专利名称：一种可反洗注水封隔器的制作方法
技术领域：
一种可反洗注水封隔器技术领域[0001]本实用新型属于油田开采技术领域，特别涉及一种分层注水井的自封闭式封隔 器，有效解决反洗井后反洗阀密封不严、注水过程中层间压差大、层间窜流等问题，属 于压缩式注水封隔器。
背景技术：
[0002]注水井在生产的过程中，采用封隔器实现分层注水，日常管理需要定期反洗 井，洗井合格后转注时，封隔器反洗阀关闭不严，封隔器漏失，造成无法正常分注；注 水过程中，因注水压力波动，反洗阀有离开反洗阀座不密封面的问题；在一些分层注水 井，由于层间压差大，在停注的过程中，高压层将反洗阀顶开，向低压层倒流，这些问 题造成无法正常分注。目前井下管柱采用的注水封隔器一般没有采用自关闭结构，反洗 井后易漏失，停注过程导致层间窜流问题，影响分注注水效果。[0003]专利号为ZL2005201455^.5的中国实用新型专利说明书公开了一种分层注水可 洗井封隔器，该封隔器包括反洗阀套、反洗活塞、活塞座、活塞套、中心管及外心管， 中心管与外心管之间留有液流通道，在反洗阀套上开设有反洗进水槽，在活塞座上开设 有条形的反洗水口，反洗进水槽、反洗水口和液流通道构成封隔器的反洗通道。在反洗 阀套与中心管之间设有环腔，环腔的下部向下延伸，在反洗水口和反洗进水槽的开口下 方形成一圈环槽，反洗活塞在受压下行后插入到该环槽中，依靠反洗活塞内壁设置的密 封胶圈与活塞座密封配合关闭反洗通道。但由于反洗时，水中往往夹杂有泥沙，洗井 液在通过反洗阀套与活塞座之间的环腔时，泥沙会在环腔下部的环槽中沉淀淤积，致使 反洗活塞在受压下行时不能下行到位，反洗活塞上的密封胶圈与活塞座无法形成密封配 合，造成反洗阀关闭不严，注水时容易形成层间窜流，影响注水效果。实用新型内容[0004]本实用新型的目的是提供一种结构简单、洗井通道关闭可靠的可反洗注水封 隔器。[0005]本实用新型的技术方案是一种可反洗注水封隔器，包括中心管及套装在中心 管上部外侧的洗井套和胶筒内管，洗井套上开设有洗井口，在胶筒内管与中心管之间设 有用于反洗液流过的过流环隙，在洗井套与中心管之间设有连通洗井口和过流环隙的环 形阀腔，阀腔下部设有连通洗井口与过流环隙的流道，阀腔中设有用于封闭该流道的反 洗阀，在胶筒内管的上端外壁上套装有与反洗阀配合的反洗阀座，所述反洗阀座的上端 面上轴向开设有环槽，环槽中嵌装有与反洗阀顶压密封配合的密封胶垫，密封胶垫的上 端面不低于胶筒内管的上端。[0006]所述密封胶垫为纵截面上小下大呈L形的环形套筒结构，所述环槽的纵截面形 状与密封胶垫的纵截面形状相同。[0007]所述的反洗阀与洗井套及中心管分别密封滑动配合，将环形阀腔分隔成上部的承压腔和下部所述的流道，在所述反洗阀上方的中心管壁上开设有与承压腔连通的上进 液孔，所述的反洗阀的上部和下部分别设有用于推动反洗阀移动的承压端面，所述反洗 阀上端承压端面的面积大于其下部承压端面的面积。[0008]在位于环形阀腔中的中心管外壁上径向凸设有环形凸台，所述反洗阀的下部内 壁与该环形凸台密封滑动配合。[0009]在所述胶筒内管外套装有密封胶筒，密封胶筒的下部顶压装配有调节环，在调 节环的下部固定连接有锁紧机构，所述锁紧机构包括与调节环固连套装在胶筒内管外部 的锁套，在胶筒内管的下端内壁上固定有向下延伸的弹性锁爪，弹性锁爪的上部与中心 管外壁密封配合，弹性锁爪的下部与中心管外壁之间留有径向弹性收张间隙，在锁套及 弹性锁爪之间对应设置有锁齿，在弹性锁爪下方的中心管外壁上固定有轴向向上延伸的 释放套，该释放套的上端设有用于收拢弹性锁爪的扩口结构，在弹性锁爪的下端对应释 放套设有收口结构。[0010]在所述胶筒内管与弹性锁爪之间固定夹设有挡砂环，该挡砂环沿中心管的径向 向外延伸与锁套的内壁滑动配合。[0011]本实用新型采用上述技术方案，由于密封胶垫上与反洗阀配合的上端面不低于 胶筒内管的上端，因而不会出现杂质沉淀淤积现象，反洗阀在受压下与密封胶垫顶压保 持紧密配合，有效解决了现有注水封隔器反洗井后反洗阀密封不严、层间压差大引起的 层间窜流等问题，提高了注水封隔器的稳定、可靠性。[0012]所述的反洗阀与洗井套及中心管分别密封滑动配合，将环形阀腔分隔成上部的 承压腔和下部所述的流道，在所述反洗阀上方的中心管壁上开设有与承压腔连通的上进 液孔，所述的反洗阀的上部和下部分别设有用于推动反洗阀移动的承压端面，所述反洗 阀上端承压端面的面积大于其下部承压端面的面积。使得反洗阀受到的向下的作用力要 大于受到的向上的作用力，因而只有当套管液压高于油管液压的特定压力时，反洗阀才 会被打开，避免了出现因层间压差扰动造成的反洗阀上下窜动现象，保证了封隔器分层 注水工作的正常运行。[0013]中心管设有凸型环台，将反洗阀限位，同时反洗阀下端内壁与该凸型环台密封 滑动配合，其增加了反洗阀与中心管之间的密封，从而进一步的避免出现因反洗阀密封 不严引起的层间窜流问题。[0014]密封胶垫及反洗阀座上的环槽均采用纵截面为L型的结构，可以加强密封胶 垫在封隔器中的安装稳定性，防止密封胶垫受液压作用脱落，保证反洗阀的密封安全可罪。[0015]采用锁套、弹性锁爪及释放套构成的锁紧机构，其锁紧稳定，解锁方便，进一 步提高了注水封隔器的使用可靠性。
[0016]图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
[0017]如图1所示，本实用新型的可反洗注水封隔器由上接头1、保护座2、解封销钉3、洗井套4、上活塞5、活塞挡环6、反洗阀7、反洗阀座9、胶筒内管10、中心管11、 隔环12、胶筒13、调节环14、挡砂环15、弹性锁爪16、锁套17、释放套18、活塞19、 缸套20、下接头21、坐封销钉22及销钉座23组成。上接头1、中心管11、下接头21 依次采用螺纹连接固定组成内管，洗井套4、反洗阀座9、胶筒内管10、调节环14、锁套 17及缸套20依次连接组成外管。其中，洗井套4通过解放销钉3固定在上接头1的外 部，在位于洗井套4上方设有保护座2，保护座2通过螺纹连接在上接头上端。洗井套4 上开设有用于通过洗井液的洗井口 26，洗井套4的下端通过内扣螺纹连接反洗阀座9，反 洗阀座9下部通过内扣螺纹连接胶筒内管10，胶筒内管10与中心管11之间设有过流环隙 27，洗井套4与中心管11之间形成环形阀腔，阀腔中密封滑动装配有反洗阀7，反洗阀7 将环形阀腔分隔成上部的承压腔和下部用于连通洗井口 26与过流环隙27的流道，在反洗 阀7上方的中心管壁上开设有与承压腔连通、用于推动反洗阀7下行的上进液孔M ；反 洗阀7的上部和下部分别设有用于推动反洗阀7移动的承压端面，其位于反洗阀上端的承 压端面的面积大于其下部的承压端面面积，从而在油管压力下能够稳定的保持对反洗流 道的封闭。反洗阀7上部的内、外壁分别与中心管11和洗井套4密封滑动配合，在位于 反洗阀7下部的中心管外壁上径向凸设有环形凸台，反洗阀7下部的内侧壁与该环形凸台 密封滑动配合并被其限位。在反洗阀座9的上端面轴向开设有环槽，环槽的纵截面呈上 小下大的L形结构，环槽中嵌装有用于与反洗阀7密封配合的密封胶垫8，密封胶垫8与 环槽内壁吻合呈纵截面为L形的环形套筒结构，为防止在密封胶垫8处产生泥沙沉淀淤积 现象，密封胶垫8上用于与反洗阀7配合的上端面不低于胶筒内管10的上端，本实施例 中，密封胶垫8的上端面略高于胶筒内管10的上端。为平衡反洗阀7的压力，在反洗阀 7上方、上接头的下端外部套装有上活塞5，活塞挡环6与上接头1下端外扣螺纹连接将 上活塞5限位。[0018] 在胶筒内管10的外壁上从上到下依次滑动套装有胶筒13、隔环12、调节环14 与锁套17，本实施例中，胶筒内管10外套装有三个胶筒13，各胶筒之间采用隔环12分 隔，调节环14顶压装配在底部的胶筒13的下部，在调节环14的下部固定连接有锁紧机 构，该锁紧机构包括锁套17和锁爪16，调节环14通过内扣螺纹连接在锁套17上，弹性 锁爪16通过内扣螺纹连接在胶筒内管10的下端内壁上，锁套17与弹性锁爪16之间分别 设置有对应锁齿，以保持封隔器的坐封状态。弹性锁爪16的上部内壁与中心管11的外 壁之间密封配合，在弹性锁爪16上方的胶筒内管10的管壁上开设有内管出水孔观，锁 套17的上部管壁上开设有锁套出水孔四，弹性锁爪16的下端沿轴向向下延伸，弹性锁爪 16的下部与中心管11之间设有径向弹性收张间隙，在弹性锁爪16下方的中心管壁上螺纹 固定有轴向向上延伸的释放套18，在释放套的上端设置有用于收拢弹性锁爪16的扩口结 构，在弹性锁爪16的下端设置有对应的收口结构。为防止反洗过程中泥沙等杂质进入锁 套17与中心管11之间的空腔中，妨碍锁套17与弹性锁爪16的解锁，在弹性锁爪16与 胶筒内管10之间夹设固定有挡砂环15，该挡砂环15的周缘沿径向向外延伸与锁套17的 内壁滑动配合。锁套17下端通过外扣螺纹连接缸套20，锁套17下端顶住坐封活塞19， 销钉座23与下接头21螺纹连接，坐封销钉22将销钉座23固定在缸套20上，在坐封活 塞19与下接头之间的中心管壁上开设有下进液孔25。洗井口沈、过流环隙27、内管出 水孔观、锁套出水孔四共同组成洗井通道，反洗阀7受压与密封胶垫8顶压接触实现洗井通道的打开与关闭。[0019] 工作时，可反洗注水封隔器通过其上接头1和下接头21分别螺纹连接在油管 中，随注水管柱下井至设计位置。坐封时，通过内管打压，液压进入下进液孔25，注入 的压力作用在坐封活塞19上，同时顶住锁套17，带动缸套20有向上运动的趋势，当压 力达到坐封压力时，坐封销钉22被剪断，坐封活塞19推动锁套17、下调节环14同时带 动缸套20整体向上移动，压缩胶筒13径向扩张紧贴套管实现密封，锁套17的锁齿上行 与弹性锁爪16的锁齿完全咬合实现锁紧，坐封结束；同时，液压从上进液孔对推动反洗 阀7向下运动压紧密封胶垫8，由于反洗阀7的上承压端面积大于下承压端面积，在液压 下，有个较大的向下的力作用在反洗阀7上，反洗阀7始终保持对密封胶垫8压紧密封； 反洗阀7实现关闭洗井通道，上活塞5上行平衡反洗阀7上的压力。注水时，当注水压 力波动，反洗阀7始终保持对密封胶垫8的压紧状态，反洗阀7不会上下抖动出现漏失现 象。反洗井时，只有当套管压力高于油管3 5MPa时，才能推动反洗阀7上行离开密封 胶垫8，打开反洗通道，洗井液从洗井口沈进入过流环隙27，流经外管出水孔观，从锁 套出水孔四进入油套环空实现反洗井，反洗井结束后，套管压力降低，反洗阀7在油管 压力下自动与密封胶垫8配合关闭洗井通道，由于密封胶垫8与胶筒内管10基本齐平， 因而不会出现杂质沉淀淤积现象，不会出现反洗井后反洗阀关不严的问题。反洗阀7在 上、下动作时始终被中心管壁上的环形凸台限位并与之保持密封滑动配合状态，可以进 一步的加强反洗阀的密封，提高注水封隔器的层间压差的承受力，防止层间窜流。挡砂 环15与锁套17内壁配合封闭胶筒内管10与锁套之间的间隙，阻止洗井液中杂质砂粒进 入锁爪16和锁套17咬合处，防止因咬合处沉砂，造成解封负荷大的问题。解封时，上 提上接头1，当上提吨位达到40KN时，由于胶筒13坐封后与套管之间的摩擦力较大，上 提力量无法拉动洗井套4、反洗阀座9、胶筒内管10、下调节环14、锁套17及缸套20组 成的外管，致使洗井套4与上接头1之间的解封销钉3被剪断，上接头1带动中心管11、 下接头21整体上行，释放套18随中心管11上行，通过与弹性锁爪16之间的斜面配合将 弹性锁爪16向内撑开，使弹性锁爪16与锁套17上相互咬合的锁齿分开，锁紧消除，锁 套17带动下调节环14、缸套20下行，胶筒13回弹解封，最后起出管柱。
权利要求1.一种可反洗注水封隔器，包括中心管及套装在中心管上部外侧的洗井套和胶筒 内管，洗井套上开设有洗井口，在胶筒内管与中心管之间设有用于反洗液流过的过流环 隙，在洗井套与中心管之间设有连通洗井口和过流环隙的环形阀腔，阀腔下部设有连通 洗井口与过流环隙的流道，阀腔中设有用于封闭该流道的反洗阀，在胶筒内管的上端外 壁上套装有与反洗阀配合的反洗阀座，其特征在于，所述反洗阀座的上端面上轴向开设 有环槽，环槽中嵌装有与反洗阀顶压密封配合的密封胶垫，密封胶垫的上端面不低于胶 筒内管的上端。
2.根据权利要求1所述的可反洗注水封隔器，其特征在于，所述密封胶垫为纵截面上 小下大呈L形的环形套筒结构，所述环槽的纵截面形状与密封胶垫的纵截面形状相同。
3.根据权利要求1所述的可反洗注水封隔器，其特征在于，所述的反洗阀与洗井套及 中心管分别密封滑动配合，将环形阀腔分隔成上部的承压腔和下部所述的流道，在所述 反洗阀上方的中心管壁上开设有与承压腔连通的上进液孔，所述的反洗阀的上部和下部 分别设有用于推动反洗阀移动的承压端面，所述反洗阀上端承压端面的面积大于其下部 承压端面的面积。
4.根据权利要求1所述的可反洗注水封隔器，其特征在于，在位于环形阀腔中的中心 管外壁上径向凸设有环形凸台，所述反洗阀的下部内壁与该环形凸台密封滑动配合。
5.根据权利要求1 4任意一项所述的可反洗注水封隔器，其特征在于，在所述胶筒内 管外套装有密封胶筒，密封胶筒的下部顶压装配有调节环，在调节环的下部固定连接有 锁紧机构，所述锁紧机构包括与调节环固连套装在胶筒内管外部的锁套，在胶筒内管的 下端内壁上固定有向下延伸的弹性锁爪，弹性锁爪的上部与中心管外壁密封配合，弹性 锁爪的下部与中心管外壁之间留有径向弹性收张间隙，在锁套及弹性锁爪之间对应设置 有锁齿，在弹性锁爪下方的中心管外壁上固定有轴向向上延伸的释放套，该释放套的上 端设有用于收拢弹性锁爪的扩口结构，在弹性锁爪的下端对应释放套设有收口结构。
6.根据权利要求5所述的可反洗注水封隔器，其特征在于，在所述胶筒内管与弹性锁 爪之间固定夹设有挡砂环，该挡砂环沿中心管的径向向外延伸与锁套的内壁滑动配合。
专利摘要本实用新型公开了一种可反洗注水封隔器，其包括中心管及套装在中心管上部外侧的洗井套、反洗阀座和胶筒内管，在胶筒内管与中心管之间留有过流环隙，在洗井套上开设有与过流环隙连通的洗井口，在洗井套与中心管之间的环腔中密封滑动装配有与反洗阀座配合用于封闭洗井口与过流环隙之间流道的反洗阀，在反洗阀座的上端面上轴向开设有环槽，环槽中嵌装有与反洗阀顶压密封配合的密封胶垫，密封胶垫的上端面不低于胶筒内管的上端。本实用新型的结构简单，避免了反洗阀座上出现杂质沉淀淤积现象，有效解决了现有注水封隔器反洗井后反洗阀密封不严、层间压差大引起的层间窜流等问题，提高了注水封隔器的稳定、可靠性。
文档编号E21B43/20GK201810261SQ20102022567
公开日2011年4月27日 申请日期2010年6月13日 优先权日2010年6月13日
发明者刘科伟, 彭元东, 杨康敏, 王小勇, 马宏伟 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司河南油田分公司石油工程技术研究院