一种液压封井器及利用液压封井器进行封井操作的方法与流程

本发明涉及石油开采，尤其涉及一种液压封井器及利用该液压封井器进行封井操作的方法。

背景技术：

1、辽河油田稠油产量占总产量的2/3左右，稠油开发目前以蒸汽吞吐、气驱等方式为主。由于多轮次开发，以及近年蒸汽驱、sgad等转换开发方式的推广，经过长时间开发和高温作用，每年都会有一定数量的注汽井口光杆密封盘根损坏，稠油热采井作业过程中多数存在井口密封泄漏的现象。

2、当出现高压流体密封泄漏时，通常采用液压闸板对井口进行封闭。现有的液压封井器一般包括壳体、侧部、内部闸板、油缸等部件。利用油缸内的液压油推动闸板上的活塞杆伸缩，进而推动闸板闭合密封井口。一些液压封井器提供了全封和半封功能。然而，由于井内压力和温度较高，导致半封闸板及其上设置的密封部件可能出现变形、老化，进而导致对光杆密封不严等问题，造成喷溅事故。

3、因此，现有的液压封井器仍有待改进，尤其要针对闸板密封光杆不严的情况进行改善。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种液压封井器及利用该液压封井器进行封井操作的方法。通过使用本发明的液压封井器及方法，即使在出现闸板密封光杆不严时，也能快速有效地封闭井口，避免出现喷溅事故。

2、为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

3、根据本发明的一方面，提供一种液压封井器，其包括：

4、壳体，所述壳体设有从顶部延伸至底部的主通道和从所述壳体的第一侧壁延伸至相对的第二侧壁的两个横向通道；

5、全封装置，所述全封装置安装在靠近所述顶部的横向通道中以用于封闭整个主通道；

6、半封装置，所述半封装置安装在靠近所述底部的横向通道中，所述半封装置用于在所述主通道内存在光杆时封闭形成所述主通道的侧壁与所述光杆的外壁之外的区域；

7、脱接器，所述脱接器设置在所述主通道内，所述脱接器包括：

8、分瓣爪簧，所述分瓣爪簧具有空腔和位于所述分瓣爪簧下部的多个卡爪，每个所述卡爪的下端都具有从内壁沿径向向内延伸的凸起；

9、中心管，所述中心管的上端插入所述分瓣爪簧的空腔的下部，所述中心管的外壁具有沿径向向内凹入的多个凹口，所述凹口的数量及位置与所述凸起相适应，所述凹口用于接收所述分瓣爪簧的凸起；

10、压帽，所述压帽套在所述卡爪的外围，且所述压帽的设置位置低于所述半封装置的设置位置。

11、根据本发明的一个实施例，所述全封装置包括第一驱动机构和全封闸板，所述全封闸板包括设置在所述主通道两侧的两块全封闸板元件，所述第一驱动机构驱动所述全封闸板元件沿横向通道移动并且在两个所述全封闸板元件对接到一起时能够封闭整个主通道。

12、根据本发明的一个实施例，所述半封装置包括第二驱动机构和半封闸板，所述第二驱动机构用于驱动所述半封闸板沿横向通道移动。

13、根据本发明的一个实施例，所述半封闸板包括位于所述主通道两侧的第一闸板和第二闸板，所述第一闸板在靠近所述主通道的部分设有第一半圆缺口，所述第二闸板在靠近所述主通道的部分设有第二半圆缺口，当所述第一闸板和所述第二闸板对接时，所述第一半圆缺口和所述第二半圆缺口形成与光杆的外壁适配的圆形孔。

14、根据本发明的一个实施例，所述第一闸板在形成所述第一半圆缺口的表面上设有第一密封件，所述第二闸板在形成所述第二半圆缺口的表面上设有第二密封件。

15、根据本发明的一个实施例，所述第一密封件和所述第二密封件由氟橡胶材料制成。

16、根据本发明的一个实施例，所述第一驱动机构为液压油缸。

17、根据本发明的一个实施例，所述第二驱动机构为液压油缸。

18、根据本发明的一个实施例，所述第一闸板和所述第二闸板在靠近所述主通道的部分设有凸缘。

19、根据本发明的一个实施例，所述脱接器还包括弹簧，所述弹簧套在所述中心管外围且连接于所述压帽的下端，所述弹簧的下端相对于所述中心管固定。

20、根据本发明的一个实施例，所述弹簧的长度和弹性配置为使得所述压帽被压缩时的最大行程大于所述脱接器在装配状态时所述压帽顶端与所述卡爪底端之间的距离。

21、根据本发明的一个实施例，所述脱接器还包括管箍，所述管箍的上部套在所述中心管的下端且顶壁用于支撑所述弹簧的底端，所述管箍的下部用于连接抽油管。

22、根据本发明的一个实施例，所述全封闸板为楔式金属闸板。

23、根据本发明的一个实施例，所述分瓣爪簧包括筒状主体和多个卡爪，所述主体的上部在内壁设有与光杆连接的连接部，所述主体的下部与沿周向均匀分布的多个卡爪相连，并且相邻的所述卡爪之间设有空槽。

24、根据本发明的一个实施例，所述分瓣爪簧的外径与所述光杆的外径相同。

25、根据本发明的一个实施例，所述卡爪由弹性材料制成。

26、根据本发明的一个实施例，所述分瓣爪簧的内壁与所述中心管的外壁形成间隙配合。

27、根据本发明的一个实施例，所述连接部为内螺纹，所述内螺纹用于与所述光杆的外螺纹配合使用。

28、根据本发明的一个实施例，所述弹簧为螺旋弹簧。

29、根据本发明的又一方面，提供一种利用上述实施例所述的液压封井器进行封井操作的方法，其包括下列步骤：

30、在出现井喷状况时确认所述主通道内是否存在光杆；

31、在所述主通道内没有光杆的情况下启动所述全封装置以将所述主通道全部封闭；

32、在所述主通道内存在光杆的情况下启动所述半封装置以使所述半封装置与光杆外壁对接并封闭所述光杆之外的区域；

33、在所述半封装置移动到与所述光杆接触后检测是否仍有流体喷出；

34、在检测到有流体喷出的情况下上提光杆至所述分瓣爪簧的下端高于所述全封装置时启动所述全封装置以将所述主通道全部封闭。

35、由于采用上述技术方案，本发明至少具有如下有益效果：

36、利用在上部横向通道内设置的两个全封闸板元件能够实现空井全通道密封，利用在下部横向通道内设置的第一半封闸板和第二半封闸板能够实现内设光杆时的抱合密封，因此，该液压封井器可以应用于不同的泄露场景，适应不同工况，从而提高液压封井器的稳定性和安全性。而且，当半封闸板因变形老化等原因而无法完全封闭光杆时，利用半封闸板与脱接器之间的协同动作而使得光杆与下部抽油杆可以自动脱开，进而可以再次利用全封闸板元件来封闭整个主通道。利用该液压封井器，即便光杆密封不严时，也可以迅速高效地封闭井口，防止发生喷溅事故。此外，由于无需对光杆进行剪切等操作，进而不会造成不可逆转的损伤，更有成本效益。

技术特征：

1.一种液压封井器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的液压封井器，其特征在于，所述全封装置包括第一驱动机构和全封闸板，所述全封闸板包括设置在所述主通道两侧的两块全封闸板元件，所述第一驱动机构驱动所述全封闸板元件沿横向通道移动并且在两个所述全封闸板元件对接到一起时能够封闭整个主通道。

3.根据权利要求1所述的液压封井器，其特征在于，所述半封装置包括第二驱动机构和半封闸板，所述第二驱动机构用于驱动所述半封闸板沿横向通道移动。

4.根据权利要求3所述的液压封井器，其特征在于，所述半封闸板包括位于所述主通道两侧的第一闸板和第二闸板，所述第一闸板在靠近所述主通道的部分设有第一半圆缺口，所述第二闸板在靠近所述主通道的部分设有第二半圆缺口，当所述第一闸板和所述第二闸板对接时，所述第一半圆缺口和所述第二半圆缺口形成与光杆的外壁适配的圆形孔。

5.根据权利要求4所述的液压封井器，其特征在于，所述第一闸板在形成所述第一半圆缺口的表面上设有第一密封件，所述第二闸板在形成所述第二半圆缺口的表面上设有第二密封件。

6.根据权利要求5所述的液压封井器，其特征在于，所述第一密封件和所述第二密封件由氟橡胶材料制成。

7.根据权利要求2所述的液压封井器，其特征在于，所述第一驱动机构为液压油缸。

8.根据权利要求4所述的液压封井器，其特征在于，所述第一闸板和所述第二闸板在靠近所述主通道的部分设有凸缘。

9.根据权利要求1所述的液压封井器，其特征在于，所述脱接器还包括弹簧，所述弹簧套在所述中心管外围且连接于所述压帽的下端，所述弹簧的下端相对于所述中心管固定。

10.根据权利要求9所述的液压封井器，其特征在于，所述弹簧的长度和弹性配置为使得所述压帽被压缩时的最大行程大于所述脱接器在装配状态时所述压帽顶端与所述卡爪底端之间的距离。

11.根据权利要求9所述的液压封井器，其特征在于，所述脱接器还包括管箍，所述管箍的上部套在所述中心管的下端且顶壁用于支撑所述弹簧的底端，所述管箍的下部用于连接抽油管。

12.根据权利要求2所述的液压封井器，其特征在于，所述全封闸板为楔式金属闸板。

13.根据权利要求1所述的液压封井器，其特征在于，所述分瓣爪簧包括筒状主体和多个卡爪，所述主体的上部在内壁设有与光杆连接的连接部，所述主体的下部与沿周向均匀分布的多个卡爪相连，并且相邻的所述卡爪之间设有空槽。

14.根据权利要求1所述的液压封井器，其特征在于，所述分瓣爪簧的外径与所述光杆的外径相同。

15.根据权利要求1所述的液压封井器，其特征在于，所述卡爪由弹性材料制成。

16.根据权利要求3所述的液压封井器，其特征在于，所述第二驱动机构为液压油缸。

17.根据权利要求1所述的液压封井器，其特征在于，所述分瓣爪簧的内壁与所述中心管的外壁形成间隙配合。

18.根据权利要求13所述的液压封井器，其特征在于，所述连接部为内螺纹，所述内螺纹用于与所述光杆的外螺纹配合使用。

19.根据权利要求9所述的液压封井器，其特征在于，所述弹簧为螺旋弹簧。

20.一种利用权利要求1-19中任一项所述的液压封井器进行封井操作的方法，其特征在于，包括下列步骤：

技术总结
本发明提供一种液压封井器及利用该液压封井器进行封井操作的方法，其属于石油开采领域。该液压封井器用于解决半封闸板对光杆密封不严的问题。该液压封井器主要包括壳体、全封装置、半封装置和脱接器。利用该液压封井器可以实现空井全通道密封、有光杆时的抱合密封，还可以利用半封闸板与脱接器之间的协同动作而使得光杆与下部抽油杆自动脱开，再利用全封闸板来封闭整个主通道。利用该液压封井器，即便光杆密封不严时，也可以迅速高效地封闭井口，防止发生喷溅事故。此外，由于无需对光杆进行剪切等操作，进而不会造成不可逆转的损伤，更有成本效益。

技术研发人员：闫占辉,于雷,戚勇,路朋,桑国强,付尧,张硕,郑达理,刘洪泽,徐晶,吕春柳,董纹希,温云鹏,刘佳福,刘岱宗,商永刚,张依
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15