(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 210714584 U(45)授权公告日 2020.06.09
(21)申请号 201921144784.X(22)申请日 2019.07.19
(73)专利权人 中国石油天然气股份有限公司
地址 100007 北京市东城区东直门北大街9
号(72)发明人 朱晓亮 李楠 刘双亮 周贺
高小婷 张倩 徐雪楠 刘亚洲 姜野 高振华 吴艳敏 张学钦 (74)专利代理机构 北京三友知识产权代理有限
公司 11127
代理人 韩嫚嫚 汤在彦(51)Int.Cl.
E21B 33/127(2006.01)E21B 43/16(2006.01)
权利要求书1页 说明书6页 附图4页
(54)实用新型名称
气驱封隔器胶筒保护结构(57)摘要
本实用新型为一种气驱封隔器胶筒保护结构，所述气驱封隔器胶筒保护结构能成对设置于封隔器上胶筒的轴向两端，所述气驱封隔器胶筒保护结构包括锥环，所述锥环靠近胶筒的一端能与胶筒的端面抵靠，所述锥环的外径自远离胶筒的一端向靠近胶筒的一端呈渐增设置，所述锥环上能滑动地套设能径向外扩的分瓣扩张保护器。该气驱封隔器胶筒保护结构能够有效的应对封隔器下入过程中的热胀冷缩和井筒弯道，适应性、耐高压性强，下入和坐封过程有效地保护胶筒，保证胶筒完整性。
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权 利 要 求 书
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1.一种气驱封隔器胶筒保护结构，其特征在于，所述气驱封隔器胶筒保护结构能成对设置于封隔器上胶筒的轴向两端，所述气驱封隔器胶筒保护结构包括锥环，所述锥环靠近胶筒的一端能与胶筒的端面抵靠，所述锥环的外径自远离胶筒的一端向靠近胶筒的一端呈渐增设置，所述锥环上能滑动地套设能径向外扩的分瓣扩张保护器。
2.如权利要求1所述的气驱封隔器胶筒保护结构，其特征在于，所述分瓣扩张保护器包括多个沿周向环设的滑动瓣体，多个所述滑动瓣体通过能径向伸缩的箍簧环设于所述锥环上，多个所述滑动瓣体能在轴向力的作用下沿所述锥环的外壁滑动外扩。
3.如权利要求2所述的气驱封隔器胶筒保护结构，其特征在于，各所述滑动瓣体周向上呈Z形设置，所述滑动瓣体的径向外端设置外卡弧体，所述滑动瓣体的径向内端设置内卡弧体，一所述滑动瓣体的外卡弧体能与相邻所述滑动瓣体的内卡弧体匹配卡止。
4.如权利要求2所述的气驱封隔器胶筒保护结构，其特征在于，各所述滑动瓣体的外壁上沿周向设置弧凹槽，所述箍簧卡设于各弧凹槽内。
5.如权利要求2所述的气驱封隔器胶筒保护结构，其特征在于，各所述滑动瓣体远离胶筒的一端的外径呈减小设置。
6.如权利要求2所述的气驱封隔器胶筒保护结构，其特征在于，所述锥环的内壁上设置密封环槽，所述密封环槽内设置密封圈。
7.如权利要求6所述的气驱封隔器胶筒保护结构，其特征在于，各所述锥环上设置的所述密封环槽和所述密封圈均为1个。
8.如权利要求6所述的气驱封隔器胶筒保护结构，其特征在于，所述锥环靠近胶筒的端面设置倒角。
9.如权利要求2所述的气驱封隔器胶筒保护结构，其特征在于，所述滑动瓣体的数量为8个。
10.如权利要求1所述的气驱封隔器胶筒保护结构，其特征在于，所述气驱封隔器胶筒保护结构还包括与所述锥环靠近胶筒的一端轴向抵靠的保护铜环，所述保护铜环能与胶筒的端面匹配贴合。
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说 明 书
气驱封隔器胶筒保护结构
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技术领域
[0001]本实用新型涉及采油工程领域的非烃类气驱工艺，尤其涉及一种减氧空气驱的气驱封隔器胶筒保护结构。
背景技术
[0002]在油藏后期开发过程中，提高采收率的手段主要有热采(火驱、蒸汽吞吐、蒸汽驱、SAGD等)、气驱(减氧空气、CO2、N2)和化学驱三大类。而气驱由于气源丰富、成本低廉、注入能力强、无水敏、驱油效率高等特点，是一项用于低渗透、轻质油油藏提高采收率的新技术。[0003]随着国民经济的快速发展，对石油天然气等一次能源的需求不断增加。全球油气资源开发焦点逐渐转向低渗透、难动用的非常规油气藏，包括致密砂岩油气藏、页岩油气藏、煤层气等。以前被认为不具有开采经济价值的非常规资源现在已经得到大规模商业开发，满足了日益增长的能源需求。[0004]对于大部分低渗透油藏，因储层物性差、敏感性强，注水开发中容易出现水窜、水注不进等现象，难以建立有效驱替系统。而空气驱对于这种低渗透油藏，是一种驱油和补充地层能量的良好方式，该技术具有易注入、气源充足、低成本、环保等明显优势。空气溶于油后，使原油体积膨胀，有利于提高采油速度，洗油效率，进而提高采收率。但是空气驱由于氧气含量高，易于出现闪爆等安全隐患，采用相关的膜分离等技术降低空气中的氧气浓度后，既避免了安全事故的发生，同时其制备成本低廉，能实现有效高效驱替，所以减氧空气驱已经作为低渗油藏气驱开发的一种主要手段。[0005]注气封隔器一般需要在深井作业，同时由于对密封性的要求，注气封隔器的胶筒所需要的压力吨位远大于注聚合物和注水所需求的，常规封隔器所采用的保护胶筒、防损坏的结构在注气封隔器中使用效果一般，常规的方式如：在胶筒的一侧或两侧安装黄铜环，与胶筒一同硫化成耐高温高压的护肩，进而保护胶筒。但该方式对于注气封隔器适应性较差，不能满足高压差的封堵需求，胶筒表面易受损破坏，不能有效地保证胶筒在下入和坐封过程中的完整性。[0006]由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种气驱封隔器胶筒保护结构，以克服现有技术的缺陷。实用新型内容
[0007]本实用新型的目的在于提供一种气驱封隔器胶筒保护结构，克服现有技术中存在的适应性差、耐高压性差、完整性差等问题，该气驱封隔器胶筒保护结构能够有效的应对封隔器下入过程中的热胀冷缩和井筒弯道，适应性、耐高压性强，下入和坐封过程有效地保护胶筒，保证胶筒完整性。
[0008]本实用新型的目的是这样实现的，一种气驱封隔器胶筒保护结构，所述气驱封隔器胶筒保护结构能成对设置于封隔器上胶筒的轴向两端，所述气驱封隔器胶筒保护结构包括锥环，所述锥环靠近胶筒的一端能与胶筒的端面抵靠，所述锥环的外径自远离胶筒的一
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端向靠近胶筒的一端呈渐增设置，所述锥环上能滑动地套设能径向外扩的分瓣扩张保护器。
[0009]在本实用新型的一较佳实施方式中，所述分瓣扩张保护器包括多个沿周向环设的滑动瓣体，多个所述滑动瓣体通过能径向伸缩的箍簧环设于所述锥环上，多个所述滑动瓣体能在轴向力的作用下沿所述锥环的外壁滑动外扩。[0010]在本实用新型的一较佳实施方式中，各所述滑动瓣体周向上呈Z形设置，所述滑动瓣体的径向外端设置外卡弧体，所述滑动瓣体的径向内端设置内卡弧体，一所述滑动瓣体的外卡弧体能与相邻所述滑动瓣体的内卡弧体匹配卡止。[0011]在本实用新型的一较佳实施方式中，各所述滑动瓣体的外壁上沿周向设置弧凹槽，所述箍簧卡设于各弧凹槽内。
[0012]在本实用新型的一较佳实施方式中，各所述滑动瓣体远离胶筒的一端的外径呈减小设置。
[0013]在本实用新型的一较佳实施方式中，所述锥环的内壁上设置密封环槽，所述密封环槽内设置密封圈。
[0014]在本实用新型的一较佳实施方式中，各所述锥环上设置的所述密封环槽和所述密封圈均为1个。
[0015]在本实用新型的一较佳实施方式中，所述锥环靠近胶筒的端面设置倒角。[0016]在本实用新型的一较佳实施方式中，所述滑动瓣体的数量为8个。[0017]在本实用新型的一较佳实施方式中，所述气驱封隔器胶筒保护结构还包括与所述锥环靠近胶筒的一端轴向抵靠的保护铜环，所述保护铜环能与胶筒的端面匹配贴合。[0018]由上所述，本实用新型提供的气驱封隔器胶筒保护结构具有如下有益效果：[0019]本实用新型提供的气驱封隔器胶筒保护结构中，分瓣扩张保护器能在轴向推力的作用下沿锥环的外壁滑动，分瓣扩张保护器完成径向外扩，使得胶筒的轴向两端的外径增大，有效阻止胶筒外翻，同时分瓣扩张保护器能在下入遇阻时，保护胶筒避免损伤；本实用新型提供的气驱封隔器胶筒保护结构能够有效的应对封隔器下入过程中的热胀冷缩和井筒弯道，适应性、耐高压性强，下入和坐封过程有效地保护胶筒，保证胶筒完整性；本实用新型提供的气驱封隔器胶筒保护结构适用性强且结构简单，既能用于机械式封隔器，也能用于液压式封隔器，便于推广使用。附图说明
[0020]以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：[0021]图1：为本实用新型的气驱封隔器胶筒保护结构安装在封隔器上的示意图。[0022]图2：为本实用新型的分瓣扩张保护器的示意图。[0023]图3：为本实用新型的滑动瓣体示意图。[0024]图4：为图3中A-A剖视图。[0025]图5：为本实用新型的气驱封隔器胶筒保护结构用于机械式封隔器状态图。[0026]图6：为本实用新型的气驱封隔器胶筒保护结构用于液压式封隔器状态图。[0027]图中：
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100、气驱封隔器胶筒保护结构；
[0029]1、锥环；[0030]11、密封环槽；12、密封圈；[0031]2、分瓣扩张保护器；[0032]21、滑动瓣体；211、外卡弧体；212、内卡弧体；213、弧凹槽；22、箍簧；[0033]3、保护铜环；[0034]4、机械式封隔器；[0035]40、中心管；41、下接头；42、上接头；43、剪切铜钉；44、外套筒；45、调节帽；[0036]5、液压式封隔器；[0037]50、第二中心管；51、上端卡瓦；52、下端卡瓦；53、进液孔；54、衬管；55、下轴向推力套；56、上轴向推力套；[0038]6、推动端接头；[0039]7、固定端接头；[0040]8、胶筒；[0041]9、封隔器。具体实施方式
[0042]为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
[0043]在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。[0044]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。[0045]如图1至图6所示，本实用新型提供一种气驱封隔器胶筒保护结构100，气驱封隔器胶筒保护结构100能成对设置于封隔器9上胶筒8的轴向两端，气驱封隔器胶筒保护结构100包括锥环1，锥环1套设于封隔器9的中心管上；锥环1靠近胶筒8的一端能与胶筒8的端面抵靠，锥环1的外径自远离胶筒8的一端向靠近胶筒8的一端呈渐增设置，锥环1上能滑动地套设能径向外扩的分瓣扩张保护器2。
[0046]本实用新型提供的气驱封隔器胶筒保护结构中，分瓣扩张保护器能在轴向推力的
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作用下沿锥环的外壁滑动，分瓣扩张保护器完成径向外扩，使得胶筒的轴向两端的外径增大，有效阻止胶筒外翻，同时分瓣扩张保护器能在下入遇阻时，保护胶筒避免损伤；本实用新型提供的气驱封隔器胶筒保护结构能够有效的应对封隔器下入过程中的热胀冷缩和井筒弯道，适应性、耐高压性强，下入和坐封过程有效地保护胶筒，保证胶筒完整性；本实用新型提供的气驱封隔器胶筒保护结构适用性强且结构简单，既能用于机械式封隔器，也能用于液压式封隔器，便于推广使用。[0047]进一步，如图1所示，分瓣扩张保护器2包括多个沿周向环设的滑动瓣体21，在本实用新型的一具体实施例中，滑动瓣体21的数量为8个；多个滑动瓣体21通过能径向伸缩的箍簧22(箍簧具有弹性，能够满足各滑动瓣体均抵靠箍设于锥环上)环设于锥环1上，多个滑动瓣体21能在轴向力的作用下沿锥环1的外壁滑动外扩。坐封前，相邻滑动瓣体21之间周向相互抵靠，坐封时在轴向推力作用下，各滑动瓣体21滑动外扩，相邻滑动瓣体21之间呈周向间隔。各滑动瓣体21的周向长度根据实际外扩需求确定。[0048]进一步，如图1、图2、图3、图4所示，各滑动瓣体21周向上呈Z形设置，滑动瓣体21的径向外端设置外卡弧体211，滑动瓣体21的径向内端设置内卡弧体212，一滑动瓣体21的外卡弧体211能与相邻滑动瓣体21的内卡弧体212匹配卡止，保证了分瓣扩张保护器2进行扩张或收缩过程中的稳定性。坐封前，相邻的内卡弧体212和外卡弧体211之间周向相互抵靠，坐封时，相邻的内卡弧体212和外卡弧体211分离但不完全脱离，保证能够轴向卡止，避免各滑动瓣体21散落。[0049]进一步，如图1、图2、图3、图4所示，各滑动瓣体21的外壁上沿周向设置弧凹槽213，箍簧22卡设于各弧凹槽213内，避免箍簧22脱落，保证各滑动瓣体21径向伸缩活动时的稳定性。
[0050]进一步，如图1所示，为了方便与封隔器9的端部接头(固定端接头7和推动端接头6)连接，各滑动瓣体21远离胶筒8的一端的外径呈减小设置，使其能够套设于端部接头内。[0051]进一步，如图1所示，锥环1的内壁上设置密封环槽11，密封环槽11内设置密封圈12，保证气驱封隔器胶筒保护结构的密封性，避免因密封性差带来的胶筒翘起损伤。在本实用新型的一具体实施例中，各锥环1上，密封环槽11和密封圈12的数量均为1个。为了避免锥环1端面对胶筒8可能造成的切割损伤，锥环1靠近胶筒8的端面设置倒角。[0052]进一步，如图1所示，气驱封隔器胶筒保护结构100还包括与锥环1靠近胶筒8的一端轴向抵靠的保护铜环3，保护铜环3能与胶筒8的端面匹配贴合。保护铜环3与胶筒8一同硫化成耐高温高压的护肩，保护胶筒。保护铜环3与分瓣扩张保护器2共同构成胶筒的双重保护，进一步保证胶筒的完整性。[0053]实施例一：
[0054]气驱封隔器胶筒保护结构100用于机械式封隔器4上时，其状态如图5所示，气驱封隔器胶筒保护结构100成对设置于胶筒8的轴向两端；机械式封隔器4的第一中心管40的底端设置下接头41，下接头41下方连接锚定结构(现有技术，图中未示出)，机械式封隔器4的下部通过剪切铜钉43连接有外套筒44，位于胶筒8下方的气驱封隔器胶筒保护结构100的各滑动瓣体21的底端套设于外套筒44内；第一中心管40的顶端设置上接头42，上接头42上方连接(现有技术，图中未示出)，上接头42的底端密封连接调节帽45，位于胶筒8上方的气驱封隔器胶筒保护结构100的各滑动瓣体21的顶端套设于调节帽45内。
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当将连接了机械式封隔器4的管柱下入井内预定位置后，锚定结构进行锚定，
第一中心管40的下方固定，管柱不再下行；继续下放，剪切铜钉43被剪断，外套筒44在轴向力作用下相对第一中心管40上移，并挤压胶筒8下方的气驱封隔器胶筒保护结构100，分瓣扩张保护器2的各滑动瓣体21相对锥环1上移并径向外扩；轴向作用力通过胶筒8作用于其上方的气驱封隔器胶筒保护结构100上，胶筒8上方的各滑动瓣体21在锥环1和调节帽45的轴向力作用下外扩，在两端的气驱封隔器胶筒保护结构100的夹紧作用下，胶筒8完成轴向压缩并坐封。
[0056]胶筒8在轴向两端的气驱封隔器胶筒保护结构100的保护下，平稳坐封；分瓣扩张保护器2能在轴向推力的作用下沿锥环1的外壁滑动，分瓣扩张保护器2完成径向外扩，使得胶筒8的轴向两端的外径增大，有效阻止胶筒8外翻，同时分瓣扩张保护器2能在下入遇阻时，保护胶筒避免损伤；气驱封隔器胶筒保护结构100能够有效的应对封隔器下入过程中的热胀冷缩和井筒弯道，适应性、耐高压性强，下入和坐封过程有效地保护胶筒8，保证胶筒8完整性。
[0057]实施例二：
[0058]气驱封隔器胶筒保护结构100用于液压式封隔器5上时，其状态如图6所示，气驱封隔器胶筒保护结构100成对设置于胶筒8的轴向两端；液压式封隔器5的第二中心管50的两端均套设锚定结构(包括上端卡瓦51和下端卡瓦52)，液压式封隔器5的底端能够被丝堵(现有技术，图中未示出)密封；位于胶筒8下方的气驱封隔器胶筒保护结构100的各滑动瓣体21的底端套设于下轴向推力套55内，位于胶筒8上方的气驱封隔器胶筒保护结构100的各滑动瓣体21的顶端套设于上轴向推力套56内；
[0059]当将连接了液压式封隔器5的管柱下入井内预定位置后，注液坐封。第二中心管50内的坐封液通过进液孔53进行坐封驱动，下轴向推力套55上移，衬管54下移向下端卡瓦52，上端卡瓦51随下移，直至上端卡瓦51和下端卡瓦52完成锚定。衬管54停止下移，提供向上的轴向力至下轴向推力套55，下轴向推力套55继续相对上移，挤压胶筒8下方的气驱封隔器胶筒保护结构100，分瓣扩张保护器2的各滑动瓣体21相对锥环1上移并径向外扩；轴向作用力通过胶筒8作用于其上方的气驱封隔器胶筒保护结构100上，胶筒8上方的各滑动瓣体21在锥环1和上轴向推力套56的轴向力作用下外扩，在两端的气驱封隔器胶筒保护结构100的夹紧作用下，胶筒8完成轴向压缩并坐封。
[0060]胶筒8在轴向两端的气驱封隔器胶筒保护结构100的保护下，平稳坐封；分瓣扩张保护器2能在轴向推力的作用下沿锥环1的外壁滑动，分瓣扩张保护器2完成径向外扩，使得胶筒8的轴向两端的外径增大，有效阻止胶筒8外翻，同时分瓣扩张保护器2能在下入遇阻时，保护胶筒避免损伤；气驱封隔器胶筒保护结构100能够有效的应对封隔器下入过程中的热胀冷缩和井筒弯道，适应性、耐高压性强，下入和坐封过程有效地保护胶筒8，保证胶筒8完整性。
[0061]由上所述，本实用新型提供的气驱封隔器胶筒保护结构具有如下有益效果：[0062]本实用新型提供的气驱封隔器胶筒保护结构中，分瓣扩张保护器能在轴向推力的作用下沿锥环的外壁滑动，分瓣扩张保护器完成径向外扩，使得胶筒的轴向两端的外径增大，有效阻止胶筒外翻，同时分瓣扩张保护器能在下入遇阻时，保护胶筒避免损伤；本实用新型提供的气驱封隔器胶筒保护结构能够有效的应对封隔器下入过程中的热胀冷缩和井
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筒弯道，适应性、耐高压性强，下入和坐封过程有效地保护胶筒，保证胶筒完整性；本实用新型提供的气驱封隔器胶筒保护结构适用性强且结构简单，既能用于机械式封隔器，也能用于液压式封隔器，便于推广使用。
[0063]以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
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