封隔器的制作方法

1.本实用新型涉及石油机械领域，特别涉及一种封隔器。


背景技术：

2.注水井是在油田开采过程中可以向油层内注水的井，通过向不同油层注水，可以保持或恢复油层压力，使油藏有较强的驱动力，从而增加油井的采收率。封隔器可以封隔各个油层，使一个注水井可以向不同的油层注水。封隔器的一端与井内的油管底部连接，另一端与下一个封隔器或下一个油管连接，通过坐封封隔器以实现分层密封。
3.相关技术的一种封隔器包括上接头组件、下接头组件，上中心管和坐封组件，上接头组件与上中心管的一端连接，下接头组件与上中心管的另一端连接，坐封组件一端与上接头组件连接，另一端与下接头组件连接。其中坐封组件包括胶筒、位于胶筒一端的坐封销钉以及位于胶筒另一端的上活塞和下活塞，向油管内注入压力后，压力推动上活塞和下活塞上行挤压胶筒，坐封销钉剪短，胶筒压缩后直径膨胀，实现分层密封。
4.在实现本实用新型的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：相关技术中起出封隔器时，通过加大上提力度，胶筒与井壁摩擦后破损，实现解封后将整个封隔器同时提出，上述封隔器起出时胶筒被破坏，同时大力摩擦井壁使井壁破损，导致整个起出封隔器的作业过程封隔器损坏率较高。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例提供了一种封隔器，能够解决相关技术中封隔器的损坏率较高的问题。所述技术方案如下：
6.根据本实用新型的第一方面，提供了一种封隔器，所述封隔器包括：
7.上接头、上中心管、外套管、外中心管、第一胶筒座、第一解封组件和第二解封组件，所述第一解封组件包括剪环和剪环套；
8.所述上接头与所述上中心管连接，所述外套管套在所述上中心管外，所述外套管通过所述剪环套与所述外套管的一端连接，所述剪环嵌入所述中心管的外壁中，且突出于所述中心管的外壁，所述剪环套的内壁具有台阶结构，所述台阶结构抵在所述剪环远离所述上接头的一面；
9.所述外套管的另一端与所述第一胶筒座连接，所述第一胶筒座与所述外中心管的一端连接，且所述外中心管位于所述外套管和所述上中心管之间；
10.所述第二解封组件包括支撑管和解封销钉，所述支撑管套在所述上中心管外，且通过所述解封销钉与所述上中心管固定，所述支撑管的一端抵在所述剪环套远离所述上接头的一端。
11.可选的，所述封隔器还包括第二胶筒座、第一活塞和密封组件，所述第二胶筒座与所述外中心管的另一端连接，所述外中心管外套有胶筒，且所述胶筒位于所述第一胶筒座和所述第二胶筒座之间；
12.所述第二胶筒座远离所述胶筒的一端安装有所述密封组件，所述第一活塞套在所述中心管外，且一端抵在所述密封组件上。
13.可选的，所述封隔器还包括下中心管，第二活塞和下接头，所述下中心管一端与所述上中心管连接，所述下中心管另一端与所述下接头连接，所述第二活塞套在所述下中心管上，所述第二活塞的一端与所述第一活塞连接。
14.可选的，所述外套管上还包括至少一个进液孔，所述进液孔与所述外套管和所述上中心管之间的环空连通。
15.可选的，所述第一活塞靠近所述密封组件的一端与所述上中心管之间具有储液环空；
16.所述外中心管与所述上中心管之间具有液体通道，所述液体通道一端与所述外套管和所述上中心管之间的环空连通，另一端和所述储液环空连通。
17.可选的，所述支撑管上还包括锁环，所述锁环外壁上具有锯齿，所述外中心管的一端的内壁具有锯齿，所述锯齿能够与所述锁环外壁上的锯齿啮合。
18.可选的，所述封隔器还包括防撞环，所述防撞环套在所述下接头外，且与所述下接头螺纹连接，所述第二活塞的另一端抵在所述防撞环上。
19.可选的，所述第二活塞、所述下接头以及所述下中心管构成活塞腔，所述下中心管上具有通孔，所述通孔与所述活塞腔连通。
20.可选的，所述封隔器还包括第一密封圈、第二密封圈、第三密封圈和第四密封圈，所述第一密封圈位于所述上接头和所述上中心管的连接处，所述第二密封圈位于所述第二胶筒座和所述外中心管的连接处，所述第三密封圈位于所述第一活塞和所述上中心管之间，所述第四密封圈位于所述第一活塞和所述下中心管之间。
21.可选的，所述封隔器还包括坐封销钉，所述坐封销钉穿过所述外套管与所述外中心管连接。
22.本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
23.提供一种封隔器，其包括上接头、上中心管、外套管、外中心管、第一胶筒座、第一解封组件和第二解封组件的封隔器，上接头与上中心管连接，外套管套在上中心管外，外套管通过剪环套与外套管的一端连接，剪环嵌入中心管的外壁中，且突出于中心管的外壁，剪环套的内壁具有台阶结构，台阶结构抵在剪环远离上接头的一面；外套管的另一端与第一胶筒座连接，第一胶筒座与外中心管的一端连接，且外中心管位于外套管和上中心管之间；第二解封组件包括支撑管和解封销钉，支撑管套在上中心管外，且通过解封销钉与上中心管固定，支撑管的一端抵在剪环套远离上接头的一端。解封时对上接头施加上提的力，直到剪环或解封销钉断开，上接头带动剪环套、外套管和第一胶筒座上行，第一胶筒座不再挤压胶筒，胶筒恢复原状后在封隔器上提的过程中不与井壁接触，减少摩擦，封隔器易起出。解决了相关技术中起出封隔器的作业过程损坏率较高的问题，达到了降低封隔器损坏率的效果。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1是本实用新型实施例提供的一种封隔器的结构示意图；
26.图2是本实用新型实施例提供的另一种封隔器的剖面图；
27.图3为图2所示的封隔器中密封组件的局部放大图；
28.图4为图2所示的封隔器的的半剖图。
29.通过上述附图，已示出本实用新型明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本实用新型构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。
具体实施方式
30.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
31.注水井包括垂直井和深斜井，注水井中的油管和封隔器连接，通过封隔器坐封以隔绝不同水层。相关技术中在起出封隔器时，深斜井中的封隔器和井壁由于倾斜的原因，摩擦力增加，导致深斜井中起出封隔器所需的力更大，同时对井壁的磨损也更大。且井壁在长期使用过程中易粘污垢和杂质，在起出封隔器的过程中污垢和杂质易导致封隔器遇卡，若封隔器被卡住，需通过成本较高的大修井作业进行维修。增加了作业成本的同时降低了作业效率。
32.本实用新型实施例提供了一种封隔器，能够解决相关技术中出现的该问题。
33.图1是本实用新型实施例示出的一种封隔器的结构示意图，该封隔器10可以包括：
34.上接头11、上中心管12、外套管13、外中心管14、第一胶筒座15、第一解封组件16和第二解封组件17，第一解封组件16包括剪环161和剪环套162。
35.上接头11与上中心管12连接，外套管13套在上中心管12外，外套管13通过剪环套162与外套管13的一端连接，剪环161嵌入中心管12的外壁中，且突出于中心管12的外壁，剪环套162的内壁具有台阶结构，台阶结构抵在剪环161远离上接头11的一面。
36.外套管13的另一端与第一胶筒座15连接，第一胶筒座15与外中心管14的一端连接，且外中心管14位于外套管13和上中心管12之间。
37.第二解封组件17包括支撑管171和解封销钉172，支撑管171套在上中心管12外，且通过解封销钉172与上中心管12固定，支撑管171的一端抵在剪环套162远离上接头11的一端。
38.综上所述，本实用新型实施例通过一种包括上接头、上中心管、外套管、外中心管、第一胶筒座、第一解封组件和第二解封组件的封隔器，上接头与上中心管连接，外套管套在上中心管外，外套管通过剪环套与外套管的一端连接，剪环嵌入中心管的外壁中，且突出于中心管的外壁，剪环套的内壁具有台阶结构，台阶结构抵在剪环远离上接头的一面；外套管的另一端与第一胶筒座连接，第一胶筒座与外中心管的一端连接，且外中心管位于外套管和上中心管之间；第二解封组件包括支撑管和解封销钉，支撑管套在上中心管外，且通过解封销钉与上中心管固定，支撑管的一端抵在剪环套远离上接头的一端。解封时对上接头施加上提的力，直到剪环或解封销钉断开，上接头带动剪环套、外套管和第一胶筒座上行，第
一胶筒座不再挤压胶筒，胶筒恢复原状后在封隔器上提的过程中不与井壁接触，减少摩擦，封隔器易起出。解决了相关技术中起出封隔器的作业过程损坏率较高的问题，达到了降低封隔器损坏率的效果。
39.请参考图2，其示出了本实用新型实施例提供的一种封隔器的剖面图，该封隔器为一体式，为便于展示，将图中封隔器分为两部分，以图中箭头方向构成一体。
40.可选的，封隔器还包括第二胶筒座18、第一活塞19和密封组件20，第二胶筒座18与外中心管14的另一端连接，外中心管14外套有胶筒21，且胶筒21位于第一胶筒座15和第二胶筒座18之间；第二胶筒座18远离胶筒21的一端安装有密封组件20，第一活塞19套在中心管外，且一端抵在密封组件20上。第二胶筒座18包括螺纹和从外壁向第二胶筒座18内凹陷的内凹槽，第二胶筒座18与外中心管14螺纹连接，坐封封隔器时，第一胶筒座15不动，第一活塞19上行挤压第二胶筒座18，使第二胶筒座18挤压胶筒21，从而完成坐封。其中胶筒21从第一胶筒座15一端依次而下分别包括：双层保护碗、端胶筒、隔环、中胶筒、隔环、端胶筒、双层保护碗，端胶筒两端的保护碗设计为双层结构，且保护碗与端胶筒的倾斜角度相对称，增加了封隔器耐温耐压的强度。
41.密封组件20包括密封环套201和密封环202，第二胶筒座18与第一活塞19连接的一端具有预设角度的外倾角，密封环套201位于第二胶筒座18具有外倾角的一端，密封环套201与第二胶筒座18为螺纹连接。图3为图2中的密封组件的局部放大图。密封环套201可以是l形的密封环套201，l形的密封环套201位于第二胶筒座18的内凹槽内，密封环202位于第二胶筒座18、第一活塞19和密封环套201之间。密封环202外侧套装有密封环套201，密封环套201将密封环202压紧。其中密封环202可以是高温耐油橡胶的密封环。
42.第一活塞19套装在上中心管12靠近第二胶筒座18的一端，第一活塞19与第二胶筒座18连接的一端具有预设角度的内倾角，第一活塞19的另一端可以有多个圆形的压力平衡孔，上中心管12与第一活塞19连接的一端具有外螺纹，外螺纹上具有多个圆形的出液孔。当液体从油管内部进入封隔器后，再进入多个圆形的出液孔，出液孔内的液体可以推动第一活塞上行，实现封隔器坐封。可选的，封隔器还包括下中心管22，第二活塞23和下接头24，下中心管22一端与上中心管12连接，下中心管22另一端与下接头24连接，第二活塞23套在下中心管22上，第二活塞23的一端与第一活塞19连接。下中心管22与上中心管12可以是螺纹连接，下中心管22与下接头24也可以是螺纹连接，因此下中心管22与下接头24连接的一端也具有外螺纹，外螺纹也具有多个圆形的出液孔。第二活塞23的一端与第一活塞19可以是螺纹连接。
43.可选的，外套管13上还包括至少一个进液孔27，进液孔27与外套管13和上中心管12之间的环空连通。本实用新型实施例中的封隔器还可以进行反洗井，注水井在长期使用过程中，井内管柱易结垢、堵塞，或井内污水导致油层污染，对注水井进行反洗井是将洗井液从套管与油管的环空注入，从油管底部进入油管后，顺着油管回到地面，排出至污水回收器。封隔器位于油管底部，且直径与套管和油管的环空相近，从套管与油管的环空注入的洗井液可以从封隔器外套管13上的进液孔27进入封隔器，再通过封隔器进入油管，反洗井的同时也可以清理封隔器。
44.可选的，第一活塞19靠近密封组件20的一端与上中心管12之间具有储液环空29；外中心管14与上中心管12之间具有液体通道28，液体通道28一端与外套管13和上中心管12
之间的环空连通，另一端和储液环空29连通。反洗井过程中，高压下的反洗液从封隔器的至少一个进液孔27中进入，通过液体通道28流入储液环空29，随着反洗液压力的增高，反洗液推动第一活塞19下行，液体通道28内的液体从第一活塞19下行后留出的缝隙中流出至套管与油管的环空，再从该环空进入油管，再从油管返出井口，以实现反洗井。
45.可选的，支撑管171上还包括锁环173，锁环173外壁上具有锯齿，外中心管14的一端的内壁具有锯齿，锯齿能够与锁环173外壁上的锯齿啮合。锁环173的外表面上具有可以和锯齿啮合的锯齿形螺纹，该锯齿形螺纹可以是倾斜设置，便于与外中心管14上的锯齿啮合，在坐封封隔器时，外中心管14上行，锁环173和锯齿啮合后，将支撑管171和外中心管14连接，完成坐封封隔器。啮合是本实用新型实施例中使用的一种连接方式，可以在无人操作的情况下完成支撑管171和外中心管14的连接，也可以使用其他连接方式，本实用新型实施例在此不作限定。
46.可选的，封隔器还包括防撞环25，防撞环25套在下接头24外，且与下接头24螺纹连接，第二活塞23的另一端抵在防撞环25上。防撞环25与下接头24连接后，封隔器外壁的防撞环25处的直径大于封隔器外壁其他位置的直径，因此，在起下封隔器和油管的过程中，可以避免封隔器外壁与套管内壁以及油管外壁的摩擦。降低封隔器的受损率，延长封隔器的使用寿命。防撞坏25可以使用较为坚硬的材质，本实用新型实施例在此不作限定。
47.可选的，封隔器还包括坐封销钉26，坐封销钉穿过外套管13与外中心管14连接。坐封销钉26的数量可以根据封隔器的结构进行设置，外套管13上可以具有螺纹孔，外中心管14上可以具有销钉槽，多个坐封销钉26一一对应的穿过外套管13上的螺纹孔，进入外中心管14上的销钉槽内，将外套管13与外中心管14连接并固定。
48.可选的，第二活塞23、下接头24以及下中心管22构成活塞腔31，下中心管22上具有通孔，通孔与活塞腔31连通。该活塞腔31与封隔器内部连通，通过该活塞腔31可以实现封隔器坐封。封隔器坐封的具体流程如下：将封隔器下入注水井内的指定位置后，向油管内注水，油管内的水在压力作用下进入封隔器内部，并通过下中心管22上的通孔进入活塞腔31，随着水量增加，封隔器内部的水的压力增加，活塞腔31内的水在压力的作用下推动第一活塞19和第二活塞23上行，活塞上行的压力使坐封销钉自动剪断，第一活塞19和第二活塞23推动第二胶筒座18上行，压缩胶筒21，同时外中心管14上行，外中心管14上的锁环与支撑管171上的锯齿啮合连接，完成封隔器的坐封。活塞腔31与上中心管12与第一活塞19连接的一端的多个圆形的出液孔可以同时作为活塞腔，使该封隔器具有双级坐封机构。
49.可选的，封隔器还包括第一密封圈301、第二密封圈302、第三密封圈303和第四密封圈304，第一密封圈301位于上接头11和上中心管12的连接处，第二密封圈302位于第二胶筒座18和外中心管14的连接处，第三密封圈303位于第一活塞19和上中心管12之间，第四密封圈304位于第一活塞19和下中心管22之间。第一密封圈301可以套在上接头11上，以实现上接头11和上中心管12之间的密封。第二密封圈302可以套在第二胶筒座18上，以实现第二胶筒座18和外中心管14之间的密封。第三密封圈303可以套在第一活塞19上，以实现第一活塞19和上中心管12之间的密封。第四密封圈304可以套在下中心管22上，以实现第一活塞19和下中心管22之间的密封。密封圈的材质可以是橡胶，也可以是其他密封效果较好的材质，本实用新型实施例在此不作限定。另外，其他部件的衔接处也均可以设置密封圈进行密封，示例性的，第二活塞和下接头的连接处也可以设置密封圈，第一胶筒座与外中心管的连接
处也可以设置密封圈等等。
50.图4为图2中封隔器的半剖图，该封隔器为一体式，为便于展示，将图中封隔器分为两部分，以图中箭头方向构成一体。以图4为例，本实用新型实施例中的封隔器的解封时，上提上接头11，支撑管171上行，解封销钉172自动剪断，上接头11带动外套管13和第一胶筒座15上行，胶筒21失去第一胶筒座15的支撑后恢复原状，实现了封隔器的解封，该解封也称为一级解封。
51.继续上提封隔器，上接头11带动剪环套162上行，剪环161被剪断，上中心管12以及胶筒21以下的部件不动，上接头11带着剪环套162、外套管13和第一胶筒座15一起上行，胶筒21失去第一胶筒座15的支撑后恢复原状，实现了封隔器的解封，该解封也称为二级解封。其中剪环161可以为双半环结构，剪环161与剪环套162之间为面接触，剪切作用面积大，剪切力稳定，可靠性高。上述一级解封和二级解封可以在上提封隔器时同时实现，也可以在一级解封失效时，二级解封发挥作用。由于井内环境较为复杂，因此同时设置两级解封可以避免一级解封失效的情况下无法顺利解封封隔器。另外，在一级解封和二级解封均无法实现时，此时可以进行大修井，大力上提上中心管12，直至上中心管12与第一活塞19连接处断裂，上中心管12带动第一活塞19以上的部分出井，保证井不会报废，该解封也称为三级解封。本实用新型实施例提供的封隔器，通过设置多级解封，以保证封隔器在垂直井和深斜井的多种复杂井内环境下仍然可以在井内实现解封，使胶筒在井内恢复原状，上提过程中不会与井壁进行摩擦，延长了封隔器的使用寿命，同时降低了解封封隔器的操作难度，降低了深斜井管柱解卡提拉载荷，避免措施作业大修风险，提高了修井效率。
52.综上所述，本实用新型实施例通过一种包括上接头、上中心管、外套管、外中心管、第一胶筒座、第一解封组件和第二解封组件的封隔器，上接头与上中心管连接，外套管套在上中心管外，外套管通过剪环套与外套管的一端连接，剪环嵌入中心管的外壁中，且突出于中心管的外壁，剪环套的内壁具有台阶结构，台阶结构抵在剪环远离上接头的一面；外套管的另一端与第一胶筒座连接，第一胶筒座与外中心管的一端连接，且外中心管位于外套管和上中心管之间；第二解封组件包括支撑管和解封销钉，支撑管套在上中心管外，且通过解封销钉与上中心管固定，支撑管的一端抵在剪环套远离上接头的一端。解封时对上接头施加上提的力，直到剪环或解封销钉断开，上接头带动剪环套、外套管和第一胶筒座上行，第一胶筒座不再挤压胶筒，胶筒恢复原状后在封隔器上提的过程中不与井壁接触，减少摩擦，封隔器易起出。解决了相关技术中起出封隔器的作业过程损坏率较高的问题，达到了降低封隔器损坏率的效果。
53.以上所述仅为本实用新型可选的实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。