[實用新型]水力平衡式抗上壓井下分層封隔器

有效

• 申請號: 201520347084.6
• 申請日: 2015-05-22
• 公開（公告）號: CN204754863U
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 梁博洋;于俊龍;高星;尚文濤;唐思源;王波濤;張志強
• 申請（專利權）人: 梁博洋
• 主分類號: E21B33/128
• 分類號: E21B33/128
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種油田用井下工具，特別適用于油水井上層壓力高的井下分層密封。

背景技術

為實現油水井井下分層密封、封堵等各種作業目的，礦場上應用著多種類型的封隔器。其中，應用非常廣泛的水力壓縮式封隔器由于其結構及原理所限，存在著抗上壓能力差的技術缺陷，封隔器在井下工作時會發生由于上壓高導致封隔器意外解封，造成整個井下工作管柱失敗的生產事故。因此，目前的水力壓縮式封隔器對于要求抗上壓能力強的油水井施工、生產無法滿足需要。

發明內容

為了解決現有封隔器抗上壓能力差的問題，本實用新型提供一種水力平衡式抗上壓井下分層封隔器，該封隔器通過多個平衡柱塞聯動，產生足夠大的抗上壓平衡力，防止封隔器工作時因上壓值高而意外解封，保證井下分層管柱工作安全可靠。

本實用新型采取的技術方案是：上接頭外壁下端依次連接上缸套、中缸套及下缸套，上接頭內壁下端依次連接內中心管及下接頭，外中心管順次與上平衡柱塞、中平衡柱塞、下平衡柱塞及鎖環座連接，上缸套與上平衡柱塞間設置解封剪釘，鎖環與坐封柱塞連接，鎖環座與鎖環之間設置坐封剪釘，坐封缸套與缸套座及下接頭之間連接。在下缸套與鎖環座之間安裝有密封膠筒及隔環，在坐封柱塞與缸套座之間安裝有坐封柱塞座。在上缸套、中缸套和下缸套上均開有進液孔，分別連通各平衡液壓腔與油套環形空間，通過各缸套上的進液孔將環空井筒內壓能傳入平衡液壓腔，并在平衡液壓腔內產生向上的平衡力，阻抗密封膠筒因受上壓作用產生向下運動，進而避免封隔器解封失效。在內中心管上開有進液孔，連通坐封液壓腔，傳遞地面注入壓力，為封隔器脹封提供推力。在各個密封位置安裝有密封圈，起到密封作用。

本實用新型的使用方法和工作原理是：將水力平衡式抗上壓井下分層封隔器連接于注水井(或采油井)工作管柱上，下入井內預定層位。地面經井內工作管柱加液壓，泵注液壓經內中心管進液孔作用在坐封柱塞上，使坐封柱塞、鎖環受到向上的推力作用，當推力達到一定值時，坐封剪釘被剪斷，坐封柱塞推動鎖環、隔環一起上行，壓縮密封膠筒向外擴張直至與井內套管內壁密封，封隔油、套管環形空間，對井內油層間起到分隔密封作用，并且鎖環座將鎖環鎖住不動，使密封膠筒一直處于密封狀態。當封隔器密封膠筒上部壓力增大時，對密封膠筒產生向下的推力，該推力經鎖環、鎖環座、外中心管、上平衡柱塞作用在解封剪釘上，使解封剪釘受到向下的拉力。同時，作用在密封膠筒上部的壓力經三個進液孔傳入三個平衡液壓腔內，分別作用在三個平衡柱塞上，產生向上的平衡力，該平衡力經外中心管、鎖環座、鎖環、隔環傳遞到密封膠筒上，阻抗密封膠筒向下的作用力，抵消解封剪釘所受的拉力，避免密封膠筒因受上部壓力高，迫使解封剪釘被剪斷而造成封隔器意外解封的井下事故。當水力平衡式抗上壓井下分層封隔器需要解封時，上提井內工作管柱，依靠密封膠筒與井內套管內壁產生向下的摩擦力，該摩擦力通過密封膠筒、鎖環、鎖環座、外中心管傳遞給解封剪釘，使解封剪釘受到向下的拉力，當拉力足夠大時，解封剪釘被剪斷，上平衡柱塞、外中心管、鎖環座、鎖環等組件一起下行，解除對密封膠筒的壓縮力束縛，密封膠筒外徑依靠自身彈力收縮，實現封隔器解封。

本實用新型的有益效果是，設計思路創新，結構設計新穎，該實用新型有效利用油水井自身具有的壓能，通過多個平衡液壓腔產生足夠的平衡力，有效抵抗封隔器上壓作用，確保封隔器在高上壓作用下安全工作不解封，可廣泛用于油井分層找、堵水，水井分層注水等措施生產中。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

見本實用新型結構示意圖。

圖中1.上接頭，2.密封圈，3.上缸套，4.上平衡柱塞，5.解封剪釘，6.中缸套，7.限位卡塊，8.中平衡柱塞，9.下缸套，10.下平衡柱塞，11.密封膠筒，12.隔環，13.內中心管，14.外中心管，15.鎖環座，16.坐封剪釘，17.鎖環，18.坐封缸套，19.坐封柱塞，20.坐封柱塞座，21.缸套座，22.下接頭。

具體實施方式

上接頭1外壁下端依次連接上缸套3、中缸套6、下缸套9，上接頭內壁下端依次連接內中心管13及下接頭22，外中心管14順次與上平衡柱塞4螺紋連接、與中平衡柱塞8及下平衡柱塞10經限位卡塊7連接、與鎖環座15螺紋連接。外中心管14依次與上缸套3、中缸套6、下缸套9密封裝配，內中心管13與外中心管14同心安裝并可以沿軸向相對滑動，上平衡柱塞4、中平衡柱塞8、下平衡柱塞10與上缸套3、中缸套6、下缸套9及與外中心管14之間密封裝配并形成三個平衡液壓腔。上缸套3與上平衡柱塞4之間設置解封剪釘5，鎖環17與坐封柱塞19連接，鎖環座15與鎖環17之間設置坐封剪釘16，坐封缸套18與缸套座21及下接頭22連接。在下缸套9與鎖環座15之間安裝有密封膠筒11及隔環12，在坐封柱塞19與缸套座21之間安裝有坐封柱塞座20，在上缸套3、中缸套6和下缸套9上均開有進液孔A、B、C，分別連通三個平衡液壓腔與油套環形空間，在內中心管上開有進液孔D，連通坐封液壓腔，在各個密封位置安裝有密封圈2。在密封膠筒11處于密封狀態下，當密封膠筒11上部壓力增高對密封膠筒11產生向下的推力時，密封膠筒11上部的壓力經A、B、C進液孔分別作用在4、8、10三個平衡柱塞上產生向上的平衡力，阻抗密封膠筒11下行解封。