凡尔套、凡尔支架、凡尔开关、压缩弹簧和两个密封圈II，在连接头的台阶处设置了上活塞，对应此处的连接头上开有注液口 II，连接头下方末端与凡尔座用螺纹连接，连接头的连接螺纹的上方开有注液口 III，上活塞通过套管接箍连接凡尔套，下活塞的上端顶靠在套管接箍的下端，下活塞的下端与凡尔座形成下活塞的液压腔，凡尔套与内套管之间安装凡尔座，坐封 凡尔安装在凡尔座上，凡尔座上开有小孔与内套管构成液流通道，内套管下端连接下接头，凡尔支架安装在凡尔座中，凡尔开关和压缩弹簧分别安置在凡尔支架上，压缩弹簧定位于凡尔座上；所述解封机构为解封套筒，其安装在连接头的上端。
2.根据权利要求I所说一种实现井下二次坐封的可洗井封隔器，其特征在于所述解封套筒为带内锥面的圆形套筒。
全文摘要
本发明一种实现井下二次坐封的可洗井封隔器，涉及井的封隔，包括洗井机构、密封机构、锁紧机构、坐封机构和解封机构；其中，洗井机构包括上接头、顶套、洗井阀和密封圈Ⅰ，所述密封机构包括外中心管、三个胶筒、两个隔环和密封环，锁紧机构包括卡瓦座、分瓣内卡瓦和锁紧套，坐封机构主要包括上活塞、下活塞、凡尔座和坐封凡尔，解封机构为解封套筒。本发明在坐封机构中设置了坐封凡尔，上活塞完成一次坐封之后，凡尔套上行，打开凡尔的进液口，当外液压力达到凡尔开关的设定值时，管外液流通过液流通道注入下活塞液压腔，实现二次坐封，克服了现有技术中管柱内外压力失衡、使用中易造成对套管的损坏以及普遍存在解封困难或根本不解封的缺陷。
文档编号E21B33/122GK102953706SQ20121052997
公开日2013年3月6日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者江屏, 姚丙义, 檀润华, 郭靖 申请人:河北工业大学