[發明專利]一種封隔器用膠筒

有效

• 申請號: 201310558573.1
• 申請日: 2013-11-12
• 公開（公告）號: CN103573209A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 賀昶明
• 申請（專利權）人: 成都科盛石油科技有限公司
• 主分類號: E21B33/127
• 分類號: E21B33/127
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種封隔器，具體是指一種封隔器用膠筒。

背景技術

封隔器是指具有彈性密封元件，并借此封隔各種尺寸管柱與井眼之間以及管柱之間環形空間，并隔絕產層，以控制產（注）液，保護套管的井下工具。一般是在采油工程中封隔器用來分層，封隔器上設計有采油通道，坐封時，活塞套上行，采油通道被打開；坐封后，上層壓力作用在平衡活塞上，向上推膠筒，使解封銷釘免受剪切力；解封時，靠膠筒與套管的摩擦力剪斷解封銷釘，活塞套下行，關閉采油通道。封隔器減少了油井封隔器堵水施工工序，能方便地實現不壓井不放噴作業，并且能雙向承受高壓，使用壽命長。油田常用的皮碗封隔器為自封式。其皮碗外徑大于套管內徑，靠皮碗與套管的過盈配合來實現封隔器的密封，下井時阻力大，皮碗易磨損和刮壞，從而失去密封性。而封隔器的膠筒一般彈性復合材料制備而成，可分為強制型、自封型和復合型等，強制型中的壓縮式封隔器膠筒是使用的最為廣泛的一種；作為封隔器的關鍵的彈性體密封件，其位于油管和管套之間，座封時承受軸向載荷產生徑向的形變，膠筒外壁與套管壁產生接觸壓力，封隔環空，可實現分層注水、酸化、壓裂等工藝，其質量的好壞直接影響到井上工具性能的高低。

目前，市面上被廣泛使用的小直徑的封隔器膠筒，根據其使用環境及特點還存在著一定的缺陷，因其膠筒的耐差壓性低，導致抗破壞性能下降，同時也嚴重影響了其使用壽命。

發明內容

本發明的目的在于提供一種封隔器用膠筒，使得封隔器的內部結構更加簡單合理，提高膠筒的抗破壞性。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種封隔器用膠筒，包括筒體和金屬管頭，金屬管頭設置于筒體的兩端，所述筒體上依次設置有內膠層、支撐層和外膠層，內膠層的端部與金屬管頭連接，所述外膠層由多個自封單元組成，所述自封單元由一個梯形塊和兩個平行四邊形塊契合組成，在梯形塊與平行四邊形塊連接處還設置有凹槽。本發明將傳統的膠筒進行改進，在筒體上設置有多層結構，能夠在承受軸向載荷產生徑向的形變，使得膠筒外壁與套管壁產生接觸壓力，封隔環空，避免液體的滲透；膠筒在工作時放置于油管與套管之間，筒體兩端的金屬管頭與套管連接，內膠層主要起到緩沖作用，減小在密封時筒體與套管壁之間的相互作用，外膠層上設置的自封單元可在筒體受到徑向的應力時產生形變，梯形塊與平行四邊形塊各自的形變量達到最大值后，會在軸向產生內部應力來與外力抗衡，而梯形塊與平行四邊形塊之間相互契合，避免了內部應力的作用使得外膠層內部分子發生相對滑動，并且在設置的凹槽在對梯形塊與平行四邊形塊之間的相互作用有一定的調節功能，進一步防止了膠筒的彈性模量的減少，保證了膠筒的密封效果，同時也避免了外膠層因內部應力的產生而受損，延長了膠筒的使用壽命。

所述筒體的端部設置為錐形，錐度為0.8~1.1。筒體的端部帶有一定的錐度，能有效地改善膠筒的抗破壞性，提高其耐差壓性能；當錐度低于0.8時，筒體容易過度磨損，當錐度高于1.1時，筒體的抗破壞性能提升不明顯。

所述內膠層與外膠層均為MMg/NBR硫化膠。與炭黑/NBR相比，在過氧化物硫化體系下，甲基丙烯酸鎂（MMg）可以增強丁晴橡膠（NBR），提高內膠層和外膠層的拉伸強度和扯斷伸長率，使得膠筒的使用壽命加長。

所述內膠層的厚度與金屬管頭的厚度相同。內膠層的主要是為外膠層以及支撐板受力后提供一定的緩沖，內膠層的厚度與金屬管頭的厚度相同，可使得支撐板在受力產生一定的形變，避免支撐板的形變不足而產生的反作用力作用到外膠層上，減小外膠層的受力，降低外膠層的磨損。

所述支撐層為不銹鋼板。支撐層作為外膠層的受力支撐點，不銹鋼具有較高的強度以及耐侵蝕性能，可保證膠筒的穩定工作性能。

本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

1、本發明一種封隔器用膠筒，包括筒體和金屬管頭，金屬管頭設置于筒體的兩端，所述筒體上依次設置有內膠層、支撐層和外膠層，內膠層的端部與金屬管頭連接，所述外膠層由多個自封單元組成，所述自封單元由一個梯形塊和兩個平行四邊形塊契合組成，在梯形塊與平行四邊形塊連接處還設置有凹槽；設置的凹槽在對梯形塊與平行四邊形塊之間的相互作用有一定的調節功能，進一步防止了膠筒的彈性模量的減少，保證了膠筒的密封效果，同時也避免了外膠層因內部應力的產生而受損，延長了膠筒的使用壽命；

2、本發明一種封隔器用膠筒，筒體的端部帶有一定的錐度，能有效地改善膠筒的抗破壞性，提高其耐差壓性能；當錐度低于0.8時，筒體容易過度磨損，當錐度高于1.1時，筒體的抗破壞性能提升不明顯；