[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(zhǎng)春市四環(huán)專利事務(wù)所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

一種用于高溫高壓工況下的組合式封隔器及封隔方法，組合式封隔器包括金屬封隔器、鉆桿和橡膠封隔器，金屬封隔器下端和鉆桿相連，橡膠封隔器位于金屬封隔器的下部，通過鉆桿連接，在升溫和加壓初期，橡膠封隔器起主要封隔作用；在長(zhǎng)期的高溫高壓工況下，橡膠封隔器和金屬封隔器共同起封隔作用。本發(fā)明的組合式封隔器和井下加熱器聯(lián)合使用，組合式封隔器和井下加熱器位于井筒中，井下加熱器位于組合式封隔器下方，井下加熱器所需的動(dòng)力線和信號(hào)線穿過組合式封隔器。該組合式封隔器可實(shí)現(xiàn)在高溫高壓工況下的長(zhǎng)時(shí)間封隔，適用于油頁巖、稠油、重油等的開采。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于近臨界水原位裂解油頁巖領(lǐng)域，涉及一種用于高溫高壓工況下的組合式封隔器及封隔方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有封隔器多為橡膠封隔器，金屬封隔器較少，在高溫工況下橡膠封隔器容易失效，封隔器作用的時(shí)間不能滿足生產(chǎn)要求。

油頁巖原位裂解注熱開采工藝需要對(duì)油頁巖層進(jìn)行加熱，為防止流體在注熱井中形成冷熱流體的自循環(huán)，需要將注熱井井眼用封隔器隔開。在運(yùn)用井下注熱法或近臨界水法開采油頁巖時(shí)，要求封隔器能長(zhǎng)時(shí)間在高溫高壓的工況下運(yùn)行，現(xiàn)有的封隔器大多不能滿足在高溫高壓工況下長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的要求。而且井下注熱法或近臨界水法要求封隔器留出一定的空間用于通過井下加熱器的動(dòng)力線、信號(hào)線等線纜，因此依靠常規(guī)方式實(shí)現(xiàn)坐封較為困難。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于高溫高壓工況下的組合式封隔器及封隔方法，該組合式封隔器對(duì)采用近臨界水法開采油頁巖的注熱井井眼能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效封隔。

一種用于高溫高壓工況的組合式封隔器，其包括金屬封隔器、鉆桿和橡膠封隔器，金屬封隔器包括金屬封隔器主體、第一上端蓋、螺旋熱敏金屬條、第一下端蓋、坐封環(huán)、密封蓋、坐封銷釘、坐封滑套、熱敏坐封槽，橡膠封隔器包括,橡膠封隔器主體、坐封填料、導(dǎo)氣管、上端蓋、上端蓋套、膠筒、鋼套、下端蓋、下端蓋套、密封填料、密封蓋、解封塞、密封環(huán)和解封閥；

金屬封隔器主體上部設(shè)置有外螺紋，用于連接注氣管；金屬封隔器主體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；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配合，實(shí)現(xiàn)封隔作用。

金屬封隔器主體下部有四對(duì)對(duì)稱開孔的熱敏坐封槽，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。熱敏坐封槽下部開有四對(duì)銷釘孔，用于固定坐封滑套；

井下加熱器所需的線纜穿過金屬封隔器，先固定金屬封隔器下端的密封蓋，再從上部在線纜通道中填充密封填料，最后固定金屬封隔器上端的密封蓋，密封蓋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，密封填料為水敏性填料。

將金屬封隔器的第一下端蓋固定，再將螺旋熱敏金屬條與金屬分割器主體外緣的T型凸臺(tái)配合；再將金屬分割器的第一上端蓋用螺栓固定，在金屬分割器下部放置坐封環(huán)，擋住熱敏坐封槽；再將坐封滑套用坐封銷釘固定，坐封環(huán)為熱敏金屬環(huán)；坐封滑套為加重滑套，用于對(duì)橡膠封隔器實(shí)現(xiàn)坐封。

金屬封隔器下端和鉆桿相連，鉆桿長(zhǎng)度約為9米。

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

上端蓋與橡膠封隔器主體連接，鉆桿下端和橡膠封隔器主體連接，將線纜穿過上端蓋，再安裝橡膠封隔器下端的解封閥，導(dǎo)氣管焊接在解封閥處，鋼套套在膠筒上，膠筒從橡膠封隔器下端套在導(dǎo)氣管外側(cè)，膠筒和橡膠分割器主體之間的環(huán)空填充有坐封填料，坐封時(shí)金屬封隔器上的坐封環(huán)擠壓坐封滑套，坐封滑套剪斷坐封銷釘，坐封滑套沖擊橡膠封隔器的上端蓋，使坐封填料產(chǎn)生氮?dú)猓瑢?shí)現(xiàn)橡膠封隔器的坐封。