[實用新型]壓縮式封隔器對稱密封膠筒

有效

• 申請號: 201720780835.2
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN206942723U
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 徐峰
• 申請（專利權）人: 四川達燦石油設備有限公司
• 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

本實用新型涉及一種封隔器，具體涉及壓縮式封隔器對稱密封膠筒。

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封隔器膠筒，根據其使用環境及特點還存在著一定的缺陷，普遍存在耐差壓性低、抗張強度差、極易產生形變等問題，導致密封效果非常短暫，其使用壽命得不到保障。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供壓縮式封隔器對稱密封膠筒，實現一種具有較強抗破壞性、可提高密封效果的封隔器膠筒的目的。

本實用新型通過下述技術方案實現：

壓縮式封隔器對稱密封膠筒，包括設置在中心管和套管之間的筒體，所述筒體包括相互貼合的外封段、內封段，所述內封段與中心管連接，所述外封段與套管連接，在外封段與套管接觸的端面上開有若干個吸氣孔，所述吸氣孔繞外封段的中心線成環形設置，還包括強化管套，所述強化管套套在筒體外側且與筒體外壁過盈配合，在每個強化管套上還設置有金屬管頭，所述金屬管頭與中心管接觸。進一步的，本實用新型將傳統的套管進行改進，將筒體設計為兩層結構，將與套管接觸的筒體端稱為外封段、與中心管接觸的筒體端稱為內封段，在外封段與套管接觸的端面上開吸氣孔，當筒體承受軸向荷載時，因為筒體是由橡膠制成，吸氣孔受壓產生徑向形變，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；同時，吸氣孔內部空腔受到擠壓產生負壓而增強了吸附套管的吸附力，提高了筒體與套管之間的密封性。在筒體外設置一個強化管套，增強了筒體的剛性，對筒體起進一步保護作用，延長膠筒的使用壽命；強化管套與中心管接觸的一端為一個金屬管頭，可有效阻止和限制封隔器坐封時膠筒朝套管環形空間“突出”或“流動”，避免整個膠筒與中心線管之間也移位，加強了其抗破壞性能力。

優選的，所述內封段在軸向上與筒體厚度的比值為0.55～0.67。進一步的，封隔器膠筒的長度對于膠筒的密封也有重要影響，當膠筒長度(即厚度)降低時，其峰值接觸壓力上升，開始比較平緩然后逐漸增加，一直達到最優點，接著膠筒長度繼續降低時，峰值接觸壓力急劇下降。這說明膠筒長度應該取一個較小值。另外隨著膠筒長度的降低其剪切強度也受到限制，而與中心管接觸的內封段為整個筒體的支撐機構，最影響其剪切強度。經發明人研究發現，將內封段在軸向上與筒體厚度的比值設定在0.55～0.67之間，可獲得剪切強度與峰值接觸壓力之間的平衡。

優選的，所述筒體采用氫化丁晴橡膠制成。進一步的，氫化丁晴橡膠的耐油和耐熱性能好，強伸性能、耐磨性和耐磨性能高，可適用于溫度在150℃以上的井下環境中作業。采用氫化丁晴橡膠制成膠筒筒體，擴大了膠筒的適用范圍，提高了其環境耐受度。

所述強化管套采用丁晴橡膠制成。進一步的，丁晴橡膠具有較高的耐溫性、良好的耐油性、較高的抗張強度和彈性，將其制成強化管套，可抵擋大部分油的沖擊，起到保護膠筒的目的；相比膠筒，強化管套的加工難度更低，丁晴橡膠易于成型且價格低廉，使得強化管套替換非常方便。

本實用新型與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

1、本實用新型壓縮式封隔器對稱密封膠筒，在外封段與套管接觸的端面上開有若干個吸氣孔，所述吸氣孔繞外封段的中心線成環形設置，當筒體承受軸向荷載時，因為筒體是由橡膠制成，吸氣孔受壓產生徑向形變，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；同時，吸氣孔內部空腔受到擠壓產生負壓而增強了吸附套管的吸附力，提高了筒體與套管之間的密封性；