CN115977577A - 一种可重复坐封解封压缩式封隔器及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可重复坐封解封的分层封隔器及方法，包括上接头、解封剪钉、正向平衡活塞A、中心管、洗井套、反向平衡活塞A、正向平衡活塞B、反向平衡活塞B、密封圈、卡簧、坐封剪钉、挡环、活塞、安全锁块、解封活塞缸、连杆、解封活塞、胶筒座、胶筒、隔环、胶筒内管、胶筒压环、密封环、传压管、坐封活塞、密封筒、弹簧、坐封活塞缸、安全剪钉、密封座等组成。本发明提供的封隔器无须另设反洗井通道，在解封后，注入液可通过解封传压孔进行反洗井作业。井下封隔器遇井下复杂情况，无法实现反洗井时，本发明还可运用上接头以上的油管直接上提中心管，剪断解封剪钉，高压腔内液体通过中心管上的坐封泄压孔向油管内泄压，实现封隔器解封。

Description

一种可重复坐封解封压缩式封隔器及使用方法

技术领域

本发明涉及一种石油开采领域使用的封隔器，尤其涉及一种可重复坐封解封压缩式封隔器及使用方法。

背景技术

胜利低渗透油藏已经成为油田稳产上产的重要阵地，储层渗透率低，油藏埋藏深，分层注水井具有注水压力高，温度高的特点，给封隔器提出了要耐受高温高压的要求。注入水与地层流体、岩石结构的物理、化学等的综合作用，造成了储层注水堵塞速度快，注水压力上升快，储层有效注水周期缩短等问题，为恢复储层吸水能力，采取的主要解堵措施为酸化化学解堵，该方案需要起出原先的注水管柱后下入分层酸化管柱进行分层酸化，作业占井周期长，成本高。为解决这一问题，本发明研制了重复坐封解封封隔器可满足以上需求，一次下井通过重复坐封解封动作可成功实现分层注水和分层酸化任一层的控制，具有降低作业成本，缩短作业占井周期的特点。

在现有技术中，CN211924128U公开了一种活塞大通径液压可回收封隔器，属油气井井下作业工具技术领域。它由中心管、锚定机构、密封机构、坐封锁定机构和解封机构构成，中心管的外圆上装有锚定机构，锚定机构下方的中心管上装有密封机构，密封机构下方的中心管上装有坐封锁定机构，坐封锁定机构通过连接套装有解封机构。该封隔器通过坐封锁定机构的双活塞坐封结构，能有效解决现有封隔器因单活塞方式存在坐封力不够、坐封性能不稳定的问题，该封隔器回收简单，能重复使用，为后期井筒维修改造提供便利，非常适合油气井井下作业。

CN213331008U公开了一种机械式自验封封隔器，在传统的封隔器基础上增设了一组上胶筒组，并在上下两组胶筒之间加装固定套和联通套；固定于上接头下端的滑动花键与固定套内壁上的滑动键滑槽组成滑动副，并可传递扭矩；在联通套上加工有传压孔用于联通中心通道20与套管内环形空间；在工作时，只需利用下接任意同尺寸球座即可实现套管验漏功能；同时方便解封，针对需要进行套管多处验漏的情况下可重复使用；结构简单，可以与RTTS封隔器的部分零部件通用；可重复多次使用，依次对套管多个部位进行验漏验窜；只需连接球座即可对封隔器坐封情况进行详细解释，判断坐封不完全原因是胶结不完全或套管发生漏失；在不连接球座时可以作为普通封隔器使用，泛用性强。

CN113047805A公开了一种用于油田开采的自封型油田封隔器，涉及油田封隔器领域。该油田开采的自封型油田封隔器，包括中心管和上密封件，所述中心管上部管壁均匀分布有滑槽，所述下外管上部内周滑动设置有滑套，所述滑套的上部滑动设置在上外管的下部内周，所述滑套上端内周设置有限位卡槽，所述滑套中上部外周设置有胶筒，所述下外管底部均匀分布有通槽，所述中心管底部外周均匀分布有第三弹簧，所述上密封件顶端固定连接有螺纹柱，所述上密封件下端固定连接有密封销，所述上密封件中部外径小于等于中心管内径。通过封隔器固定的设置，使胶筒能够很好使用，避免胶筒因压力形变导致密封性消失或者变形，胶筒能够重复使用，值得大力推广。

CN113356787A公开了一种耐高温高压的可回收井下封隔器，包括中心管；动力部包括第一壳体、缸体、活塞、滑动套和控制管线；第一卡瓦部能够在滑动套的下压顶动下，向油井套管的内壁支撑，且能够随着滑动套的下移同步实现向下运动；封隔部包括套设在中心管上且位于第一卡瓦部下方的封隔胶筒、耐高温胶筒和垫板；第二卡瓦部能够在滑动套的下压顶动下，向油井套管的内壁支撑；第二壳体固定在中心管的底端，且与第一卡瓦部的底端固定连接。本发明提供的封隔器结构简单，采用两道卡接提高结构稳定性，耐高压性能更强；通过设置耐高温胶筒提高耐高温特性；本发明克服了现有技术中存在的封隔器结构复杂，坐封和解封难度大、周期长、作业成本高等问题。

但上述封隔器无法实现高效率的反复坐封、解封，同时也存在解封不彻底问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可重复坐封解封的分层封隔器工具，涉及分层酸化、分层注水技术领域。该封隔器在首次坐封时采用高压坐封方式，在正常工作后则可以采用低压重复坐封方式，封隔器坐封后依据动力平衡防止封隔器自动解封，从根本上消除轴向载荷、轴向震动载荷、注水压力、温度波动时上部管柱蠕动对下部封隔器胶筒造成的危害，且在正常施工时，胶筒在连杆、坐封活塞和弹簧的作用下始终保处于永久压缩状态；当洗井时，胶筒在解封活塞的作用下克服弹簧力能够卸压回收解封，进行大通道洗井；恢复正常施工时，胶筒又能在低压下重复坐封工作。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，可重复坐封解封的分层封隔器工具主要由上接头、解封剪钉、正向平衡活塞A、中心管、洗井套、反向平衡活塞A、正向平衡活塞B、反向平衡活塞B、密封圈、卡簧、坐封剪钉、挡环、活塞、安全锁块、解封活塞缸、连杆、解封活塞、胶筒座、胶筒、隔环、胶筒内管、胶筒压环、密封环、传压管、坐封活塞、密封筒、弹簧、坐封活塞缸、安全剪钉、密封座、T型密封件、压帽、密封堵头、下接头组成。

所述管柱上接头与中心管、洗井套连接，采用螺纹方式连接中心管，并用解封剪钉将上接头、洗井套固定。中心管和洗井套空腔内有正向平衡活塞A、反向平衡活塞A、正向平衡活塞B、反向平衡活塞B，各平衡活塞使用密封圈进行密封。

中心管底部与下接头螺纹连接，中心管中部位置设有卡簧，在坐封平衡时可以嵌入到由挡环、活塞构成的沟槽内，起到固定作用。挡环和解封活塞缸通过坐封剪钉固定在一起。中心管中段外部有一槽口，内设有安全锁块。安全锁块下端设有可上下运动的连杆，在解封活塞缸、连杆之间设有解封活塞、胶筒座，胶筒座通过螺纹与胶筒内管连接，胶筒内管上套有胶筒、隔环、胶筒压环。胶筒压环下端与坐封活塞螺纹连接，胶筒压环内腔设有密封环。密封环通过螺纹连接胶筒内管、传压管。

坐封活塞与坐封活塞缸以螺纹连接，并使用胶圈密封，通过安全剪钉将坐封活塞缸和密封筒固定。在连杆、传压管、密封筒围成的空腔内设有弹簧，连杆下端与密封座螺纹连接，密封座与压帽螺纹连接，密封座与压帽形成了一个T型孔，用以安置T型密封件。密封筒底端与密封堵头螺纹连接。

本发明提供的封隔器无须另设反洗井通道，在解封后，注入液可通过解封传压孔进行反洗井作业。井下封隔器遇井下复杂情况，无法实现反洗井时，本发明还可运用上接头以上的油管直接上提中心管，剪断解封剪钉，高压腔内液体通过中心管上的坐封泄压孔向油管内泄压，实现封隔器解封。

附图说明

附图1是可重复坐封解封分层封隔器工具的结构示意图。

图中：1-上接头、2-解封剪钉、3-正向平衡活塞A、4-中心管、5-洗井套、6-反向平衡活塞A、7-正向平衡活塞B、8-反向平衡活塞B、9-密封圈、10-卡簧、11-坐封剪钉、12-挡环、13-活塞、14-安全锁块、15-解封活塞缸、16-连杆、17-解封活塞、18-胶筒座、19-胶筒、20-隔环、21-胶筒内管、22-胶筒压环、23-密封环、24-传压管、25-坐封活塞、26-密封筒、27-弹簧、28-坐封活塞缸、29-安全剪钉、30-密封座、31-T型密封件、32-压帽、33-密封堵头、34-下接头

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

某油井采用可重复坐封解封的分层封隔器，其工具主要由上接头、解封剪钉、正向平衡活塞A、中心管、洗井套、反向平衡活塞A、正向平衡活塞B、反向平衡活塞B、密封圈、卡簧、坐封剪钉、挡环、活塞、安全锁块、解封活塞缸、连杆、解封活塞、胶筒座、胶筒、隔环、胶筒内管、胶筒压环、密封环、传压管、坐封活塞、密封筒、弹簧、坐封活塞缸、安全剪钉、密封座、T型密封件、压帽、密封堵头、下接头组成。

所述管柱上接头与中心管、洗井套连接，采用螺纹方式连接中心管，并用解封剪钉将上接头、洗井套固定。中心管和洗井套空腔内有正向平衡活塞A、反向平衡活塞A、正向平衡活塞B、反向平衡活塞B，各平衡活塞使用密封圈进行密封。

中心管底部与下接头螺纹连接，中心管中部位置设有卡簧，在坐封平衡时可以嵌入到由挡环、活塞构成的沟槽内，起到固定作用。挡环和解封活塞缸通过坐封剪钉固定在一起。中心管中段外部有一槽口，内设有安全锁块。安全锁块下端设有可上下运动的连杆，在解封活塞缸、连杆之间设有解封活塞、胶筒座，胶筒座通过螺纹与胶筒内管连接，胶筒内管上套有胶筒、隔环、胶筒压环。胶筒压环下端与坐封活塞螺纹连接，胶筒压环内腔设有密封环。密封环通过螺纹连接胶筒内管、传压管。

坐封活塞与坐封活塞缸以螺纹连接，并使用胶圈密封，通过安全剪钉将坐封活塞缸和密封筒固定。在连杆、传压管、密封筒围成的空腔内设有弹簧，连杆下端与密封座螺纹连接，密封座与压帽螺纹连接，密封座与压帽形成了一个T型孔，用以安置T型密封件。密封筒底端与密封堵头螺纹连接。

实施例二：

某油井使用上述的封隔器，其基本流程如下：

一、坐封

1、开始坐封

动力液从坐封泄压孔经进液孔1作用到坐封活塞25上，压力达到约8MPa，剪断安全剪钉29，坐封活塞25带动坐封活塞缸28、胶筒压环22左移压缩胶筒，开始坐封。

2、坐封力平衡

动力液通过左边进液孔2作用在活塞13上，带动挡环12剪断坐封剪钉11左移，依靠中心管4限位，同时，卡簧10嵌入到挡环12、活塞13构成的槽内，防止二者右移，安全锁块14释放，为连杆16右移做好准备。

正向平衡活塞A3、正向平衡活塞B7左移，作用力作用到洗井套5上，起到平衡作用，用于平衡坐封过程中产生的向下的推力，防止坐封过程中封隔器的自动解封。

压力达到16-20MPa完成封隔器坐封。

3、锁紧密封

油管泄压后，连杆16、密封座30、T型密封件31、压帽32在弹簧27的弹力作用下右移，T型密封件31右移到密封堵头33的内孔中实现密封，保障封隔器坐封腔[由连杆16、胶筒内管21、坐封活塞25、密封筒26、密封座30、T型密封件31、压帽32、密封堵头33围成]内的压力始终处于高压状态，使封隔器胶筒处于永久压缩密封状态。

二、重复坐封、解封

1、反洗井解封

需要反洗井时，动力液从解封活塞缸15的进液孔5作用到解封活塞17上，带动连杆16、密封座30、T型密封件31、压帽32克服弹簧力左移，T型密封件31脱离密封堵头33的内密封面后，高压腔内液体通过中心管4的坐封泄压孔向油管内泄压，实现封隔器解封，建立洗井通道，保障顺利洗井。

2、重复坐封

重新从油管内打压，液体依然从中心管(4)的坐封泄压孔经传压管24上的进液孔1作用在坐封活塞25上，压缩胶筒实现坐封，泄压后，连杆16、密封座30、T型密封件31、压帽32在弹簧27的弹力作用下右移到密封堵头33的内密封孔中，实现高压液体密封，保证封隔器始终处于密封状态。

三、解封起管柱

1、反洗井解封。

步骤同上,封隔器解封后直接上提管柱即可。

2、上提管柱解封

如果反洗井不通，可通过上接头1以上的油管直接上提中心管4，剪断解封剪钉2后，中心管4上移，带动T型密封件31左移，当T型密封件31移出密封堵头33的内密封孔后，高压腔内液体通过中心管4上的坐封泄压孔向油管内泄压，实现封隔器解封。然后继续上提即可起出全部管柱。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种可重复坐封解封的分层封隔器，其特征在于：包括上接头(1)、正向平衡活塞A(3)、中心管(4)、洗井套(5)、反向平衡活塞A(6)、正向平衡活塞B(7)、反向平衡活塞B(8)，

所述上接头(1)与中心管(4)、洗井套(5)连接，所述中心管(4)和所述洗井套(5)的空腔内有所述正向平衡活塞A(3)、所述反向平衡活塞A(6)、所述正向平衡活塞B(7)、所述反向平衡活塞B(8)。

2.如权利要求1所述的可重复坐封解封的分层封隔器，其特征在于：还包括下接头(34)、卡簧(10)、坐封剪钉(11)、挡环(12)和解封活塞缸(15)，所述中心管(4)底部与所述下接头(34)螺纹连接，所述卡簧(10)设置在所述中心管(4)上，所述挡环(12)和所述解封活塞缸(15)通过所述坐封剪钉(11)固定。

3.如权利要求2所述的可重复坐封解封的分层封隔器，其特征在于：所述中心管(4)中段外部有一槽口，内设有安全锁块(14)，所述安全锁块(14)下端设有可上下运动的连杆(16)，在所述解封活塞缸(15)和所述连杆(16)之间设有解封活塞(17)和胶筒座(18)，所述胶筒座(18)通过螺纹与胶筒内管(21)连接，所述胶筒内管(21)上套有胶筒(19)、隔环(20)和胶筒压环(22)，所述胶筒压环(22)下端与坐封活塞(25)螺纹连接，所述胶筒压环(22)内腔设有密封环(23)，所述密封环(23)通过螺纹连接所述胶筒内管(21)。

4.如权利要求3所述的可重复坐封解封的分层封隔器，其特征在于：所述坐封活塞(25)与坐封活塞缸(28)以螺纹连接，并使用胶圈密封，通过安全剪钉(29)将所述坐封活塞缸(28)和所述密封筒(26)固定，在所述连杆(16)和所述密封筒(26)围成的空腔内设有弹簧(27)，所述连杆(16)下端与密封座(30)螺纹连接。

5.如权利要求4所述的可重复坐封解封的分层封隔器，其特征在于：所述管柱上接头(1)采用螺纹方式所述与中心管(4)、所述洗井套(5)连接。

6.如权利要求5所述的可重复坐封解封的分层封隔器，其特征在于：使用解封剪钉(2)将所述上接头(1)和所述洗井套(5)固定。

7.如权利要求1-6任一所述的可重复坐封解封的分层封隔器，其特征在于：所述正向平衡活塞A(3)、反向平衡活塞A(6)、正向平衡活塞B(7)、反向平衡活塞B(8)使用密封圈(9)进行密封。

8.一种如权利要求1-7任一所述可重复坐封解封的分层封隔器的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

一、坐封

①、开始坐封，

②、坐封力平衡，

③、锁紧密封，

二、重复坐封、解封

①、反洗井解封，

②、重复坐封，

三、解封起管柱

①、反洗井解封，

②、上提管柱解封。

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