热采封隔器的制作方法

文档序号:11312612阅读:219来源:国知局

本实用新型涉及稠油热采领域中的一种注汽封隔器,尤其涉及一种热采封隔器。



背景技术:

在稠油开采过程中,热采封隔器起到至关总要的作用,其性能的好坏直接影响到采收率。而目前热采封隔器存在的主要问题有:一、密封不严,多数热采封隔器都采用单级活塞方式,坐封力不够,封隔器和套管密封不严,导致封隔器的封隔效果不理想;二、解封困难,一般的热采丢手封隔器的打捞部分设计在下端,这样就增加了打捞解封时候的难度;三、结构稳定性不高,现有的热采封隔器通常采用单锁紧结构,容易出现坐封失败的情况,结构稳定性较差。



技术实现要素:

鉴于上述现有技术的不足,本实用新型有必要提供一种新的热采封隔器,以能够至少解决以上技术问题之一。

为解决上述问题,本实用新型采用如下技术方案:

一种热采封隔器,包括:

上端设置有上接头的中心管;所述中心管上设有进液孔;所述中心管内套设有球座管;

套设于所述中心管外的执行机构;所述执行机构与所述进液孔相通,以在液压作用下下移;所述执行机构与所述球座管相连接;

套设于所述中心管外的打捞管;所述打捞管位于所述执行机构下方;所述打捞管外套设有胶筒以及位于所述胶筒下方的卡瓦机构;所述执行机构下移时压缩所述胶筒并使所述卡瓦机构撑开锚定;

与所述胶筒连接的第一锁紧机构,其能够使所述胶筒维持压缩状态;

与所述卡瓦机构相连接的第二锁紧机构,其能够禁止所述卡瓦机构下移;

连接于所述中心管下端的限位机构,其能够固定所述中心管与所述卡瓦机构的相对位置;所述限位机构的限位功能能被所述球座管破坏;

连接所述卡瓦机构的下接头。

作为一种优选的实施方式,所述执行机构包括活塞、连接于所述活塞下端的外管;所述第一锁紧机构设置于所述外管与所述打捞管之间。

作为一种优选的实施方式,所述活塞的内壁设有受力台阶;所述受力台阶与所述上接头的下端之间的间隙与所述进液孔相通。

作为一种优选的实施方式,所述中心管的壁上开设有位于所述进液孔下方的轨迹长孔;所述活塞的下端设置有锁块罩;所述锁块罩通过分体销钉连接所述外管;所述锁块罩与所述活塞的下端形成第一凹槽,所述球座管的外壁设有第二凹槽;

所述球座管与所述执行机构之间设有锁块,所述锁块穿过所述轨迹长孔,所述锁块的一端卡入所述第一凹槽,另一端卡入所述第二凹槽;所述活塞能够通过所述锁块与所述球座管一同运动。

作为一种优选的实施方式,所述胶筒的上端设置有胶筒上压帽;所述外管的下端连接所述胶筒上压帽;所述外管的内壁设有变径台阶,所述变径台阶与所述胶筒上压帽之间形成容纳凹槽;

所述第一锁紧机构包括位于所述容纳凹槽内的上锁紧环盖、以及位于所述锁紧环盖内的上锁紧环;所述打捞管的外壁上设有与所述上锁紧环相匹配的第一止退斜齿。

作为一种优选的实施方式,所述打捞管的上端连接有导向体;所述导向体位于所述上锁紧环盖的上方,以对所述上锁紧环盖限位。

作为一种优选的实施方式,所述胶筒的下端设有胶筒下压帽;所述胶筒上压帽及所述胶筒下压帽均通过胶筒销钉连接所述打捞管。

作为一种优选的实施方式,所述卡瓦机构包括连接所述胶筒下压帽的锥体、与所述锥体相配合的卡瓦;所述卡瓦通过连接体连接所述下接头;所述第二锁紧机构位于所述卡瓦与所述打捞管之间,且位于所述连接体的上方。

作为一种优选的实施方式,所述第二锁紧机构包括下锁紧盖以及位于所述下锁紧盖内的下锁紧环;所述下锁紧盖通过解封销钉连接所述卡瓦;

所述打捞管的外壁上设有与所述下锁紧环相匹配的第二止退斜齿。

作为一种优选的实施方式,所述打捞管与所述连接体之间、所述连接体与所述下接头之间均设有高温密封组件。

作为一种优选的实施方式,所述限位机构包括通过丢手销钉连接于所述中心管下端的丢手内管、以及位于所述丢手内管与所述连接体之间的支撑爪簧;所述支撑爪簧固定套设于所述中心管上,所述支撑爪簧的下端夹设在所述丢手内管与所述连接体之间。

作为一种优选的实施方式,所述丢手内管的外径大于所述球座管的内径,所述球座管的外径大于所述丢手内管的内径。

作为一种优选的实施方式,所述丢手内管的外径与所述球座管的外径相等。

作为一种优选的实施方式,所述连接体的内壁设有限位凸起;所述丢手内管外套设有丢手支撑体;所述丢手支撑体支撑所述支撑爪簧的下端夹设于所述丢手支撑体与所述限位凸起之间。

作为一种优选的实施方式,所述中心管的下端连接有护帽;所述丢手内管外固定套设有备帽,所述备帽位于所述丢手支撑体的下方,以对所述丢手支撑体限位。

作为一种优选的实施方式,所述连接体包括相互连接的上连接体以及下连接体;所述上连接体的上端套设于所述卡瓦内,并与所述打捞管之间设有所述高温密封组件;所述下连接体设有所述限位凸起,并与所述下接头之间设有所述高温密封组件。

有益效果:

借由以上技术方案,本实用新型中的热采封隔器设有第一锁紧机构以及第二锁紧机构构成的双锁紧机构,使得卡瓦和胶筒采用分别的锁紧机构锁紧,能够有效提升坐封的成功率,改善工具的稳定性。同时,打捞机构(打捞管)设置于胶筒的上方,整体位于整个封隔器的上部,能够提高封隔器解封的成功率。

参照后文的说明和附图,详细公开了本实用新型的特定实施方式,指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解,本实用新型的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内,本实用新型的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用,与其它实施方式中的特征相组合,或替代其它实施方式中的特征。

应该强调,术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在,但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,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是本实用新型一种实施方式提供的热采封隔器结构示意图。

附图标记说明:

1、上接头;2、活塞;3、中心管;4、球座;5、锁块罩;6、锁块;7、分体销钉;8、外管;9、导向体;10、上锁紧环盖;11、上锁紧坏;12、打捞管;13、胶筒上压帽;14、胶筒销钉;15、胶筒;16、胶筒销钉;17、胶筒下压帽;18、受力台阶;19、锥体;20、卡瓦;21、卡瓦销钉;22、解封销钉;23、下锁紧盖;24、丢手销钉;25、下锁紧环;26、上连接体;27、高温密封组件;28、支撑爪簧;29、下连接体;30、护帽;31、丢手内管;32、丢手支撑体;33、高温密封组件;34、备帽;35、下接头;36、阀球;37、进液孔;38、轨迹长孔。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是,当元件被称为“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1,为本实用新型一种实施方式提供的热采封隔器结构示意图。在本实施方式中,所述热采封隔器包括:上端设置有上接头1的中心管3;所述中心管3上设有进液孔37;所述中心管3内套设有球座管4;套设于所述中心管3外的执行机构;所述执行机构与所述进液孔37相通,以在液压作用下下移;所述执行机构与所述球座管4相连接;套设于所述中心管3外的打捞管12;所述打捞管12位于所述执行机构下方;所述打捞管12外套设有胶筒15以及位于所述胶筒15下方的卡瓦机构;所述执行机构下移时压缩所述胶筒15并使所述卡瓦机构撑开锚定;与所述胶筒15连接的第一锁紧机构,其能够使所述胶筒15维持压缩状态;与所述卡瓦机构相连接的第二锁紧机构,其能够禁止所述卡瓦机构下移;连接于所述中心管3下端的限位机构,其能够固定所述中心管3与所述卡瓦机构的相对位置;所述限位机构的限位功能能被所述球座管4破坏;连接所述卡瓦机构的下接头35。

借由以上技术方案,本实施方式中的热采封隔器设有第一锁紧机构以及第二锁紧机构构成的双锁紧机构,使得卡瓦20和胶筒15采用分别的锁紧机构锁紧,能够有效提升坐封的成功率,改善工具的稳定性。同时,打捞机构(打捞管12)设置于胶筒15的上方,整体位于整个封隔器的上部,能够提高封隔器解封的成功率。

在本实施方式中,所述执行机构包括活塞2、连接于所述活塞2下端的外管8;所述第一锁紧机构设置于所述外管8与所述打捞管12之间。其中,所述活塞2的内壁设有受力台阶18;所述受力台阶18与所述上接头1的下端之间的间隙与所述进液孔37相通。

如图1所示,所示上接头1的下端的外侧形成变径凸起(未标示),该变径凸起与活塞2的内壁密封接触。活塞2套设于上接头1以及中心管3上。受力台阶18与中心管3的外壁同样密封接触。具体的,上接头1的变径凸起与活塞2的内壁之间可以设有密封圈,活塞2与中心管3之间同样也设有密封圈,并且位于受力台阶18的下方。

进液孔37位于上接头1(变径凸起)的下端面与受力台阶18之间。可以看出,本实施方式中的活塞2为全通径活塞,受力台阶18能够提供较大受压面,从而可以提供较大的坐封力,提高卡瓦20以及交通的坐封效果。

在本实施方式中,所述中心管3的壁上开设有位于所述进液孔37下方的轨迹长孔38;所述活塞2的下端设置有锁块罩5;所述锁块罩5通过分体销钉7连接所述外管8;所述锁块罩5与所述活塞2的下端形成第一凹槽,所述球座管4的外壁设有第二凹槽。其中,轨迹长孔38的长度方向平行于中心管3的长度方向。

所述球座管4与所述执行机构之间设有锁块6,所述锁块6穿过所述轨迹长孔38,所述锁块6的一端卡入所述第一凹槽,另一端卡入所述第二凹槽;所述活塞2能够通过所述锁块6与所述球座管4一同运动。其中,锁块6在轨迹长孔38中上下移动,轨迹长孔38可以为锁块6的移动进行导向,从而活塞2通过锁块6带动球座管4向下移动稳定,而避免产生转动的情况。

在活塞2向下移动时,通过分体销钉7带动外管8下移,并下压胶筒15。在胶筒15及卡瓦机构坐封后,外管8无法继续下移,此时活塞2继续向下移动会将分体销钉7剪断,然后活塞2通过锁块6带动球座管4继续向下移动。

在本实施方式中,所述胶筒15的上端设置有胶筒上压帽13;所述外管8的下端连接所述胶筒下压帽17;所述外管8的内壁设有变径台阶,所述变径台阶与所述胶筒上压帽13之间形成容纳凹槽;

所述第一锁紧机构包括位于所述容纳凹槽内的上锁紧环盖10、以及位于所述上锁紧环盖10内的上锁紧环11;所述打捞管12的外壁上设有与所述上锁紧环11相匹配的第一止退斜齿。具体的,上锁紧环11为开口圆环,在移动过程中,上锁紧环11会重复缩颈及扩径动作,直至胶筒15完全坐封。在胶筒15完全坐封后,上锁紧环11依靠其内壁的斜齿(向上倾斜)与第一止退斜齿(向下倾斜)配合,从而防止胶筒15回缩。

在本实施方式中,所述打捞管12的上端连接有导向体9;所述导向体9位于所述上锁紧环盖10的上方,以对所述上锁紧环盖10限位。

所述胶筒15的下端设有胶筒下压帽17;所述胶筒上压帽13及所述胶筒下压帽17均通过胶筒销钉14、16连接所述打捞管12。其中,胶筒上压帽13与所述胶筒下压帽17可以调整胶筒15的初始压缩量,以更好地适应井内环境。通过设有胶筒销钉14、16,防止胶筒15提前卡瓦20坐封。

所述卡瓦机构包括连接所述胶筒下压帽17的锥体19、与所述锥体19相配合的卡瓦20。所述卡瓦20通过连接体连接所述下接头35。所述第二锁紧机构位于所述卡瓦20与所述打捞管12之间,且位于所述连接体的上方。

所述第二锁紧机构包括下锁紧盖23以及位于所述下锁紧盖23内的下锁紧环25;所述下锁紧盖23通过解封销钉22连接所述卡瓦20;所述打捞管12的外壁上设有与所述下锁紧环25相匹配的第二止退斜齿。

其中,下锁紧环25结构与上锁紧环11结构相似,均为开口圆环。下锁紧环25的内壁上设有与第二止退斜齿(向上倾斜)配合的斜齿(向下倾斜),从而在卡瓦20收到来自锥体19的下压力时无法后退,从而卡瓦20被锥体19撑开。

具体的,打捞管12的内壁设有与打捞工具(打捞矛)相配合的解封部,在需要解封时,通过打捞矛上提打捞管12,打捞管12将解封销钉22剪断,此时下锁紧盖23及卡瓦20失去支撑,从而卡瓦20缩回。

在本实施方式中,为保证丢手顺利,使球座管4所述丢手内管31的外径大于所述球座管4的内径,所述球座管4的外径大于所述丢手内管31的内径。所述丢手内管31的外径与所述球座管4的外径相等。

所述打捞管12与所述连接体之间、所述连接体与所述下接头35之间均设有高温密封组件27、33(比如石墨密封环)。所述限位机构包括通过丢手销钉24连接于所述中心管3下端的丢手内管31、以及位于所述丢手内管31与所述连接体之间的支撑爪簧28;所述支撑爪簧28固定套设于所述中心管3上,所述支撑爪簧28的下端夹设在所述丢手内管31与所述连接体之间。

具体的,所述连接体的内壁设有限位凸起(未标示);所述丢手内管31外套设有丢手支撑体32;所述丢手支撑体32支撑所述支撑爪簧28的下端夹设于所述丢手支撑体32与所述限位凸起之间。如图1所示,所示限位凸起的内侧具有斜壁,所述丢手支撑体32在所述丢手内管31的外壁形成支撑所述支撑爪簧28下端的凸起。

此时,支撑爪簧28的下端被丢手支撑体32撑起,无法收缩。同时,该状态下的支撑爪簧28被连接体的限位凸起限位无法上移。在活塞2带动球座管4下移时,球座管4下推丢手内管31,丢手内管31将丢手销钉24剪断后丢手内管31下移,此时,支撑爪簧28失去丢手支撑体32的支撑,支撑爪簧28收缩,限位凸起无法对支撑爪簧28形成限位,限位功能被破坏,井外上提管柱即可完成丢手。

在本实施方式中,所述中心管3的下端连接有护帽31;所述丢手内管31外固定套设有备帽34,所述备帽34位于所述丢手支撑体32的下方,以对所述丢手支撑体32限位。

所述连接体包括相互连接的上连接体26以及下连接体29。所述上连接体26的上端套设于所述卡瓦20内,并与所述打捞管12之间设有所述高温密封组件27。所述下连接体29设有所述限位凸起,并与所述下接头35之间设有所述高温密封组件33。具体的,上连接体26与下连接体29均为管体,高温密封组件27、33可以为石墨密封环,以在高温条件下保持密封。

下面将结合附图1所示结构详细描述本实施方式的工作原理,以便更好地理解本实用新型。

坐封过程:按照设计管柱将热采封隔器下至到预定位置,然后投球打压,阀球36落座于球座管4的上端,将球座管4封堵。液压经进压孔作用于活塞2的受力台阶18,使活塞2下移。活塞2带动外管8、胶筒15以及锥体19下移。

当压力达到一定值时,卡瓦20销钉21最先剪断。在推力的作用下,锥体19撑开卡瓦20锚定在套管上,同时,打捞管12上的第二止退销钉将下锁紧环25锁紧,防止卡瓦20回退。

继续增加压力,胶筒销钉14、16剪断,卡瓦20在胶筒15下部实现锚定。在推力的作用下,上锁紧环盖10、上锁紧环11、胶筒上压帽13在打捞管12上向下滑动压缩胶筒15实现胶筒15坐封,同时,实现胶筒15锁紧。继续增加压力,将分体销钉7剪断,外管8和球座管4实现分离。

丢手过程:井外继续打压,球座管4被推到丢手内管31上面,由于推力的作用丢手内管31将丢手销钉24剪断,球座管4下移带动丢手内管31、丢手支撑体32、备帽34整体下移,丢手支撑体32失去对丢手支撑爪簧28的支撑,支撑爪簧28收缩,限位凸起无法限位支撑爪簧28,使得支撑爪簧28与连接体实现脱离。上提管柱,实现丢手。

解封过程:当封隔器需要解封时,用油管连接内捞矛下井,将捞矛下至打捞管12,上提油管带动打捞管12向上运动,打捞管12剪断解封销钉22,卡瓦20失去下部支撑,实现解封,胶筒15上部出现空间,在上提力的作用下胶筒15实现解封,完成整个工具的解封。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值,在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说,如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90,优选从20到80,更优选从30到70,则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值,适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例,可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明,所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而,“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”,至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料,包括专利申请和出版物,出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”,旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地,单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解,以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述,在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此,本教导的范围不应该参照上述描述来确定,而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的,所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容,也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的实用新型主题的一部分。

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