專利名稱：用于大斜度井的集成靜液壓注水封隔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于油田生產(chǎn)中的分層注水裝置，尤其涉及一種集成注水封隔器。
背景技術(shù)：
海上油田套管完井注水井為大斜度深井，單層注水量一般在500-600mVd，單層配注量 大，需要多水嘴調(diào)配(陸上油田單井注水量在300m7d以下)；對(duì)于大斜度深井的分層注水 管柱，要解決兩個(gè)難點(diǎn)問題， 一是斜井中封隔器的居中坐封問題，在斜井中如果封隔器不 居中，使膠筒徑向受力不均勻，會(huì)影響其密封；另外多級(jí)封隔器的解封問題，封隔器若不 能逐級(jí)解封，會(huì)造成多個(gè)封隔器解封力大，或解封不完全形成活塞抽汲，甚至封隔器不能 解封導(dǎo)致修井事故。另外，由于配注測(cè)試投撈作業(yè)次數(shù)多會(huì)導(dǎo)致作業(yè)成本很高，因此管柱 工藝要盡量減少鋼絲作業(yè)次數(shù)，降低生產(chǎn)成本。

實(shí)用新型內(nèi)容
針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，本實(shí)用新型提供一種用于大斜度井的集成靜液壓 注水封隔器，可以滿足油田大斜度深井、大排量分層注水需要的封隔器，解決油田大排量 分層注水、大斜度深井多級(jí)封隔器密封可靠性、安全解封可靠性和減少鋼絲作業(yè)次數(shù)等問題。
為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型用于大斜度井的集成靜液壓注水封隔器予以實(shí)現(xiàn)
的技術(shù)方案是包括中心管總成和下接頭，其特征在于所述中心管總成的上端連接的剛 性扶正器，所述中心管總成內(nèi)設(shè)置有配水器，所述中心管總成的管內(nèi)壁上設(shè)置有解封結(jié)構(gòu)， 所述中心管總成的管外壁設(shè)置有靜液壓坐封結(jié)構(gòu)；所述剛性扶正器包括依次連接的上接頭、 上密封接頭和連接套，位于所述上接頭和連接套之間的外表面上設(shè)置有鋼球座，所述鋼球 座上鑲嵌有鋼球，所述上密封套和所述連接套之間設(shè)置有長(zhǎng)鍵；所述連接套的另一端與所 述中心管總成連接；所述配水器包括位于配水器工作筒上的多個(gè)出水接頭，所述每個(gè)出水 接頭上分別設(shè)置有多個(gè)水嘴組合，每個(gè)出水接頭上的多個(gè)水嘴組合的分布為每?jī)蓚€(gè)水嘴組 合位于配水器工作筒的同一高度的上；所述靜液壓坐封結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在中心管總成外壁上 的密封套和活塞，所述密封套和活塞的外表面上設(shè)置有一活塞套，所述中心管總成外壁、 密封套、活塞和活塞套之間構(gòu)成一密閉的腔室；所述解封結(jié)構(gòu)由設(shè)置在中心管總成外壁上 的彈性爪，所述彈性爪的爪鉤朝上；所述彈性爪位于上述靜液壓坐封結(jié)構(gòu)中活塞的下方。
本實(shí)用新型用于大斜度井的集成靜液壓注水封隔器，其中所述中心管總成與所述配 水器工作筒為一體結(jié)構(gòu)。所述配水器的每個(gè)出水接頭上設(shè)置的水嘴組合的個(gè)數(shù)為6個(gè)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所具有的有益效果如下 (1)為了解決大排量注水的需要，本實(shí)用新型中設(shè)置由多水嘴組合結(jié)構(gòu)，在配水器上
設(shè)計(jì)了六個(gè)水嘴，經(jīng)過水嘴的嘴損試驗(yàn)，裝配6個(gè)7mm水嘴在3MPa嘴損情況下，可以注 水1400m7d,可以滿足海上油田大排量注水的要求。
(2) 為了解決無(wú)卡瓦封隔器在斜井中的居中坐封問題，本實(shí)用新型中設(shè)計(jì)了與封隔器 本體集成在一起的剛性扶正器，從而使整個(gè)管柱更簡(jiǎn)潔，扶正效果更好。由于剛性扶正器 采用錐面與鋼球配合的結(jié)構(gòu)，鋼球可以在徑向上產(chǎn)生位移，從而可以達(dá)到扶正封隔器或讓 封隔器順利下井的目的，解決了在大斜度井中封隔器的扶正問題。
(3) 為了解決深井中多級(jí)封隔器難解封的問題，本實(shí)用新型屏棄了以前采用解封剪釘 的辦法，不需要專門施加一定的解封力去剪斷封隔器解封剪釘就可以實(shí)現(xiàn)封隔器徹底解封。 使用與活塞配合的彈性爪來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能，當(dāng)正常下井時(shí)，活塞壓在彈性爪上保證封隔器上 下連在一起；封隔器打壓坐封時(shí)，在上部管柱重量作用下，彈性爪和中心管不會(huì)脫開，保 證封隔器正常工作；當(dāng)要起管柱時(shí)，直接上提上部油管，彈性爪和中心管相對(duì)移動(dòng)，膠筒 回復(fù)，這樣解封完全可靠，不會(huì)發(fā)生抽吸活塞的效應(yīng)而造成修井的危險(xiǎn)事故，是一種更安 全的工藝。
(4) 為了減少鋼絲投撈作業(yè)次數(shù)，將封隔器設(shè)計(jì)成靜液壓坐封，這樣就不需要鋼絲作 業(yè)投送專用坐封堵塞器將封隔器中心管總成上的兩個(gè)出水孔堵死即能坐封封隔器了，節(jié)省 了鋼絲投撈作業(yè)，另外也不需要增加額外的地面泵憋壓，節(jié)省了作業(yè)成本。
總之，在本實(shí)用新型中通過配水器上的多水嘴結(jié)構(gòu)、剛性扶正器、彈性爪連接、靜液壓 坐封這四種結(jié)構(gòu)的組合，解決了目前在大斜度深井大排量注水工藝中存在的問題。


圖l是本實(shí)用新型用于大斜度井的集成靜液壓注水封隔器本體的軸向剖視圖圖2-l是圖l所示封隔器本體的上半部局部放大圖2-2是圖l所示封隔器本體的下半部局部放大圖3是本實(shí)用新型用于大斜度井的集成靜液壓注水封隔器中配水器的軸向剖視圖4是圖3所示配水器中水嘴組合部分的局部放大圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
附圖中零部件和細(xì)節(jié)的說明l上接頭，2鋼球座，3上密封接頭，4長(zhǎng)鍵，5連接套， 6中心管總成，7膠筒密封組合，8防坐封剪釘，9密封套，IO活塞套，ll活塞，12彈性爪， 13鎖環(huán)座，14鎖環(huán)，15鎖套，16下接頭，17出水接頭，18水嘴組合。
如圖l、圖2-l和圖2-2所示，本實(shí)用新型用于大斜度井的集成靜液壓注水封隔器包括 中心管總成6和下接頭23，所述中心管總成6的上端連接有剛性扶正器，所述中心管總成 6內(nèi)設(shè)置有配水器，所述中心管總成6的管內(nèi)壁上設(shè)置有解封結(jié)構(gòu)，所述中心管總成6的管 外壁設(shè)置有靜液壓坐封結(jié)構(gòu)；所述剛性扶正器包括依次連接的上接頭l、上密封接頭3和連 接套5，位于所述上接頭1和連接套5之間的外表面上設(shè)置有鋼球座2，所述鋼球座2上鑲
嵌有鋼球，所述上密封套3和所述連接套5之間設(shè)置有長(zhǎng)鍵4;所述連接套5的另一端與所 述中心管總成6連接。為了解決無(wú)卡瓦封隔器在斜并中的居中坐封問題，本實(shí)用新型中設(shè) 計(jì)了上述剛性扶正器，并和封隔器本體集成到了一起，使得整個(gè)管柱更簡(jiǎn)潔，扶正效果更 好。剛性扶正器中的上接頭l、上密封接頭3、長(zhǎng)鍵4可以在連接套5中來(lái)回移動(dòng)，這樣上 接頭1下端的錐面與鋼球配合，上接頭1下壓就可以使鋼球沿管柱的徑向突出到最外的位 置，達(dá)到扶正封隔器的目的；當(dāng)上接頭1上移就可以使鋼球收回，讓封隔器順利下井，具 備有上述結(jié)構(gòu)的剛性扶正器，可以解決在大斜度井中封隔器的扶正問題。
如圖3和圖4所示，所述配水器包括位于配水器工作筒上的多個(gè)出水接頭17，所述每 個(gè)出水接頭17上分別設(shè)置有多個(gè)水嘴組合18，每個(gè)出水接頭17上的多個(gè)水嘴組合18的分 布為每?jī)蓚€(gè)水嘴組合18位于配水器工作筒的同一高度的上。所述配水器的每個(gè)出水接頭上 設(shè)置的水噙組合的個(gè)數(shù)為6個(gè)。以前傳統(tǒng)的單個(gè)水嘴的方式無(wú)法解決大排量注水的需要， 因此，本實(shí)用新型提出了多水嘴結(jié)構(gòu)，圖4示出了，在配水器的側(cè)向上設(shè)計(jì)了六個(gè)水嘴組 合18，經(jīng)過水嘴的嘴損試驗(yàn)，裝配6個(gè)7毫米水嘴在3MPa嘴損情況下，可以注水1400 mVd， 足以滿足海上油田大排量注水的要求。據(jù)此，設(shè)計(jì)了本實(shí)用新型中的集成配水器，它可以 裝兩組水嘴組合，分注兩層，并且配水器工作筒與封隔器中心管集成在一起，這樣一套封 隔器和配水器配合就可以分注兩個(gè)層位了，多個(gè)組合就可以滿足四層或六層的大排量分注 要求了。
如圖1和圖2-2所示，所述靜液壓坐封結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在中心管總成6外壁上的密封套9 和活塞ll，所述密封套9和活塞11的外表面上設(shè)置有一活塞套10，所述中心管總成6的外 壁、密封套9、活塞11和活塞套10之間構(gòu)成一密閉的腔室。為了減少鋼絲投撈作業(yè)次數(shù)， 將封隔器設(shè)計(jì)成靜液壓坐封，這樣不需要將封隔器中心管總成6的兩個(gè)出水孔堵死就可以 坐封封隔器了，其工作原理是利用上述密閉的腔室，當(dāng)封隔器下到井里，該腔室內(nèi)的壓力 為大氣壓，隨著下入深度的加深，相對(duì)腔室的內(nèi)外壓差就會(huì)越來(lái)越大，再配合相應(yīng)的防坐 封剪釘8，就可以利用這種大氣室和其外面的液柱壓力形成的壓差來(lái)壓縮封隔器膠筒密封組 合7，坐封到位后，由鎖環(huán)座13、鎖環(huán)14、鎖環(huán)套15組成的鎖緊機(jī)構(gòu)，就會(huì)鎖緊膠筒密封 組合7中的膠筒，保證密封。當(dāng)然防坐封剪釘8力，比預(yù)定下入深度的壓差造成的力大一 些，這樣才不會(huì)中途坐封，到位后打開注水增加幾個(gè)兆帕的壓力將防坐封剪釘8剪斷就可 以坐封了封隔器，這樣的好處就是注水封隔器上的出水孔不需要堵死，也就是不要投勞裝 死水嘴的配水器，就可以坐封，節(jié)省了鋼絲投撈作業(yè)，另外也不需要增加額外的增加泵， 節(jié)省了作業(yè)成本。
如圖2-2所示，所述解封結(jié)構(gòu)由設(shè)置在中心管總成6的外壁上的彈性爪12，所述彈性 爪12的爪鉤朝上；所述彈性爪12位于上述靜液壓坐封結(jié)構(gòu)中活塞11的下方。為了解決深 井中多級(jí)封隔器難解封的問題，改進(jìn)了以前采用解封剪釘?shù)霓k法，解封剪釘?shù)募魯啵且?依靠膠筒與套管的摩擦力來(lái)剪斷解封剪釘，有些時(shí)候不是很可靠，本實(shí)用新型改變了這種 模式，使用彈性爪12來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能，當(dāng)正常下井時(shí)，活塞11壓在彈性爪12上保證封隔器 上下連在一起，以正常下井；到位后將上部管柱下壓，保證封隔器彈性爪12與中心管總成
6的外壁不脫開，這樣封隔器打壓坐封時(shí)，活塞11上移，此時(shí)，活塞11脫離彈性爪12，即 活塞11不再壓住彈性爪12，彈性爪12與中心管總成6之間是自由狀態(tài)，但由于在上部管 柱重量的作用下，彈性爪12和中心管總成6不會(huì)脫開，從而保證封隔器正常工作；當(dāng)要起 管柱時(shí)，上提上部油管，彈性爪12相對(duì)中心管總成6移動(dòng)，膠筒回復(fù)，封隔器不需要再去 剪斷解封剪釘就可以徹底解封，這樣解封完全可靠，不會(huì)發(fā)生抽吸活塞的效應(yīng)而造成修井 的危險(xiǎn)事故，與現(xiàn)有技術(shù)相比是一種更安全的工藝。
使用本實(shí)用新型用于大斜度井的集成靜液壓注水封隔器時(shí)，根據(jù)需要分注的層數(shù)確定 下入一個(gè)或多個(gè)該集成注水封隔器，并根據(jù)具體情況與其它封隔器配套使用，另外，根據(jù) 需要下入的井深裝上合適數(shù)量的防坐封剪釘8，以保證封隔器在下到位之前，不會(huì)提前坐封； 將符合設(shè)計(jì)要求的分注管柱下到預(yù)定深度，開始注水，注水壓力達(dá)到5-6MPa，將防坐封剪 釘剪斷，封隔器即坐封。
盡管結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了上述描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的具體 實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨的情況下，還可以做出很多變形，這 些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)之列。
權(quán)利要求1. 一種用于大斜度井的集成靜液壓注水封隔器，包括中心管總成和下接頭，其特征在于所述中心管總成的上端連接的剛性扶正器，所述中心管總成內(nèi)設(shè)置有配水器，所述中心管總成的管內(nèi)壁上設(shè)置有解封結(jié)構(gòu)，所述中心管總成的管外壁設(shè)置有靜液壓坐封結(jié)構(gòu)；所述剛性扶正器包括依次連接的上接頭、上密封接頭和連接套，所述上接頭下端的外表面為錐面；位于所述上接頭和連接套之間的外表面上設(shè)置有鋼球座，所述鋼球座上鑲嵌有鋼球，所述上密封套和所述連接套之間設(shè)置有長(zhǎng)鍵；所述連接套的另一端與所述中心管總成連接；所述配水器包括位于配水器工作筒上的多個(gè)出水接頭，所述每個(gè)出水接頭上分別設(shè)置有多個(gè)水嘴組合，每個(gè)出水接頭上的多個(gè)水嘴組合的分布為每?jī)蓚€(gè)水嘴組合位于配水器工作筒的同一高度的上；所述靜液壓坐封結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在中心管總成外壁上的密封套和活塞，所述密封套和活塞的外表面上設(shè)置有一活塞套，所述中心管總成外壁、密封套、活塞和活塞套之間構(gòu)成一密閉的腔室；所述解封結(jié)構(gòu)由設(shè)置在中心管總成外壁上的彈性爪，所述彈性爪的爪鉤朝上；所述彈性爪位于上述靜液壓坐封結(jié)構(gòu)中活塞的下方。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大斜度井的集成靜液壓注水封隔器，其特征在于所述 中心管總成與所述配水器工作筒為一體結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大斜度井的集成靜液壓注水封隔器，其特征在于所述 配水器的每個(gè)出水接頭上設(shè)置的水嘴組合的個(gè)數(shù)為6個(gè)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于大斜度井的集成靜液壓注水封隔器，它包括中心管總成和下接頭，所述中心管總成的上端連接的剛性扶正器，所述中心管總成內(nèi)設(shè)置有配水器，配水器上設(shè)置有多水嘴結(jié)構(gòu)，所述中心管總成的管內(nèi)壁上設(shè)置有解封結(jié)構(gòu)，所述中心管總成的管外壁設(shè)置有靜液壓坐封結(jié)構(gòu)；所述剛性扶正器包括位于上接頭和連接套之間的外表面上設(shè)置的鋼球座；所述靜液壓坐封結(jié)構(gòu)由一密閉的腔室構(gòu)成；所述解封結(jié)構(gòu)由設(shè)置在中心管總成外壁上、且位于上述靜液壓坐封結(jié)構(gòu)中活塞下方的彈性爪構(gòu)成。該集成注水封隔器可以解決油田大排量分層注水、及大斜度深井多級(jí)封隔器在密封良好的同時(shí)并能安全解封、及減少鋼絲作業(yè)次數(shù)等問題。
文檔編號(hào)E21B43/20GK201202431SQ200820080168
公開日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2008年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月24日
發(fā)明者敏 劉, 志 李, 程心平, 羅昌華 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司;中海石油基地集團(tuán)有限責(zé)任公司