[实用新型]水力平衡式抗上压井下分层封隔器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种油田用井下工具，特别适用于油水井上层压力高的井下分层密封。

背景技术

为实现油水井井下分层密封、封堵等各种作业目的，矿场上应用着多种类型的封隔器。其中，应用非常广泛的水力压缩式封隔器由于其结构及原理所限，存在着抗上压能力差的技术缺陷，封隔器在井下工作时会发生由于上压高导致封隔器意外解封，造成整个井下工作管柱失败的生产事故。因此，目前的水力压缩式封隔器对于要求抗上压能力强的油水井施工、生产无法满足需要。

发明内容

为了解决现有封隔器抗上压能力差的问题，本实用新型提供一种水力平衡式抗上压井下分层封隔器，该封隔器通过多个平衡柱塞联动，产生足够大的抗上压平衡力，防止封隔器工作时因上压值高而意外解封，保证井下分层管柱工作安全可靠。

本实用新型采取的技术方案是：上接头外壁下端依次连接上缸套、中缸套及下缸套，上接头内壁下端依次连接内中心管及下接头，外中心管顺次与上平衡柱塞、中平衡柱塞、下平衡柱塞及锁环座连接，上缸套与上平衡柱塞间设置解封剪钉，锁环与坐封柱塞连接，锁环座与锁环之间设置坐封剪钉，坐封缸套与缸套座及下接头之间连接。在下缸套与锁环座之间安装有密封胶筒及隔环，在坐封柱塞与缸套座之间安装有坐封柱塞座。在上缸套、中缸套和下缸套上均开有进液孔，分别连通各平衡液压腔与油套环形空间，通过各缸套上的进液孔将环空井筒内压能传入平衡液压腔，并在平衡液压腔内产生向上的平衡力，阻抗密封胶筒因受上压作用产生向下运动，进而避免封隔器解封失效。在内中心管上开有进液孔，连通坐封液压腔，传递地面注入压力，为封隔器胀封提供推力。在各个密封位置安装有密封圈，起到密封作用。

本实用新型的使用方法和工作原理是：将水力平衡式抗上压井下分层封隔器连接于注水井(或采油井)工作管柱上，下入井内预定层位。地面经井内工作管柱加液压，泵注液压经内中心管进液孔作用在坐封柱塞上，使坐封柱塞、锁环受到向上的推力作用，当推力达到一定值时，坐封剪钉被剪断，坐封柱塞推动锁环、隔环一起上行，压缩密封胶筒向外扩张直至与井内套管内壁密封，封隔油、套管环形空间，对井内油层间起到分隔密封作用，并且锁环座将锁环锁住不动，使密封胶筒一直处于密封状态。当封隔器密封胶筒上部压力增大时，对密封胶筒产生向下的推力，该推力经锁环、锁环座、外中心管、上平衡柱塞作用在解封剪钉上，使解封剪钉受到向下的拉力。同时，作用在密封胶筒上部的压力经三个进液孔传入三个平衡液压腔内，分别作用在三个平衡柱塞上，产生向上的平衡力，该平衡力经外中心管、锁环座、锁环、隔环传递到密封胶筒上，阻抗密封胶筒向下的作用力，抵消解封剪钉所受的拉力，避免密封胶筒因受上部压力高，迫使解封剪钉被剪断而造成封隔器意外解封的井下事故。当水力平衡式抗上压井下分层封隔器需要解封时，上提井内工作管柱，依靠密封胶筒与井内套管内壁产生向下的摩擦力，该摩擦力通过密封胶筒、锁环、锁环座、外中心管传递给解封剪钉，使解封剪钉受到向下的拉力，当拉力足够大时，解封剪钉被剪断，上平衡柱塞、外中心管、锁环座、锁环等组件一起下行，解除对密封胶筒的压缩力束缚，密封胶筒外径依靠自身弹力收缩，实现封隔器解封。

本实用新型的有益效果是，设计思路创新，结构设计新颖，该实用新型有效利用油水井自身具有的压能，通过多个平衡液压腔产生足够的平衡力，有效抵抗封隔器上压作用，确保封隔器在高上压作用下安全工作不解封，可广泛用于油井分层找、堵水，水井分层注水等措施生产中。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

见本实用新型结构示意图。

图中1.上接头，2.密封圈，3.上缸套，4.上平衡柱塞，5.解封剪钉，6.中缸套，7.限位卡块，8.中平衡柱塞，9.下缸套，10.下平衡柱塞，11.密封胶筒，12.隔环，13.内中心管，14.外中心管，15.锁环座，16.坐封剪钉，17.锁环，18.坐封缸套，19.坐封柱塞，20.坐封柱塞座，21.缸套座，22.下接头。

具体实施方式

上接头1外壁下端依次连接上缸套3、中缸套6、下缸套9，上接头内壁下端依次连接内中心管13及下接头22，外中心管14顺次与上平衡柱塞4螺纹连接、与中平衡柱塞8及下平衡柱塞10经限位卡块7连接、与锁环座15螺纹连接。外中心管14依次与上缸套3、中缸套6、下缸套9密封装配，内中心管13与外中心管14同心安装并可以沿轴向相对滑动，上平衡柱塞4、中平衡柱塞8、下平衡柱塞10与上缸套3、中缸套6、下缸套9及与外中心管14之间密封装配并形成三个平衡液压腔。上缸套3与上平衡柱塞4之间设置解封剪钉5，锁环17与坐封柱塞19连接，锁环座15与锁环17之间设置坐封剪钉16，坐封缸套18与缸套座21及下接头22连接。在下缸套9与锁环座15之间安装有密封胶筒11及隔环12，在坐封柱塞19与缸套座21之间安装有坐封柱塞座20，在上缸套3、中缸套6和下缸套9上均开有进液孔A、B、C，分别连通三个平衡液压腔与油套环形空间，在内中心管上开有进液孔D，连通坐封液压腔，在各个密封位置安装有密封圈2。在密封胶筒11处于密封状态下，当密封胶筒11上部压力增高对密封胶筒11产生向下的推力时，密封胶筒11上部的压力经A、B、C进液孔分别作用在4、8、10三个平衡柱塞上产生向上的平衡力，阻抗密封胶筒11下行解封。