长效自锁封隔器.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921757716.0 (22)申请日 2019.10.20 (73)专利权人 中国石油化工股份有限公司 地址 100020 北京市朝阳区朝阳门北大街 22号 专利权人 中国石油化工股份有限公司胜利 油田分公司石油工程技术研究院 (72)发明人 孙德旭刘晋伟李永康张卫卫 孙金峰郭慧梁秀红崔洪辰 (74)专利代理机构 北京鼎德宝专利代理事务所 (特殊普通合伙) 11823 代理人 牟炳彦 (51)Int.Cl. E21B 33/126(2006.01) (54)实用新型名称 。

2、长效自锁封隔器 (57)摘要 本实用新型公开了一种长效自锁封隔器， 长 效自锁封隔器包括中心管， 中心管上设置有传压 孔， 中心管的外圆上还设置有凸台； 上接头与下 接头， 分别连接于中心管的上下端； 解封机构， 解 封机构的上部与上接头固定连接； 锁紧机构， 与 解封机构的下部相连接； 控制环， 设置于解封机 构与上接头之间； 固定结构， 其上端与锁紧机构 的下端相连接， 与中心管之间形成空腔， 锁紧机 构的下端部位于空腔内， 空腔与传压孔相通； 灌 油坐封机构， 其上部设置于空腔的下部， 其下端 部与固定结构固定连接； 缸套， 连接于灌油坐封 机构的下端， 缸套上设置有与灌油坐封机构相通 。

3、的灌油口。 本实用新型的封隔器损坏不影响分注 管柱密封性及封隔器可自动涨封， 防止层间窜 通。 权利要求书1页 说明书6页 附图5页 CN 210798917 U 2020.06.19 CN 210798917 U 1.长效自锁封隔器， 其特征在于： 包括， 中心管， 所述中心管上设置有传压孔， 所述中心管的外圆上还设置有凸台； 上接头， 连接于所述中心管的上部； 下接头， 连接于所述中心管的下部； 解封机构， 所述解封机构的上部与所述上接头固定连接； 锁紧机构， 与所述解封机构的下部相连接， 包括固定部件与活动部件； 控制环， 设置于所述解封机构与所述上接头之间； 上挡碗， 其上端与所述锁紧。

4、机构的固定部件相连接， 所述上挡碗与所述中心管之间形 成环形空间， 所述传压孔与环形空间相通； 所述锁紧机构的活动部件位于所述上挡碗与所 述中心管形成的环形空间内， 所述活动部件位于所述中心管的凸台上方， 所述中心管的凸 台的外侧与所述上挡碗的内侧壁之间均留有缝隙； 灌油坐封机构， 所述灌油坐封机构包括活动部件及固定部件， 所述灌油坐封机构的活 动部件设置于所述上挡碗与所述中心管之间形成环形空间内， 所述灌油坐封机构的固定部 件的上端部与所述上挡碗的下端固定连接； 下挡碗， 与所述灌油坐封机构的固定部件的下端固定连接； 缸套， 连接于所述下挡碗的下端， 所述缸套上设置有灌油口， 所述灌油口与灌。

5、油坐封机 构相通。 2.如权利要求1所述的长效自锁封隔器， 其特征在于： 所述解封机构包括， 解封套， 其上端部与所述上接头固定连接， 所述解封套与所述中心管形成环形空间， 所 述控制环位于所述解封套与所述中心管形成的环形空间内， 所述控制环与所述解封套通过 剪钉相连接； 解封活塞， 设置于所述解封套与所述中心管形成的环形空间内， 位于控制环的下方； 解封环， 安装于所述解封活塞的下端， 套接于所述中心管的外侧， 所述解封环的下端与 所述传压孔相通。 3.如权利要求2所述的长效自锁封隔器， 其特征在于： 所述锁紧机构包括， 锁紧接头， 为固定部件， 连接与所述解封套的下端， 所述解封环位于所述。

6、锁紧接头的内 部； 锁紧环， 为活动部件， 位于所述锁紧接头与所述解封环的下端， 其上端与所述解封环的 下端固定连接， 所述锁紧环的外侧壁与所述上挡碗的内侧壁留有缝隙； 弹簧， 设置于所述的锁紧环的下方， 位于所述中心管的凸台的上方； 通道， 由所述锁紧接头的下端面与所述锁紧环的上端面形成。 4.如权利要求3所述的长效自锁封隔器， 其特征在于： 所述灌油坐封机构包括， 液缸活塞， 为所述灌油坐封机构的活动部件， 且位于所述中心管凸台的下侧； 胶筒， 设置于所述中心管的外侧， 其上端与所述上挡碗的下端相连接， 所述胶筒的下端 与所述下挡碗相连接， 所述下挡碗与所述下接头的上端留有进油通道。 5.。

7、如权利要求4所述的长效自锁封隔器， 其特征在于： 还包括挡环， 所述挡环设置于所 述缸套的下方， 与所述下接头固定连接。 权利要求书 1/1 页 2 CN 210798917 U 2 长效自锁封隔器 技术领域 0001 本实用新型属于油田注水工具领域， 具体涉及一种长效自锁封隔器。 背景技术 0002 扩张式封隔器是注水油田常见的分层工具之一， 目前常用的扩张式封隔器一般是 采用注水时配水器节流实现坐封， 停注解封的方式。 目前的封隔器使用中， 存在以下问题： 随着油藏精细划分的需求， 层系划分越来越细， 一口分注井通常需要多级封隔器配合， 而一 旦存在一级封隔器损坏， 则整个分注管柱失效， 。

8、需重新检换管柱， 造成极大的经济损失。 同 时在疏松砂岩油藏中应用时， 在注水压力波动及停注时封隔器解封， 易造成层间窜通， 对不 出砂地层造成污染。 实用新型内容 0003 本实用新型所要解决的技术问题是： 提供一种长效自锁封隔器， 以解决目前一级 封隔器损坏带来整个分注管柱， 经济损失大； 以及在疏松砂岩油藏中由于封隔器窜通， 对不 出砂地层造成污染等技术问题， 以实现封隔器内压力与配套管柱内压系统相对独立， 封隔 器损坏不影响分注管柱密封性以及封隔器自动涨封， 防止层间窜通的技术效果。 0004 本实用新型具体的技术方案如下： 0005 长效自锁封隔器， 包括中心管， 所述中心管上设置有。

9、传压孔， 所述中心管的外圆上 还设置有凸台； 0006 上接头， 连接于所述中心管的上部； 0007 下接头， 连接于所述中心管的下部； 0008 解封机构， 所述解封机构的上部与所述上接头固定连接； 0009 锁紧机构， 与所述解封机构的下部相连接， 包括固定部件与活动部件； 0010 控制环， 设置于所述解封机构与所述上接头之间； 0011 上挡碗， 其上端与所述锁紧机构的固定部件相连接， 所述上挡碗与所述中心管之 间形成环形空间， 所述传压孔与环形空间相通； 所述锁紧机构的活动部件位于所述上挡碗 与所述中心管形成的环形空间内， 所述活动部件位于所述中心管的凸台上方， 所述中心管 的凸台的。

10、外侧与所述上挡碗的内侧壁之间均留有缝隙； 0012 灌油坐封机构， 所述灌油坐封机构包括活动部件及固定部件， 所述灌油坐封机构 的活动部件设置于所述上挡碗与所述中心管之间形成环形空间内， 所述灌油坐封机构的固 定部件的上端部与所述上挡碗的下端固定连接； 0013 下挡碗， 与所述灌油坐封机构的固定部件的下端固定连接； 0014 缸套， 连接于所述下挡碗的下端， 所述缸套上设置有灌油口， 所述灌油口与灌油坐 封机构相通。 0015 进一步， 所述解封机构包括解封套， 其上端部与所述上接头固定连接， 所述解封套 与所述中心管形成环形空间， 所述控制环位于所述解封套与所述中心管形成的环形空间 说明书。

11、 1/6 页 3 CN 210798917 U 3 内， 所述控制环与所述解封套通过剪钉相连接； 0016 解封活塞， 设置于所述解封套与所述中心管形成的环形空间内， 位于控制环的下 方； 0017 解封环， 安装于所述解封活塞的下端， 套接于所述中心管的外侧， 所述解封环的下 端与所述传压孔相通。 0018 进一步， 所述锁紧机构包括锁紧接头， 为固定部件， 连接与所述解封套的下端， 所 述解封环位于所述锁紧接头的内部； 0019 锁紧环， 为活动部件， 位于所述锁紧接头与所述解封环的下端， 其上端与所述解封 环的下端固定连接， 所述锁紧环的外侧壁与所述上挡碗的内侧壁留有缝隙； 0020 弹。

12、簧， 设置于所述的锁紧环的下方， 位于所述中心管的凸台的上方； 0021 通道， 由所述锁紧接头的下端面与所述锁紧环的上端面形成。 0022 进一步， 所述灌油坐封机构包括液缸活塞， 为所述灌油坐封机构的活动部件， 且位 于所述中心管凸台的下侧； 0023 胶筒， 设置于所述中心管的外侧， 其上端与所述上挡碗的下端相连接， 所述胶筒的 下端与所述下挡碗相连接， 所述下挡碗与所述下接头的上端留有进油通道。 0024 进一步， 还包括挡环， 所述挡环设置于所述缸套的下方， 与所述下接头固定连接。 0025 本实用新型的实施例至少具有以下有益效果： 0026 1.本实用新型实施例包括 “所述灌油坐封。

13、机构包括液缸活塞， 设置于所述上挡碗 与所述中心管形成的环形空间内， 且位于所述中心管凸台的下侧； 胶筒， 设置于所述中心管 的外侧， 其上端与所述上挡碗的下端相连接， 所述胶筒的下端与所述下挡碗相连接， 所述下 挡碗与所述下接头的上端留有进油通道； 灌油密封钉， 安装于所述缸套的灌油口上” 等技术 方案， 使封隔器胶筒内压力与配套管柱的内压系统相对独立， 一旦胶筒损坏， 不影响配套管 柱的密封性； 同时， 依靠注入流体推动液缸活塞挤压液压油而坐封， 避免了注入流体对胶筒 内部的腐蚀、 结垢， 延长胶筒寿命， 避免后期检换因结垢导致大修作业。 0027 2.本实用新型实施例包括 “所述锁紧机构。

14、包括锁紧接头， 连接与所述解封套的下 端， 所述解封环位于所述锁紧接头的内部； 锁紧环， 位于所述锁紧接头与所述解封环的下 端， 其上端与所述解封环的下端固定连接； 弹簧， 设置于所述的锁紧环的下方， 位于所述中 心管的凸台的上方； 通道， 由所述锁紧接头的下端面与所述锁紧环的上端面形成” 等技术方 案， 使封隔器在注水压力波动及停注时， 胶筒始终处于涨封状态， 胶筒不回缩， 实现层间的 有效封隔； 且坐封压差始终与配套管柱所处最大内外压差系统正相关， 可以有效防止层间 窜通的同时实现更好的坐封效果。 0028 3.本实用新型实施例包括 “解封机构包括解封套， 其上端部与所述上接头固定连 接，。

15、 所述解封套与所述中心管形成环形空间， 所述控制环位于所述解封套与所述中心管形 成的环形空间内， 所述控制环与所述解封套通过剪钉相连接； 解封活塞， 设置于所述解封套 与所述中心管形成的环形空间内， 位于控制环的下方； 解封环， 安装于所述解封活塞的下 端， 套接于所述中心管的外侧， 所述解封环的下端与所述传压孔相通” 等技术方案， 使封隔 器可以通过旋转或反洗井两种方式解封， 便于实际应用时的洗井作业， 同时， 后期若反洗井 不通时， 可通过旋转使封隔器解封， 有效降低后期检换时大修风险。 说明书 2/6 页 4 CN 210798917 U 4 附图说明 0029 图1为本实用新型封隔器的。

16、整体结构示意图； 0030 图2为图1中A处结构的放大示意图； 0031 图3为图1中B处结构的放大示意图； 0032 图4为解封机构示意图； 0033 图5为锁紧装置示意图； 0034 图中： 10-中心管、 11-传压孔、 20-上接头、 30-下接头、 40-解封机构、 41-解封套、 42-解封活塞、 43-解封环； 50-锁紧机构、 51-锁紧接头、 52-锁紧环、 53-弹簧、 54-通道； 60-控 制环、 70-灌油坐封机构、 71-液缸活塞； 72-液压油、 73-胶筒、 74-灌油密封钉； 80-固定结构， 81-上挡碗、 82-下挡碗、 83-挡环； 90-缸套、 91-。

17、进油通道。 具体实施方式 0035 本实用新型实施例提供了一种长效自锁封隔器， 包括中心管， 中心管的上下端分 别连接有上接头和下接头， 中心管上设置有传压孔以及其外侧设置有凸台。 还包括解封机 构， 解封机构包括解封套、 解封活塞、 解封环； 控制环； 锁紧机构， 锁紧机构包括锁紧接头、 锁 紧环及弹簧； 灌油坐封机构， 灌油坐封机构包括液缸活塞、 液压油、 胶筒、 灌油密封钉； 以及 上挡碗、 下挡碗、 挡环及缸套。 其中， 上接头分别与解封套、 中心管通过螺纹连接； 控制环置 于上接头与中心管的环形空间内， 并与缸套通过剪钉连接。 解封活塞置于解封套与中心管 之间的环形空间内， 其下端安。

18、装有解封环、 锁紧接头， 其中， 解封环置于锁紧接头的内部， 并 于锁紧环通过螺纹连接。 上挡碗分别与锁紧接头、 胶筒通过螺纹连接， 其与中心管之间的环 形空间内安装有锁紧环、 弹簧， 其中， 弹簧下端置于中心管的凸台上。 液缸活塞置于上挡碗 与中心管之间的环形空间内， 液缸活塞与其他相邻部件形成的密闭空间内充满液压油； 下 挡碗分别与胶筒、 缸套通过螺纹连接， 其中， 缸套上安装有灌油密封钉； 下接头与中心管、 挡 环分别通过螺纹连接。 本实用新型的技术方案可以实现封隔器胶筒内压力与配套管柱的内 压系统相对独立， 一旦胶筒损坏， 不影响配套管柱的密封性； 以及封隔器在注水压力波动及 停注时，。

19、 胶筒始终处于涨封状态， 且坐封压差始终与配套管柱所处最大内外压差系统正相 关， 可以有效防止层间窜通， 并且可提供旋转或反洗井两种方式解封， 后期若反洗井不通 时， 可通过旋转使封隔器解封， 有效降低后期检换时大修风险。 0036 以下结合附图及实施例对本实用新型实施例的技术方案进行详细叙述： 0037 本实用新型公开了一种长效自锁封隔器， 如图1至图5所示， 长效自锁封隔器的结 构主要包括： 0038 中心管10， 所述中心管10上设置有传压孔11， 所述中心管10的外圆上还设置有凸 台。 0039 上接头20， 连接于所述中心管10的上部， 其连接方式一般为螺纹连接， 用于与所述 中心管。

20、10上端的油管相连接。 0040 下接头30， 连接于所述中心管10的下部， 其连接方式一般为螺纹连接， 用于与所述 中心管10下端的油管相连接。 0041 解封机构40， 所述解封机构40的上部与所述上接头20固定连接； 如图2及图4所示， 具体的所述解封机构40包括： 说明书 3/6 页 5 CN 210798917 U 5 0042 解封套41， 所述解封套41的上端部与所述上接头20螺纹连接， 且所述解封套41与 所述中心管10之间形成环形空间； 所述解封套41上设置有多个剪钉孔。 0043 解封活塞42， 设置于所述解封套41与所述中心管10形成的环形空间内， 所述解封 活塞42与所。

21、述中心管10以及解封套41相接触的面上均设置有密封圈。 0044 解封环43， 安装于所述解封活塞42的下端， 套接于所述中心管10的外侧， 所述解封 环43的下端的侧壁上设置有通槽， 所述通槽与所述中心管10上的传压孔11相通， 如图4所 示。 0045 还包括控制环60， 所述控制环60设置于所述解封机构40与所述上接头20之间， 所 述控制环60位于所述解封套41与所述中心管10形成的环形空间内， 位于所述解封活塞42的 上方； 所述控制环60与所述解封套41通过剪钉相连接。 0046 本实用新型还包括锁紧机构50， 与所述解封机构40的下部相连接； 如图2及图5所 示， 所述锁紧机构5。

22、0包括， 固定部件锁紧接头51， 连接于所述解封套41的下端， 所述解封环 43位于所述锁紧接头51的内部； 0047 锁紧环52， 为活动部件， 位于所述锁紧接头51与所述解封环43的下端， 其上端与所 述解封环43的下端固定连接； 0048 弹簧53， 设置于所述的锁紧环52的下方， 所述弹簧53的下端面与所述中心管10的 凸台的上端面相接触； 0049 通道54， 由所述锁紧接头51的下端面与所述锁紧环52的上端面形成， 依据封隔器 不同的使用状态， 所述通道54处于打开或者关闭状态。 0050 还包括固定结构80， 如图2及图5所示， 所述固定结构80包括上挡碗81、 下挡碗82； 上。

23、挡碗81， 其上端与所述锁紧机构的锁紧接头51相连接， 所述上挡碗81与所述中心管10之 间形成环形空间， 所述传压孔11与环形空间相通； 所述锁紧环52以及弹簧53均位于所述上 挡碗81与所述中心管10形成的环形空间内， 所述锁紧环52以及弹簧53均位于所述中心管的 凸台上方， 所述中心管的凸台的外侧与所述上挡碗的内侧壁之间均留有缝隙。 0051 灌油坐封机构70， 同样包括活动部件及固定部件， 所述灌油坐封机构70的活动部 件设置于所述上挡碗82与所述中心管10之间形成环形空间的下部， 所述灌油坐封机构70的 固定部件与所述下挡碗82固定连接。 具体的， 如图2及图3所示， 所述灌油坐封机。

24、构70包括： 0052 液缸活塞71， 为所述灌油坐封机构70的活动部件， 设置于所述上挡碗82与所述中 心管10形成的环形空间内， 且位于所述中心管10凸台的下侧； 0053 胶筒73， 设置于所述中心管10的外侧， 其上端与所述上挡碗82的下端相连接， 所述 胶筒73的下端与所述下挡碗82相连接， 连接的方式均可为螺纹连接， 所述下挡碗82与所述 下接头30的上端留有进油通道91。 0054 缸套90， 连接于所述灌油坐封机构70的下端， 具体的所述缸套90的上端与所述下 挡碗82的下端相连接， 其下端部位于所述下接头30的外侧， 所述缸套90上设置有灌油口， 所 述灌油口与灌油坐封机构7。

25、0相通。 所述灌油坐封机构70还包括灌油密封钉74， 安装于所述 缸套90的灌油口上， 用于灌油口不使用时的密封。 0055 挡环83， 所述挡环83设置于所述缸套90的下方， 与所述下接头30螺纹连接。 0056 在使用时， 本用新型是实施例的长效自锁封隔器包括以下流程： 0057 S01坐封， 先通过缸套90上的灌油口向灌油坐封机构70内注入一定量液压油， 液压 说明书 4/6 页 6 CN 210798917 U 6 油通过所述胶筒73与中心管10之间的缝隙向上渗透， 将所述液压活塞向上推动， 液压油储 存在液压活塞的下方由上挡碗82与中心管10形成的环形空间内。 实施坐封前， 由于所述。

26、弹 簧53的弹力作用， 使得所述锁紧环52向上移动与所述锁紧接头51的下端面相接触， 所述通 道54关闭。 实施坐封时， 进行注水， 流体流经中心管10的传压孔11， 进入所述解封环43的通 槽中， 一方面， 推动所述锁紧环52克服所述弹簧53的弹簧53力下移， 并逐渐推动所述液缸活 塞71下移一定距离， 挤压所述液缸活塞71下部的内部液压油72， 将液压油72挤压到胶筒73 与所述中心管10之间的缝隙， 使得胶筒73涨封， 实现坐封。 同时流体经传压孔11， 通过所述 解封环43与所述中心管10之间的缝隙向上移动， 当注水压力达到一定值时， 流体推动所述 解封活塞42上移， 使控制环60与解。

27、封套41之间的剪钉剪断。 0058 本实用新型的设置灌油坐封机构70的坐封方式， 使封隔器胶筒73内压力与配套管 柱的内压系统相对独立， 一旦胶筒73损坏， 不影响配套管柱的密封性； 同时， 依靠注入流体 推动液缸活塞71挤压液压油而坐封， 避免了注入流体对胶筒73内部的腐蚀、 结垢， 延长胶筒 73寿命， 避免后期检换因结垢导致大修作业。 0059 S02自锁： 坐封完成后， 当注水压力波动一定值以及停注时， 传压孔11无流体压力 输入， 所述弹簧53的回位， 在所述弹簧53的弹簧53力作用下， 将所述锁紧环52向上推动， 使 所述锁紧环52与所述锁紧接头51紧贴， 所述通道54再次实现密闭。

28、， 保持所述液缸活塞71上 部空间内的压力稳定， 使得胶筒73无法回缩， 实现封隔器的自锁。 0060 故本实用新型的锁紧机构50使封隔器在注水压力波动及停注时， 胶筒73始终处于 涨封状态， 且坐封压差始终与配套管柱所处最大内外压差系统正相关， 可以有效防止层间 窜通。 0061 S03反洗井解封： 反洗井时， 流体经解封套41上的剪钉孔渗入所述控制环60与与所 述解封套41之间的缝隙， 流体达到一定压力时， 将推动解封活塞42下移， 进而所述解封活塞 42推动所述解封环43下移， 带动所述锁紧环52克服弹簧53的弹簧53力向下移动， 将所述锁 紧环52与所述锁紧接头51之间的通道54打开，。

29、 使得液缸活塞71内上部空间内的液压力得以 释放， 所述液压活塞上移， 涨封所述胶筒73的液压油回收到所述液压活塞的下部空间， 封隔 器实现解封。 0062 本实用新型的解封方式除了上述的反洗井解封， 还可以采用旋转解封， 自锁时， 由 于胶筒73处于涨封状态， 其螺纹连接件均处于相对静止状态， 正向旋转上接头20下行至一 定距离后， 推动解封活塞42下移， 进而推动解封环43， 解封环43带动锁紧环52克服弹簧53的 弹簧53力下移， 通道54打开， 使得液缸活塞71上部空间的液压力得以释放， 涨封胶筒73的液 压油回收， 实现封隔器解封。 0063 本实用新型设置解封机构， 使封隔器可以通。

30、过上述旋转或反洗井两种解封方式解 封， 便于实际应用时的洗井作业， 后期若反洗井不通时， 可通过旋转使封隔器解封， 有效降 低后期检换时大修风险。 0064 该实用新型与现有技术相比， 长效自锁封隔器实现了胶筒压力系统与配套管柱压 力系统相对独立、 停注不解封的功能， 延长其使用寿命及增加后期检换安全性。 在多层系细 分注水、 疏松砂岩油藏分注等领域也能够提高层段合格率， 提高注水开发效果， 对于进一步 提高老油田注水开发精细分注水平具有重要意义。 0065 本实用新型中的上、 下等词语只为描述结构的方便， 并不形成对技术方案的限定。 说明书 5/6 页 7 CN 210798917 U 7 。

31、尽管已描述了本实用新型的优选实施例， 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范围的所有变更和修改。 0066 显然， 本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用 新型的精神和范围。 这样， 倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及 其等同技术的范围之内， 则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。 说明书 6/6 页 8 CN 210798917 U 8 图 1 说明书附图 1/5 页 9 CN 210798917 U 9 图 2 说明书附图 2/5 页 10 CN 210798917 U 10 图 3 说明书附图 3/5 页 11 CN 210798917 U 11 图 4 说明书附图 4/5 页 12 CN 210798917 U 12 图 5 说明书附图 5/5 页 13 CN 210798917 U 13 。