CN219795209U - 一种自验封封隔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自验封封隔器，涉及石油开采设备技术领域。包括上心轴套设有上轴套，其外套设有上胶筒组，第一套环上设有旁通孔；中心轴设有用于连通外轴套与验封球座的验封传压通道；上轴套的下端套接于有第二套环，下心轴还套设有第三套环和下轴套，第三套环上端延伸至外轴套内部；下轴套设有下胶筒组；在外轴套的下端和第三套环的上端与下心轴之间形成下旁通道；下心轴的下端延伸并穿过锁定总成的内部。通过两组胶筒芯轴与中心管之间增加了旁通通道，解决了现有技术中无法对下封隔器进行验封以及无法判断胶筒的密封性能的问题，从而方便胶筒压力平衡和顺利解封。

Description

一种自验封封隔器

技术领域

本实用新型涉及石油开采设备技术领域，具体而言，涉及一种自验封封隔器。

背景技术

石油是指气态、液态和固态的烃类混合物，具有天然的产状。石油又分为原油、天然气、天然气液及天然焦油等形式，但习惯上仍将“石油”作为“原油”的定义用。原油是埋藏在岩石地层里被开采出来的石油，保持着其原有的物理化学形态，需要进行开采、提炼方能使用。

在石油开采过程中，通常需要在不同深度或位置进行修井或测试，或者更换井下设备和管道等操作。这些工作需要在井下形成可靠的封堵，以防止流体泄漏或井壁塌陷等问题，否则会导致严重的安全事故和生产损失。因此，封隔器作为一种地下钻井工具，可以实现临时性的、可控的封隔，在施工、维护和测试过程中起到非常关键的作用。封隔器通过密封装置组成的***，可在井下形成可靠的临时密封，使操作更加安全、有效。同时，在生产过程中，封隔器也可以用来调节井内压力、控制流量和分层开发，从而提高采油率和生产效益。

虽然目前有很多种封隔器，例如RTTS封隔器，但其在运用中仍具有一些缺点，例如，在我国的塔里木盆地油气田普遍具有油藏埋藏深、层系多、温度高、地下水系矿化度高等特性。早期开发的油田套管腐蚀非常严重，出现多处穿孔、长距离的漏失井段需要封堵，井下作业采取的补孔改层措施，同时也需要对原生产井段进行封堵，常用的措施就是采用机械或液压双封管柱进行卡封，但由于其工具的结构特点，部分机械式双封管柱对下层封隔器无法进行验封，无法确定封堵效果；再者部分液压自验封封隔器由于结构设计不足，缺乏现场可操作性，无法判断验封通道是否正常开启，也就无法判断胶筒的密封性能。为此，结合现场需要以及对现有工具的改进创新，需要开发出一种新型机械式自验封封隔器配套管柱。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自验封封隔器，其能够针对于现有技术的不足，提出解决方案，解决现有技术中无法判断胶筒的密封性能的问题，从而方便胶筒压力平衡和顺利解封。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种自验封封隔器，其包括，顺次连接并形成通道的上接头、上心轴、外轴套、中心轴、下心轴、锁定总成以及下接头；且述外轴套的上端和下端分别延伸至所述上心轴的外部和下心轴的外部；

所述上心轴套设有上轴套，所述上轴套外套设有上胶筒组，其中，所述上接头和所述上轴套之间还套接有第一套环，所述第一套环上设有旁通孔；

所述上心轴和所述中心轴内部，对应套设所述外轴套的位置设有验封球座；所述中心轴设有用于连通所述外轴套与所述验封球座的验封传压通道；

所述上轴套的下端套接于有第二套环，其中，所述第二套环的下端套接所述外轴套的上端；

所述下心轴还套设有第三套环和下轴套，所述第三套环其上端延伸至所述外轴套的上端内部；所述下轴套上套设有下胶筒组；其中，在所述外轴套的下端和所述第三套环的上端，与所述下心轴之间还形成下旁通道；

所述下心轴的下端延伸并穿过所述锁定总成的内部。

进一步地，在本实用新型中，上述验封球座为分瓣球座，其内设有分瓣爪头，以及其内壁设有用于适配所述分瓣爪头的凹槽。

进一步地，在本实用新型中，上述上胶筒组设有两个上胶筒，其中间还设有隔环。

进一步地，在本实用新型中，上述下胶筒组设有两个下胶筒，其中间还设有隔环。

进一步地，在本实用新型中，上述下心轴包括，第一下心轴和第二下心轴，其中，所述第二下心轴的端部套接于所述第一下心轴的端部；

锁定总成套设于所述第一下心轴和第二下心轴上；所述下接头位于所述第二下心轴的末端。

进一步地，在本实用新型中，上述锁定总成包括：卡瓦锥体、卡瓦销、卡瓦、卡瓦环、摩擦块、板簧、螺栓、护圈以及护套；

所述卡瓦锥体的斜面至少部分位于所述卡瓦销的下端，所述卡瓦销的端部通过所述卡瓦嵌入式连接所述卡瓦环；

所述卡瓦环套设于所述第一下心轴和第二下心轴的连接位置；所述第二下心轴套设有摩擦块，所述摩擦块与所述第二下心轴之间设有板簧；所述摩擦块的第一端与所述卡瓦环连接，其第二端通过所述螺栓和所述护圈与所述护套连接。

进一步地，在本实用新型中，上述自验封封隔器外径为7英寸，长度为2458mm。

进一步地，在本实用新型中，上述验封球座的内通径为35mm～55mm，其投球直径为38mm。

本实用新型至少具有如下优点或有益效果：

通过顺次连接并形成通道的上接头、上心轴、外轴套、中心轴、下心轴、锁定总成以及下接头；且述外轴套的上端和下端分别延伸至所述上心轴的外部和下心轴的外部；所述上心轴套设有上轴套，所述上轴套外套设有上胶筒组，其中，所述上接头和所述上轴套之间还套接有第一套环，所述第一套环上设有旁通孔；所述上心轴和所述中心轴内部，对应套设所述外轴套的位置设有验封球座；所述中心轴设有用于连通所述外轴套与所述验封球座的验封传压通道；所述上轴套的下端套接于有第二套环，其中，所述第二套环的下端套接所述外轴套的上端；所述下心轴还套设有第三套环和下轴套，所述第三套环其上端延伸至所述外轴套的上端内部；所述下轴套上套设有下胶筒组；其中，在所述外轴套的下端和所述第三套环的上端，与所述下心轴之间还形成下旁通道；所述下心轴的下端延伸并穿过所述锁定总成的内部。通过两组胶筒芯轴与中心管之间增加了旁通通道，下井前通道处于打开状态，坐封时胶筒芯轴上行通道关闭，解封时又可打开通道，解决了现有技术中无法判断验封通道是否正常开启，也就无法判断胶筒的密封性能以及无法对下封隔器进行验封的问题，从而方便胶筒压力平衡和顺利解封。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的一种自验封封隔器的结构示意图；

图2为图1中A部分的局部结构示意图；

图3为图1中B部分的局部结构示意图；

图4是图1中C部分的局部结构示意图；

图5为图1中锁定总成部分的结构示意图。

图标：101-上接头、102-第一套环、103-旁通孔、104-上心轴、105-上轴套、106-上胶筒组、107-第二套环、108-验封球座、109-中心轴、110-隔环、111-外轴套、112-验封传压通道、113-下旁通道、114-下胶筒组、115-第一下心轴、116-锁定总成、117-下接头、118-卡瓦锥体、119-下轴套、120-第三套环、121-第二下心轴、122-卡瓦销、123-卡瓦、124-卡瓦环、125-摩擦块、126-板簧、127-螺栓、128-护圈、129-护套。

具体实施方式

为使本实用新型的所述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参照图1至4，图1所示为本实施例提供一种自验封封隔器，其包括：顺次连接并形成通道的上接头101、上心轴104、外轴套111、中心轴109、下心轴、锁定总成116以及下接头117；且述外轴套111的上端和下端分别延伸至所述上心轴104的外部和下心轴的外部；所述上心轴套设有上轴套105，所述上轴套105外套设有上胶筒组106，其中，所述上接头101和所述上轴套105之间还套接有第一套环102，所述第一套环102上设有旁通孔103；所述上心轴104和所述中心轴109内部，对应套设所述外轴套111的位置设有验封球座108；所述中心轴109设有用于连通所述外轴套111与所述验封球座108的验封传压通道112；所述上轴套105的下端套接于有第二套环107，其中，所述第二套环107的下端套接所述外轴套111的上端；所述下心轴还套设有第三套环120和下轴套119，所述第三套环120其上端延伸至所述外轴套111的上端内部；所述下轴套119上套设有下胶筒组114；其中，在所述外轴套111的下端和所述第三套环120的上端，与所述下心轴之间还形成下旁通道113；所述下心轴的下端延伸并穿过所述锁定总成116的内部。

本实施例中，上述自验封封隔器为机械坐封形式，结构原理类似RTTS封隔器，操作简单，通过上述验封球座108的投球实现自验封功能，解决了；通过两组胶筒芯轴与中心管之间增加了旁通通道，下井前通道处于打开状态，坐封时胶筒芯轴上行通道关闭，解封时又可打开通道，解决了现有技术中无法判断验封通道是否正常开启，也就无法判断胶筒的密封性能的问题，从而方便胶筒压力平衡和顺利解封。

需要说明的是，在具体工作中，封隔原理是当封隔器下到预定位置后，投入钢球，注水打压，当压力达到预定值时，将压力突然降为0，封隔器坐封，将生产层和出水层进行封隔。现有技术中，在下卡封管柱的时候通常需要的下两个分隔器，把出水层(生产层前)，它是把该层要卡住，当正常验封时，只能验封上面的出水层，下面的生产层无法进行验封，因此下端生产层(油层)是否封隔好，无法进行验封，从而无法获知生产层封隔是否正常，达不到施工要求。本申请中，通过将封隔器设置为双胶筒，通过上胶筒组106配合设置的旁通孔103实现上部分封隔，通过其油管、下旁通道113配合下胶筒组114实现下面的封隔，当下到井里面以后可以进行全封隔，具体而言，通过两组胶筒可以单独进行验封，解决现有技术是只有一个胶筒，仅能实现验封上胶筒，也即，现有技术中只能通过套管实现单一的验封；而本申请通过上下两组胶筒，可实现上、下单独封隔和验封。在上面的封隔验封时，从套管可以直接打压可以验，该封隔是否符合封隔要求，下面的封隔，可以从油管去打压，进行验封，当油管打压时，由于其本身和套管连通的，当通过封隔器坐封后，刚好这两个胶筒把油管和套管给封隔了，封隔以后进行打压验封，当看到压力不降时，说明该封隔器起作用了，说明该封隔器的坐封合格了。否则，如果压力下降说明封隔器坐隔没有封住，说明封隔不合格，从而可以得到上、下均验封的验证效果。此外，如果是需要关闭通道，可以再投个坐封球下去，然后进行打压，可以直接就把该通道关闭，从而不会对以后的生产方面造成影响。

实施例2

请参照图2，本实施例提供一种自验封封隔器，其包括，顺次连接并形成通道的上接头101、上心轴104、外轴套111、中心轴109、下心轴、锁定总成116以及下接头117；且述外轴套111的上端和下端分别延伸至所述上心轴104的外部和下心轴的外部；所述上心轴套设有上轴套105，所述上轴套105外套设有上胶筒组106，其中，所述上接头101和所述上轴套105之间还套接有第一套环102，所述第一套环102上设有旁通孔103；所述上心轴104和所述中心轴109内部，对应套设所述外轴套111的位置设有验封球座108；所述中心轴109设有用于连通所述外轴套111与所述验封球座108的验封传压通道112；所述上轴套105的下端套接于有第二套环107，其中，所述第二套环107的下端套接所述外轴套111的上端；所述下心轴还套设有第三套环120和下轴套119，所述第三套环120其上端延伸至所述外轴套111的上端内部；所述下轴套119上套设有下胶筒组114；其中，在所述外轴套111的下端和所述第三套环120的上端，与所述下心轴之间还形成下旁通道113；所述下心轴的下端延伸并穿过所述锁定总成116的内部。

所述验封球座108为验封传压力通道关闭分瓣球座，其内设有分瓣爪头，以及其内壁设有用于适配所述分瓣爪头的凹槽。所述上胶筒组106设有两个上胶筒，其中间还设有隔环110。所述下胶筒组114设有两个下胶筒，其中间还设有隔环110。所述下心轴包括，第一下心轴115和第二下心轴121，其中，所述第二下心轴121的端部套接于所述第一下心轴121的端部；锁定总成116套设于所述第一下心轴115和第二下心轴121上；所述下接头117位于所述第二下心轴121的末端。

封隔器设置的验封球座管柱入井，到设计坐封位置后上提旋转下放管柱使封隔器坐封，坐封完成后主通道投球至验封球座打压至15-20MPa验证两组胶筒密封性能，验封完成后提高压力击落验封球座；紧接着投尺寸更大的球至分瓣球座，提高排量将球座击落，此时球座下移关闭验封通道，此时，分瓣球座，其内设的分瓣爪头张开，钢球落井形成全通径。

验封球座，在封隔器机械坐封完成后，从管柱内投入钢球入座，此时管柱内形成密封，以此来验证两组胶筒的密封性，如果验封成功，则提高压力将球座击落，然后二次投球将验封通道关闭即可进行下步作业施工。

作为一种优选实施例，独特的验封通道设计，在验封完后可投球关闭，保证两组胶筒都能起到密封作用，任何一组胶筒失封都不会影响封隔器整体密封性能。下井前验封通道打开，在验封结束后投球入分瓣球座，大排量打压约12MPa将分瓣球座击落，钢球落井，分瓣爪头张开锁定在内壁凹槽处，保证验封通道不会随井底压力波动而意外打开，长期密封。

实施例3

请参照图5所示，一种自验封封隔器，其中，所述锁定总成116包括：卡瓦锥体118、卡瓦销122、卡瓦123、卡瓦环124、摩擦块125、板簧126、螺栓127、护圈128以及护套129；所述卡瓦锥体118的斜面至少部分位于所述卡瓦销122的下端，所述卡瓦销122的端部通过所述卡瓦123嵌入式连接所述卡瓦环124；所述卡瓦环124套设于所述第一下心轴115和第二下心轴121的连接位置；所述第二下心轴121套设有摩擦块125，所述摩擦块125与所述第二下心轴121之间设有板簧126；所述摩擦块125的第一端与所述卡瓦环124连接，其第二端通过所述螺栓127和所述护圈128与所述护套129连接。

使用时，首先检查产品合格证，记录出厂检验时间，辨别产品密封件是否已经过了有效期，各螺纹连接处是否已经上紧。根据管柱工艺连接好所有工具，下放管柱时将封隔器摩擦块换位到芯轴短槽处，要严格控制下放速度，缓慢下放入中途遇到悬重有增加，停止下放，上提管柱一定距离后再继续下放，直到下放的设计深度。从管柱下放到位后，根据下井深度计算管柱伸长量再加封隔器芯轴换位槽短槽长度，在此基础上适当增加上提距离，旋转下放管柱，观察指重表吨位有无减少，如果悬重有明显下降，说明封隔器已进入长换位槽，继续下放重量至封隔器坐封吨位(要减掉管柱摩阻)，封隔器坐封完成。

正验封时投入验封钢球，缓慢泵送至验封球座，缓慢打压至15MPa进行验封，验封合格后增大压力击落球座；解验封结束后管柱内再次投入钢球至分瓣球座处，井口大排量打压至12～15MPa将分瓣球座剪销剪断，球座下行并张开，钢球落井，验封通道关闭。

作为一种优选实施例，所述自验封封隔器外径为7英寸，长度为2458mm。所述验封球座108的内通径为35mm～55mm，其投球直径为38mm。由于要申请的自验封封隔器相对于RTTS封隔器长度在1.3米到1.5米，本申请使用2458mm自验封封隔器，即2.458米，使用较长的封隔器可以覆盖更广泛的井壁，从而确保更大的密封面积，减少泄漏的风险。此外，较长的封隔器通常比短的封隔器更加稳定。在施加压力时，长型封隔器更容易保持平衡，不易出现晃动或变形，从而可以帮助确保封隔器的密封性能，并减少因操作失误而导致的损坏风险。总之，较长的封隔器可以提高封隔效果并减少操作风险。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本实用新型实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型实施例范围的所有变更和修改。

以上对本实用新型所提供的一种自验封封隔器，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种自验封封隔器，其特征在于，包括：顺次连接并形成通道的上接头、上心轴、外轴套、中心轴、下心轴、锁定总成以及下接头；且述外轴套的上端和下端分别延伸至所述上心轴的外部和下心轴的外部；

所述上心轴套设有上轴套，所述上轴套外套设有上胶筒组，其中，所述上接头和所述上轴套之间还套接有第一套环，所述第一套环上设有旁通孔；

所述上心轴和所述中心轴内部，对应套设所述外轴套的位置设有验封球座；所述中心轴设有用于连通所述外轴套与所述验封球座的验封传压通道；

所述上轴套的下端套接于有第二套环，其中，所述第二套环的下端套接所述外轴套的上端；

所述下心轴还套设有第三套环和下轴套，所述第三套环其上端延伸至所述外轴套的上端内部；所述下轴套上套设有下胶筒组；其中，在所述外轴套的下端和所述第三套环的上端，与所述下心轴之间还形成下旁通道；

所述下心轴的下端延伸并穿过所述锁定总成的内部。

2.根据权利要求1所述的自验封封隔器，其特征在于，所述验封球座为分瓣球座，其内设有分瓣爪头，以及其内壁设有用于适配所述分瓣爪头的凹槽。

3.根据权利要求1或2所述的自验封封隔器，其特征在于，所述上胶筒组设有两个上胶筒，其中间还设有隔环。

4.根据权利要求1或2所述的自验封封隔器，其特征在于，所述下胶筒组设有两个下胶筒，其中间还设有隔环。

5.根据权利要求1所述的自验封封隔器，其特征在于，所述下心轴包括，第一下心轴和第二下心轴，其中，所述第二下心轴的端部套接于所述第一下心轴的端部；

锁定总成套设于所述第一下心轴和第二下心轴上；所述下接头位于所述第二下心轴的末端。

6.根据权利要求5所述的自验封封隔器，其特征在于，所述锁定总成包括：卡瓦锥体、卡瓦销、卡瓦、卡瓦环、摩擦块、板簧、螺栓、护圈以及护套；

所述卡瓦锥体的斜面至少部分位于所述卡瓦销的下端，所述卡瓦销的端部通过所述卡瓦嵌入式连接所述卡瓦环；

所述卡瓦环套设于所述第一下心轴和第二下心轴的连接位置；所述第二下心轴套设有摩擦块，所述摩擦块与所述第二下心轴之间设有板簧；所述摩擦块的第一端与所述卡瓦环连接，其第二端通过所述螺栓和所述护圈与所述护套连接。

7.根据权利要求1或2或5所述的自验封封隔器，其特征在于，所述自验封封隔器外径为7英寸，长度为2458mm。

8.根据权利要求1或2或5所述的自验封封隔器，其特征在于，所述验封球座的内通径为35mm～55mm，其投球直径为38mm。