[发明专利]水力扩张自锁密闭式可洗井封隔器

说明书

技术领域

本发明属于采油装置的封隔器，特别是一种水力扩张自锁密闭式可洗井封隔器。

背景技术

K344型封隔器是一种水力扩张式封隔器，是油田分层注水的主要工具之一。其主要由中心管、上接头、下接头、胶筒、浮动头构成，在中心管上制有进液孔。其座封原理为：地面增压泵将高压液体泵入胶筒与中心管环空内，使胶筒扩张，实现座封。

但传统的K344型封隔器，在应用过程中存在突出的缺陷，一是该类封隔器密封压差低，当注水压力达到12MPa以上时，胶筒易被击穿，封隔器失去密封，使分层注水管柱失效；二是注水井停注后，胶筒自然收缩解封，由于各注水层之间地层压力的差异，导致高压层向低压层窜流，严重影响分层注水效果。上述缺陷，使传统K344型封隔器应用范围受到较大限制，更不适应注水工艺向高温、高压、高效发展的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种水力扩张自锁密闭式可洗井封隔器，具有自锁功能，可保证分层注水、分层压裂、分层酸化、化堵、找漏、找窜、封窜、分层测试等作业的可靠性。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种水力扩张自锁密闭式可洗井封隔器，包括中心管、胶筒、硫化上接头、硫化下接头、上接头、下接头、上外短筒、下外短筒，胶筒上压套、胶筒下压套，在中心管外的中部套装胶筒，胶筒两端制有硫化上接头及硫化下接头，中心管两端固装上接头及下接头，上接头与硫化上接头之间固装上外短筒及胶筒上压套，下接头与硫化下接头之间安装胶筒下压套及下外短筒，其特征在于：还包括自锁阀机构及锥形单向阀机构，自锁阀机构由自锁阀及上滑套构成，上滑套轴向套装于硫化上接头与上接头之间，并位于中心管与上外短筒之间，上滑套上部与上外短筒之间滑动套装自锁阀，上滑套上部制有与中心管上进液孔对应的进液孔，自锁阀的内壁下部制有排液连通槽，自锁阀上部及排液连通槽的两端均安装有密封圈，上滑套上制有两个排液孔，上外短筒上制有对应自锁阀底部的解封孔；锥形单向阀机构由内锥胶圈及下滑套构成，下滑套轴向固装于下接头上部，并径向套装于中心管与下外短筒之间，内锥胶圈套装于中心管与下滑套之间，内锥胶圈对应于中心管所制的下进液孔处。

而且，所述的中心管所制的上进液孔为径向均布的一组上进液孔，所述的中心管所制的下进液孔为均布的一组下进液孔，在所述上进液孔及下进液孔外均安装有防砂过滤网。

而且，所述的上外短筒下端与上滑套之间设置有径向均布的一组剪钉。

而且，所述的自锁阀上端内壁与上滑套外壁之间安装有两道O型圈。

本发明的优点和有益效果为：

1、本水力扩张自锁密闭式可洗井封隔器，具有座封即自锁密闭的功能，停住或释放油管内压力，封隔器不会解封，胶筒依然处于扩张密封油套环形空间的状态，保持有效分层。

2、本水力扩张自锁密闭式可洗井封隔器，可重复座封，重复解封，即正注水座封，反洗井解封，利用注水压力也可座封、解封，不需泵车或其它辅助设备，解封压力2MPa左右，低压解封，可避免因注水层地层压力低，导致的解封困难，本封隔器的坐封、解封方式，在深井、斜井、水平井中作业具有明显优势。

3、本水力扩张自锁密闭式可洗井封隔器，特别适合于机械坐封的封隔器不适宜下入的斜井、水平井、套变井中使用，可一个或多个一起下入井中，两个或两个以上的封隔器可被一次座封。

4、本水力扩张自锁密闭式可洗井封隔器，自锁阀密封可靠，由于自锁阀在液缸内密闭移动，自锁阀开启或关闭，洗井液中的脏物无法进入自锁阀密封段，因此始终保持密封，中心管所制的上进液孔及下进液孔外均有防砂过滤网，可防止砂和脏物进入胶筒内腔影响胶筒收缩，确保解封可靠。

5、本水力扩张自锁密闭式可洗井封隔器，上外短筒与上滑套之间安装有剪钉，形成防卡解封机构，从而具有双重解封功能，除反循环洗井可解封外，当反洗井不能解封时可直接上提管柱解封，能有效避免砂卡管柱。

6、本水力扩张自锁密闭式可洗井封隔器，采用了下外短筒可轴向位移的结构，可有效缓解胶筒扩张时，胶筒肩部应力集中，提高了胶筒的承压能力，在高压注水工况下，胶筒不易损坏。

7、本水力扩张自锁密闭式可洗井封隔器，耐温、耐压等级高，耐温120℃，特殊要求可达150℃。密封压差为25MPa━50MPa，满足大多注水井和作业工艺的技术要求。

8、本水力扩张自锁密闭式可洗井封隔器，与常规胶筒比较，本封隔器增加了胶筒的长度和厚度，胶筒扩张时与套管内表面密封段较长，坐封压力对胶筒内表面积所产生的正压力大幅提高，从而大幅提高了封隔器的密封压差和抗蠕动性能。