申请/专利权人：中国石油天然气股份有限公司

申请日：2019-02-11

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN109826587B

主分类号：E21B33/127

分类号：E21B33/127

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.26#授权;2019.06.25#实质审查的生效;2019.05.31#公开

摘要：本发明公开了一种大通径隔水采油封隔器及其操作方法，大通径封隔器和密封插管，液压送封工具包括外置式的液压缸、过渡套和过渡芯轴，液压缸设置在过渡套上端用于坐封后分离送封管柱，过渡套套在过渡芯轴上用于连接坐封锚定机构，过渡芯轴下端与大通径封隔器连接；大通径封隔器包括第一中心管，第一中心管的上下两端各设置一个细牙卡瓦且卡牙方向相反，第一中心管上间隔均布有多个胶筒；密封插管套装在第二中心管上，用于大通径封隔器丢手成功后插入大通径封隔器内。本发明能够有效降低因检泵和措施作业等原因造成的频繁解封更换封隔器，在封隔器的有效期内可以实现一次治理，有效期内重复利用，减少隔采工作量和治理费用。

主权项：1.一种大通径隔水采油封隔器的操作方法，其特征在于，大通径隔水采油封隔器包括液压送封工具，大通径封隔器和密封插管，液压送封工具包括外置式的液压缸、过渡套（4）和过渡芯轴（5），液压缸设置在过渡套（4）的上端，用于坐封后分离送封管柱，过渡套（4）套在过渡芯轴（5）上，用于连接坐封锚定机构，过渡芯轴（5）下端与大通径封隔器连接；大通径封隔器包括第一中心管（8），第一中心管（8）的上下两端各设置一个细牙卡瓦且两个细牙的卡牙方向相反，第一中心管（8）上间隔均布有多个胶筒（12）；密封插管套装在第二中心管（16）上，用于大通径封隔器丢手成功后插入大通径封隔器内；液压缸包括缸套（2）和活塞（3），缸套（2）上部设置有上接头（1），活塞（3）设置在上接头（1）和缸套（2）行成的环形空间内，过渡套（4）设置在缸套（2）内，并与活塞（3）的前端连接，上接头（1）的下端与过渡芯轴（5）连接，过渡芯轴（5）的下端与第一中心管（8）通过反螺纹连接，上接头（1）与缸套（2）通过反螺纹连接，缸套（2）内部设有孔眼，并与活塞（3）内腔连通，活塞（3）的接触面预置有密封结构，用于进行承压密封；所述操作方法包括以下步骤：S1、大通径封隔器通过液压送封工具的上接头螺纹连接送封管柱，待大通径封隔器下至设定隔采位置时，连接地面加压泵加压至24~27MPa，使液压缸的活塞推动胶筒充分压缩，继续稳压5~8min，然后泄压完成坐封；S2、步骤S1完成后，在正转送封管柱或送封管柱悬重有变化时，上提送封管柱；若悬重无增加则送封液压缸与封隔器脱开，则说明丢手成功，然后起出送封管柱；S3、步骤S2完成后，检查液压缸，开始下完井管柱，完井管柱自下而上依次为：密封插管、油管短节、油管、抽油泵和油管；待完井管柱缓慢下放至大通径封隔器上方8~12m处，确保密封插管插入大通径封隔器内，并施加3~4t的压力，确保密封插管与封隔器密封承压，完井生产。

全文数据：一种大通径隔水采油封隔器及其操作方法技术领域本发明属于油田套损井隔采治理技术领域，具体涉及一种大通径隔水采油封隔器及其操作方法。背景技术随着油田开发时间不短延长，套管因腐蚀等原因陆续出现穿孔破裂，导至油、水层联通的井不断增加，严重影响了油田的正常开采和产能的有效发挥。对于低产低效井采用套管补贴或者二次固井的治理措施成本太高，所以这类套损井一般采用机械隔采，即在产层和水层之间设置封隔器。目前主要有两类隔采封隔器，一类是常规隔采封隔器，这类封隔器隔采工艺简单，但每次检泵修井时均需解封起出，有效期短、且封隔器无法重复利用；另一类属于长寿命插管式封隔器，检泵时只需拔出插管，封隔器不需要解封，完井后重新插入插管即可，但由于内通径较小，措施作业时则必须解封起出，且这类封隔器成本较高，施工工艺复杂。因此目前这两类用于隔采的封隔器均无法实现作业后重复利用，致使油井的隔采有效期短，频繁隔采，治理成本较高。发明内容本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种大通径隔水采油封隔器及其操作方法，可以满足278”作业油管顺利通过，在封隔器的有效期内可以实现一次治理，有效期内重复利用，能够有效降低因检泵和措施作业等原因造成的频繁解封更换封隔器的工作量和治理费用。本发明采用以下技术方案：一种大通径隔水采油封隔器，包括液压送封工具，大通径封隔器和密封插管，液压送封工具包括外置式的液压缸、过渡套和过渡芯轴，液压缸设置在过渡套上端用于坐封后分离送封管柱，过渡套套在过渡芯轴上用于连接坐封锚定机构，过渡芯轴下端与大通径封隔器连接；大通径封隔器包括第一中心管，第一中心管的上下两端各设置一个细牙卡瓦且卡牙方向相反，第一中心管上间隔均布有多个胶筒；密封插管套装在第二中心管上，用于大通径封隔器丢手成功后插入大通径封隔器内。具体的，液压缸包括缸套和活塞，缸套上部设置有上接头，活塞设置在上接头和缸套行成的环形空间内，与活塞连接，过渡套设置在钢套内与活塞前端连接，上接头下端与过渡芯轴连接，过渡芯轴的下端与第一中心管通过反螺纹连接。进一步的，上接头与缸套通过反螺纹连接，缸套内部设有孔眼与活塞内腔连通，活塞的接触面预置有密封结构进行承压密封。具体的，大通径封隔器包括锁紧套、中间过渡轴、单向卡瓦、长锥套、短锥套、双向卡瓦和下接头，锁紧套套在过渡芯轴上且上端与过渡套下端接触，中间过度轴、单向卡瓦、长锥套、密封挡圈、胶筒、短轴套、双向卡瓦和下接头由上至下依次设置在第一中心管上。进一步的，胶筒之间设置有密封挡圈，密封挡圈两侧均设置有倒锥面。进一步的，过渡芯轴的下端设置有锥体。具体的，密封插管包括定位挡圈、外管、顶管、上密封胶套、上密封环、下密封环、下密封胶套和下挡圈，定位挡圈、外管、顶管、上胶筒、上密封环、下密封环和上胶筒依次套在第二中心管上，定位挡圈和外管与第二中心管螺纹连接，第二中心管下端与下挡圈螺纹连接。进一步的，第二中心管上端具有螺纹用于连接完井油管。进一步的，上密封环和下密封环的外表面均作镀铬处理。更进一步的，本发明的另一个技术方案是，一种大通径隔水采油封隔器的操作方法，包括以下步骤：S1、通过液压送封工具的上接头螺纹连接液压送封管柱，待大通径封隔器下至设定隔采位置时，地面连接加压泵缓慢加压至24～27Mpa，使液压缸的活塞推动胶筒充分压缩，继续稳压5～8min，然后泄压完成坐封；S2、步骤S1完成后，正转送封管柱或送封管柱悬重有变化时，上提送封管柱；若悬重无增加则送封液压缸与封隔器脱开，丢手成功，然后起出送封管柱；S3、步骤S2完成后，检查液压缸，开始下完井管柱，完井管柱自下而上依次为：密封插管、油管短节、油管、抽油泵、油管直至井口；待完井管柱下至大通径封隔器上方8～12m处缓慢下放，确保密封插管插入大通径封隔器内，并压3～4t的压力进行密封承压，完井生产。与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明提供的大通径隔水采油封隔器，包括液压送封工具，大通径封隔器和密封插管，实现278”作业油管过封隔器进行措施作业，能够有效降低因检泵和措施作业等原因造成的频繁解封更换封隔器，在封隔器的有效期内可以实现一次治理，有效期内重复利用，减少隔采工作量和治理费用。进一步的，外置式液压缸使压缩行程显著增长，坐封后正转送封管柱可与封隔器分离起出。进一步的，过渡芯轴的下端设置有锥体，便于锁紧套爬行后与套在第一中心管上的单向卡瓦更好的爬行和锁紧。进一步的，密封插管的密封结构为两边密封胶筒，中间密封两个密封环，密封面长。进一步的，采用胶筒和密封挡圈间隔设置，可根据需要密封面的长度进行优化选择，密封挡圈两侧均设置倒锥面是为了更好的导引胶筒爬上密封挡圈锥面，与套管壁更好的密封，确保密封承压可靠。进一步的，采用单向卡瓦和双向卡瓦组合设计，同时还可用作胶筒压缩后的挡板。综上所述，本发明首次研究设计实现了可过作业油管的大通径隔水采油封隔器，能够有效降低因检泵和措施作业等原因造成的频繁解封更换封隔器，在封隔器的有效期内可以实现一次治理，有效期内只需更换密封插管即可重复利用，减少隔采工作量和治理费用。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为液压送封工具和大通径封隔器组合示意图；图2为密封插管组合示意图。其中：1.上接头；2.缸套；3.活塞；4.过渡套；5.过渡芯轴；6.锁紧套；7.中间过渡轴；8.第一中心管；9.单向卡瓦；10.卡锥套；11.密封挡圈；12.胶筒；13.短锥套；14.双向卡瓦；15.下接头；16.第二中心管；17.定位挡圈；18.外管；19.顶管；20.上密封胶套；21.上密封环；22.下密封环；23.下密封胶套；24.下挡圈。具体实施方式在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。请参阅图1，本发明一种大通径隔水采油封隔器，包括液压送封工具，大通径封隔器和密封插管，液压送封工具包括外置式的液压缸、过渡套4和过渡芯轴5，过渡套4套在过渡芯轴5上与坐封锚定机构接触；大通径封隔器的上下两端各设置一个细牙卡瓦且卡牙方向相反，内部间隔均布用于密封的胶筒12；密封插管套装在第二中心管16上，用于丢手成功后插入大通径封隔器内。液压送封工具包括上接头1、缸套2、活塞3、过渡套4和过渡芯轴5，上接头1与缸套2通过反螺纹连接，内部设有孔眼与活塞3内腔连通；活塞3置于上接头1和缸套2行成的环形空间内，接触面预置有密封结构进行承压密封，活塞3前端与过渡套4装在缸套2内通过螺纹与活塞3连接；上接头1下端又与过渡芯轴5连接，过渡芯轴5的下端与第一中心管8通过反螺纹连接。大通径封隔器包括锁紧套6、中间过渡轴7、第一中心管8、单向卡瓦9、长锥套10、密封挡圈11、胶筒12、短锥套13、双向卡瓦14和下接头15；锁紧套6套在过渡芯轴5上且上端与过渡套4下端接触，中间过度轴7、单向卡瓦9、长锥套10、密封挡圈11、胶筒12、短轴套13、双向卡瓦14和下接头15由上至下依次安装在第一中心管8上，胶筒12之间设置有密封挡圈11，密封挡圈11和胶筒12可以根据具体情况确定安装组数，下接头15与第一中心管8下端连接。优选的，密封挡圈11两侧均设置有倒锥面。优选的，过渡芯轴5下端具有锥体，便于锁紧套6爬行后与套在中心管8上的单向卡瓦9更好的爬行和锁紧。请参阅图2，密封插管包括第二中心管16、定位挡圈17、外管18、顶管19、上密封胶套20、上密封环21、下密封环22、下密封胶套23和下挡圈24；定位挡圈17和外管18与第二中心管16螺纹连接，顶管19、上胶筒20、上密封环21、下密封环22和上胶筒23依次套在第二中心管16上，第二中心管16下端与下挡圈24螺纹连接。优选的，密封插管的第二中心管16上端具有螺纹，便于与完井油管连接。优选的，上密封环21和下密封环22外表面镀铬处理。为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。大通径隔水采油封隔器投放与隔采过程如下：隔采时通过上接头1预留的螺纹接头连接液压送封管柱，待封隔器下至设定隔采位置，地面连接加压泵，缓慢加压至25Mpa，使活塞3推动胶筒12充分压缩，为使封隔器坐封可靠，继续稳压5min，然后泄压完成坐封；完成坐封后正转送封管柱约15圈或者送封管柱悬重有明显变化时，上提送封管柱，若悬重无明显增加则说明送封液压缸与封隔器已经成功脱开，若悬重急剧增加，则需继续正转送封管柱，直至上提过程中悬重不再变化，即确定丢手成功，然后起出送封管柱；起出送封管柱后检查液压缸，若无异常状况，即可开始下完井管柱，完井管柱自下而上依次为：密封插管+油管短节+油管+抽油泵+油管直至井口；待完井管柱下至封隔器上10m左右，缓慢下放，确保密封插管顺利准确插入大通径封隔器，并压3t左右的压力确保插管与封隔器密封承压，完井生产。如后期需要检泵，则直接起出密封插管即可，无需破坏封隔器；如需进行冲砂、酸化等措施作业，则起出生产管柱，下过封隔器的作业管柱外径不超过278”进行作业即可，完井时重新下带密封插管的完井管柱，密封插接，继续进行隔采生产。本发明大通径封隔器室内试验表明，封隔器坐封后胶筒的承上、下压能力均可达到25MPa,能够满足套损井隔采是的承压要求，坐封后送风液压缸取出顺利，此外，该封隔器插管拔出的最大拉力为3～4t，便于现场作业机更换插管。以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

权利要求：1.一种大通径隔水采油封隔器，其特征在于，包括液压送封工具，大通径封隔器和密封插管，液压送封工具包括外置式的液压缸、过渡套4和过渡芯轴5，液压缸设置在过渡套4上端用于坐封后分离送封管柱，过渡套4套在过渡芯轴5上用于连接坐封锚定机构，过渡芯轴5下端与大通径封隔器连接；大通径封隔器包括第一中心管8，第一中心管8的上下两端各设置一个细牙卡瓦且两个细牙的卡牙方向相反，第一中心管8上间隔均布有多个胶筒12；密封插管套装在第二中心管16上，用于大通径封隔器丢手成功后插入大通径封隔器内。2.根据权利要求1所述的大通径隔水采油封隔器，其特征在于，液压缸包括缸套2和活塞3，缸套2上部设置有上接头1，活塞3设置在上接头1和缸套2行成的环形空间内，过渡套4设置在钢套2内与活塞3的前端连接，上接头1的下端与过渡芯轴5连接，过渡芯轴5的下端与第一中心管8通过反螺纹连接。3.根据权利要求2所述的大通径隔水采油封隔器，其特征在于，上接头1与缸套2通过反螺纹连接，缸套2内部设有孔眼与活塞3内腔连通，活塞3的接触面预置有密封结构进行承压密封。4.根据权利要求1所述的大通径隔水采油封隔器，其特征在于，大通径封隔器包括锁紧套6、中间过渡轴7、单向卡瓦9、长锥套10、短锥套13、双向卡瓦14和下接头15，锁紧套6套在过渡芯轴5上且上端与过渡套4下端接触，中间过度轴7、单向卡瓦9、长锥套10、密封挡圈11、胶筒12、短轴套13、双向卡瓦14和下接头15由上至下依次设置在第一中心管8上。5.根据权利要求1或4所述的大通径隔水采油封隔器，其特征在于，胶筒12之间设置有密封挡圈11，密封挡圈11两侧均设置有倒锥面。6.根据权利要求1或4所述的大通径隔水采油封隔器，其特征在于，过渡芯轴5的下端设置有锥体。7.根据权利要求1所述的大通径隔水采油封隔器，其特征在于，密封插管包括定位挡圈17、外管18、顶管19、上密封胶套20、上密封环21、下密封环22、下密封胶套23和下挡圈24，定位挡圈17、外管18、顶管19、上胶筒20、上密封环21、下密封环22和上胶筒23依次套在第二中心管16上，定位挡圈17和外管18与第二中心管16螺纹连接，第二中心管16下端与下挡圈24螺纹连接。8.根据权利要求7所述的大通径隔水采油封隔器，其特征在于，第二中心管16上端具有螺纹用于连接完井油管。9.根据权利要求7所述的大通径隔水采油封隔器，其特征在于，上密封环21和下密封环22的外表面均作镀铬处理。10.一种根据权利要求1所述大通径隔水采油封隔器的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、通过液压送封工具的上接头螺纹连接液压送封管柱，待大通径封隔器下至设定隔采位置时，地面连接加压泵缓慢加压至24～27Mpa，使液压缸的活塞推动胶筒充分压缩，继续稳压5～8min，然后泄压完成坐封；S2、步骤S1完成后，正转送封管柱或送封管柱悬重有变化时，上提送封管柱；若悬重无增加则送封液压缸与封隔器脱开，丢手成功，然后起出送封管柱；S3、步骤S2完成后，检查液压缸，开始下完井管柱，完井管柱自下而上依次为：密封插管、油管短节、油管、抽油泵、油管直至井口；待完井管柱下至大通径封隔器上方8～12m处缓慢下放，确保密封插管插入大通径封隔器内，并压3～4t的压力进行密封承压，完井生产。

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