[發(fā)明專利]用于高溫高壓工況下的組合式封隔器及封隔方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710982083.2
• 申請(qǐng)日: 2017-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN107605422B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭威;王振東;李強(qiáng);孫友宏;趙帥;陳強(qiáng);韓婧;康世杰;劉召
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B33/127
• 分類號(hào): E21B33/127;E21B33/12
• 代理公司: 長春市四環(huán)專利事務(wù)所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

1.一種用于高溫高壓工況的組合式封隔器，其特征在于：包括金屬封隔器（1）、鉆桿（2）和橡膠封隔器（3），金屬封隔器（1）包括金屬封隔器主體（4）、第一上端蓋（5）、螺旋熱敏金屬條（6）、第一下端蓋（7）、坐封環(huán)（8）、密封蓋（9）、坐封銷釘（10）、坐封滑套（11）、熱敏坐封槽（24），橡膠封隔器（3）包括，橡膠封隔器主體（15）、坐封填料（18）、導(dǎo)氣管（14）、上端蓋（12）、上端蓋套（13）、膠筒（16）、鋼套（17）、下端蓋（20）、下端蓋套（21）、密封填料（19）、密封蓋（9）、解封塞（22）、密封環(huán)（23）和解封閥（25）；

金屬封隔器主體（4）上部設(shè)置有外螺紋，用于連接注氣管；金屬封隔器主體（4）上端面開有半圓形環(huán)槽，用于穿過線纜，半圓形環(huán)槽設(shè)置有沉頭螺釘孔，用于固定密封蓋（9）；金屬封隔器主體（4）上端面開有六個(gè)螺紋孔，用于固定上端蓋；主體中部外緣有螺旋形的T型凸臺(tái)，用于與螺旋形熱敏金屬條（6）配合，實(shí)現(xiàn)封隔作用；

金屬封隔器主體（4）下部有四對(duì)對(duì)稱開孔的熱敏坐封槽（24），用于高溫流體與坐封金屬環(huán)直接作用，實(shí)現(xiàn)快速坐封；熱敏坐封槽（24）下部開有四對(duì)銷釘孔，用于固定坐封滑套（11）；

井下加熱器所需的線纜穿過金屬封隔器（1），先固定金屬封隔器（1）下端的密封蓋（9），再從上部在線纜通道中填充密封填料（19），最后固定金屬封隔器上端的密封蓋（9），密封蓋（9）起到防止地下水等雜質(zhì)進(jìn)入封隔器主體使封隔器部分失效的作用，密封填料（19）為水敏性填料；

將金屬封隔器（1）的第一下端蓋（7）固定，再將螺旋熱敏金屬條（6）與金屬封隔器主體（4）外緣的T型凸臺(tái)配合；再將金屬封隔器（1）的第一上端蓋（5）用螺栓固定，在金屬封隔器（1）下部放置坐封環(huán)（8），擋住熱敏坐封槽（24）；再將坐封滑套（11）用坐封銷釘（10）固定，坐封滑套（11）為加重滑套，用于對(duì)橡膠封隔器（3）實(shí)現(xiàn)坐封；

金屬封隔器下端和鉆桿（2）相連；

橡膠封隔器主體（15）上部有公螺紋，與鉆桿（2）連接，公螺紋下部有外螺紋，與上端蓋（12）連接；橡膠封隔器主體（15）下部有四個(gè)對(duì)稱布置的解封閥（25），解封閥（25）外側(cè)焊接有導(dǎo)氣管（14），便于解封時(shí)排除氣體；解封閥（25）下端設(shè)置有凸臺(tái)，用于解封時(shí)限制解封塞（22）的位置；橡膠封隔器主體（15）下部有外螺紋，用于與下端蓋（20）連接；

上端蓋（12）與橡膠封隔器主體（15）連接，鉆桿（2）下端和橡膠封隔器主體（15）連接，將線纜穿過上端蓋（12），再安裝橡膠封隔器（3）下端的解封閥（25），導(dǎo)氣管（14）焊接在解封閥（25）處，鋼套（17）套在膠筒（16）上，膠筒（16）從橡膠封隔器（3）下端套在導(dǎo)氣管（14）外側(cè)，膠筒（16）和橡膠封隔器主體（15）之間的環(huán)空填充有坐封填料（18），坐封時(shí)金屬封隔器（1）上的坐封環(huán)（8）擠壓坐封滑套（11），坐封滑套（11）剪斷坐封銷釘（10），坐封滑套（11）沖擊橡膠封隔器（3）的上端蓋（12），使坐封填料（18）產(chǎn)生氮?dú)猓瑢?shí)現(xiàn)橡膠封隔器（3）的坐封；

填料完成后將橡膠封隔器（3）下端蓋（20）穿過線纜，再連接在橡膠封隔器主體（15）上，再將上端蓋套（13）和下端蓋套（21）分別用螺栓固定在上端蓋（12）和下端蓋（20）上；在上端蓋（12）和下端蓋（20）的線纜槽和線纜的空隙中填充填料進(jìn)行密封，再用密封蓋（9）壓實(shí)，用沉頭螺釘固定密封蓋（9）；

解封時(shí)從鉆桿（2）內(nèi)壁下入解封塞（22），再用高壓流體推動(dòng)解封塞（22）下行，推開解封閥（25），實(shí)現(xiàn)橡膠封隔器（3）的解封；

橡膠封隔器（3）位于金屬封隔器（1）的下部，通過鉆桿（2）連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高溫高壓工況的組合式封隔器，其特征在于：所述金屬封隔器（1）中的坐封環(huán)（8）為熱敏金屬環(huán)，由其膨脹產(chǎn)生的擠壓力剪斷坐封銷釘（10）使坐封滑套（11）下落，沖擊橡膠封隔器（3），實(shí)現(xiàn)橡膠封隔器坐封。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高溫高壓工況的組合式封隔器，其特征在于：所述的坐封填料（18）為疊氮化鈉、二氧化硅和硝酸鉀。

4.權(quán)利要求1所述用于高溫高壓工況的組合式封隔器的封隔方法，其特征在于：組合式封隔器和井下加熱器（26）聯(lián)合使用，組合式封隔器和井下加熱器（26）位于井筒（27）中，井下加熱器（26）位于組合式封隔器下方，井下加熱器（26）所需的動(dòng)力線和信號(hào)線（28）穿過組合式封隔器。