封隔器的制作方法

文档序号:15897294发布日期:2018-11-09 21:13阅读:177来源:国知局

本申请涉及一种油井分层采油技术领域,尤其涉及一种封隔器。



背景技术:

封隔器可以用于密封套管,以进行分层注水或者分层注气。

现有技术中的封隔器一般包括胶筒、解封件,解封机构一般为剪钉,该剪钉在未断裂的情况下能够向胶筒施加使其维持于径向膨胀的状态的作用力,以使其能密封油套环空;而该剪钉断裂后,该作用力消失,从而使胶筒恢复原状,如此完成解封。但是由于胶筒的上端面和下端面在油套环空内所受到的气体作用力不平衡,且胶筒的上端面和下端面所受到的气体的压力差能通过胶筒作用于剪钉上,特别是当该压力差较大且与胶筒对剪钉的反作用力方向相同时,将容易剪断剪钉,因此现有的封隔器密封性能低。



技术实现要素:

有鉴于此,本申请实施方式提供了一种能提高密封性能的封隔器。

为实现上述目的,本申请提供了如下的技术方案:一种封隔器,包括:中心管,所述中心管的外壁上设置有止退部;滑动套,其可移动地套设于中心管的外壁上,所述滑动套与所述中心管之间形成有环形通道;胶筒,其套设于所述滑动套的外壁上,所述胶筒能在所述滑动套朝向所述止退部移动时被压缩;解封件,所述解封件通过第一剪钉连接于所述滑动套上,所述解封件能在所述胶筒被压缩后与所述止退部相连接,且所述胶筒压缩后靠近所述止退部一侧的油套环空内的气压能通过所述环形通道传递至所述第一剪钉上,以向所述第一剪钉施加朝向所述止退部的作用力。

作为一种优选的实施方式,所述滑动套的外壁上套设有外套,所述外套的内壁上设置有所述止退部,所述解封件设置于所述滑动套与所述外套之间。

作为一种优选的实施方式,所述胶筒位于所述外套的下方,所述外套上设置有开孔,所述开孔与所述环形通道的一端相连通。

作为一种优选的实施方式,所述滑动套的下方设置有活塞,所述活塞与所述滑动套之间形成连通腔,所述连通腔与所述环形通道的另一端相连通。

作为一种优选的实施方式,所述中心管上设置有止挡部,所述滑动套位于所述止挡部的一侧,所述滑动套与所述止挡部之间形成有打压腔,所述滑动套能在所述打压腔内的压力下朝向所述止退部移动。

作为一种优选的实施方式,所述滑动套与所述止挡部之间设置有活塞,所述活塞与所述滑动套之间形成连通腔,所述活塞与所述止挡部之间形成所述打压腔,所述打压腔与所述连通腔不连通。

作为一种优选的实施方式,所述中心管第二端的外壁上套设有下接头,所述下接头一端的端面与所述活塞相面对,以形成所述止挡部。

作为一种优选的实施方式,所述下接头的外壁上套设有连接套,所述连接套的一端与所述滑动套相连接,所述连接套的另一端通过第二剪钉与所述下接头相连接。

作为一种优选的实施方式,所述活塞位于所述连接套与所述中心管之间。

作为一种优选的实施方式,所述解封件的外壁设置有第一凹槽,所述第一凹槽内设置有卡簧,所述止退部为用于供所述卡簧嵌入的第二凹槽。

作为一种优选的实施方式,所述中心管的第一端上连接有上接头,所述中心管的第二端上连接有下接头,所述上接头上设置有向外延伸的第一限位凸环,所述下接头上设置有向外延伸的第二限位凸环,所述第一限位凸环和所述第二限位凸环的外径均大于所述胶筒膨胀前的外径。

作为一种优选的实施方式,所述胶筒为多个,多个胶筒沿上下方向间隔设置于所述滑动套上,且相邻所述胶筒之间设置有隔环。

作为一种优选的实施方式,所述滑动套的外壁上套设有外套,所述外套和所述胶筒之间设置有分隔件。

作为一种优选的实施方式,所述滑动套上套设有用于对所述分隔件进行限位的挡环。

作为一种优选的实施方式,所述挡环位于所述分隔件面对所述中心管的第一端的一侧,所述滑动套的外壁上设置有限位凸起,所述挡环的一端与所述限位凸起相抵,所述挡环的另一端与所述分隔件相抵。

作为一种优选的实施方式,所述滑动套的外壁上沿周向设置有向外延伸的调节环,所述调节环位于所述胶筒的下方且与所述胶筒相抵。

借由以上的技术方案,本申请实施方式所述的封隔器通过胶筒压缩后靠近止退部一侧的油套环空内的气压能通过环形通道传递至第一剪钉上,以向第一剪钉施加朝向止退部的作用力,实现了在胶筒上端面受到的气体的作用力与下端面受到的气体的作用力的压力差的作用下,能减少第一剪钉所受到的作用力,从而避免了第一剪钉在胶筒坐封时被剪断的情况,如此提高了胶筒的密封性能。如此本申请实施方式提供了一种能提高密封性能的封隔器。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的,而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外,图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的,用于帮助对本申请的理解,并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下,可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。

图1为本申请实施方式的封隔器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图,对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本申请保护的范围。

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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请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,不是旨在于限制本申请。

请参阅图1,本实施方式所提供的一种封隔器,其包括:中心管11,所述中心管11的外壁上设置有止退部;滑动套19,其可移动地套设于中心管11的外壁上,所述滑动套19与所述中心管11之间形成有环形通道21;胶筒23,其套设于所述滑动套19的外壁上,所述胶筒23能在所述滑动套19朝向所述止退部移动时被压缩;解封件49,所述解封件49通过第一剪钉53连接于所述滑动套19上,所述解封件49能在所述胶筒23被压缩后与所述止退部相连接,且所述胶筒23压缩后靠近所述止退部一侧的油套环空内的气压能通过所述环形通道21传递至所述第一剪钉53上,以向所述第一剪钉53施加朝向所述止退部的作用力。

使用时,首先将中心管11的第一端13和第二端15分别与外部管柱相连接,从而能通过外部管柱将本申请实施方式所述的封隔器下入到井下设计的油层。然后通过外部管柱向中心管11内注入高压流体,从而高压流体能流入打压腔内,以使滑动套1919在打压腔的压力下朝向止退部移动,以压缩胶筒23,由于解封件49通过第一剪钉53连接于滑动套19上,解封件49能在胶筒23被压缩后与止退部相连接,且胶筒23压缩后靠近止退部一侧的油套环空内的气压能通过环形通道21传递至第一剪钉53上,以向第一剪钉53施加朝向止退部的作用力。由于胶筒23在压缩后沿背离止退部的方向对第一剪钉53施加反作用力,所以当胶筒23上端面受到的气体的作用力大于下端面受到的气体的作用力时,该气体的压力差能通过胶筒23作用于第一剪钉53上,以向第一剪钉53施加朝向止退部的作用力,所以气体的压力差对第一剪钉53的方向与胶筒23对第一剪钉53的反作用力方向相反,所以该压力差能减少第一剪钉53所受到的作用力,如此避免了第一剪钉53在胶筒23坐封时被剪断的情况;而当胶筒23上端面受到的气体的作用力小于下端面受到的气体的作用力时,该气体的压力差能直接作用于胶筒23上,以减少胶筒23对第一剪钉53的反作用力,所以该压力差能减少第一剪钉53所受到的作用力,如此避免了第一剪钉53在胶筒23坐封时被剪断的情况。

由以上方案可以看出,本申请实施方式所述的封隔器通过胶筒23压缩后靠近止退部一侧的油套环空内的气压能通过环形通道21传递至第一剪钉53上,以向第一剪钉53施加朝向止退部的作用力,实现了在胶筒23上端面受到的气体的作用力与下端面受到的气体的作用力的压力差的作用下,能减少第一剪钉53所受到的作用力,从而避免了第一剪钉53在胶筒23坐封时被剪断的情况,如此提高了胶筒23的密封性能。

如图1所示,在本实施方式中,中心管11轴向贯通,中心管11沿轴向具有相背对的第一端13,即图1中所示的上端,和第二端15,即图1中所示的下端,该第一端13和第二端15分别用于与外部管柱相连接,从而一方面能通过外部管柱将本申请所述的封隔器下入井下设计的油层,另一方面能通过外部管柱向中心管11内注入高压流体,从而使得胶筒23坐封。中心管11的外壁上设置有靠近其第二端15的止挡部17。在一个实施方式中,中心管11的第二端外壁上套设有下接头63,下接头63的一端的端面与活塞25另一端的端面相面对,以形成止挡部17。中心管11的侧壁上设置有贯通孔27,该贯通孔27与中心管11内相连通。

在本实施方式中,滑动套19可移动地套设于中心管11的外壁上,滑动套19位于止挡部17面对第一端13的一侧,从而当高压流体进入中心管11内后能通过贯通孔27进入滑动套19与止挡部17之间,如此滑动套19能在高压流体的压力下朝向靠近中心管11的第一端13,也即朝向图1中的上方,移动。滑动套19与中心管11之间形成有环形通道21。该环形通道21的两端敞开。

在本实施方式中,胶筒23套设于滑动套19的外壁上。胶筒23能在滑动套19朝向靠近中心管11的第一端13,也即朝向图1中的上方,移动时,朝向靠近中心管11的第一端13,也即朝向图1中的上方压缩胶筒23,使得胶筒23发生径向膨胀,从而封隔外部管柱与套管之间的油套环空。

优选地,为了增加胶筒23所能承受的工作压力,胶筒23为多个,多个胶筒23沿上下方向间隔设置于滑动套19上,且相邻胶筒23之间设置有隔环29。

在一个实施方式中,滑动套19的外壁上套设有外套31,滑动套19上设置有位于外套31和胶筒23之间的分隔件33,分隔件33的一端与外套31的另一端相抵,分隔件33的另一端与胶筒23的一端相抵。从而当滑动套19朝向靠近中心管11的第一端13,也即朝向图1中的上方,移动时,胶筒23的一端被分隔件33所限制,胶筒23的另一端朝向靠近中心管11的第一端13,也即朝向图1中的上方压缩。进一步地,中心管11的第一端上连接有上接头61,该连接方式为螺纹连接,但该连接方式不限于此,还可以是其他的连接方式,例如焊接、一体成型等。外套31的一端螺纹连接于上接头61的外壁上。

优选地,为了增加分隔件33对胶筒23的作用力,以保证能限制胶筒23的一端向上移动,滑动套19上套设有用于限制分隔件33朝向中心管11的第一端13移动的挡环35。具体地,挡环35位于分隔件33面对中心管11的第一端13的一侧,滑动套19的外壁上设置有位于挡环35上方的限位凸起37,挡环35的一端与限位凸起37相抵,挡环35的另一端与分隔件33的一端相抵。

在本实施方式中,活塞25可移动地设置于中心管11外,且活塞25位于滑动套19与止挡部17之间,活塞25移动时能使胶筒23被压缩。

在一个实施方式中,活塞25与止挡部17之间形成打压腔,该打压腔与贯通孔27相连通,从而中心管11内的高压流体能通过贯通孔27流入打压腔内,以推动活塞25向上移动。活塞25与滑动套19之间形成连通腔,滑动套19能在打压腔内的压力下移动以压缩胶筒23,连通腔与打压腔不连通,从而避免了高压流体进而连通腔内的情况,且避免了胶筒23压缩后靠近止退部一侧的油套环空内的气压能通过环形通道传递打压腔内,而不能传递至滑动套19的下端上,以致不能传递至第一剪钉53上,从而无法向第一剪钉53施加朝向止退部的作用力。

具体地,下接头63的外壁上套设有连接套39,连接套39的一端与滑动套19相连接,该连接方式为螺纹连接,但该连接方式不限于此,还可以是其他的连接方式,例如焊接、一体成型等。活塞25位于连接套39与中心管11之间。进一步地,活塞25与中心管11和连接套39之间均设置有密封圈41,从而避免了打压腔内的液体流入连通腔内;且保证了活塞25上端面的气压能作用于滑动套19的下端面上。优选地,为了防止下井过程中连接套39与套管相接触,从而压缩胶筒23,使得胶筒23坐封,连接套39的另一端通过第二剪钉43与下接头63相连接。解封时,连接套39在打压腔内的压力作用下向上移动,从而剪断第二剪钉43。

进一步地,外套31上设置有开孔45,开孔45与环形通道21的一端相连通,从而环形通道21能通过开孔45与外套31的外部相连通,从而胶筒23封隔油套环空后,胶筒23上方的油套环空内的气体能通过开孔45进入环形通道21内,进而通过环形通道21作用于滑动套19的下端面上,由于滑动套19的下端沿周向设置有向外延伸的调节环47,胶筒23的下端与调节环47相抵,从而胶筒23下端面上所受到的气压通过调节环47传递至第一剪钉53上,如此能减少第一剪钉53所受到的作用力,从而避免了第一剪钉53在胶筒23坐封时被剪断的情况,如此提高了胶筒23的密封性能。

进一步地,滑动套19与外套31之间设置有解封件49,解封件49通过第一剪钉53与滑动套19相连接,解封件49的外壁上设置有第一凹槽57,第一凹槽57内设置有的卡簧59。止退部为用于供卡簧59嵌入的第二凹槽。因此,当滑动套19朝向止退部移动时以压缩胶筒23后,解封件49与止退部相连接,从而能使胶筒23维持于膨胀的状态,以密封油套环空。解封时,只需要上提中心管11,由于胶筒23与套管之间处于密封状态,所以外套31在中心管11的拉力作用下向上移动,从而剪断第一剪钉53,然后胶筒23在自身的弹力作用下恢复原样,完成解封。优选地,解封件49上设置有向内延伸的限位部55,滑动套19的一端与限位部55相抵。具体地,解封件49的外壁设置有进一步地,滑动套19的一端外壁上连接有连接环51,该连接方式为螺纹连接,但该连接方式不限于此,还可以是其他的连接方式,例如焊接、一体成型等。解封件49通过第一剪钉53连接于连接环51上。

在一个实施方式中,中心管11的第二端连接有下接头63,该连接方式为螺纹连接,但该连接方式不限于此,还可以是其他的连接方式,例如焊接、一体成型等。上接头61上设置有向外延伸的第一限位凸环65,下接头63上设置有向外延伸的第二限位凸环67,第一限位凸环65和第二限位凸环67的外径均大于胶筒23膨胀前的外径。从而上接头61和下接头63能对中心管11起到扶正作用,以保证在遇到斜井和水平井时,胶筒23与套管之间的接触应力均匀,从而提高胶筒23的密封性能。

需要说明的是,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象,两者之间并不存在先后顺序,也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

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,而是应该参照前述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,也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1