一种卡封封隔器的制作方法

本实用新型涉及油田分层注水开发技术，具体地说是一种卡封封隔器。

背景技术：

随着油田发展年限的增长，受腐蚀结垢、出砂、高压注水等的综合作用，水井套管损坏现象不断加剧，套损井数量逐年增加。套损井破坏了油田井网完善程度，在很大程度上制约了油田综合经济效益的提高和生产的发展：一方面，部分套损井带病生产，不能满足水井生产的特殊工艺措施需求；另一方面，套损井如不能及时修复，会造成层间水串、泥岩层吸水变形，进一步加剧套损程度，继而形成恶性循环，同时，影响水驱生产状况，造成失控储量增多，影响了水驱开发效果。

套破井属于套损井中的一种，目前，针对套破井的分注技术主要有：注灰封堵套破段与封隔器卡封套破段。(1)针对套破段较深的井，利用换取套管的方式，在经济上不可行，绝大部分此类井只能采用注灰封堵的方式实现套破段的修复，进而实现分层注水。为保护封堵段，通常在封堵段上部或者下部下一级封隔器，但此封隔器在注水过程中长期受到单方面的注水压力，易蠕动失效，封隔器失效后，高压水会进入到承压能力较低的封堵段，导致封堵失效，分注失败。(2)针对不可修复的套破井，要想实现分层注水，只能采用封隔器卡封套破段的技术方式，这种方式虽然能实现暂时的分层注水，但其存在两方面的缺陷：一是顶封封隔器，在注水过程中同样是受到单方面的注水压力，易蠕动失效，进而导致分注失败；二是此种工艺无法实现反洗井，反洗井过程中，洗井液会从套破段流失，无法建立真正有效的反洗井循环，达不到清洗地层与井筒的目的。

针对上述问题，我们研究设计了一种卡封封隔器，实现套破井有效卡封的同时，实现有效分层注水与反洗井。这种封隔器也适用于水井动停层的卡封。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种卡封封隔器，包含上卡封封隔器和下卡封封隔器，实现套破段的完全卡封。实现正常注水时水流走内管，反洗井时洗井液走外管，洗井液不与套破段接触，防止洗井液流失进入套破段。

为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案，一种上卡封封隔器，包括中心管、胶筒、活塞，所述中心管包括自上而下依次连接的上中心管、下中心管、短节、内中心管，所述内中心管外部连接外中心管，且两者之间形成环空，所述外中心管上端延伸至短节下端外壁，所述胶筒套在外中心管外部，所述活塞包括上下连接的上活塞和下活塞，其中上活塞套在上中心管外侧，其中上活塞下端与下活塞上端连接，下活塞套在下中心管外侧，所述下活塞下端与锁套连接，所述下中心管开设连通至上活塞的上液流孔，所述短节开设连通至下活塞的下液流孔，所述外中心管和锁套均开设径向的反洗通孔。

所述锁套内部设置有卡环座，所述卡环座通过剪钉固定在内部的外中心管上，卡环座外壁安装卡环，所述锁套内壁开设有与卡环相配合使用的锯齿扣。

所述胶筒设置多个且相互之间设置隔环。

所述胶筒上端设置胶筒座，锁套下端与胶筒座连接。

所述外中心管下端连接下接头且两者之间用防松钉固定，所述胶筒下端顶在下接头上端面。

所述内中心管下端外壁设置密封圈。

所述上中心管下端向外凸出，作为上活塞轴向移动的限位台；所述下中心管下端向外凸出，作为下活塞轴向移动的限位台。

所述上活塞上端还连接挡帽外壁，挡帽内壁连接在上中心管外壁。

所述挡帽与上中心管用防松钉固定，所述挡帽与上活塞用剪钉固定。

所述上中心管上端连接上接头。

所述外中心管上端内壁开设内凸台，同时短节和内中心管开设外凹槽，内凸台设置在外凹槽内，所述外中心管分别通过防松钉固定于短节及内中心管上。

为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案，一种下卡封封隔器，包括中心管、胶筒、活塞，所述中心管包括自下而上依次连接的下接头、下中心管、内中心管，所述内中心管外部连接外中心管，且两者之间形成环空。所述胶筒套在外中心管外部。所述活塞包括上下连接的上活塞和下活塞，所述上活塞套在下中心管外侧，其中上活塞上端与锁套连接，所述下活塞套在下接头外侧，其中下活塞上端与上活塞下端连接，所述内中心管开设连通至上活塞的上液流孔，所述下中心管开设连通至下活塞的下液流孔，所述外中心管和锁套均开设径向的反洗通孔。

所述锁套内部设置有卡环座，所述卡环座通过剪钉固定在内部的外中心管上，卡环座外壁安装卡环，所述锁套内壁开设有与卡环相配合使用的锯齿扣。

所述胶筒设置多个且相互之间设置隔环。

所述胶筒下端设置胶筒压帽，锁套上端与胶筒压帽连接。

所述外中心管上端连接上接头且两者之间用防松钉固定，所述胶筒上端顶在上接头下端面。

所述内中心管上端连接密封套。

所述下中心管上端向外凸出，作为上活塞轴向移动的限位台；所述下接头上端向外凸出，作为下活塞轴向移动的限位台。

所述下活塞下端还连接下挡帽外壁，下挡帽内壁连接在下接头外壁。

所述下挡帽与下接头用防松钉固定，所述下挡帽与下活塞用剪钉固定。

所述外中心管下端通过防松钉与内中心管连接固定。

相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

1、上、下封隔器采用双管结构，实现了套破段的完全隔离，正常注水时水流走内管，反洗井时洗井液走外管，实现了洗井液不与套破段接触，解决反洗井时洗井液漏失进入套破段无法形成有效反洗井的问题；

2、上、下封隔器分别卡封在套破段的上、下界，在注水或反洗井时，保证了管柱受力均衡，延长了封隔器寿命；

3、封隔器双管部分利用“密插+密封圈”的方式密封连接，具有操作简单、安全可靠的优点。

附图说明

图1为上卡封封隔器结构示意图；

图2为下卡封封隔器结构示意图。

图中：101-上接头；102-上中心管；103-防松钉；104-挡帽；105-剪钉；106-上活塞；107-下中心管；108-下活塞；109-短节；110-锁套；111-卡环；112-卡环座；113-外中心管；114-胶筒座；115-胶筒；116-隔环；117-防松钉；118-下接头；119-内中心管；120-密封圈；

201-上接头；202-密封套；203-内中心管；204-防松钉；205-外中心管；206-隔环；207-胶筒；208-胶筒压帽；209-锁套；210-卡环座；211-剪钉；212-卡环；213-上活塞；214-下中心管；215-下活塞；216-下接头；217-下挡帽；218-防松钉。

具体实施方式

有关本实用新型的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅为参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。

如附图1所示，一种卡封封隔器，包含上卡封封隔器和下卡封封隔器。

上卡封封隔器，包括中心管、胶筒、活塞，所述中心管包括自上而下依次连接的上中心管102、下中心管107、短节109、内中心管119，所述内中心管外部连接有外中心管113，且两者之间形成环空，所述外中心管上端延伸至短节下端外壁，所述胶筒115套在外中心管外部，所述活塞包括上下连接的上活塞106和下活塞108，其中上活塞套在上中心管外侧，其中上活塞下端与下活塞上端连接，下活塞套在下中心管外侧，所述下活塞下端与锁套110连接，所述下中心管开设连通至上活塞的上液流孔，所述短节开设连通至下活塞的下液流孔，所述外中心管和锁套均开设径向的反洗通孔。

所述锁套内部设置有卡环座112，所述卡环座通过剪钉固定在内部的外中心管上，卡环座外壁安装卡环111，所述锁套内壁开设有与卡环相配合使用的锯齿扣。

所述胶筒设置多个且相互之间设置隔环116。

所述胶筒上端设置胶筒座114，锁套下端与胶筒座连接。

所述外中心管下端连接下接头且两者之间用防松钉固定，所述胶筒下端顶在下接头上端面。

所述内中心管下端外壁设置密封圈120。

所述上中心管下端向外凸出，作为上活塞轴向移动的限位台；所述下中心管下端向外凸出，作为下活塞轴向移动的限位台。

所述上活塞上端还连接挡帽104外壁，挡帽内壁连接在上中心管外壁。

所述挡帽与上中心管用防松钉103固定，所述挡帽与上活塞用剪钉105固定。

所述上中心管上端连接上接头101。

所述外中心管上端内壁开设内凸台，同时短节和内中心管开设外凹槽，内凸台设置在外凹槽内，所述外中心管分别通过防松钉固定于短节及内中心管上。

如附图2所示，下卡封封隔器，包括中心管、胶筒、活塞，所述中心管包括自下而上依次连接的下接头216、下中心管214、内中心管203，所述内中心管外部连接有外中心管205，且两者之间形成环空，所述胶筒207套在外中心管外部，所述活塞包括上下连接的上活塞213和下活塞215，所述上活塞套在下中心管外侧，其中上活塞上端与锁套209下端连接，所述下活塞套在下接头外侧，其中下活塞上端与上活塞下端连接，所述内中心管开设连通至上活塞的上液流孔，所述下中心管开设连通至下活塞的下液流孔，所述外中心管和锁套均开设径向的反洗通孔。

所述锁套内部设置有卡环座210，所述卡环座通过剪钉固定在内部的外中心管上，卡环座外壁安装卡环212，所述锁套内壁开设有与卡环相配合使用的锯齿扣。

所述胶筒设置多个且相互之间设置隔环206。

所述胶筒下端设置胶筒压帽208，锁套上端与胶筒压帽连接。

所述外中心管上端连接上接头201且两者之间用防松钉固定，所述胶筒上端顶在上接头下端面。

所述内中心管上端连接密封套202。

所述下中心管上端向外凸出，作为上活塞轴向移动的限位台；所述下接头上端向外凸出，作为下活塞轴向移动的限位台。

所述下活塞下端还连接下挡帽217外壁，下挡帽内壁连接在下接头外壁。

所述下挡帽与下接头用防松钉218固定，所述下挡帽与下活塞用剪钉固定。

所述外中心管下端通过防松钉与内中心管连接固定。

上卡封封隔器：上接头101与上中心管102螺纹连接，上中心管102与下中心管107螺纹连接，下中心管107与短节109螺纹连接，短节109与外中心管113螺纹连接，内中心管119与外中心管113螺纹连接。挡帽104与上中心管102螺纹连接，并与上活塞106通过剪钉105连接，上活塞106与下活塞108螺纹连接，下活塞108与锁套110螺纹连接，锁套110与胶筒座114螺纹连接，卡环座112与外中心管113通过剪钉连接，卡环111放置于卡环座112的卡环槽内，外中心管113与下接头118螺纹连接，胶筒115、隔环116套装在外中心管113上。

下卡封封隔器：密封套202与内中心管203螺纹连接，内中心管203与下中心管214螺纹连接，下中心管214与下接头216螺纹连接。上接头201与外中心管205螺纹连接并通过防松钉204紧固，外中心管205与内中心管203螺纹连接。隔环206、胶筒207、胶筒压帽208套装在外中心管205上。卡环座210通过剪钉211与外中心管205连接，卡环212放置于卡环座210的卡环槽内，胶筒压帽208与锁套209螺纹连接，锁套209与上活塞213螺纹连接，上活塞213与下活塞215螺纹连接，下活塞215与下挡帽217通过剪钉连接，下挡帽217与下接头216螺纹连接并通过防松钉218紧固。

上卡封封隔器工作过程：

(1)坐封：封隔器坐封时，高压液体通过上中心管及短节上的进液孔分别作用在上活塞和下活塞上，推动上、下活塞同时下移，剪断剪钉，进而推动锁套、胶筒座下行，压缩胶筒，使其径向变形，封闭油套环空。锁套下行的同时，卡环进入锁套的锯齿扣内，防止径向变形的胶筒回弹，使封隔器始终密封油套环形空间。

(2)反洗井：反洗液经锁套上的开孔与外中心管上的开孔进入内、外中心管的环形空间，绕过胶筒，进入上、下卡封封隔器之间的双注管的外管层，实现封隔器的不解封反洗井，防止了洗井液漏失进入套破段。

(3)解封：当需要起管柱解封时，上提下放油管，带动上卡封封隔器上接头、上中心管、下中心管、短节、外中心管运动，剪断卡环座上的剪钉，实现外中心管与胶筒的相对上下运动，胶筒回弹，封隔器解封，顺利起出管柱。

下卡封封隔器工作过程：

(1)坐封：封隔器坐封时，高压液体通过内中心管及下中心管上的进液孔分别作用在上活塞和下活塞的截面上，推动上、下活塞同时上移，剪断下活塞下部的剪钉，推动锁套、胶筒压帽上行，压缩胶筒，使其径向变形，封闭油套环空。锁套上行的同时，卡环进入锁套的锯齿扣内，防止径向变形的胶筒回弹，使封隔器始终密封油套环形空间。

(2)反洗井：反洗液经上下卡封封隔器之间的双注管的外管层进入下卡封封隔器内中心管与上接头形成的环空内，再经外中心管、锁套上的开孔，进入油套环空，绕过胶筒，实现封隔器的不解封反洗井。

(3)解封：当需要起管柱解封时，上提油管，下卡封封隔器的上接头带动外中心管剪断卡环座上的剪钉，实现外中心管与胶筒的相对上下运动，胶筒回弹，实现封隔器解封，顺利起出管柱。

本实用新型将封隔器设计为2个一组，配套使用，分为上、下卡封封隔器，分别设计在套破段的上、下界，实现套破段的完全卡封。并且上、下卡封封隔器均设计为带有反洗井通道，反洗井通道设计为内外双层，实现正常注水时水流走内管，反洗井时洗井液走外管，洗井液不与套破段接触，防止洗井液流失进入套破段。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，非用以限定本实用新型的专利范围，其他运用本实用新型专利精神的等效变化，均应俱属本实用新型的专利范围。