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    石油小直径封隔器的制作方法

    2019-11-22 11:39:57

    目前,国内注水井5 1/2”套管的内径为Φ124mm,密封此套管内径用的封隔器的外径多为Φ115mm,封隔器坐封时胶筒在液压的推动下受压缩外径涨大至Φ124mm,从而密封套管内径,把套管分成上下两段,实行分层注水或采测。正常情况下,5 1/2”套管的内径为Φ124mm,Φ115mm的封隔器在下放、起出的过程中是很顺利的;然而有些时间较长的套管,由于受地层运动影响,井柱会受压迫变形,又由于受到井下腐蚀性液体的长时间浸蚀,套管某些部位会被腐蚀而造成穿孔。此时为保证整个管柱的密封,就需在被腐蚀的穿孔部位再由人工帖补一段套管,目前贴补套管的内径一般为Φ88mm。所以在受套管变形及套管被贴补的情况下,常用型的Φ115mm的封隔器就不能通过变形和贴补段来密封下部套管。此时,如何提供一种外径较小的小直径封隔器来密封内径为Φ88mm的套管,就成了油田分层注水采测时常用分层工具领域的需求。



    技术实现要素:

    为了解决变形及贴补后的5 1/2”套管段的密封性问题,本实用新型提供小直径封隔器。

    为实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:

    小直径封隔器,包括上接头1、胶筒8、中心管9和下接头11,上接头1、连接筒2、胶筒8依次螺纹连接,连接筒2靠近上接头1的位置处在圆周方向上有小孔,解封座3、挡板5、解封环6依次螺纹连接,中心管9局部位于胶筒8内且与胶筒8螺纹连接,中心管9的一端沿胶筒8远离上接头1的一端伸出,弹簧4位于解封座3与中心管9之间且被压缩;滑套10位于胶筒8和下接头11中间并套在中心管9伸出的一端,下接头11与中心管9伸出的一端螺纹连接;单向阀位于连接筒2与中心管9之间并套在中心管9上,且单向阀沿封隔器轴向方向开设有通孔,中心管9在靠近单向阀的位置也开设有小孔,中心管9的小孔与单向阀的通孔连通。

    所述单向阀包括单向阀座主体7、阀杆12、阀座13、钢球14和单向阀弹簧15,单向阀座主体7位于连接筒2与中心管9之间并套在中心管9上,单向阀座主体7内的通孔靠近上接头1的一端带螺纹为大孔,另一端为小孔且与大孔连通,阀杆12、阀座13、钢球14和单向阀弹簧15依次位于单向阀座主体7通孔内,阀座13位于单向阀座主体7带螺纹的一端并与单向阀座主体7螺纹连接,阀座13远离上接头1的一端端面为锥面,钢球14位于阀座13锥面一端,阀杆12穿过阀座13中心将钢球14、单向阀弹簧15压在单向阀座主体7的小孔中。

    所述小直径封隔器采用滑动扩张式胶筒结构。

    所述小直径封隔器的外径为Φ80mm。


    本实用新型的优点及积极效果表现在以下几方面:

    1. 本实用新型直径小,适合密封变形及贴补后的5 1/2”套管段;

    2. 设计上采用滑动扩张式胶筒结构,滑动扩张式胶筒结构能够被中心管内很小的压力实现坐封。通常我们使用的坐封方式是压缩胶筒式的坐封方式,由于该封隔器外径小,内部尺寸比较紧凑,在通过中心管内部的压力作用在坐封活塞上,坐封活塞再压缩胶筒,需要的压缩胶筒力太大(即坐封力),同时地面提供的压力也会越高,这样地面操作人员受到的危险系数就越高;与传统的坐封方式相比,本实用新型的滑动扩张式胶筒结构大大减小了坐封力,操作人员的安全系数更高。

    3. 设计上采用单向阀结构;在地面压力通过中心管后,再经过单向阀结构后开始作用在扩张式胶筒上面,当胶筒完成坐封后,由于在钢球与阀座接触面的另外一端有弹簧推着钢球压在阀座上,这样胶筒内部的压力始终比中心管内的压力大,这样当撤掉地面(及中心管内部)压力后,胶筒内部的压力不会损失,依然保持坐封后的压力值;在解封时套管与封隔器外径形成的空间提供解封压力,压力推动解封座只要克服弹簧的弹力并推动阀杆,阀杆顶起钢球就能解封,并且在解封过程中,地面压力&lt;1MPa;由于该结构能够提供稳定的坐封压力,在解封过程中需要的解封压力非常小,故选择此种单向阀结构。

    4. 本实用新型的解封结构安全可靠。理由如下两点:(1)常见的一种封隔器解压方式有上提管柱式,由管柱上的解锁环将锁爪与锁套分离,该种方式在井矿出砂严重的情况下,沙子会将锁环、锁爪、锁套之间的间隙塞满,这样该解封方式不能正常操作,必须进行洗井工作,洗井完成后,才能正常解锁;本实用新型的解封方式是利用套管与封隔器外径形成的空间提供解封压力,然后压力推动解封座,用阀杆顶开钢球,实现解封,该解封方式不会出现沙子将解封座内部的弹簧压缩空间填满,因为在解封座的外径上设置有密封圈,能够阻挡水、沙子;(2)本实用新型选择套管与封隔器外径形成的空间作为解封结构,还能够验证封隔器是否解封完成,通过地面压力表查看,如果在解封过程中,压力达到解封压力后,压力表指针突然回落,即表明封隔器解封完成。

    综上所述,本实用新型在密封小套管时能够提供可靠的技术解决方案、安全的工作环境,从而保证了套管变形井和套管贴补井的正常作业,减少和避免了修井的费用、时间,提高了工作效率和原油产量。

    附图说明

    图1是本实用新型封隔器的剖视结构示意图。

    图2是图1的局部放大的结构示意图。

    其中,1是上接头;2是连接筒;3是解封座;4是弹簧;5是挡板;6是解封环;7是单向阀座主体;8是胶筒;9是中心管;10是滑套;11是下接头;12是阀杆;13是阀座;14是钢球;15是单向阀弹簧。

    具体实施方式

    为了使本实用新型的目的,技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施实例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

    封隔器

    本实用新型的具体结构如下:

    如图1所示,本实用新型的小直径封隔器,包括上接头1、连接筒2、解封座3、弹簧4、挡板5、解封环6、单向阀(未标号)、胶筒8、中心管9、滑套10、下接头11,其中,上接头1、连接筒2和胶筒8依次连接,上接头1、连接筒2和胶筒8的外表面大致为圆柱体型。具体的,上接头1、连接筒2螺纹连接,连接筒2靠近连接头1的位置处在圆周方向上有小孔,解封座3、挡板5、解封环6依次位于上接头1、连接筒2和胶筒8组成的圆柱体内,且连接筒2依次通过解封座3、挡板5、解封环6与胶筒8连接,上接头1、连接筒2、解封座3、挡板5、解封环6、胶筒8依次连接的结构优选为螺纹连接。中心管9局部位于胶筒8内,中心管9的一端沿胶筒8远离上接头1的一端伸出,弹簧4位于解封座3与中心管9之间且被压缩。滑套10位于胶筒8和下接头11中间并套在中心管9伸出的一端,下接头11也套在中心管9伸出的一端,优选地,滑套10与胶筒8、下接头11与中心管9的连接方式皆为螺纹连接。单向阀(未标号)位于连接筒2与中心管9之间并套在中心管9上,中心管9在靠近单向阀(未标号)的位置开设有小孔。

    单向阀(未标号)包括单向阀座主体7、阀杆12、阀座13、钢球14和单向阀弹簧15。单向阀座主体7位于连接筒2与中心管9之间并套在中心管9上,且单向阀座主体7沿封隔器轴向方向开设有通孔,所述通孔靠近上接头1的一端带螺纹为大孔,另一端为小孔且与大孔连通,单向阀座主体7内部的通孔与中心管9上的小孔连通。如图2所示,阀杆12、阀座13、钢球14和单向阀弹簧15依次位于单向阀座主体7通孔内,阀座13位于单向阀座主体7带螺纹的一端并与单向阀座主体7螺纹连接,阀座13远离上接头1的一端端面为锥面,钢球14位于阀座13锥面一端,单向阀弹簧15位于单向阀座主体7大孔中远离上接头1的一端且为压缩状态,阀杆12穿过阀座13中心将钢球14、单向阀弹簧15压在单向阀座主体7的小孔中。


    本实用新型的工作过程如下:

    封隔器密封过程:压力进入到中心管9,经中心管9小孔进入由单向阀座主体7、阀杆12、阀座13、钢球14、单向阀弹簧15组成的单向阀,进入胶筒8与中心管9之间的间隙,压力增大,胶筒8外径涨大,滑套10随着胶筒8外径的涨大在中心管9上滑动,当胶筒8外径涨大与套管内径充分结合后,密封工作完成。

    封隔器解封过程:将中心管9内部泄压,在封隔器外部施加压力,压力此时从连接筒2圆周上的小孔进入到上接头1与连接筒2之间的空腔内,推动解封座3,此时挡板5抵在中线管9的轴肩处,压缩弹簧4,解封环6随着连接筒2向单向阀位置移动,当解封环6顶住阀杆12,阀杆12推开钢球14(钢球14与阀座13分离),此时,胶筒8与中心管9之间的间隙的压力,通过单项阀座主体7上的小孔及阀座13,回流至中心管9内,封隔器胶筒8回缩,解封完成。

    以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本实用新型整体构思前提下,还可以作出若干改变和改进,这些也应该视为本实用新型的保护范围,这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。


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