一种多胶筒串接式封隔器
阅读说明：本技术 一种多胶筒串接式封隔器 (Multi-rubber-barrel tandem packer ) 是由 石建设 彭太祥 石易蕾 于 2021-10-18 设计创作，主要内容包括：本发明为多胶筒串接式封隔器,包括进液机构和封隔机构,进液机构包括上接头、筛套和连通接头；封隔机构包括连通接头、中心管、胶上护套、扩张短胶筒、胶下护套、上动护套和下接头；扩张短胶筒的下端与胶下护套螺纹连接形成胶筒连接结构,胶筒连接结构至少为两个,依次设置,相邻的胶筒连接结构中,位于上方的胶下护套与位于下方的扩张短胶筒之间设置有上动护套,中心管上对应上动护套的位置设置有异径环,异径环上设置有通槽、进口槽、周向槽和直槽,进口槽、周向槽和直槽依次设置,上动护套的内侧设置有导向键,导向键能够通过通槽、进口槽和周向槽进入直槽内。本发明的多胶筒串接式封隔器,提高了封隔器的承压能力。(The invention relates to a multi-rubber-barrel tandem packer, which comprises a liquid inlet mechanism and a packing mechanism, wherein the liquid inlet mechanism comprises an upper joint, a screen sleeve and a communicating joint; the packing mechanism comprises a communicating joint, a central pipe, an upper rubber sheath, an expansion short rubber cylinder, a lower rubber sheath, an upper movable sheath and a lower joint; the lower extreme of the short packing element of expansion and the short packing element of sheath threaded connection formation packing element connection structure under the glue, packing element connection structure is two at least, set gradually, among the adjacent packing element connection structure, be located the below the glue sheath and be located and be provided with the jacket that moves on between the short packing element of expansion of below, it is provided with the reducing ring to correspond the position of moving the sheath on the center tube, be provided with logical groove on the reducing ring, the import groove, circumference groove and straight flute set gradually, the inboard of moving the sheath on is provided with the feather key, the feather key can pass through logical groove, import groove and circumference groove get into in the straight flute. The multi-rubber-cylinder serial packer improves the pressure bearing capacity of the packer.)
技术领域
本发明属于石油开采机械技术领域，涉及一种多胶筒串接式封隔器。
背景技术
目前，油田的分层注水井主要采用的封隔器主要为Y341和K344等类型，为适应薄夹层油藏和提高密封效果，采用了双胶筒、加长胶筒等方式来实现；如①可洗井密闭长胶筒封隔器(申请号201720652446.1)，②一种可重复座封的长胶筒封隔器(申请号201821993373.3)，③一种组合式双胶筒裸眼封隔器(201810845933.9)等封隔器中均采用了扩张式长胶筒；这类封隔器的使用效果，主要依赖于长胶筒的性能指标，胶筒加长内承压面增大，为提高其承压能力在胶筒内增加2～3层钢丝帘线，增加了制作工艺难度，一般长胶筒的密封长度要求达到0.8m～1.2m，造成价格昂贵，胶筒加长加工质量极不稳定，造成各类长胶筒封隔器的井下使用效果差异极大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多胶筒串接式封隔器，以至少解决上述的一个技术问题。
本申请的一个技术方案为：一种多胶筒串接式封隔器，包括进液机构和封隔机构，所述进液机构包括上接头、筛套和连通接头，所述上接头的下端与所述连通接头的上端螺纹连接并且密封连接，所述筛套位于所述上接头和连通接头内部，分别与所述上接头和连通接头密封连接且滑动连接；所述封隔机构包括连通接头、中心管、胶上护套、扩张短胶筒、胶下护套、上动护套和下接头；所述连通接头的下端套在所述中心管的上端，与所述中心管螺纹连接并且密封连接；所述胶上护套的上端套在所述连通接头的下端，与所述连通接头螺纹连接并且密封连接；所述扩张短胶筒的下端与所述胶下护套螺纹连接形成胶筒连接结构，所述胶筒连接结构至少为两个，依次设置，相邻的胶筒连接结构中，位于上方的胶下护套与位于下方的扩张短胶筒之间设置有上动护套，所述上动护套套在所述中心管上，所述上动护套的顶端与相应的胶下护套的下端密封连接且滑动连接，所述上动护套的下端与相应的扩张短胶筒的上端螺纹连接；顶端的所述扩张短胶筒的上端与所述胶上护套的下端螺纹连接；所述下接头与所述中心管的下端螺纹连接，并且与底端的所述胶下护套的下端密封连接；所述中心管上对应所述上动护套的位置设置有异径环，所述异径环上设置有通槽、进口槽、周向槽和直槽，所述进口槽、周向槽和直槽依次设置，所述上动护套的内侧设置有导向键，所述导向键能够通过所述通槽、进口槽和周向槽进入所述直槽内。
优选的，所述直槽的长度大于所述导向键的长度。
优选的，所述通槽、进口槽和直槽垂直于所述周向槽设置，所述进口槽和直槽位于周向槽的两端；所述周向槽垂直于所述中心管的轴线。
优选的，所述通槽位于所述中心管的一侧，所述进口槽、周向槽和直槽位于所述中心管的另一侧。
优选的，所述进口槽位于所述异径环的底端。
本申请的另一个技术方案为：一种多胶筒串接式封隔器，包括进液机构和封隔机构，所述进液机构包括上接头、筛套和双控换向阀，所述上接头的下端与所述双控换向阀的上端螺纹连接并且密封连接，所述筛套位于所述上接头和双控换向阀内部，分别与所述上接头和双控换向阀密封连接且滑动连接；所述封隔机构包括双控换向阀、中心管、胶上护套、扩张短胶筒、胶下护套、上动护套和下接头；所述双控换向阀的下端套在所述中心管的上端，与所述中心管螺纹连接并且密封连接；所述胶上护套的上端套在所述双控换向阀的下端，与所述双控换向阀螺纹连接并且密封连接；所述扩张短胶筒的下端与所述胶下护套螺纹连接形成胶筒连接结构，所述胶筒连接结构至少为两个，依次设置，相邻的胶筒连接结构中，位于上方的胶下护套与位于下方的扩张短胶筒之间设置有上动护套，所述上动护套套在所述中心管上，所述上动护套的顶端与相应的胶下护套的下端密封连接且滑动连接，所述上动护套的下端与相应的扩张短胶筒的上端螺纹连接；顶端的所述扩张短胶筒的上端与所述胶上护套的下端螺纹连接；所述下接头与所述中心管的下端螺纹连接，并且与底端的所述胶下护套的下端密封连接；所述中心管上对应所述上动护套的位置设置有异径环9-1，所述异径环上设置有通槽、进口槽、周向槽和直槽，所述进口槽、周向槽和直槽依次设置，所述上动护套的内侧设置有导向键14-1，所述导向键能够通过所述通槽、进口槽和周向槽进入所述直槽内。
优选的，所述直槽的长度大于所述导向键的长度。
优选的，所述通槽、进口槽和直槽垂直于所述周向槽设置，所述进口槽和直槽位于周向槽的两端；所述周向槽垂直于所述中心管的轴线。
优选的，所述通槽位于所述中心管的一侧，所述进口槽、周向槽和直槽位于所述中心管的另一侧。
优选的，所述进口槽位于所述异径环的底端。
本申请提供的多胶筒串接式封隔器，有以下优点：
多个胶筒巧妙的悬挂结构设计，使多个胶筒座封工作时，均保持了原单胶筒的工作状态，充分发挥了成熟结构的实用性、可靠性；此外在座封的过程中，扩张胶筒受液体挤压时在周向运动的同时由于导向键能够在直槽内滑动，因此，在轴向上能略微运动，减缓了液体压力对扩张胶筒的强制拉伸，从而提高了封隔器的承压能力。
附图说明
图1是本申请的一种多胶筒串接式封隔器的整体结构示意图，
其中，为了便于放大观察，将该整体结构分为3段表示；
图2是中心管的结构示意图；
图3是图2的A-A剖视图；
图4是本发明的另一种多胶筒串接式封隔器的局部结构示意图；
图5为一种异径环的结构示意图；
图中附图标记：上接头1、第一O形密封圈2、筛套3、第二O形密封圈4、连通接头5、第四O形密封圈6、第三O形密封圈7、第五O形密封圈8、中心管9、异径环9-1、进口槽9-2、周向槽9-3、直槽9-4、通槽9-5、胶上护套10、扩张短胶筒11、胶下护套12、第六O形密封圈13、第七O形密封圈13a、上动护套14、导向键14-1、下接头15、双控换向阀17、堵头17-1、塞杆17-2、第八O型密封圈17-3、阀体17-4、阀球17-5、球托17-6、弹簧17-7、导流帽17-8、不通槽9-6、贯通槽9-7。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
需要说明的是，本申请提及的上端、下端、顶端、底端等位置是以该装置使用状态为准，这些都是本领域技术人员熟知的。
实施例1：本申请提供了一种多胶筒串接式封隔器，参见图1-图3，包括进液机构和封隔机构，其中，所述进液机构包括上接头1、筛套3和连通接头5，所述上接头的下端与所述连通接头的上端螺纹连接并且密封连接，一般的上接头和连通接头之间设置第四O形密封圈6实现密封连接；所述筛套位于所述上接头和连通接头内部，分别与所述上接头和连通接头密封连接且滑动连接，一般的，筛套与上接头之间设置第一O形密封圈2实现密封连接，筛套与连通接头之间设置第二O形密封圈4实现密封连接；所述封隔机构包括连通接头、中心管9、胶上护套10、扩张短胶筒11、胶下护套12、上动护套14和下接头15；所述连通接头的下端套在所述中心管的上端，与所述中心管螺纹连接并且密封连接，一般的在连通接头和中心管之间设置第三O形密封圈7实现密封连接；所述胶上护套的上端套在所述连通接头的下端，与所述连通接头螺纹连接并且密封连接，一般的在胶上护套和连通接头之间设置第五O形密封圈8实现密封连接；所述扩张短胶筒的下端与所述胶下护套螺纹连接形成胶筒连接结构，所述胶筒连接结构至少为两个，依次设置，相邻的胶筒连接结构中，位于上方的胶下护套与位于下方的扩张短胶筒之间设置有上动护套14，所述上动护套套在所述中心管上，所述上动护套的顶端与相应的胶下护套的下端密封连接且滑动连接，一般的，上动护套与相应的胶下护套之间设置第六O形密封圈13实现密封连接，所述上动护套的下端与相应的扩张短胶筒的上端螺纹连接；顶端的所述扩张短胶筒的上端与所述胶上护套的下端螺纹连接；所述下接头与所述中心管的下端螺纹连接，并且与底端的所述胶下护套的下端密封连接，并且滑动转动连接，本实施例中，滑动转动连接也可以说是间隙配合，一般的，下接头与底端的胶下护套之间设置第七O形密封圈13a实现密封连接；所述中心管上对应所述上动护套的位置设置有异径环9-1，所述异径环上设置有通槽9-5、进口槽9-2、周向槽9-3和直槽9-4，所述进口槽9-2、周向槽9-3和直槽9-4由异径环的底端向顶端依次设置，所述上动护套的内侧设置有导向键14-1，所述导向键能够通过所述通槽并且能够依次经过进口槽和周向槽进入所述直槽内。
上述实施例中，通槽是指在贯通异径环上下两端位置的槽，进口槽是位于异径环底端或顶端的槽，周向槽是沿异径环周向设置的一段槽，直槽是竖直设置的槽，长度一般略大于导向键的长度，一般的，所述通槽位于所述中心管的一侧，所述进口槽、周向槽和直槽位于所述中心管的另一侧。安装上护套时导向键14-1是从中心管9下端通槽9-5通过下端的异径环9-1，从进口槽9-2及周向槽9-3进入直槽9-4，悬挂在中心管9上，多个胶筒巧妙的悬挂结构设计，使多个胶筒座封工作时，保持了原单胶筒的工作状态，充分发挥了成熟结构的实用性、可靠性；此外在座封的过程中，扩张胶筒受液体挤压时在周向运动的同时由于导向键能够在直槽内滑动，因此，在轴向上能略微运动，减缓了液体压力对扩张胶筒的强制拉伸，从而提高了封隔器的承压能力；需要说明的是，使得本发明图1中给出了悬挂4个胶筒连接结构(也可以称为密封单元)的结构设计图，同理悬挂1个胶筒连接结构为双筒串接、悬挂2个为3筒串接、…以此类推，根据现场需求可悬挂多个胶筒连接结构，不受长胶筒长度对性能要求的限制；
实施例2：实施例2与实施例1的结构大致相同，不同之处在于双控换向阀17替代连通接头5，参见图4，这样可增加封隔器的功能，提高其防层间窜能力，提高分层注水的稳定性，提高分注效率，本实施例中，所述双向换向阀包括堵头17-1、塞杆17-2、第八O型密封圈17-3、阀体17-4、阀球17-5、球托17-6、弹簧17-7和导流帽17-8，所述阀体上设置有上偏孔和下偏孔，所述上偏孔与所述下偏孔通过连通孔连通，所述塞杆的上部上套有第八O型密封圈17-3位于所述上偏孔内，顶端与所述堵头17-1接触；所述下偏孔内依次设置阀球17-5、球托17-6、弹簧17-7，所述塞杆的底端与所述球阀连接，下偏孔底端与导流帽17-8螺纹连接。该结构在使用时，从封隔器内加压即座封，卸压后阀球17-5关闭形成自锁，当塞杆17-2外部作用力大于自锁时内腔压力作用在阀球17-5的推力时，阀球17-5被顶开泄压，封隔器解封。
工作实例：二级三段分注管柱，由油管+集成封隔配水器+本发明+单层配水器+油管+固定阀+筛管+丝堵等构成，用油管连接依次下入井中，油管内加压时本发明及封隔器完成座封。返洗井时，当套压大于油压一定值时封隔器及本发明解封，洗井液从管柱底部筛管、固定阀进入管内直到井口：作业起管柱时，先油管泄压即封隔器及本发明解封，依次从井中取出油管、本发明及各入井工具。
实施例3：实施例3与实施例1的结构大致相同，不同之处在于异径环的结构不同，具体的，参见图3，所述异径环上设置有贯通槽9-7和不通槽9-6，所述贯通槽沿所述异径环的周向程螺旋状与所述不通槽相交，所述上动护套的内侧设置有导向键，所述导向键能够通过所述贯通槽进入所述不通槽内，本实施例中，所述不通槽为与异径环轴线平行的直槽或沿周向旋升的螺旋槽，所述导向键能够通过所述贯通槽从异径环的下端到异径环的上端也能够通过所述贯通槽从异径环的上端到异径环的下端；所述导向键对角线长度小于贯通槽、不通槽的宽度；所述上动护套内侧导向键的截面形状可为长方形、圆形、正方形、梯形或其它多边形，该结构更方便封隔器的安装。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，第一、第二等词语只是用于名称的区分，不是对技术术语的限制，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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