基于动态密封的地层保护洗井装置的制作方法

1.本实用新型涉及油田洗井装置技术领域，具体地说是基于动态密封的地层保护洗井装置。


背景技术：

2.由于工程生产需要，在修井作业或油气开采过程中，将洗井介质由泵注设备经井筒注入，把井筒内的物质(液相、固相、气相)携带至地面，从而改变井筒内的介质性质达到作业、生产的要求。在实际操作过程中，由于油气井的地层能量下降，洗井作业时井筒液柱形成的静水柱压力就会大于地层压力，洗井液就会在静水柱压力作用下进入地层，堵塞油气渗流通道，造成地层水敏，储层渗透率严重下降，地层恢复周期长。为了提高洗井作业质量、保护地层生态、提高油气开采产能，需要一种地层保护洗井装置。
3.专利号为：cn214576907u，一种油层保护洗井装置包括洗井总成、中间胶套与中心管，中间胶套固定连接于洗井总成的下方位置，中心管贯通连接于中间胶套的底端，洗井总成的外周开设有连接通孔，且洗井总成的底端焊接设置有连接管。本实用新型的有益效果是：单流阀进入抽油泵及洗井总成以上的油、套管环形空间及泵内，洗井时洗井液进入油、套管环形空间，中心管上的单流阀关闭，阻止洗井液向地层漏失，油井加药、掺油、掺液洗井时，一般的油井可减少药剂的用量，对于漏失的油井可以防止洗井液体漏入油层，减少洗井液的用量，降低洗井成本，提高洗井的效果，降低洗井液对油层造成的污染。该装置与本实用新型专利相较，不同点在于其无筛管过滤和管柱丝堵，这样会造成井底污物直接进入到油管，从而堵塞抽油泵或生产管柱，无法到达高效洗井作业。
4.专利号为：cn207436995u，一种反洗井三重密封封隔器包括可上下移动地设置在胶筒衬管与洗井外管的环形空间内的洗井阀总成。该洗井阀总成包括：阀体、t型密封圈、密封支撑体、端面密封件、硬密封件。其中阀体、t型密封圈、密封支撑体自上而下顺次连接，端面密封件固定套装在密封支撑体外部，硬密封件同时固定套装在阀体、t型密封圈、密封支撑体、端面密封件外部。本实用新型通过硬密封件构成第一级密封，端面密封与密封支撑体和硬密封件配合构成第二级密封，t型密封圈与密封支撑体、阀体和硬密封件配合构成第三级密封，在能实现分层注水的前提下，洗井阀总成密封性好，不易失效，能有效解决封隔器漏失问题。该装置通与本实用新型专利相较，不同点在于其是一种静态密封的油套环形空间密封方式，这样存在成起下管柱操作困难，操作时会对造成地层抽吸现象，破坏地层生态。本实用新型采用动态密封方式，便于修井作业时起下管柱，且不影响油气上升到油套环形空间的通道，不仅保护地层生态，还能提高油气高效开采。
5.专利防漏洗井器200510042109.2皮碗不具有正常生产时收缩，洗井时胀开此项功能，皮碗始终密封油套环空，球座位于皮碗封上，与本实用新型的单流阀位于密封器下有明显的区别，油层产液要顶开球体才能进入上部空间，消耗地层大量能量，本实用新型利用皮碗与环空间隙进入上部空间，充分利用地层能量。上述公开文件洗井是油井作业时打压剪断销钉泄压，长时间皮碗的密封性难以保证，很难实现打压剪断销钉，而本实用新型自动泄
压，更具先进性。
6.专利扩张式防漏洗井封隔器201310359907.2结构与本实用新型有明显的不同，皮碗不具有正常生产时收缩，洗井时胀开此项功能，洗井、解封方式与专利方式不同。本实用新型洗井自动密封，正产生产自动解封，修井提管柱自动泄压，更具先进性。
7.专利泄油式双皮碗油层保护器201710561086.9只是2个皮碗管柱结构图与本实用新型相似，汽车的形状都差不多，不能说我造车就侵犯上述公开文件专利，上述公开文件皮碗不具有正常生产时收缩，洗井时胀开此项功能，上述公开文件皮碗始终密封油套环形空间，这是本质的区别，上述公开文件泄油需要转动管柱，可靠性难以保证，本实用新型只要上提管柱就能自动泄油，更具先进性。
8.专利一种防污染封隔器及防污染洗井抽吸一体化管柱202110663267.9专利与本实用新型有明显不同，上述公开文件皮碗不具有正常生产时收缩，洗井时胀开此项功能，上述公开文件皮碗始终密封油套环形空间，这是本质的区别，上述公开文件专利只是洗井保护，检泵上提管柱难以泄油，形成抽吸效果，造成地面污染，不具推广性，本实用新型只要上提管柱就能自动泄油，更具先进性。
9.专利防污染洗井封隔器2010110261449.0专利与本实用新型有明显不同，上述公开文件皮碗不具有正常生产时收缩，洗井时胀开此项功能，上述公开文件皮碗带有弹簧活动，这是本质的区别，上述公开文件专利只是洗井保护，检泵上提管柱难以泄油，形成抽吸效果，造成地面污染，不具推广性，本实用新型只要上提管柱就能自动泄油，更具先进性。
10.专利节能环保型皮碗泄压式热洗不压油层装置201821569917.3专利与本实用新型有明显不同，上述公开文件皮碗不具有正常生产时收缩，洗井时胀开此项功能，上述公开文件皮碗始终密封油套环空，这是本质的区别，检泵上提管柱需要转换轨道泄油，管柱受酸、碱、盐等矿物结垢腐蚀轨道难以转换，泄油只存在理论上，本实用新型只要上提管柱就能自动泄油，更具先进性。
11.以上公开技术的技术方案以及所要解决的技术问题和产生的有益效果均与本实用新型不相同，针对本实用新型更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果，以上公开技术文件均不存在技术启示。


技术实现要素：

12.针对现有技术存在的上述缺陷，本实用新型的目的是提供基于动态密封的地层保护洗井装置，通过一种动态密封油套环形空间和高效洗井管柱的方式，提高洗井质量、保护地层生态、提高油气开采的目的。具有结构合理、性能可靠、安装快捷等优点。
13.为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
14.基于动态密封的地层保护洗井装置，包括位于套管内的油管及连接在油管上的密封器，油管与套管之间的空间称为油套环空；
15.所述密封器包括密封皮碗，所述密封皮碗的碗口朝上，所述密封皮碗的外径大于油管外径同时小于套管的内径，也就是说所述密封皮碗在油套环空无液体经过时处于收缩状态，即密封皮碗的外壁不与套管内壁接触，密封皮碗在油套环空有液体经过时通过压差作用处于外胀密封状态，即密封皮碗的外壁动态密封于套管内壁。
16.所述密封器的数量至少包括一组，所述密封皮碗套装在密封器中心管上。
17.所述密封皮碗与密封器中心管之间安装衬套。
18.所述密封器上端通过密封器接箍连接上筛管。
19.所述密封器下端通过密封器下接头连接单流阀接箍，单流阀接箍下端连接单流阀。
20.所述单流阀包括单流阀本体及安装在单流阀本体内部的密封球、密封球座、单流阀上罩。
21.还包括连接在油管上的抽油泵，抽油泵的活塞上端连接抽油杆；抽油泵位于上筛管的上方。
22.所述抽油泵上安装有泄油器。
23.还包括连接在油管上的下筛管，下筛管位于单流阀下方，适配于油层位置。
24.还包括连接在油管底端的丝堵，丝堵位于下筛管下方，同时丝堵不与套管底部的人工井底接触。
25.本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
26.皮碗封的密封皮碗小于套管内径，皮碗处于收缩状态，油井正常生产时液流地层到泵筒不受任何限制，需要洗井时，在环空液流的作用下产生不平衡压差，皮碗胶皮外胀，密封油套环形空间，洗井器底部单流阀堵塞管柱内部空间，洗井液上行从筛管穿过泵筒进行洗井施工，从而不污染地层，洗井结束，皮碗恢复原状，继续进行生产，可以无限次洗井不受限制，油井需要修理上提管柱，由于皮碗小于套管内径，井内液体从皮碗与套管间隙漏在井内，不会造成抽吸效果产生外溢，同时筛管+密封器+单流阀+筛管+丝堵完井方式最具优化效果。
27.专利防漏洗井器200510042109.2皮碗不具有正常生产时收缩，洗井时胀开此项功能，皮碗始终密封油套环空，球座位于皮碗封上，与本实用新型的单流阀位于密封器下有明显的区别，油层产液要顶开球体才能进入上部空间，消耗地层大量能量，本实用新型利用皮碗与环空间隙进入上部空间，充分利用地层能量。上述公开文件洗井是油井作业时打压剪断销钉泄压，长时间皮碗的密封性难以保证，很难实现打压剪断销钉，而本实用新型自动泄压，更具先进性。
28.专利扩张式防漏洗井封隔器201310359907.2结构与本实用新型有明显的不同，皮碗不具有正常生产时收缩，洗井时胀开此项功能，洗井、解封方式与专利方式不同。本实用新型洗井自动密封，正产生产自动解封，修井提管柱自动泄压，更具先进性。
29.专利泄油式双皮碗油层保护器201710561086.9只是2个皮碗管柱结构图与本实用新型相似，上述公开文件皮碗不具有正常生产时收缩，洗井时胀开此项功能，上述公开文件皮碗始终密封油套环形空间，这是本质的区别，上述公开文件泄油需要转动管柱，可靠性难以保证，本实用新型只要上提管柱就能自动泄油，更具先进性。
30.专利一种防污染封隔器及防污染洗井抽吸一体化管柱202110663267.9专利与本实用新型有明显不同，上述公开文件皮碗不具有正常生产时收缩，洗井时胀开此项功能，上述公开文件皮碗始终密封油套环形空间，这是本质的区别，上述公开文件专利只是洗井保护，检泵上提管柱难以泄油，形成抽吸效果，造成地面污染，不具推广性，本实用新型只要上提管柱就能自动泄油，更具先进性。
31.专利防污染洗井封隔器2010110261449.0专利与本实用新型有明显不同，上述公
开文件皮碗不具有正常生产时收缩，洗井时胀开此项功能，上述公开文件皮碗带有弹簧活动，这是本质的区别，上述公开文件专利只是洗井保护，检泵上提管柱难以泄油，形成抽吸效果，造成地面污染，不具推广性，本实用新型只要上提管柱就能自动泄油，更具先进性。
32.专利节能环保型皮碗泄压式热洗不压油层装置201821569917.3专利与本实用新型有明显不同，上述公开文件皮碗不具有正常生产时收缩，洗井时胀开此项功能，上述公开文件皮碗始终密封油套环空，这是本质的区别，检泵上提管柱需要转换轨道泄油，管柱受酸、碱、盐等矿物结垢腐蚀轨道难以转换，泄油只存在理论上，本实用新型只要上提管柱就能自动泄油，更具先进性。
附图说明
33.图1为本实用新型基于动态密封的地层保护洗井装置的结构示意图；
34.图2本实用新型的上筛管、密封器、单流阀装配后的剖面图。
35.图中：1.抽油杆；2.油管；3.活塞；4.泄油器；5.抽油泵；6.上筛管；7.密封器；7-1.前密封皮碗；7-2.后密封皮碗；8.套管；9.单流阀；10.油层；11.下筛管；12.丝堵；13.人工井底；
36.6-1上筛管接箍；6-2上筛管本体；7-1前密封皮碗；7-2后密封皮碗；
37.7-3密封器接箍；7-4密封器中心管；7-5前衬套；7-6隔环；7-7后衬套；
38.7-8密封器下接头；9-1单流阀接箍；9-2单流阀本体；9-3单流阀上罩；
39.9-4密封球；9-5密封球座；9-6单流阀下接头。
具体实施方式
40.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
41.实施例1：
42.如图1至图2所示，本实用新型提供的基于动态密封的地层保护洗井装置，包括位于套管内的油管及连接在油管上的密封器，油管与套管之间的空间称为油套环空；
43.所述密封器包括密封皮碗，所述密封皮碗的碗口朝上，所述密封皮碗的外径大于油管外径同时小于套管的内径，也就是说所述密封皮碗在油套环空无液体经过时处于收缩状态，即密封皮碗的外壁不与套管内壁接触，密封皮碗在油套环空有液体经过时通过压差作用处于外胀密封状态，即密封皮碗的外壁动态密封于套管内壁。
44.所述密封器的数量至少包括一组，所述密封皮碗套装在密封器中心管上。
45.所述密封皮碗与密封器中心管之间安装衬套。所述密封器上端通过密封器接箍连接上筛管。
46.所述密封器下端通过密封器下接头连接单流阀接箍，单流阀接箍下端连接单流阀。
47.所述单流阀包括单流阀本体及安装在单流阀本体内部的密封球、密封球座、单流阀上罩。单流阀属于公知技术，不再赘述。
48.还包括连接在油管上的抽油泵，抽油泵的活塞上端连接抽油杆；抽油泵位于上筛管的上方。所述抽油泵上安装有泄油器。
49.还包括连接在油管上的下筛管，下筛管位于单流阀下方，适配于油层位置。
50.还包括连接在油管底端的丝堵，丝堵位于下筛管下方，同时丝堵不与套管底部的人工井底接触。
51.抽油杆1通过地面动力设备在油管2内上下运动，带动活塞3在抽油泵5内上下做功，在活塞下端连接有泄油器4，该泄油器采用销钉作为密封件，当销钉被打开时，可将抽油泵内的油泄掉。抽油泵的下端是上筛管6，是洗井液自油套管环形空间进入油管的通道，筛管上端通过上筛管接箍6-1与抽油泵螺纹连接，上筛管本体6-2采用圆孔设计，起到过滤洗井液或地层中的杂质的作用，筛管下端通过前密封器接箍7-3连接密封器7连接。密封器采用三层设计，前衬套7-5为密封器的表体采，用具有弹性的橡胶材料、密封器中心管7-4采用骨架设计是密封器的主要支撑，后衬套7-7是密封器的流经通道，前密封器皮碗7-1和后密封器皮碗7-2分布于密封器两侧，与套管内壁有一定的间隙，通过隔环7-6分割连接为上下两层，密封器下端通过密封器下接头7-8与单流阀接箍9-1连接，单流阀本体9-2下端是单流阀上罩，在密封球9-4向上运动时起到限位遮挡的作用，当无外力作用下密封球坐落在密封球座9-5上起到密封作用，单流阀下接头9-6与下筛管11连接，下端有丝堵12对管柱进行密闭，该装置需将下筛管下入到油层10的位置，下端的丝堵不能触碰到人工井底13。
52.在洗井时，当洗井液进入油套环形空间流经密封器时，从前、后密封皮碗两侧与套管之间的间隙向下流动，这时受到节流作用的影响，周围产生负压，吸附前、后密封皮碗贴合在套管内壁形成初级密封，随着洗井液的注入大量的压力还作用在张开的前、后密封皮碗表面上，压实皮碗表面，使前、后密封皮碗贴合套管内壁更加紧实，形成终极动密封，在这种情况下，洗井液会沿着密封器上方的筛管进入油管，在重力的作用下沿着油管向下流经单流阀时，将密封球压在密封球座上形成向下的管柱密封，无法进入油层，对地层造成伤害，洗井液只能向上流动，通过油管、抽油泵将洗井液返回至地面，达到高效洗井的目的。
53.在正常生产时，油层产出液通过下筛管过滤后进入生产管柱，推动密封球向上移动打开向上的通道，在地层压力和地面设备的抽吸下，源源不断的采出到地面，完成生产过程。其中上筛管和前、后密封皮碗与套管的间隙就是油管与油套环形空间的通道，油套之间能够相互联通，形成储液空间，保证有一定的沉没度，使抽油泵能够高效运行，高效采油气。
54.基于动态密封的地层保护洗井装置填补本项技术空白，通过基于动态密封的地层保护洗井装置使用，实现了高效洗井，保护地层生态的难题，也解决了地层水敏性恢复周期长的难题，具有很强的推广价值。
55.实施例2：
56.如图1至图2所示，本实用新型提供的基于动态密封的地层保护洗井装置，包括位于套管内的油管及连接在油管上的密封器，油管与套管之间的空间称为油套环空；
57.所述密封器包括密封皮碗，所述密封皮碗的碗口朝上，所述密封皮碗的外径大于油管外径同时小于套管的内径，也就是说所述密封皮碗在油套环空无液体经过时处于收缩状态，即密封皮碗的外壁不与套管内壁接触，密封皮碗在油套环空有液体经过时通过压差作用处于外胀密封状态，即密封皮碗的外壁动态密封于套管内壁。
58.所述密封器的数量至少包括一组，所述密封皮碗套装在密封器中心管上。
59.所述密封皮碗与密封器中心管之间安装衬套。
60.所述密封器上端通过密封器接箍连接上筛管。
61.所述密封器下端通过密封器下接头连接单流阀接箍，单流阀接箍下端连接单流阀。
62.本技术中凡是没有展开论述的零部件本身、本技术中的各零部件连接方式均属于本技术领域的公知技术。直接应用即可，不再赘述。
63.在本实用新型中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
64.本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。
65.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
66.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。