一种多级低压驱动的双工作流道封隔器

摘要

本发明涉及封隔器技术领域，具体涉及一种多级低压驱动的双工作流道封隔器，其包括中心管，所述中心管为具有环空流道的双层结构，所述中心管的外侧由上至下依次设有连接管、胶筒组、多级液压组和卡簧套；本发明开创性的利用井内打压作为坐封动力，再配合多级压力腔的结构，在低压驱动下提供多级压力配合，以实现近距离输压和低压驱动的坐封方式，是对目前采用地面向井内高压、长距离输送打压坐封方式的革命性改进，另外坐封完成后具有双工作流道，以保证需要双通道作业的需求。

权利要求

1.一种多级低压驱动的双工作流道封隔器，包括中心管，其特征在于：所述中心管为具有环空流道的双层结构，所述中心管的外侧由上至下依次设有连接管、胶筒组、多级液压组和卡簧套；

所述多级液压组包括多个滑动密封连接在中心管外周面上的滑动活塞，以及两端分别连接在相邻两个滑动活塞外周面上的滑动套；

所述中心管的外周面上位于相邻两个滑动活塞之间固定设有定位套，所述定位套的外周面与滑动套的内周面滑动密封配合，所述定位套的顶部与相邻的滑动活塞之间设有第一传压间隙；

所述中心管的外周面底部设有环形台阶，所述环形台阶顶部与相邻的滑动活塞之间设有第二传压间隙，所述中心管上分别设有将中心管内腔与第一传压间隙和第二传压间隙连通的桥式导压通道；

所述卡簧套滑动密封套装在环形台阶外侧，并且卡簧套的顶部与相邻的滑动活塞连接，所述卡簧套与环形台阶之间设有剪切销钉，所述卡簧套的内周面上设有卡槽部，所述环形台阶的外周面上设有与卡槽部配合的卡簧。

2.根据权利要求1所述的一种多级低压驱动的双工作流道封隔器，其特征在于：所述中心管包括内管体和外管体，所述内管体和外管体之间连接有多个隔块。

3.根据权利要求2所述的一种多级低压驱动的双工作流道封隔器，其特征在于：所述桥式导压通道为内管体、隔块和外管体上对应开设的连通孔。

4.根据权利要求2所述的一种多级低压驱动的双工作流道封隔器，其特征在于：所述中心管的底部连接有将环空流道底部封堵的下接头，所述外管体的下端开设有与环空流道连通的侧孔。

5.根据权利要求1所述的一种多级低压驱动的双工作流道封隔器，其特征在于：所述中心管和连接管的顶部连接有上接头，所述上接头的壁上开设有与中心管的环空流道连通的旁路流道。

6.根据权利要求1所述的一种多级低压驱动的双工作流道封隔器，其特征在于：所述卡槽部凸出于卡簧套的内周面，并且卡槽部的上端呈坡面状结构。

7.根据权利要求1所述的一种多级低压驱动的双工作流道封隔器，其特征在于：所述胶筒组包括中胶筒和分布在中胶筒两侧的边胶筒。

8.根据权利要求7所述的一种多级低压驱动的双工作流道封隔器，其特征在于：所述中胶筒和边胶筒之间设有隔环。

说明书

一种多级低压驱动的双工作流道封隔器

技术领域

[0001] 本发明涉及封隔器技术领域，具体涉及一种多级低压驱动的双工作流道封隔器。

背景技术

[0002] 封隔器是油、气田开发过程中一种重要的井下工具，用于套管内封隔油、气、水层，实现分层注采、测试及进行特殊作业。

[0003] 封隔器可根据底部支撑方式、坐封方式、解封方式等不同分为多种类型，并应用于不同的注水或采油、采气井的管柱内，尤其是具有双工作流道的封隔器在坐封后通过双流道能够注采同步进行。

[0004] 但是由于目前封隔器只能做到依靠井口打压驱动，由于井口距离封隔器设计深度相差较远，因此需要较高的井口压力才能对封隔器进行坐封，长距离输压压力不稳地，而且各个连接部分之间的间隙容易泄压，导致坐封困难或者坐封失效，为了解决以上问题，本发明提供了一种多级低压驱动的双工作流道封隔器。

发明内容

[0005] 本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种多级低压驱动的双工作流道封隔器，其利用开创性的利用井内打压作为坐封动力，再配合多级压力腔的结构，在低压驱动下提供多级压力配合，以实现近距离输压和低压驱动的坐封方式，是对目前采用地面向井内高压、长距离输送打压坐封方式的革命性改进，另外坐封完成后具有双工作流道，以保证需要双通道作业的需求。

[0006] 本发明的技术方案是：

[0007] 一种多级低压驱动的双工作流道封隔器，包括中心管，所述中心管为具有环空流道的双层结构，所述中心管的外侧由上至下依次设有连接管、胶筒组、多级液压组和卡簧套；

[0008] 所述多级液压组包括多个滑动密封连接在中心管外周面上的滑动活塞，以及两端分别连接在相邻两个滑动活塞外周面上的滑动套；

[0009] 所述中心管的外周面上位于相邻两个滑动活塞之间固定设有定位套，所述定位套的外周面与滑动套的内周面滑动密封配合，所述定位套的顶部与相邻的滑动活塞之间设有第一传压间隙；

[0010] 所述中心管的外周面底部设有环形台阶，所述环形台阶顶部与相邻的滑动活塞之间设有第二传压间隙，所述中心管上分别设有将中心管内腔与第一传压间隙和第二传压间隙连通的桥式导压通道；

[0011] 所述卡簧套滑动密封套装在环形台阶外侧，并且卡簧套的顶部与相邻的滑动活塞连接，所述卡簧套与环形台阶之间设有剪切销钉，所述卡簧套的内周面上设有卡槽部，所述环形台阶的外周面上设有与卡槽部配合的卡簧。

[0012] 优选的，所述中心管包括内管体和外管体，所述内管体和外管体之间连接有多个隔块。

[0013] 优选的，所述桥式导压通道为内管体、隔块和外管体上对应开设的连通孔。

[0014] 优选的，所述中心管的底部连接有将环空流道底部封堵的下接头，所述外管体的下端开设有与环空流道连通的侧孔。

[0015] 优选的，所述中心管和连接管的顶部连接有上接头，所述上接头的壁上开设有与中心管的环空流道连通的旁路流道。

[0016] 优选的，所述卡槽部凸出于卡簧套的内周面，并且卡槽部的上端呈坡面状结构。

[0017] 优选的，所述胶筒组包括中胶筒和分布在中胶筒两侧的边胶筒。

[0018] 优选的，所述中胶筒和边胶筒之间设有隔环。

[0019] 本发明与现有技术相比较，具有以下优点：

[0020] 本发明开创性的利用井内打压作为坐封动力，再配合多级压力腔的结构，在低压驱动下提供多级压力配合，以实现近距离输压和低压驱动的坐封方式，是对目前采用地面向井内高压、长距离输送打压坐封方式的革命性改进，坐封完成后解除中心管内腔封堵，以中心管的内腔作为水路工作通道，以环空流道向和旁路流道作为油路工作通道。

[0021] 本发明结构紧凑、合理，在设计多级液压组的同时，能够具有双工作流道，以保证实现注采同步作业的需求，另外，该装置所应用时井口尺寸是固定的，该紧凑的结构设计在同等外径的井下工具中，还具有相对较大的通径，从而提高工作效率。

附图说明

[0022] 图1为本发明的上部结构示意图；

[0023] 图2为本发明的下部结构示意图；

[0024] 图3为中心管的横截面结构示意图；

[0025] 图4为卡簧套的结构示意图；

[0026] 图中：1、上接头，2、旁路流道，3、中心管，4、连接管，5、边胶筒，6、隔环，7、中胶筒，8、滑动活塞，9、定位套，10、滑动套，11、卡簧，12、卡簧套，13、下接头，14、胶筒组，15、剪切销钉，16、桥式导压通道，17、第一传压间隙，18、第二传压间隙，19、环形台阶，20、卡槽部，21、侧孔，22、环空流道，23、外管体，24、内管体，25、隔块，26、坡面状结构，27、凹槽。

具体实施方式

[0027] 下面是结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0028] 实施例1

[0029] 如图1至图4，一种多级低压驱动的双工作流道封隔器，包括中心管3，中心管3为内管体24和外管体23组合的双层结构，并在内管体24和外管体23之间形成环空流道22，内管体24和外管体23之间连接有多个隔块25。

[0030] 中心管3的外侧由上至下依次设有连接管4、胶筒组14、多级液压组和卡簧套12。

[0031] 多级液压组包括多个滑动密封连接在中心管3外周面上的滑动活塞8，以及两端分别连接在相邻两个滑动活塞8外周面上的滑动套10。

[0032] 中心管3的外周面上位于相邻两个滑动活塞8之间固定设有定位套9，定位套9的外周面与滑动套10的内周面滑动密封配合，定位套9的顶部与相邻的滑动活塞8之间设有第一传压间隙17。

[0033] 中心管3的外周面底部设有环形台阶19，环形台阶19顶部与相邻的滑动活塞8之间设有第二传压间隙18，中心管3上分别设有将中心管3内腔与第一传压间隙17和第二传压间隙18连通的桥式导压通道16。

[0034] 上述桥式导压通道16可以为在内管体24、隔块25和外管体23上对应开设的连通孔，也可以是在内管体24和外管体23之间焊接导管。

[0035] 卡簧套12滑动密封套装在环形台阶19外侧，并且卡簧套12的顶部与相邻的滑动活塞8连接，卡簧套12的内周面上设有卡槽部20，环形台阶19的外周面上设有与卡槽部20配合的卡簧11。

[0036] 另外，卡簧套12与环形台阶19之间设有剪切销钉15，通过剪切销钉15将卡簧套12、滑动活塞8以及滑动套10的位置预先固定，从而形成上述第一传压间隙17和第二传压间隙18。

[0037] 实施例2

[0038] 本实施例是在实施例1的基础上进一步优化，具体是：

[0039] 中心管3的底部连接有将环空流道22底部封堵的下接头13，外管体23的下端开设有与环空流道22连通的侧孔21。

[0040] 中心管3和连接管4的顶部连接有上接头1，上接头1的壁上开设有与中心管3的环空流道22连通的旁路流道2。

[0041] 通过增加上接头1和下接头13便于将本发明串联安装至工作管柱上，并形成井内油液由侧孔21进入环空流道22向上经旁路流道2排出该装置的油路工作通道。

[0042] 实施例3

[0043] 本实施例是在实施例1的基础上进一步优化，具体是：

[0044] 卡槽部20凸出于卡簧套12的内周面，并且卡槽部20的上端呈坡面状结构26。

[0045] 通过该结构设计，在卡簧套12拉断剪切销钉15后向上移动时，由卡槽部20上端的坡面状结构26先接触卡簧11，并压迫卡簧11弹性收缩，卡槽部20继续向上，当卡簧11与卡槽部20上的凹槽27位置对应的时，卡簧11弹性复位伸长进入凹槽27内，将卡簧套12的位置锁住。

[0046] 该结构设计能够使卡簧11在坐封状态前和坐封状态后均为不受力的状态，从而提高坐封稳定性，以及增加卡簧11的使用寿命。

[0047] 实施例4

[0048] 本实施例是在实施例1的基础上进一步优化，具体是：

[0049] 胶筒组14包括中胶筒7和分布在中胶筒7两侧的边胶筒5。

[0050] 中胶筒7和边胶筒5之间设有隔环6。

[0051] 通过多组胶筒和隔环6的设计，增大胶筒与井筒接触面，提高坐封的稳定性。

[0052] 实施例5

[0053] 本实施例是应用上述实施例中一种多级低压驱动的双工作流道封隔器的使用方法，具体是：

[0054] 使用时，将本发明串联到工作管柱上下入井内坐封位置，然后利用工作管柱下方的泵向中心管3的内腔打压，同时利用工作管柱上部的工具对中心管3内腔封堵。

[0055] 液压由桥式导压通道16进入第一传压间隙17和第二传压间隙18，然后推动滑动活塞8上行，滑动活塞8联动滑动套10和卡簧套12一同上行，在上行过程中最上端的滑动活塞8挤压胶筒坐封，然后卡槽部20与卡簧11配合后将滑动活塞8、滑动套10以及卡簧套12的位置锁死，完成坐封作业。

[0056] 坐封完成后解除对中心管3内腔封堵，以中心管3的内腔作为第一路工作通道，以环空流道22和旁路流道2作为第二路工作通道。

[0057] 本发明开创性的利用井内打压作为坐封动力，再配合多级压力腔的结构，在低压驱动下提供多级压力配合，以实现近距离输压和低压驱动的坐封方式，是对目前采用地面向井内高压、长距离输送打压坐封方式的革命性改进。

[0058] 本发明结构紧凑、合理，在设计多级液压组的同时，能够具有双工作流道，以保证实现注采同步作业的需求，另外，该装置所应用时井口尺寸是固定的，该紧凑的结构设计在同等外径的井下工具中，还具有相对较大的通径，从而提高工作效率。