水泥充填式封隔器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及油气田固完井装置【技术领域】，是一种水泥充填式封隔器，其包括连接接头、基管、外筒、上滑套、中滑套、下滑套、充填滑套和胶筒，基管的上端与连接接头的下端连接，外筒的上端固定安装在基管的下端；中滑套通过第一剪钉固定安装在第二环槽内；上滑套通过第二剪钉与外筒固定连接；下滑套通过第三剪钉固定安装在第三环槽内，充填滑套通过第四剪钉固定安装在外筒的下端；胶筒的轴向内部设有与充填孔道连通的充填腔。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，充分利用有限空间，各部件之间的连接与装配可靠，持久性好，实现了对产层附近水层的封隔，封隔能力强，同时不影响产层开采，施工简单方便。
【专利说明】水泥充填式封隔器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及油气田固完井装置【技术领域】，是一种水泥充填式封隔器。
【背景技术】
[0002]在油气井开采过程中，常会发现在开发层附近有水层，如果不对油气层附近的水层进行封隔，将会严重影响油气藏后期的开采。但目前使用的封隔器不适于对水层进行封隔。
【发明内容】
[0003]本实用新型提供了一种水泥充填式封隔器，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决目前使用的封隔器不适于对水层进行封隔的问题。
[0004]本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的:一种水泥充填式封隔器，包括连接接头、基管、外筒、第一剪钉、上滑套、第二剪钉、中滑套、下滑套、第三剪钉、外保护筒、第四剪钉、充填滑套、胶塞座、本体、胶筒、下挡圈和下转换接头，基管的上端与连接接头的下端连接，外筒的上端固定安装在基管的下端，外筒的下端固定安装在本体的上端；外筒的外壁上设有第一环槽和第二环槽，外保护筒的上端安装在第一环槽上，外保护筒的下端抵靠在本体的上端；中滑套通过第一剪钉固定安装在第二环槽内，中滑套将外保护筒的内壁、第二环槽、本体的上端面围成的空间分成第一腔体和第二腔体；外筒的径向设有与第一腔体连通的第一侧孔、以及与第二腔体连通的第二侧孔；外保护筒的径向设有与第二腔体连通的第三侧孔；与第一侧孔相对应的上滑套通过第二剪钉固定安装在外筒的内部；连接接头、基管、上滑套、外筒、充填滑套均为管状结构，连接接头、基管、上滑套、外筒和充填滑套的中心孔相连通形成中心腔体；充填滑套的外壁上设有第三环槽和第四环槽，与第二侧孔相对应的下滑套通过第三剪钉固定安装在第三环槽内；下滑套的下端面、第四环槽、外筒的内壁围成第三腔体，充填滑套的径向设有与第三腔体连通的第四侧孔，本体的内部设有充填孔道，与充填孔道相对应的充填滑套通过第四剪钉固定安装在外筒的下端内部；充填滑套的下端内壁固定安装有胶塞座；下转换接头位于本体的内部，下转换接头的上部固定安装在本体上，本体的外壁上设有第五环槽，胶筒安装在第五环槽上，下挡圈固定在胶筒的下部外壁上，胶筒的轴向内部设有与充填孔道连通的充填腔。
[0005]下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进:
[0006]上述水泥充填式封隔器还可包括固定内筒，外筒的内壁上设有第六环槽，固定内筒固定安装在第六环槽上，固定内筒的上端抵靠在基管的下端，上滑套通过第二剪钉与固定内筒连接。
[0007]上述中滑套的内壁上设有第七环槽，第七环槽内安装有卡环，围成第二腔体的外筒的外壁上设有与卡环相配合的第八环槽。
[0008]上述下挡圈的下侧设有双母接头，双母接头通过螺纹安装在下转换接头上，下挡圈的下端抵靠在双母接头的上端；或/和，下挡圈包括左半环和右半环，左半环和右半环通过固定螺钉安装在一起。
[0009]上述连接接头与基管之间、基管与外筒之间、外筒与本体之间均通过螺纹连接；或/和，上滑套的外壁上设有密封圈，中滑套的外壁和内壁上均设有密封圈，下滑套的内壁和外壁上均设有密封圈，充填滑套的外壁上设有密封圈；或/和，上滑套的上端设有第一锥面，胶塞座的上端设有第二锥面，胶塞座上设有硫化橡胶。
[0010]本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，充分利用有限空间，各部件之间的连接与装配可靠，持久性好，其通过在常规水力膨胀封隔器的基础上进行结构改进，实现对产层附近水层的封隔，封隔能力强，同时不影响产层开采，施工简单方便，具有安全、省力、简便、高效的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]附图1为本实用新型最佳实施例上半段的主视局部剖视结构示意图。
[0012]附图2为本实用新型最佳实施例下半段的主视局部剖视结构示意图。
[0013]附图中的编码分别为:1为连接接头，2为基管,3为外筒,4为固定内筒,5为第二剪钉,6为上滑套，7为第一剪钉，8为中滑套，9为卡环，10为下滑套，11为第三剪钉，12为外保护筒，13为第四剪钉，14为充填滑套，15为胶塞座，16为胶筒，17为下挡圈，18为固定螺钉，19为双母接头，20为下转换接头,21为第一腔体,22为第二腔体,23为第三腔体,24为第二环槽，25为第四环槽，26为第八环槽，27为第一侧孔，28为第二侧孔，29为第三侧孔，30为第四侧孔,31为本体，32为中心腔体,33为第一锥面,34为第二锥面,35为充填孔道，36为密封圈。
【具体实施方式】
[0014]本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
[0015]在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如:前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。
[0016]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述:
[0017]如附图1、2所示，该水泥充填式封隔器包括连接接头1、基管2、外筒3、第一剪钉
7、上滑套6、第二剪钉5、中滑套8、下滑套10、第三剪钉11、外保护筒12、第四剪钉13、充填滑套14、胶塞座15、本体31、胶筒16、下挡圈17和下转换接头20，基管2的上端与连接接头I的下端连接，外筒3的上端固定安装在基管2的下端，外筒3的下端固定安装在本体31的上端；外筒3的外壁上设有第一环槽和第二环槽24，外保护筒12的上端安装在第一环槽上，外保护筒12的下端抵靠在本体31的上端；中滑套8通过第一剪钉7固定安装在第二环槽24内，中滑套8将外保护筒12的内壁、第二环槽24、本体31的上端面围成的空间分成第一腔体21和第二腔体22 ;外筒3的径向设有与第一腔体21连通的第一侧孔27、以及与第二腔体22连通的第二侧孔28 ;外保护筒12的径向设有与第二腔体22连通的第三侧孔29 ;与第一侧孔27相对应的上滑套6通过第二剪钉5固定安装在外筒3的内部；连接接头
1、基管2、上滑套6、外筒3、充填滑套14均为管状结构，连接接头1、基管2、上滑套6、外筒3和充填滑套14的中心孔相连通形成中心腔体32 ;充填滑套14的外壁上设有第三环槽和第四环槽25，与第二侧孔28相对应的下滑套10通过第三剪钉11固定安装在第三环槽内；下滑套10的下端面、第四环槽25、外筒3的内壁围成第三腔体23，充填滑套14的径向设有与第三腔体23连通的第四侧孔30，本体31的内部设有充填孔道35，与充填孔道35相对应的充填滑套14通过第四剪钉13固定安装在外筒3的下端内部；充填滑套14的下端内壁固定安装有胶塞座15 ;下转换接头20位于本体31的内部，下转换接头20的上部固定安装在本体31上，本体31的外壁上设有第五环槽，胶筒16安装在第五环槽上，下挡圈17固定在胶筒16的下部外壁上，胶筒16的轴向内部设有与充填孔道35连通的充填腔。
[0018]这样，在施工时，将该水泥充填式封隔器连接在套管中间，并随套管串下到井底，后开泵循环，投下胶塞入井，同时用水泥浆顶替，附上胶塞入井，当下胶塞到达胶塞座15后，管内憋压，剪断第四剪钉13，充填滑套14下行，水泥浆从第四侧孔30进入充填孔道35进入胶筒16的充填腔内，胶筒16膨胀；后压力继续升高，剪断第三剪钉11，下滑套10下行，中心腔体32内多余的水泥浆通过第二侧孔28、第二腔体22、第三侧孔29挤到外保护筒12的外部；当上胶塞到达上滑套6后，憋压，剪断第二剪钉5，上滑套6下行，水泥浆经过第一侧孔27进入第一腔体21，剪断第一剪钉7，中滑套8下行，将外保护筒12上的第三侧孔29关闭，实现了对产层附近的水层的封隔，封隔能力强，施工简单方便，同时不影响产层的开采，具有安全、省力、高效的特点。
[0019]可根据实际需要，对上述水泥充填式封隔器作进一步优化或/和改进:
[0020]如附图1所示，上述水泥充填式封隔器还包括固定内筒4，外筒3的内壁上设有第六环槽，固定内筒4固定安装在第六环槽上，固定内筒4的上端抵靠在基管2的下端，上滑套6通过第二剪钉5与固定内筒4连接。这样，固定内筒4安装于外筒3与基管2之间形成的内部空间，并通过第二剪钉5固定上滑套6，更加便于连接接头I与基管2的连接，使得该水泥充填式封隔器的结构更加紧凑，节约空间。
[0021]如附图1所示，上述中滑套8的内壁上设有第七环槽，第七环槽内安装有卡环9，围成第二腔体22的外筒3的外壁上设有与卡环9相配合的第八环槽26。这样，当中滑套8下行时，卡环9进入外筒3上的第八环槽26内，中滑套8和外筒3通过卡环9进行轴向限位，起到止退的作用，使该水泥充填式封隔器的工作更加稳定。
[0022]如附图2所示，上述下挡圈17包括左半环和右半环，左半环和右半环通过固定螺钉18安装在一起。下挡圈17为两个半环，其上加工有螺纹孔，通过固定螺钉18将两半环连接成一个整环，这样便于装配调试，施工方便，调整灵活。
[0023]如附图2所示，上述下挡圈17的下侧设有双母接头19，双母接头19通过螺纹安装在下转换接头20上，下挡圈17的下端抵靠在双母接头19的上端。双母接头19通过螺纹连接在下转换接头20上，起到对下挡圈17进行限位的作用，防止下挡圈17在轴向上窜动。
[0024]如附图1、2所示，上述连接接头I与基管2之间、基管2与外筒3之间、外筒3与本体31之间均通过螺纹连接。采用螺纹连接安全可靠，连接强度高，不易松脱，节省连接件的使用，节约空间，降低生产成本。
[0025]如附图1所示，上述上滑套6的外壁上设有密封圈36，中滑套8的外壁和内壁上均设有密封圈36，下滑套10的内壁和外壁上均设有密封圈36，充填滑套14的外壁上设有密封圈36。密封圈36可以起到密封作用，防止水泥浆泄漏，减少压力损失，保证在正常憋压的情况下可将相应的剪钉剪断，确保水泥浆充填式封隔器的正常作业。
[0026]如附图1所示，上述上滑套6的上端设有第一锥面33，胶塞座15的上端设有第二锥面34。这样，可以提高胶塞或钢球与胶塞座15的接触面积，提高密封性，避免泄漏，实现正常憋压。
[0027]如附图1所示，上述胶塞座15上设有硫化橡胶。胶塞座15上硫化有橡胶，可以提高胶塞座15的耐磨性，还可以增大胶塞和胶塞座15之间的摩擦力，减少水泥浆泄漏，降低压力损失，提高液压效率。
[0028]以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
[0029]本实用新型最佳实施例的使用过程:
[0030]在施工时，首先将该水泥充填式封隔器连接在套管中间，并随套管串下到井底，后开泵循环，投下胶塞入井，同时用水泥浆顶替，附上胶塞入井，当下胶塞到达胶塞座15后，下胶塞和第二锥面34配合，管内憋压，剪断第四剪钉13，充填滑套14下行，水泥浆从第四侧孔30进入充填孔道35进入胶筒16的充填腔内，胶筒16膨胀；
[0031]然后，压力继续升高，剪断第三剪钉11，下滑套10下行，中心腔体32内多余的水泥浆通过第二侧孔28、第二腔体22、第三侧孔29挤到外保护筒12的外部；
[0032]最后，当上胶塞到达上滑套6后，上胶塞和第一锥面33配合，管内憋压，剪断第二剪钉5，上滑套6下行，水泥浆经过第一侧孔27进入第一腔体21，剪断第一剪钉7，中滑套8下行，将外保护筒12上的第三侧孔29关闭，实现了对产层附近的水层的封隔，封隔能力强，施工简单方便，同时不影响产层的开采。
[0033]上述下胶塞和上胶塞均可以用钢球替代。
【权利要求】
1.一种水泥充填式封隔器，其特征在于包括连接接头、基管、外筒、第一剪钉、上滑套、第二剪钉、中滑套、下滑套、第三剪钉、外保护筒、第四剪钉、充填滑套、胶塞座、本体、胶筒、下挡圈和下转换接头，基管的上端与连接接头的下端连接，外筒的上端固定安装在基管的下端，外筒的下端固定安装在本体的上端；外筒的外壁上设有第一环槽和第二环槽，外保护筒的上端安装在第一环槽上，外保护筒的下端抵靠在本体的上端；中滑套通过第一剪钉固定安装在第二环槽内，中滑套将外保护筒的内壁、第二环槽、本体的上端面围成的空间分成第一腔体和第二腔体；外筒的径向设有与第一腔体连通的第一侧孔、以及与第二腔体连通的第二侧孔；外保护筒的径向设有与第二腔体连通的第三侧孔；与第一侧孔相对应的上滑套通过第二剪钉固定安装在外筒的内部；连接接头、基管、上滑套、外筒、充填滑套均为管状结构，连接接头、基管、上滑套、外筒和充填滑套的中心孔相连通形成中心腔体；充填滑套的外壁上设有第三环槽和第四环槽，与第二侧孔相对应的下滑套通过第三剪钉固定安装在第三环槽内；下滑套的下端面、第四环槽、外筒的内壁围成第三腔体，充填滑套的径向设有与第三腔体连通的第四侧孔，本体的内部设有充填孔道，与充填孔道相对应的充填滑套通过第四剪钉固定安装在外筒的下端内部；充填滑套的下端内壁固定安装有胶塞座；下转换接头位于本体的内部，下转换接头的上部固定安装在本体上，本体的外壁上设有第五环槽，胶筒安装在第五环槽上，下挡圈固定在胶筒的下部外壁上，胶筒的轴向内部设有与充填孔道连通的充填腔。
2.根据权利要求1所述的水泥充填式封隔器，其特征在于还包括固定内筒，外筒的内壁上设有第六 环槽，固定内筒固定安装在第六环槽上，固定内筒的上端抵靠在基管的下端，上滑套通过第二剪钉与固定内筒连接。
3.根据权利要求1或2所述的水泥充填式封隔器，其特征在于中滑套的内壁上设有第七环槽，第七环槽内安装有卡环，围成第二腔体的外筒的外壁上设有与卡环相配合的第八环槽。
4.根据权利要求1或2所述的水泥充填式封隔器，其特征在于下挡圈的下侧设有双母接头，双母接头通过螺纹安装在下转换接头上，下挡圈的下端抵靠在双母接头的上端；或/和，下挡圈包括左半环和右半环，左半环和右半环通过固定螺钉安装在一起。
5.根据权利要求3所述的水泥充填式封隔器，其特征在于下挡圈的下侧设有双母接头，双母接头通过螺纹安装在下转换接头上，下挡圈的下端抵靠在双母接头的上端；或/和，下挡圈包括左半环和右半环，左半环和右半环通过固定螺钉安装在一起。
6.根据权利要求1或2所述的水泥充填式封隔器，其特征在于连接接头与基管之间、基管与外筒之间、外筒与本体之间均通过螺纹连接；或/和，上滑套的外壁上设有密封圈，中滑套的外壁和内壁上均设有密封圈，下滑套的内壁和外壁上均设有密封圈，充填滑套的外壁上设有密封圈；或/和，上滑套的上端设有第一锥面，胶塞座的上端设有第二锥面，胶塞座上设有硫化橡胶。
7.根据权利要求3所述的水泥充填式封隔器，其特征在于连接接头与基管之间、基管与外筒之间、外筒与本体之间均通过螺纹连接；或/和，上滑套的外壁上设有密封圈，中滑套的外壁和内壁上均设有密封圈，下滑套的内壁和外壁上均设有密封圈，充填滑套的外壁上设有密封圈；或/和，上滑套的上端设有第一锥面，胶塞座的上端设有第二锥面，胶塞座上设有硫化橡胶。
8.根据权利要求4所述的水泥充填式封隔器，其特征在于连接接头与基管之间、基管与外筒之间、外筒与本体之间均通过螺纹连接；或/和，上滑套的外壁上设有密封圈，中滑套的外壁和内壁上均设有密封圈，下滑套的内壁和外壁上均设有密封圈，充填滑套的外壁上设有密封圈；或/和，上滑套的上端设有第一锥面，胶塞座的上端设有第二锥面，胶塞座上设有硫化橡胶。
9.根据权利要求5所述的水泥充填式封隔器，其特征在于连接接头与基管之间、基管与外筒之间、外筒与本体之间均通过螺纹连接；或/和，上滑套的外壁上设有密封圈，中滑套的外壁和内壁上均设有密封圈，下滑套的内壁和外壁上均设有密封圈，充填滑套的外壁上设有密封圈；或/和，上滑套的上端设有第一锥面，胶塞座的上端设有第二锥面，胶塞座上设有硫化橡胶。
【文档编号】E21B33/12GK203742526SQ201420060584
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年2月10日 优先权日:2014年2月10日
【发明者】陈若铭, 高本文, 赵继斌, 穆总结, 江波 申请人:中国石油集团西部钻探工程有限公司