一種首次高壓坐封后可低壓重復(fù)坐封的多功能封隔器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種首次高壓坐封以后可低壓重復(fù)坐封的多功能封隔器，它由上接頭、中心管和下接頭通過螺紋連接而成，本發(fā)明通過采用首次高壓坐封、正常工作過程中可以低壓重復(fù)坐封的方案，使擴張式封隔器能夠與水力卡瓦類管柱錨定工具、插管連接器配套使用，從根本上消除當(dāng)壓力、溫度波動時上部管柱蠕動對下部封隔器膠筒造成的危害，該封隔器能夠?qū)崿F(xiàn)防碰掛、防中途坐封、首次高壓坐封以后可低壓重復(fù)坐封、油管卸壓不解封、大通道洗井、有效密封段長、上提解封等多種功能，能對套管變形井、套管腐蝕井、套管破損井和裸眼井，特別是碳酸鹽巖油藏超深裸眼井層段之間進行有效封隔，實施分層注水、找堵水、酸化壓裂、注氣摻稀等油田開發(fā)過程中的挖潛措施。
【專利說明】一種首次高壓坐封后可低壓重復(fù)坐封的多功能封隔器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種首次高壓坐封后可低壓重復(fù)坐封的多功能封隔器，屬油田開發(fā)過程中的井下工具【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]為了對套管變形井、套管腐蝕井、套管破損井和裸眼井，特別是對碳酸鹽巖油藏超深裸眼井層段之間進行有效封隔，實施找堵水、酸化壓裂、分層注水、注氣摻稀等增產(chǎn)措施，要求封隔器具有以下功能:
(I)、能避免出現(xiàn)中途坐封的現(xiàn)象，下井安全；
⑵、能與管柱錨定工具、插管連接器配套使用，克服超深井管柱蠕動現(xiàn)象對膠筒的損
壞；
⑶、膠筒有效密封段長，能對特殊井段進行有效密封；
(4)、油管卸壓后封隔器不解封；
(5)、能滿足大通道洗井要求；
(6)、能滿足重復(fù)坐封的要求；
⑴、能滿足安全解封起出管柱的要求。
[0003]常規(guī)壓縮式封隔器的膠筒短、洗井通道小，如Y341封隔器、Y241封隔器，在套管變形井、套管腐蝕井、套管破損井和裸眼井中無法嚴(yán)密貼合井壁實現(xiàn)密封，也無法滿足大通道洗井要求。
[0004]自膨脹封隔器主要有遇油膨脹和遇水膨脹兩種類型，該類封隔器可自動膨脹，施工工藝簡單，由于其膨脹率高，因而能實現(xiàn)無間隙擠壓式填充封隔，適用于不規(guī)則井眼以及裸眼井，但該封隔器屬于永久封隔，管柱無法正常起出，給隨后的換封帶來隱患。
[0005]常規(guī)K344擴張式封隔器，主要由上接頭、中心管、膠筒和下接頭組成，工作原理是利用膠筒內(nèi)外壓差作用實現(xiàn)坐封，具有坐封壓力低、密封段長、洗井通道大、可重復(fù)坐封的優(yōu)點，不足之處一是由于坐封壓力低，容易出現(xiàn)下井中途坐封的現(xiàn)象；二是在超深井中當(dāng)管柱錨定工具的啟動工作壓力大于K344的坐封壓力時，K344封隔器在管柱錨定前就坐封了，管柱蠕動容易損害膠筒，井越深、溫差壓差越大，損害越明顯；三是當(dāng)油管壓力低于膠筒內(nèi)壓時，膠筒卸壓解封，不能實現(xiàn)穩(wěn)定密封。
[0006]曾有技術(shù)人員在K44封隔器膠筒的進水口處安裝單向閥，能實現(xiàn)油管壓力低于膠筒內(nèi)壓時不解封，但也正是由于單向閥的作用，不能實現(xiàn)重復(fù)坐封，也犧牲了 K341的大通道洗井功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于，提供一種首次高壓坐封后可低壓重復(fù)坐封的多功能封隔器，該多功能封隔器在首次坐封時采用高壓坐封方式，在正常工作過程中采用可以低壓重復(fù)坐封方式，確保擴張式封隔器在下井過程中不出現(xiàn)中途坐封現(xiàn)象，也可保證擴張式封隔器與水力卡瓦類管柱錨定工具、插管連接器配套使用時，后于水力卡瓦類管柱錨定工具錨定坐封，從根本上消除當(dāng)注水壓力、溫度波動時上部管柱蠕動對下部封隔器膠筒造成的危害，且當(dāng)正常注水、施工時，膠筒在坐封活塞和彈簧的作用下始終保持?jǐn)U張坐封狀態(tài)；當(dāng)洗井時，膠筒在洗井活塞的作用下能夠卸壓回收解封，進行大通道洗井；當(dāng)恢復(fù)正常注水、施工時，膠筒又能在低壓下重復(fù)坐封工作。
[0008]本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的的:
一種首次高壓坐封以后可低壓重復(fù)坐封的多功能封隔器，它由上接頭、防碰掛環(huán)、解封銷釘、上連接體、中心管、濾網(wǎng)連接體、洗井活塞、下連接體、坐封活塞、彈簧、首次坐封銷釘、首次坐封滑套、膠筒金屬管接頭、密封膠筒總成、活動頭和下接頭構(gòu)成，上接頭、中心管和下接頭從上至下依次通過螺紋連接，構(gòu)成工具的承載主體；上接頭的外面套裝有上連接體，上接頭和上連接體之間通過解封銷釘連接固定，上連接體的下部通過螺紋依次套接有濾網(wǎng)連接體、下連接體、膠筒金屬管接頭、密封膠筒總成和活動頭，防碰掛環(huán)通過螺紋裝接在上接頭的上端部，其特征在于:
所述的中心管的外壁與下連接體的內(nèi)壁構(gòu)成一環(huán)形腔體，下連接體的內(nèi)壁上制作有密封座，密封座將環(huán)形腔體分隔成上下兩部分，上部分內(nèi)裝有洗井活塞，下部分內(nèi)從上至下依次裝有坐封活塞、彈簧和首次坐封滑套，彈簧置于首次坐封滑套與中心管構(gòu)成的環(huán)形腔體內(nèi)，首次坐封滑套與下連接體通過首次坐封銷釘定位安裝，洗井活塞和坐封活塞之間的中心管上制作有進水口。
[0009]所述的坐封活塞上裝有異形密封件、O型密封圈，首次坐封滑套上裝有O型密封圈，洗井活塞上裝有O型密封圈，洗井活塞的下端制怍有洗井筆尖鑰匙。
[0010]該首次高壓坐封以后可低壓重復(fù)坐封的多功能封隔器在首次坐封時采用高壓坐封，在正常工作過程中重復(fù)坐封時采用低壓坐封。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于:
本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)首次高壓坐封后正常工作過程中可以低壓重復(fù)坐封的功能，從而能夠確保擴張式封隔器在下井過程中不出現(xiàn)中途坐封現(xiàn)象，也可保證擴張式封隔器與水力卡瓦類管柱錨定工具、插管連接器配套使用時，后于水力卡瓦類管柱錨定工具錨定坐封，從根本上消除當(dāng)注水壓力、溫度波動時上部管柱蠕動對下部封隔器膠筒造成的危害。而且，通過在增加坐封活塞的同時，增加洗井活塞，改變了常規(guī)擴張式封隔器的壓力分布，使擴張式封隔器在油管壓力大于套壓的正常注水、施工時，膠筒在坐封活塞和彈簧的作用下始終保持?jǐn)U張坐封狀態(tài)；當(dāng)套壓大于油管壓力即洗井時，膠筒在洗井活塞的作用下能夠卸壓回收解封，進行大通道洗井；當(dāng)恢復(fù)油管壓力大于套壓即正常注水、施工時，膠筒又能在低壓下重復(fù)坐封，繼承了 K44封隔器的諸多優(yōu)點。同時，這種特殊的壓力分布方式，能夠保證正常注水時在封隔器上下層間存在較大壓差的情況下封隔器不解封，避免出現(xiàn)Y341、Y241類可洗井封隔器在上下層間存在較大壓差的情況下洗井通道打開以致于層間竄通的現(xiàn)象。本發(fā)明適用于套管變形井、套管腐蝕井、套管破損井和裸眼井的有效封隔，特別是對碳酸鹽巖油藏超深裸眼井層段之間進行有效封隔，實施分層注水、找堵水、酸化壓裂、注氣摻稀等油田開發(fā)過程中的挖潛措施。
【專利附圖】

【附圖說明】[0012]圖1為一種首次高壓坐封后可低壓重復(fù)坐封的多功能封隔器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為一種首次高壓坐封后可低壓重復(fù)坐封的多功能封隔器的上部分結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為一種首次高壓坐封后可低壓重復(fù)坐封的多功能封隔器的下部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中:1、上接頭，1-1、限位臺階，2、防碰掛環(huán)，3、解封銷釘，4、上連接體，4-1、限位臺階，5、中心管，5-1、進水口，5-2、變徑卸壓臺階，6、濾網(wǎng)連接體，6-1、洗井進水口，7、洗井活塞，7-1、O型密封圈，7-2、洗井筆尖鑰匙，8、下連接體，8-1、密封座，9、坐封活塞，9_1、異形密封件，9-2、O型密封圈，10、彈簧，11、首次坐封銷釘，12、首次坐封滑套，12-1、O型密封圈，13、膠筒金屬管接頭，13-1、O型密封圈，14、密封膠筒總成，14-1、上金屬接頭，14_2、膠筒，14_3、鋼市，14_4、下金屬接頭，15、活動頭，15_1、O型?封圈，16、下接頭。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對該首次高壓坐封以后可低壓重復(fù)坐封的多功能封隔器進行具體的描述如下，以用于注水井為例。
[0015]該首次高壓坐封以后可低壓重復(fù)坐封的多功能封隔器由上接頭1、限位臺階1-1、防碰掛環(huán)2、解封銷釘3、上連接體4、限位臺階4-1、中心管5、進水口 5-1、變徑卸壓臺階5-2、濾網(wǎng)連接體6、洗井進水口 6-1、洗井活塞7、密封圈7-1、洗井筆尖鑰匙7_2、下連接體
8、密封座8-1、坐封活塞9、異形密封件9-1、密封圈9-2、彈簧10、首次坐封銷釘11、首次坐封滑套12、密封圈12-1、膠筒金屬管接頭13、密封圈13-1、密封膠筒總成14、上金屬接頭14-1、膠筒14-2、鋼帶14-3、下金屬接頭14_4、活動頭15、密封圈15_1、下接頭16構(gòu)成。上接頭1、中心管5和下接頭16從上至下依次通過螺紋連接，構(gòu)成工具的承載主體；上接頭I的外面套裝有上連接體4，上接頭I和上連接體4之間通過解封銷釘3連接固定，上連接體4的下部通過螺紋依次套接有濾網(wǎng)連接體6、下連接體8、膠筒金屬管接頭13、密封膠筒總成14和活動頭15，防碰掛環(huán)2通過螺紋裝接在上接頭I的上端部。
[0016]所述的中心管5的外壁與下連接體8的內(nèi)壁構(gòu)成一環(huán)形腔體，下連接體8的內(nèi)壁上制作有密封座8-1，密封座8-1將環(huán)形腔體分隔成上下兩部分，上部分內(nèi)裝有洗井活塞7，下部分內(nèi)從上至下依次裝有坐封活塞9、彈簧10和首次坐封滑套12，彈簧10置于首次坐封滑套12與中心管5構(gòu)成的環(huán)形腔體內(nèi)，首次坐封滑套12與下連接體8通過首次坐封銷釘11定位安裝，洗井活塞7和坐封活塞9之間的中心管5上制作有進水口 5-1。所述的坐封活塞9上裝有異形密封件9-1、O型密封圈9-2，首次坐封滑套12上裝有O型密封圈12_1，洗井活塞7上裝有O型密封圈7-1，洗井活塞7的下端制怍有洗井筆尖鑰匙7-2 (參見附圖1 ?3)。
[0017]該首次高壓坐封以后可低壓重復(fù)坐封的多功能封隔器的工作過程如下:
工具下井時，上部防碰掛環(huán)2和下接頭16可有效防止碰掛對膠筒造成的傷傷害。
[0018]工具下到目的層段后首次坐封時，油管內(nèi)打壓，高壓水從中心管5上的進水口 5-1進入到中心管5與下連接體8構(gòu)成的腔體內(nèi)，向上推動洗井活塞7上行遇阻，向下則可推動坐封活塞9和首次坐封滑套12下行，剪斷首次坐封銷釘11，同時壓縮彈簧10，高壓水隨后進入到膠筒內(nèi)，膠筒擴張坐封；當(dāng)油管內(nèi)壓力下降時，油壓小于膠筒內(nèi)壓，在彈簧10的作用下，坐封活塞9上行坐在密封座8-1上，由于異形密封件9-1的密封作用，膠筒不解封；當(dāng)洗井時，套壓大于油壓，高壓水從洗井進水口 6-1進入到濾網(wǎng)連接體6與中心管5構(gòu)成的環(huán)形空腔內(nèi)，推動洗井活塞7向下移動，在洗井筆尖鑰匙7-2的推動作用下，異形密封件9-1隨坐封活塞9向下移動脫離密封座8-1，膠筒內(nèi)的高壓水從進水口 5-1泄到油管中，膠筒收縮解封，油套環(huán)形空間通道打開，能進行大通道大排量洗井；當(dāng)恢復(fù)油管壓力大于套壓即正常注水時，高壓水從中心管5上的進水口 5-1進入到中心管5與下連接體8構(gòu)成的腔體內(nèi)，推動坐封活塞9下行，壓縮彈簧10，高壓水隨后進入到膠筒內(nèi)，膠筒再次擴張坐封，與首次坐封時不同的是，不用再克服解封銷釘?shù)募羟辛Γ?，首次坐封壓力高于重?fù)坐封的壓力，即在首次坐封時采用高壓坐封，在正常工作過程中重復(fù)坐封時采用低壓坐封；而且根據(jù)實際需要，可以設(shè)計首次坐封壓力、洗井壓力和重復(fù)坐封壓力的大小。
[0019]解封時，上提管柱，在坐封膠筒的作用下，上接頭I帶動中心管5相對于上連接體4向上移動，剪斷解封銷釘3，直到限位臺階1-1與限位臺階4-1扣接到一起，同時，活動頭15也隨上連接體4向下移動，直到變徑卸壓臺階5-2的下部，由于變徑卸壓臺階5-2下部中心管的外徑比其上部的小，這時置于活動頭15上的O型密封圈15-1就失去了密封作用，封隔器膠筒卸壓解封。
[0020]以上所述只是本發(fā)明的較佳實施例而已，上述舉例說明不對本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容作任何形式上的限制，所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員在閱讀了本說明書后依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上【具體實施方式】所作的任何簡單修改或變形，以及可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或修飾為等同變化的等效實施例，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)，而不背離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種首次高壓坐封以后可低壓重復(fù)坐封的多功能封隔器，它由上接頭(I)、防碰掛環(huán)(2)、解封銷釘(3)、上連接體(4)、中心管(5)、濾網(wǎng)連接體(6)、洗井活塞(7)、下連接體(8)、坐封活塞(9)、彈簧(10)、首次坐封銷釘(11)、首次坐封滑套(12)、膠筒金屬管接頭(13)、密封膠筒總成(14)、活動頭(15)和下接頭(16)構(gòu)成，上接頭(I)、中心管(5)和下接頭(16)從上至下依次通過螺紋連接，構(gòu)成工具的承載主體；上接頭(I)的外面套裝有上連接體(4)，上接頭(I)和上連接體(4)之間通過解封銷釘(3)連接固定，上連接體(4)的下部通過螺紋依次套接有濾網(wǎng)連接體(6)、下連接體(8)、膠筒金屬管接頭(13)、密封膠筒總成(14)和活動頭(15)，防碰掛環(huán)(2)通過螺紋裝接在上接頭(I)的上端部，其特征在于: 所述的中心管(5)的外壁與下連接體(8)的內(nèi)壁構(gòu)成一環(huán)形腔體，下連接體(8)的內(nèi)壁上制作有密封座(8-1 )，密封座(8-1)將環(huán)形腔體分隔成上下兩部分，上部分內(nèi)裝有洗井活塞(7)，下部分內(nèi)從上至下依次裝有坐封活塞(9)、彈簧(10)和首次坐封滑套(12)，彈簧(10)置于首次坐封滑套(12)與中心管(5)構(gòu)成的環(huán)形腔體內(nèi)，首次坐封滑套(12)與下連接體(8)通過首次坐封銷釘(11)定位安裝，洗井活塞(7)和坐封活塞(9)之間的中心管(5)上制作有進水口(5-1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種首次高壓坐封以后可低壓重復(fù)坐封的多功能封隔器，其特征在于:所述的坐封活塞(9)上裝有異形密封件(9-1)、O型密封圈(9-2)，首次坐封滑套(12)上裝有O型密封圈(12-1 )，洗井活塞(7)上裝有O型密封圈(7-1 )，洗井活塞(7)的下端制作有洗井筆尖鑰匙(7-2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種首次高壓坐封以后可低壓重復(fù)坐封的多功能封隔器，其特征在于:在首次坐封時采用高壓坐封，在正常工作過程中重復(fù)坐封時采用低壓坐封。
【文檔編號】E21B33/127GK103775022SQ201410063935
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】李楊, 李翔 申請人:荊州市翔龍石油科技有限公司