專利名稱：一種可反洗注水封隔器的制作方法
技術領域：
一種可反洗注水封隔器技術領域[0001]本實用新型屬于油田開采技術領域，特別涉及一種分層注水井的自封閉式封隔 器，有效解決反洗井后反洗閥密封不嚴、注水過程中層間壓差大、層間竄流等問題，屬 于壓縮式注水封隔器。
背景技術：
[0002]注水井在生產的過程中，采用封隔器實現(xiàn)分層注水，日常管理需要定期反洗 井，洗井合格后轉注時，封隔器反洗閥關閉不嚴，封隔器漏失，造成無法正常分注；注 水過程中，因注水壓力波動，反洗閥有離開反洗閥座不密封面的問題；在一些分層注水 井，由于層間壓差大，在停注的過程中，高壓層將反洗閥頂開，向低壓層倒流，這些問 題造成無法正常分注。目前井下管柱采用的注水封隔器一般沒有采用自關閉結構，反洗 井后易漏失，停注過程導致層間竄流問題，影響分注注水效果。[0003]專利號為ZL2005201455^.5的中國實用新型專利說明書公開了一種分層注水可 洗井封隔器，該封隔器包括反洗閥套、反洗活塞、活塞座、活塞套、中心管及外心管， 中心管與外心管之間留有液流通道，在反洗閥套上開設有反洗進水槽，在活塞座上開設 有條形的反洗水口，反洗進水槽、反洗水口和液流通道構成封隔器的反洗通道。在反洗 閥套與中心管之間設有環(huán)腔，環(huán)腔的下部向下延伸，在反洗水口和反洗進水槽的開口下 方形成一圈環(huán)槽，反洗活塞在受壓下行后插入到該環(huán)槽中，依靠反洗活塞內壁設置的密 封膠圈與活塞座密封配合關閉反洗通道。但由于反洗時，水中往往夾雜有泥沙，洗井 液在通過反洗閥套與活塞座之間的環(huán)腔時，泥沙會在環(huán)腔下部的環(huán)槽中沉淀淤積，致使 反洗活塞在受壓下行時不能下行到位，反洗活塞上的密封膠圈與活塞座無法形成密封配 合，造成反洗閥關閉不嚴，注水時容易形成層間竄流，影響注水效果。實用新型內容[0004]本實用新型的目的是提供一種結構簡單、洗井通道關閉可靠的可反洗注水封 隔器。[0005]本實用新型的技術方案是一種可反洗注水封隔器，包括中心管及套裝在中心 管上部外側的洗井套和膠筒內管，洗井套上開設有洗井口，在膠筒內管與中心管之間設 有用于反洗液流過的過流環(huán)隙，在洗井套與中心管之間設有連通洗井口和過流環(huán)隙的環(huán) 形閥腔，閥腔下部設有連通洗井口與過流環(huán)隙的流道，閥腔中設有用于封閉該流道的反 洗閥，在膠筒內管的上端外壁上套裝有與反洗閥配合的反洗閥座，所述反洗閥座的上端 面上軸向開設有環(huán)槽，環(huán)槽中嵌裝有與反洗閥頂壓密封配合的密封膠墊，密封膠墊的上 端面不低于膠筒內管的上端。[0006]所述密封膠墊為縱截面上小下大呈L形的環(huán)形套筒結構，所述環(huán)槽的縱截面形 狀與密封膠墊的縱截面形狀相同。[0007]所述的反洗閥與洗井套及中心管分別密封滑動配合，將環(huán)形閥腔分隔成上部的承壓腔和下部所述的流道，在所述反洗閥上方的中心管壁上開設有與承壓腔連通的上進 液孔，所述的反洗閥的上部和下部分別設有用于推動反洗閥移動的承壓端面，所述反洗 閥上端承壓端面的面積大于其下部承壓端面的面積。[0008]在位于環(huán)形閥腔中的中心管外壁上徑向凸設有環(huán)形凸臺，所述反洗閥的下部內 壁與該環(huán)形凸臺密封滑動配合。[0009]在所述膠筒內管外套裝有密封膠筒，密封膠筒的下部頂壓裝配有調節(jié)環(huán)，在調 節(jié)環(huán)的下部固定連接有鎖緊機構，所述鎖緊機構包括與調節(jié)環(huán)固連套裝在膠筒內管外部 的鎖套，在膠筒內管的下端內壁上固定有向下延伸的彈性鎖爪，彈性鎖爪的上部與中心 管外壁密封配合，彈性鎖爪的下部與中心管外壁之間留有徑向彈性收張間隙，在鎖套及 彈性鎖爪之間對應設置有鎖齒，在彈性鎖爪下方的中心管外壁上固定有軸向向上延伸的 釋放套，該釋放套的上端設有用于收攏彈性鎖爪的擴口結構，在彈性鎖爪的下端對應釋 放套設有收口結構。[0010]在所述膠筒內管與彈性鎖爪之間固定夾設有擋砂環(huán)，該擋砂環(huán)沿中心管的徑向 向外延伸與鎖套的內壁滑動配合。[0011]本實用新型采用上述技術方案，由于密封膠墊上與反洗閥配合的上端面不低于 膠筒內管的上端，因而不會出現(xiàn)雜質沉淀淤積現(xiàn)象，反洗閥在受壓下與密封膠墊頂壓保 持緊密配合，有效解決了現(xiàn)有注水封隔器反洗井后反洗閥密封不嚴、層間壓差大引起的 層間竄流等問題，提高了注水封隔器的穩(wěn)定、可靠性。[0012]所述的反洗閥與洗井套及中心管分別密封滑動配合，將環(huán)形閥腔分隔成上部的 承壓腔和下部所述的流道，在所述反洗閥上方的中心管壁上開設有與承壓腔連通的上進 液孔，所述的反洗閥的上部和下部分別設有用于推動反洗閥移動的承壓端面，所述反洗 閥上端承壓端面的面積大于其下部承壓端面的面積。使得反洗閥受到的向下的作用力要 大于受到的向上的作用力，因而只有當套管液壓高于油管液壓的特定壓力時，反洗閥才 會被打開，避免了出現(xiàn)因層間壓差擾動造成的反洗閥上下竄動現(xiàn)象，保證了封隔器分層 注水工作的正常運行。[0013]中心管設有凸型環(huán)臺，將反洗閥限位，同時反洗閥下端內壁與該凸型環(huán)臺密封 滑動配合，其增加了反洗閥與中心管之間的密封，從而進一步的避免出現(xiàn)因反洗閥密封 不嚴引起的層間竄流問題。[0014]密封膠墊及反洗閥座上的環(huán)槽均采用縱截面為L型的結構，可以加強密封膠 墊在封隔器中的安裝穩(wěn)定性，防止密封膠墊受液壓作用脫落，保證反洗閥的密封安全可罪。[0015]采用鎖套、彈性鎖爪及釋放套構成的鎖緊機構，其鎖緊穩(wěn)定，解鎖方便，進一 步提高了注水封隔器的使用可靠性。


[0016]圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
[0017]如圖1所示，本實用新型的可反洗注水封隔器由上接頭1、保護座2、解封銷釘3、洗井套4、上活塞5、活塞擋環(huán)6、反洗閥7、反洗閥座9、膠筒內管10、中心管11、 隔環(huán)12、膠筒13、調節(jié)環(huán)14、擋砂環(huán)15、彈性鎖爪16、鎖套17、釋放套18、活塞19、 缸套20、下接頭21、坐封銷釘22及銷釘座23組成。上接頭1、中心管11、下接頭21 依次采用螺紋連接固定組成內管，洗井套4、反洗閥座9、膠筒內管10、調節(jié)環(huán)14、鎖套 17及缸套20依次連接組成外管。其中，洗井套4通過解放銷釘3固定在上接頭1的外 部，在位于洗井套4上方設有保護座2，保護座2通過螺紋連接在上接頭上端。洗井套4 上開設有用于通過洗井液的洗井口 26，洗井套4的下端通過內扣螺紋連接反洗閥座9，反 洗閥座9下部通過內扣螺紋連接膠筒內管10，膠筒內管10與中心管11之間設有過流環(huán)隙 27，洗井套4與中心管11之間形成環(huán)形閥腔，閥腔中密封滑動裝配有反洗閥7，反洗閥7 將環(huán)形閥腔分隔成上部的承壓腔和下部用于連通洗井口 26與過流環(huán)隙27的流道，在反洗 閥7上方的中心管壁上開設有與承壓腔連通、用于推動反洗閥7下行的上進液孔M ；反 洗閥7的上部和下部分別設有用于推動反洗閥7移動的承壓端面，其位于反洗閥上端的承 壓端面的面積大于其下部的承壓端面面積，從而在油管壓力下能夠穩(wěn)定的保持對反洗流 道的封閉。反洗閥7上部的內、外壁分別與中心管11和洗井套4密封滑動配合，在位于 反洗閥7下部的中心管外壁上徑向凸設有環(huán)形凸臺，反洗閥7下部的內側壁與該環(huán)形凸臺 密封滑動配合并被其限位。在反洗閥座9的上端面軸向開設有環(huán)槽，環(huán)槽的縱截面呈上 小下大的L形結構，環(huán)槽中嵌裝有用于與反洗閥7密封配合的密封膠墊8，密封膠墊8與 環(huán)槽內壁吻合呈縱截面為L形的環(huán)形套筒結構，為防止在密封膠墊8處產生泥沙沉淀淤積 現(xiàn)象，密封膠墊8上用于與反洗閥7配合的上端面不低于膠筒內管10的上端，本實施例 中，密封膠墊8的上端面略高于膠筒內管10的上端。為平衡反洗閥7的壓力，在反洗閥 7上方、上接頭的下端外部套裝有上活塞5，活塞擋環(huán)6與上接頭1下端外扣螺紋連接將 上活塞5限位。[0018] 在膠筒內管10的外壁上從上到下依次滑動套裝有膠筒13、隔環(huán)12、調節(jié)環(huán)14 與鎖套17，本實施例中，膠筒內管10外套裝有三個膠筒13，各膠筒之間采用隔環(huán)12分 隔，調節(jié)環(huán)14頂壓裝配在底部的膠筒13的下部，在調節(jié)環(huán)14的下部固定連接有鎖緊機 構，該鎖緊機構包括鎖套17和鎖爪16，調節(jié)環(huán)14通過內扣螺紋連接在鎖套17上，彈性 鎖爪16通過內扣螺紋連接在膠筒內管10的下端內壁上，鎖套17與彈性鎖爪16之間分別 設置有對應鎖齒，以保持封隔器的坐封狀態(tài)。彈性鎖爪16的上部內壁與中心管11的外 壁之間密封配合，在彈性鎖爪16上方的膠筒內管10的管壁上開設有內管出水孔觀，鎖 套17的上部管壁上開設有鎖套出水孔四，彈性鎖爪16的下端沿軸向向下延伸，彈性鎖爪 16的下部與中心管11之間設有徑向彈性收張間隙，在彈性鎖爪16下方的中心管壁上螺紋 固定有軸向向上延伸的釋放套18，在釋放套的上端設置有用于收攏彈性鎖爪16的擴口結 構，在彈性鎖爪16的下端設置有對應的收口結構。為防止反洗過程中泥沙等雜質進入鎖 套17與中心管11之間的空腔中，妨礙鎖套17與彈性鎖爪16的解鎖，在彈性鎖爪16與 膠筒內管10之間夾設固定有擋砂環(huán)15，該擋砂環(huán)15的周緣沿徑向向外延伸與鎖套17的 內壁滑動配合。鎖套17下端通過外扣螺紋連接缸套20，鎖套17下端頂住坐封活塞19， 銷釘座23與下接頭21螺紋連接，坐封銷釘22將銷釘座23固定在缸套20上，在坐封活 塞19與下接頭之間的中心管壁上開設有下進液孔25。洗井口沈、過流環(huán)隙27、內管出 水孔觀、鎖套出水孔四共同組成洗井通道，反洗閥7受壓與密封膠墊8頂壓接觸實現(xiàn)洗井通道的打開與關閉。[0019] 工作時，可反洗注水封隔器通過其上接頭1和下接頭21分別螺紋連接在油管 中，隨注水管柱下井至設計位置。坐封時，通過內管打壓，液壓進入下進液孔25，注入 的壓力作用在坐封活塞19上，同時頂住鎖套17，帶動缸套20有向上運動的趨勢，當壓 力達到坐封壓力時，坐封銷釘22被剪斷，坐封活塞19推動鎖套17、下調節(jié)環(huán)14同時帶 動缸套20整體向上移動，壓縮膠筒13徑向擴張緊貼套管實現(xiàn)密封，鎖套17的鎖齒上行 與彈性鎖爪16的鎖齒完全咬合實現(xiàn)鎖緊，坐封結束；同時，液壓從上進液孔對推動反洗 閥7向下運動壓緊密封膠墊8，由于反洗閥7的上承壓端面積大于下承壓端面積，在液壓 下，有個較大的向下的力作用在反洗閥7上，反洗閥7始終保持對密封膠墊8壓緊密封； 反洗閥7實現(xiàn)關閉洗井通道，上活塞5上行平衡反洗閥7上的壓力。注水時，當注水壓 力波動，反洗閥7始終保持對密封膠墊8的壓緊狀態(tài)，反洗閥7不會上下抖動出現(xiàn)漏失現(xiàn) 象。反洗井時，只有當套管壓力高于油管3 5MPa時，才能推動反洗閥7上行離開密封 膠墊8，打開反洗通道，洗井液從洗井口沈進入過流環(huán)隙27，流經(jīng)外管出水孔觀，從鎖 套出水孔四進入油套環(huán)空實現(xiàn)反洗井，反洗井結束后，套管壓力降低，反洗閥7在油管 壓力下自動與密封膠墊8配合關閉洗井通道，由于密封膠墊8與膠筒內管10基本齊平， 因而不會出現(xiàn)雜質沉淀淤積現(xiàn)象，不會出現(xiàn)反洗井后反洗閥關不嚴的問題。反洗閥7在 上、下動作時始終被中心管壁上的環(huán)形凸臺限位并與之保持密封滑動配合狀態(tài)，可以進 一步的加強反洗閥的密封，提高注水封隔器的層間壓差的承受力，防止層間竄流。擋砂 環(huán)15與鎖套17內壁配合封閉膠筒內管10與鎖套之間的間隙，阻止洗井液中雜質砂粒進 入鎖爪16和鎖套17咬合處，防止因咬合處沉砂，造成解封負荷大的問題。解封時，上 提上接頭1，當上提噸位達到40KN時，由于膠筒13坐封后與套管之間的摩擦力較大，上 提力量無法拉動洗井套4、反洗閥座9、膠筒內管10、下調節(jié)環(huán)14、鎖套17及缸套20組 成的外管，致使洗井套4與上接頭1之間的解封銷釘3被剪斷，上接頭1帶動中心管11、 下接頭21整體上行，釋放套18隨中心管11上行，通過與彈性鎖爪16之間的斜面配合將 彈性鎖爪16向內撐開，使彈性鎖爪16與鎖套17上相互咬合的鎖齒分開，鎖緊消除，鎖 套17帶動下調節(jié)環(huán)14、缸套20下行，膠筒13回彈解封，最后起出管柱。
權利要求1.一種可反洗注水封隔器，包括中心管及套裝在中心管上部外側的洗井套和膠筒 內管，洗井套上開設有洗井口，在膠筒內管與中心管之間設有用于反洗液流過的過流環(huán) 隙，在洗井套與中心管之間設有連通洗井口和過流環(huán)隙的環(huán)形閥腔，閥腔下部設有連通 洗井口與過流環(huán)隙的流道，閥腔中設有用于封閉該流道的反洗閥，在膠筒內管的上端外 壁上套裝有與反洗閥配合的反洗閥座，其特征在于，所述反洗閥座的上端面上軸向開設 有環(huán)槽，環(huán)槽中嵌裝有與反洗閥頂壓密封配合的密封膠墊，密封膠墊的上端面不低于膠 筒內管的上端。
2.根據(jù)權利要求1所述的可反洗注水封隔器，其特征在于，所述密封膠墊為縱截面上 小下大呈L形的環(huán)形套筒結構，所述環(huán)槽的縱截面形狀與密封膠墊的縱截面形狀相同。
3.根據(jù)權利要求1所述的可反洗注水封隔器，其特征在于，所述的反洗閥與洗井套及 中心管分別密封滑動配合，將環(huán)形閥腔分隔成上部的承壓腔和下部所述的流道，在所述 反洗閥上方的中心管壁上開設有與承壓腔連通的上進液孔，所述的反洗閥的上部和下部 分別設有用于推動反洗閥移動的承壓端面，所述反洗閥上端承壓端面的面積大于其下部 承壓端面的面積。
4.根據(jù)權利要求1所述的可反洗注水封隔器，其特征在于，在位于環(huán)形閥腔中的中心 管外壁上徑向凸設有環(huán)形凸臺，所述反洗閥的下部內壁與該環(huán)形凸臺密封滑動配合。
5.根據(jù)權利要求1 4任意一項所述的可反洗注水封隔器，其特征在于，在所述膠筒內 管外套裝有密封膠筒，密封膠筒的下部頂壓裝配有調節(jié)環(huán)，在調節(jié)環(huán)的下部固定連接有 鎖緊機構，所述鎖緊機構包括與調節(jié)環(huán)固連套裝在膠筒內管外部的鎖套，在膠筒內管的 下端內壁上固定有向下延伸的彈性鎖爪，彈性鎖爪的上部與中心管外壁密封配合，彈性 鎖爪的下部與中心管外壁之間留有徑向彈性收張間隙，在鎖套及彈性鎖爪之間對應設置 有鎖齒，在彈性鎖爪下方的中心管外壁上固定有軸向向上延伸的釋放套，該釋放套的上 端設有用于收攏彈性鎖爪的擴口結構，在彈性鎖爪的下端對應釋放套設有收口結構。
6.根據(jù)權利要求5所述的可反洗注水封隔器，其特征在于，在所述膠筒內管與彈性鎖 爪之間固定夾設有擋砂環(huán)，該擋砂環(huán)沿中心管的徑向向外延伸與鎖套的內壁滑動配合。
專利摘要本實用新型公開了一種可反洗注水封隔器，其包括中心管及套裝在中心管上部外側的洗井套、反洗閥座和膠筒內管，在膠筒內管與中心管之間留有過流環(huán)隙，在洗井套上開設有與過流環(huán)隙連通的洗井口，在洗井套與中心管之間的環(huán)腔中密封滑動裝配有與反洗閥座配合用于封閉洗井口與過流環(huán)隙之間流道的反洗閥，在反洗閥座的上端面上軸向開設有環(huán)槽，環(huán)槽中嵌裝有與反洗閥頂壓密封配合的密封膠墊，密封膠墊的上端面不低于膠筒內管的上端。本實用新型的結構簡單，避免了反洗閥座上出現(xiàn)雜質沉淀淤積現(xiàn)象，有效解決了現(xiàn)有注水封隔器反洗井后反洗閥密封不嚴、層間壓差大引起的層間竄流等問題，提高了注水封隔器的穩(wěn)定、可靠性。
文檔編號E21B43/20GK201810261SQ20102022567
公開日2011年4月27日 申請日期2010年6月13日 優(yōu)先權日2010年6月13日
發(fā)明者劉科偉, 彭元東, 楊康敏, 王小勇, 馬宏偉 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司河南油田分公司石油工程技術研究院