CN202707015U

CN202707015U - 平衡压差式套管外封隔器

Info

Publication number: CN202707015U
Application number: CN 201220186705
Authority: CN
Inventors: 刘玉民; 杨智光; 许国林; 韩海生
Original assignee: Daqing Petroleum Administration Bureau; China National Petroleum Corp
Current assignee: Daqing Petroleum Administration Bureau; China National Petroleum Corp
Priority date: 2012-04-26
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2022-04-26

Abstract

一种平衡压差式套管外封隔器。该平衡压差式套管外封隔器，包括接箍，接箍上端连接护丝，接箍下端连接提升短节，所述的提升短节下端连接阀体，阀体壁上的通孔内由外向内依次设有盖板、阀环体及断裂杆，断裂杆延伸至阀体内，阀体的阀孔内设有施工阀、锁紧阀及限压阀，阀体外壁沿周向上均匀分布有扶正块，阀体下端连接有中心管，中心管下端连接有胶筒接箍及短节，中心管外壁套有胶筒，胶筒两端分别嵌进胶筒接头上的燕尾槽中，胶筒上下端外壁分别套有支撑环，支撑环卡在胶筒接头的台肩上。该封隔器安装便捷，有效发挥了套管外封隔器的作用。

Description

平衡压差式套管外封隔器

技术领域

本实用新型属于在油田钻井领域中一种工具，特别是一种平衡压差式套管外封隔器。

背景技术

套管外封隔器是国内外油田必备的固井工具，对防止固井后套管外喷冒、环空混窜、地层蠕动滑移最终导致套管损坏等问题的发生，起到一定作用，进而提高固井质量、增加油井产量及延长油水井寿命。

为了改善工况条件、提高固井泵车使用寿命，采用清水替代钻井液进行固井顶替作业。替压后套管内为清水,而套管外是平均密度为1.7g/cm3左右的钻井液。若按照深度为1200m的井计，井底的套管内外压差可达8.4MPa。根据套管外封隔器下入的深度不同，套管外封隔器承受的内外压差将在4.5～7.0MPa范围内变化。常规的套管外封隔器的剪销压力一般为16～18MPa。清水替压后附加压差，剪销压力将达21.5～25MPa,已超过现场允许的压力（20MPa）,无法满足现场施工要求。也就是说，现场可操作的最高压力20MPa无法打开套管外封隔器。虽然当时国内外套管外封隔器已经很成熟，但是所有的套管外封隔器均不具备平衡套管内外压差的功能，限制了套管外封隔器的使用。现有的平衡压差式套管外封隔器，解决了上述难题。在油田使用效果表明：套管柱试压合格率为100%,有效地控制了套管外环空混窜。但是在使用过程中，发现还存在以下缺点：（1）依靠存在梯度分级的卡簧-马牙环机构实现施工阀的平衡压差功能，安装不方便；（2）依靠卡簧实现锁紧阀的锁紧功能，安装不方便；（3）断裂杆与厚度很薄的内套连接及密封，安装不方便；（4）胶筒部件的支撑环定位依靠扶正环与阀体焊接，组装工艺复杂。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本实用新型提供一种平衡压差式套管外封隔器，该封隔器安装便捷，有效发挥了套管外封隔器的作用。

本实用新型的技术方案是：该平衡压差式套管外封隔器，包括接箍，接箍上端连接护丝，接箍下端连接提升短节，所述的提升短节下端连接阀体，阀体壁上的通孔内由外向内依次设有盖板、阀环体及断裂杆，断裂杆延伸至阀体内，阀体的阀孔内设有施工阀、锁紧阀及限压阀，阀体外壁沿周向上均匀分布有扶正块，阀体下端连接有中心管，中心管下端连接有胶筒接箍及短节，中心管外壁套有胶筒，胶筒两端分别嵌进胶筒接头上的燕尾槽中，胶筒上下端外壁分别套有支撑环，支撑环卡在胶筒接头的台肩上。

本实用新型具有如下有益效果：（1）保证套管外环空的密封性，提高固井质量，解决影响套管外环空的密封性的问题；（2）杜绝或减少水泥浆对产层的污染，提高油气井产量；（3）预防或延缓套管损坏，延长油水气井的寿命，提高油气井产量，降低开发成本；（4）结构简单，密封可靠，承压能力高，耐高温、对裸眼井径要求不高；（5）可用任何密度介质进行打开、坐封；（6）异常情况下锁紧密封可靠；（7）大井径中环空封隔效果强。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构示意图；

附图2是附图1中施工阀、锁紧阀及限压阀的示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1及图2所示，该平衡压差式套管外封隔器包括接箍2，接箍2上端连接护丝1，接箍2下端连接提升短节3，所述的提升短节3下端连接阀体4，阀体4壁上的通孔内由外向内依次设有盖板39、阀环体38及断裂杆5，断裂杆5延伸至阀体4内，阀体4的阀孔内设有施工阀、锁紧阀及限压阀，阀体4外壁沿周向上均匀分布有扶正块6，阀体4下端连接有中心管9，中心管9下端连接有胶筒接箍11及短节12，中心管9外壁套有胶筒8，胶筒8两端分别嵌进胶筒接头40上的燕尾槽中，胶筒8上下端外壁分别套有支撑环7，支撑环7卡在胶筒接头40的台肩上。依靠胶筒8端部胶筒接头43的台肩限制支撑环7向胶筒方向移动，不但组装简便，而且杜绝了密封件受高温焊接影响。

施工阀阀孔下部外壁开有一槽，槽内装有外壁开进液孔的弹簧套23；弹簧套23内装有弹簧22，上部装有带孔的弹簧座21，槽用盖板盖封后与阀环体38外壁焊接；施工阀中的阀芯19装入阀孔，将阀芯19最下部顶到弹簧座21上，阀芯19的下部有两个密封圈20，在阀环体38的外壁对应阀芯19两个密封圈之间开有流道，流道用盖板盖封后与阀环体38外壁焊接；阀芯19上端安装有弹簧18、单流阀芯17、单流阀座15，单流阀座15下端套有密封圈16，单流阀座15上端通过施工阀销钉13与施工阀压帽14连接，施工阀压帽14与施工阀阀孔的上部通过螺纹连接。施工阀采用弹簧储能-单流阀定位的结构，不但组装便捷，而且还具备了无梯度、无级地平衡管内外静液柱压差的功能，任何密度介质固井替压，提高了打开压力精度。

锁紧阀阀孔下端的关闭阀芯26套有密封圈24和弹簧25，关闭阀芯26的上端安装有开启阀芯27，开启阀芯27上装有密封圈28，开启阀芯27上端套有剪销帽29，剪销帽29通过锁紧阀销钉31与锁紧阀压帽30连接，锁紧阀压帽30与锁紧阀阀孔的上部通过螺纹连接。锁紧阀采用开关双芯式的锁紧方式，不但组装便捷，而且还提高了锁紧的可靠性，从而确保了套管试压合格。异常情况下锁紧密封可靠。

限压阀阀孔内设有限压阀芯32，限压阀芯32与阀孔内壁接触面之间设有密封圈33，限压阀芯32上方设有剪销帽34，剪销帽34通过限压阀销钉36与限压阀压帽35连接，限压阀压帽35与限压阀阀孔的上部通过螺纹连接。

断裂杆5上套有密封圈37与阀环体38密封连接，其外焊接盖板39。断裂杆连接方便、密封压力分等级提高。断裂杆与较厚的阀环主体连接及密封，安装方便；

胶筒8内部设有帘布41，胶筒8两端嵌进胶筒接头43上的燕尾槽中，并通过绳索42与胶筒接头40缠绕连接。采用燕尾槽式胶筒接头及加长型支撑环，胶筒环空密封压力＞30MPa(胶筒外径180mm、膨胀到井径253mm)。

胶筒8两侧的胶筒接头40通过螺栓10分别与阀体4及胶筒接箍11连接。

使用时，将新型平衡压差式套管外封隔器与套管连接,下入井内预定位置。注完水泥浆后,顶替胶塞经过新型平衡压差式套管外封隔器,将其阀座4处的断裂杆5撞断,露出进液孔。此后,施工阀一直处于动态平衡状态,即确保施工阀内外静液柱压力平衡,从而使施工阀销钉13的压力环境与地面相同。碰压并常规试压后,继续升压,以地面所测试的剪销压力打开施工阀。高压液体经过施工阀作用到锁紧阀开启阀芯27，剪断锁紧阀销钉31，通道打开，高压液体经过常开式限压阀进入胶筒8,使胶筒8膨胀并贴挤井壁。当胶筒8内压力达到某一限定值时,限压阀销钉36剪断，限压阀阀芯32将进入胶筒8的通道关闭。至此, 新型平衡压差式套管外封隔器完成坐封,套管外环空被胶筒8可靠封隔。泄压后或在胶筒8失效情况下,锁紧阀关闭阀芯26在弹簧25作用下自动关闭进入胶筒8的通道,确保套管柱试压合格。

Claims

1.一种平衡压差式套管外封隔器，包括接箍(2)，接箍（2）上端连接护丝（1），接箍（2）下端连接提升短节（3），其特征在于：所述的提升短节（3）下端连接阀体（4），阀体（4）壁上的通孔内由外向内依次设有盖板(39)、阀环体(38)及断裂杆（5），断裂杆（5）延伸至阀体（4）内，阀体（4）的阀孔内设有施工阀、锁紧阀及限压阀，阀体（4）外壁沿周向上均匀分布有扶正块（6），阀体（4）下端连接有中心管（9），中心管（9）下端连接有胶筒接箍（11）及短节（12），中心管（9）外壁套有胶筒（8），胶筒（8）两端分别嵌进胶筒接头（40）上的燕尾槽中，胶筒（8）上下端外壁分别套有支撑环（7），支撑环（7）卡在胶筒接头（40）的台肩上。

2.根据权利要求1所述的平衡压差式套管外封隔器，其特征在于：施工阀阀孔下部外壁开有一槽，槽内装有外壁开进液孔的弹簧套(23)；弹簧套(23)内装有弹簧(22)，上部装有带孔的弹簧座(21)，槽用盖板盖封后与阀环体(38)外壁焊接；施工阀中的阀芯(19)装入阀孔，将阀芯(19)最下部顶到弹簧座(21)上，阀芯(19)的下部有两个密封圈(20)，在阀环体(38)的外壁对应阀芯(19)两个密封圈之间开有流道，流道用盖板盖封后与阀环体(38)外壁焊接；阀芯(19)上端安装有弹簧（18）、单流阀芯（17）、单流阀座（15），单流阀座（15）下端套有密封圈（16），单流阀座（15）上端通过施工阀销钉（13）与施工阀压帽（14）连接，施工阀压帽（14）与施工阀阀孔的上部通过螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的平衡压差式套管外封隔器，其特征在于：锁紧阀阀孔下端的关闭阀芯（26）套有密封圈（24）和弹簧（25），关闭阀芯（26）的上端安装有开启阀芯（27），开启阀芯（27）上装有密封圈（28），开启阀芯（27）上端套有剪销帽（29），剪销帽（29）通过锁紧阀销钉（31）与锁紧阀压帽（30）连接，锁紧阀压帽（30）与锁紧阀阀孔的上部通过螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的平衡压差式套管外封隔器，其特征在于：限压阀阀孔内设有限压阀芯（32），限压阀芯（32）与阀孔内壁接触面之间设有密封圈（33），限压阀芯（32）上方设有剪销帽（34），剪销帽（34）通过限压阀销钉（36）与限压阀压帽（35）连接，限压阀压帽（35）与限压阀阀孔的上部通过螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的平衡压差式套管外封隔器，其特征在于：断裂杆（5）上套有密封圈（37）与阀环体（38）密封连接，其外焊接盖板（39）。

6.根据权利要求1所述的平衡压差式套管外封隔器，其特征在于：胶筒（8）内部设有帘布（41），胶筒（8）两端嵌进胶筒接头（43）上的燕尾槽中，并通过绳索（42）与胶筒接头（40）缠绕连接。

7.根据权利要求1所述的平衡压差式套管外封隔器，其特征在于：胶筒（8）两侧的胶筒接头（40）通过螺栓（10）分别与阀体（4）及胶筒接箍（11）连接。