[實用新型]一種自膨脹封隔器

有效

• 申請號: 201320315321.1
• 申請日: 2013-06-03
• 公開（公告）號: CN203321423U
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 薛占峰;郭朝輝;馬蘭榮;劉陽;高原
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: E21B33/128
• 分類號: E21B33/128
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯

技術領域

本實用新型涉及油田井下工具領域，尤其涉及一種自膨脹封隔器。

背景技術

隨著石油、天然氣勘探的不斷深入以及鉆井工程技術的快速發展，我國稠油開發規模越來越大，而蒸汽吞吐和蒸汽驅技術是稠油開采的有效技術方法。注蒸汽管柱是蒸汽吞吐和蒸汽驅技術的重要裝置，而熱采封隔器是注蒸汽管柱的重要組成部件。通過在各段注汽的分界面之間采用熱采管外封隔器進行封隔，避免因壓力失衡而造成各段蒸汽互竄。

用于層間隔離的封隔器主要有機械壓縮式、水力擴張式和自膨脹式三類。機械壓縮式封隔器雖然可以在較短的密封長度內實現較大的封隔壓差，但是其膨脹率較低，對井眼規則程度要求較高，并且因外徑尺寸較大，導致機械壓縮式封隔器在入井過程中存在遇阻風險。水力擴張式封隔器雖然膨脹率大，但是其需要入井工具坐封，且操作復雜，壽命短，密封能力低。相對于前兩種封隔器，自膨脹封隔器具有明顯的優點：1）因為無機械運動部件，所以不需要專門的坐封工具，適用于復雜油氣井的完井作業；2）簡化完井施工工藝，提高完井作業效率，降低完井成本；3）對不同井況的適應能力強；4）適合不規則井眼，橡膠具備自修復功能；5）橡膠膨脹過程不可逆、密封性能可靠、壽命長。

現有的自膨脹封隔器的結構如圖1、圖2所示，其中圖2為圖1局部放大的半剖視圖。如圖所示，現有的自膨脹封隔器通常包括接箍1、基管2、擋環3、膨脹膠筒4、密封圈5和卡環6。基管2上端螺紋連接有接箍1，基管2外壁套有膨脹膠筒4。膨脹膠筒4的兩端分別固定有擋環3。擋環3的一端包在膨脹膠筒4的端部，并且擋環3通過設置在其與基管2之間的卡環6而固定在基管2上。當自膨脹封隔器受熱后，膨脹膠筒4受熱膨脹，形成密封。

但在膨脹膠筒4受熱膨脹的同時，基管2會因受到軸向熱應力的影響而發生伸縮變形。當基管2發生形變時，與基管2固定連接的擋環3會發生移動，使得設置在擋環3之間的膨脹膠筒4亦會移動。這導致了膨脹膠筒4的密封失效。

實用新型內容

本實用新型提供了一種自膨脹封隔器，其能夠使自膨脹封隔器在熱封后進行熱采的過程中，膨脹膠筒與基管相對滑動。

本實用新型提出了一種自膨脹封隔器，包括：基管，在其管壁上設置有安裝槽；膨脹膠筒，其套在基管的外壁上；以及設置在基管的外壁上的熱補償單元，熱補償單元包括：套在基管的外壁上的端環，與膨脹膠筒相連接且固定在端環的靠近膨脹膠筒的一側上的壓套，設于端環上的由熱敏金屬材料制成的膨脹環，徑向地穿過膨脹環和端環而接合于安裝槽內的緊固件，和彈性推動組件，彈性推動組件包括彈性件，以及能夠通過彈性件的作用而推動膨脹環徑向向外運動的推動件。

在一個實施例中，本實用新型的自膨脹封隔器進一步包括滑套，其設置在壓套與基管之間，滑套的一側與膨脹膠筒連接。

在一個實施例中，膨脹膠筒通過纏繞或擠注的方式與滑套硫化在一起。

在一個實施例中，本實用新型的自膨脹封隔器進一步包括密封組件，其設置在壓套與基管之間，且位于滑套的遠離膨脹膠筒的一側。

在一個實施例中，端環的外徑大于或等于膨脹膠筒的外徑。

在一個實施例中，推動件的軸向截面具有朝向膨脹環漸縮的形狀，并與膨脹環形成斜面式對接。

在一個實施例中，膨脹膠筒的兩側各設置有一個該熱補償單元。

在一個實施例中，膨脹環的兩側各設置有一個該彈性推動組件。

與現有技術相比，本實用新型提供的自膨脹封隔器在熱采過程中，井內注入高溫蒸汽，膨脹環在高溫的作用下由硬變軟。由于此前彈性件處于壓縮狀態，當膨脹環變軟后，彈性件為推動件提供推力，推動件進一步擠壓膨脹環。膨脹環受力變形，并對緊固件施加遠離基管的力，緊固件受力脫離了安裝槽，端環與基管間失去了緊固件的固定，端環則可以與基管在一定范圍內產生相對滑動。當基管發生形變時，由于端環與基管可以相對滑動，與端環連接的膨脹膠筒則也可在一定范圍內與基管產生相對滑動，所以當基管發生變形時，膨脹膠筒不會隨基管發生移動，保持密封。

同時，由于在壓套與基管之間且在滑套的非與膨脹膠筒連接的一側內設置密封組件，能夠防止井內的液體從滑套與基管的縫隙中滲入而導致的密封失效。

通過將端環的外徑設置為大于或等于膨脹膠筒的外徑，能夠在自膨脹封隔器進入井下的過程中，保護膨脹膠筒，避免被井壁劃傷。

附圖說明

在下文中將基于僅為非限定性的實施例并參考附圖來對本實用新型進行更詳細的描述。其中：

圖1為現有的自膨脹封隔器的結構圖；

圖2為圖1的局部放大的半剖視圖；