本實用新型涉及一種油田采油工藝裝置，特別涉及套管損壞、腐蝕穿孔導致的油層與水層聯(lián)通的油井隔采的工藝裝置，具體的說，是一種油田隔采用長膠筒封隔器。
背景技術：
隨著油田開發(fā)時間的延續(xù)，井下套管因腐蝕等原因陸續(xù)出現(xiàn)套破，導致地層與油層聯(lián)通，影響了油田正常開發(fā)甚至污染地層水源破壞環(huán)境，至目前中石油已累計超2萬口套破井。對于套破井較常用的工藝有套管補貼、化學堵漏、二次固井、封隔器隔采等，其中封隔器隔采工藝簡單、施工便利、成本低占到套破井治理的80％以上。目前用于隔采的封隔器主要有兩種，其一為傳統(tǒng)的Y111、Y211、Y341等常規(guī)隔采封隔器，其密封元件均采用壓縮式坐封壓縮行程短、壓縮比較小封隔效果差；其二為Y141、Y453、Y445等長壽命隔采封隔器，此類封隔器需要配套專用坐封工具先行下入進行坐封，然后下入采油管柱帶插管進行對接后正常生產，需要起出時采用專用工具進行鉆磨，施工工藝復雜、成本高。
技術實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術存在的上述問題，本實用新型設計了一種適用于套管完井且儲層上部出水及套管破漏處出水的防倒灌隔采完井裝置，與常規(guī)隔水采油封隔器相比具有更長的有效封隔面的油田隔采用長膠筒封隔器。
本實用新型所采用的技術方案如下：
一種油田隔采用長膠筒封隔器，至少包括上接頭、中心管、連接套、連接頭、活塞開關、彈簧座套、中間膠筒組件、滑動套、下接頭、坐封剪釘、球座，所述的中心管的上端通過螺紋連接有上接頭，中心管的下端通過螺紋連接有下接頭，中心管上自上而下依次套接有連接套、連接頭、彈簧座套、中間膠筒組件和滑動套，連接套的上端與上接頭相連，連接套的下端與連接頭上端外圓面連接，連接頭下端內圓面與活塞開關相連接，連接頭下端外圓面與彈簧座套的上端內圓面螺紋連接，彈簧座套的下端與中間膠筒組件上端連接，中間膠筒組件的下端與滑動套相連，下接頭內設置有定位臺階，定位臺階上固定有球座。
所述的中間膠筒組件包括上護套、上膠筒固定座、坐封膠筒、下護套和下膠筒固定座，所述的上護套的上端與彈簧座套螺紋連接，上護套的下端與上膠筒固定座螺紋連接，上膠筒固定座與下膠筒固定座之間硫化固定有坐封膠筒，下膠筒固定座的外圓與下護套的上端連接，下護套的下端與滑動套螺紋連接。
所述的封膠筒內套裝有鋼帶骨架。
所述的鋼帶骨架的外圓表面硫化固定有密封膠筒，密封膠筒的長度不小于1.5m。
所述的活塞開關與彈簧座套之間夾裝有復位彈簧。
所述的連接套與上接頭通過解封剪釘連接。
所述的連接頭內設有內部槽，內部槽上裝有O型圈。
所述的活塞開關上硫化有封口膠套，活塞開關的內部裝有密封圈。
所述的滑動套的內圓槽內裝有密封圈。
所述的球座通過坐封剪釘固定連接于下接頭的定位臺階處；球座上設置有鋼球，球座的外表面裝有密封圈。
本實用新型的有益效果：
第一、本實用新型所涉及的封隔器密封元件采用擴張式坐封，在實現(xiàn)一趟管柱完成坐封、生產的前提下，具有更長的有效封隔面(密封膠筒可設計在1.5m以上)，大幅提高了封隔成功率；
第二、封隔器內部無任何定位約束具有更長的壓縮行程可獲得較大的壓縮比，足以保證密封單元充分坐封，密封效果好；
第三、該封隔器采用活塞開關來控制鎖定(當油管壓力大于5MPa時活塞開關8開啟)、中心管上的泄壓槽控制解封，內部無定位液壓腔、自鎖機構及解封機構等，在實現(xiàn)無極差式自鎖的前提下極大地減小了設計加工難度，同時保證了封隔器本體強度，降低了后期解封打撈事故率；
第四、該封隔器無需井底支撐并且坐封不受套管接箍影響，可實現(xiàn)井筒內任意位置的坐封、解封，井筒適應性強；
第五、該封隔器首次打破了隔采類封隔器“密封單元+卡瓦”的設計常規(guī)，采用了坐封后長的膠筒密封面(可達到1m以上)與套管摩擦力進行錨定，去掉了解封時容易導致卡鉆風險的卡瓦，從設計源頭消除了安全隱患，極大地降低了解封打撈風險。
附圖說明
圖1為本實用新型的結構示意圖。
附圖標記說明：
1、上接頭；2、中心管；3、解封剪釘；4、連接套；5、連接頭；6、O型圈封口；7、膠套；8、活塞開關；9、復位彈簧；10、彈簧座套；11、上護套；12、上膠筒固定座；13、坐封膠筒；14、鋼帶骨架；15、密封膠筒；16、下護套；17、下膠筒固定座；18、滑動套；19、密封圈；20、下接頭；21、鋼球；22、坐封剪釘；23球座。
具體實施方式：
實施例1:
如圖1所示，本實用新型提供了一種油田隔采用長膠筒封隔器，至少包括上接頭1、中心管2、連接套4、連接頭5、活塞開關8、彈簧座套10、中間膠筒組件、滑動套18、下接頭20、坐封剪釘22、球座23，所述的中心管2的上端連接有上接頭1，中心管2的下端連接有下接頭20，中心管2上自上而下依次套接有連接套4、連接頭5、彈簧座套10、中間膠筒組件和滑動套18，連接套4的上端與上接頭1相連，連接套4的下端與連接頭5上端外圓面連接，連接頭5下端內圓面與活塞開關8相連接，連接頭5下端外圓面與彈簧座套10的上端內圓面連接，彈簧座套10的下端與中間膠筒組件上端連接，中間膠筒組件的下端與滑動套18相連，下接頭20內設置有定位臺階，定位臺階上固定有球座23。
本實用新型所述的封隔器密封元件采用擴張式坐封，實現(xiàn)了一趟管柱完成坐封、生產，極大地簡化了施工工藝；生產只需將該封隔器配接在油田采油管柱中即可，其管柱可設計為(自井口至井下)：油管+抽油泵+過流過壓固定閥+油管+本設計長膠筒封隔器+油管+眼管+尾管+死堵，其中原泵固定閥需要更換為過流過壓固定閥(可過流、過壓)，正常下鉆至設計位置連接油管掛即可，油管打壓，當壓力至5MPa～10MPa時封隔器啟動坐封，當壓力至15MPa時坐封剪釘剪斷，鋼球與球座落入尾管，此時過流過壓固定閥坐落在球座上，安裝采油井口及抽油機后即可開始正常采油，該封隔器上端的連接套4通過解封剪釘3與上接頭1螺紋連接，當需要打撈時剪斷解封剪釘，通過繼續(xù)上提此時上接頭1，即可將該長膠筒封隔器隨采油管柱被起出，完成檢泵或打撈作業(yè)。
實施例2:
在實施例1的基礎上，本實用新型提供了一種油田隔采用長膠筒封隔器，至少包括上接頭1、中心管2、連接套4、連接頭5、活塞開關8、彈簧座套10、中間膠筒組件、滑動套18、下接頭20、坐封剪釘22、球座23，所述的中心管2的上端通過螺紋連接有上接頭1，中心管2的下端通過螺紋連接有下接頭20，中心管2上自上而下依次套接有連接套4、連接頭5、彈簧座套10、中間膠筒組件和滑動套18，所述的連接套4與上接頭1通過解封剪釘3連接，連接套4的下端與連接頭5上端外圓面連接，連接頭5內設有內部槽，內部槽上裝有O型圈6，連接頭5下端內圓面與活塞開關8相連接，連接頭5下端外圓面與彈簧座套10的上端內圓面通過螺紋連接，所述的活塞開關8上硫化有封口膠套7，活塞開關8的內部裝有密封圈，活塞開關8與彈簧座套10之間夾裝有復位彈簧9，彈簧座套10的下端與中間膠筒組件上端連接，中間膠筒組件的下端與滑動套18相連，所述的滑動套18的內圓槽內裝有密封圈19，下接頭20內設置有定位臺階，所述的球座23通過坐封剪釘22固定連接于下接頭20的定位臺階處，且坐封剪釘22的下端頂在球座上；所述的球座23上設置有鋼球21，球座23的外表面裝有密封圈。
所述的中間膠筒組件包括上護套11、上膠筒固定座12、坐封膠筒13、下護套16和下膠筒固定座17，所述的上護套11的上端與彈簧座套10螺紋連接，上護套11的下端與上膠筒固定座12螺紋連接，上膠筒固定座12與下膠筒固定座17之間硫化固定有坐封膠筒13，所述的封膠筒13內套裝有鋼帶骨架14，所述的鋼帶骨架14的外圓表面硫化固定有密封膠筒15，下膠筒固定座17的外圓與下護套16的上端連接，下護套16的下端與滑動套18螺紋連接。
本實用新型的組裝過程為：先將連接套4從中心管2上部套裝，然后把上接頭1與中心管2螺紋連接，對齊連接套4與上接頭1的剪釘孔后旋入解封剪釘3；先將O型圈6裝入連接頭5的內部槽，然后再將連接頭5從中心管2下部套裝并與連接套4螺紋連接；封口膠套7被硫化在活塞開關8上，先在活塞開關8內部裝上密封圈然后從中心管2下部套裝，滯后再依次從中心管2下部套裝復位彈簧9、彈簧座套10，并將彈簧座套10與連接頭5螺紋連接，此時完成上部分安裝。
先將鋼帶骨架14(一般約為100片左右)按照順序逐一在圓筒狀工裝(與坐封膠筒13等外徑)外圓處布置好并用橡膠條捆綁，然后在兩端處進行焊接；將坐封膠筒13(未冷卻)硫化在上膠筒固定座12與下膠筒固定座17上，然后將焊接好的鋼帶骨架14套裝入坐封膠筒13，最后再分別將上護套11與上膠筒固定座12、下護套16與下膠筒固定座17螺紋連接；等待坐封膠筒13冷卻后再將密封膠筒15硫化在鋼帶骨架14外圓表面對應的位置，此時完成中間膠筒組件的安裝。
先在球座23外表面裝上密封圈，然后從下接頭20內孔裝入至定位臺階處，然后將坐封剪釘22從下接頭20孔內旋入直至頂在球座23外表面槽內，此時完成下部分安裝。
在彈簧座套10外螺紋根部裝入密封圈后再將安裝好的膠筒組件從中心管2下部套裝，并將上護套11與彈簧座套10螺紋連接；先在滑動套18的內圓槽內裝入密封圈19、外螺紋根部裝入密封圈，然后再從中心管2下部套裝并與下護套16螺紋連接；最后將下接頭20與中心管2螺紋連接并從中心管2上部放入鋼球即完成所有安裝過程。
本實用新型的工作機理如下(以51/2〞油管完井的套破井施工為例)：
1、正常下鉆
該封隔器主要用于油田套破井隔水采油，其完井管柱可設計為(自井口至井下)：油管+抽油泵+過流過壓固定閥+油管+本設計長膠筒封隔器+油管+眼管+尾管+死堵，其中原泵固定閥需要更換為過流過壓固定閥(可過流、過壓)，正常下鉆至設計位置連接油管掛即可。
2、坐封封隔器
油管內打壓，當加壓達到5MPa時，活塞開關8被液壓力推動壓縮復位彈簧9向下運動，同時封口膠套7也隨活塞開關8離開錐形孔槽，液體依次通過活塞開關8與彈簧座套10間隙及彈簧座套10與中心管2間隙進入中間膠筒組件，致使坐封膠筒13、鋼帶骨架14、密封膠筒15一起鼓脹，然后帶動下護套16、下膠筒固定座17、滑動套18向上不斷滑移；隨著壓力的逐漸升高密封膠筒15不斷膨脹最終緊貼套管內壁，當壓力達到10MPa時完成坐封；此時繼續(xù)提高壓力，當壓力至15MPa時坐封剪釘22剪斷，鋼球21與球座23落入尾管，此時油管瞬間壓力降低，表明工具完全坐封。
3、正常采油
下抽油桿并碰泵，此時過流過壓固定閥坐落在球座上(相當于常規(guī)固定閥)，安裝采油井口及抽油機后即可開始正常采油，下部油層的油經眼管進入油管通過本設計長膠筒封隔器后進入抽油泵被采出，本設計長膠筒封隔器位置處的油套環(huán)空被完全隔開實現(xiàn)了正常采油。
4、檢泵或打撈
需要檢泵或打撈時，卸掉抽油機及采油井口，起出抽油桿，然后上提采油管柱先剪斷解封剪釘3，然后繼續(xù)上提此時上接頭1、中心管2不斷向上移動，當中心管2下部泄壓槽通過密封圈19并進入滑動套18下步內孔后中間膠筒組件內部壓力被卸掉，坐封膠筒13、鋼帶骨架14、密封膠筒15一起回縮，當中心管2上部外表面臺階運行至連接套4內部臺階處時，帶動連接套4、連接頭5、彈簧座套10、復位彈簧9、活塞開關8、封口膠套7、上護套11、上膠筒固定座12、坐封膠筒13、鋼帶骨架14、密封膠筒15、下護套16、下膠筒固定座17、滑動套18一起上行，實現(xiàn)了解封封隔器全過程，本設計長膠筒封隔器隨采油管柱被起出，完成檢泵或打撈作業(yè)。
綜上所述，本實用新型提供了一種適用于套管完井且儲層上部出水及套管破漏處出水的防倒灌隔采完井裝置，具體是針對油田套破井隔水采油而設計的一種長膠筒封隔器，該封隔器與油田桿式抽油泵采油工藝相結合，可以實現(xiàn)一趟管柱完成坐封、生產，并首次將擴張式封隔器應用在隔采，與常規(guī)隔水采油封隔器相比具有更長的有效封隔面，大幅提高了封隔成功率，需要井筒作業(yè)時上提管柱即可進行解封打撈。
該封隔器具有如下優(yōu)點：1、本實用新型所涉及的封隔器密封元件采用擴張式坐封，在實現(xiàn)一趟管柱完成坐封、生產的前提下，具有更長的有效封隔面(密封膠筒15可設計在1.5m以上)，大幅提高了封隔成功率；2、封隔器內部無任何定位約束具有更長的壓縮行程可獲得較大的壓縮比，足以保證密封單元充分坐封，密封效果好；3、該封隔器采用活塞開關來控制鎖定(當油管壓力大于5MPa時活塞開關8開啟)、中心管上的泄壓槽控制解封，內部無定位液壓腔、自鎖機構及解封機構等，在實現(xiàn)無極差式自鎖的前提下極大地減小了設計加工難度，同時保證了封隔器本體強度，降低了后期解封打撈事故率；4、該封隔器無需井底支撐并且坐封不受套管接箍影響，可實現(xiàn)井筒內任意位置的坐封、解封，井筒適應性強；5、該封隔器首次打破了隔采類封隔器“密封單元+卡瓦”的設計常規(guī)，采用了坐封后長的膠筒密封面(可達到1m以上)與套管摩擦力進行錨定，去掉了解封時容易導致卡鉆風險的卡瓦，從設計源頭消除了安全隱患，極大地降低了解封打撈風險。