[發(fā)明專(zhuān)利]一種耐高溫高壓的小尺寸封隔器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811471325.2
• 申請(qǐng)日: 2018-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109356547A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭明楊;楊金輝;劉建萍;陳華龍;李暉;任俊松
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 成都托克密封件有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21B33/127
• 分類(lèi)號(hào): E21B33/127
• 代理公司: 成都弘毅天承知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51230
• 代理人: 白小明

本發(fā)明涉及一種耐高溫高壓的小尺寸封隔器，包括容積管和套設(shè)于容積管一端上的外中心管；所述容積管與外中心管之間設(shè)置有若干個(gè)相互平行設(shè)置的第一密封組件；所述第一密封組件包括至少兩個(gè)密封圈以及數(shù)量較密封圈多一個(gè)的擋圈；所述密封圈兩側(cè)均卡合有擋圈。通過(guò)在密封圈的兩側(cè)添加由耐高溫、抗流變效果更好的材料所制成的擋圈，能夠在密封圈與擋圈相互配合，能為密封圈提供較好的保護(hù)作用，避免密封圈在測(cè)試的高溫高壓條件下因變軟而產(chǎn)生流變現(xiàn)象，從組件之間的縫隙中流出，使得其密封性能更好，避免坐封效果減弱和失效的情況發(fā)生，從而保證封隔器的耐高溫高壓性能；同時(shí)，利用擋圈斜切結(jié)構(gòu)，解決了因擋圈的選用而帶來(lái)的裝配困難問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橋梁防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域領(lǐng)域，具體涉及一種耐高溫高壓的小尺寸封隔器。

背景技術(shù)

封隔器是油田、氣田鉆采工藝中重要的井下工具之一。隨著油田、氣田逐漸進(jìn)入開(kāi)發(fā)后 期，許多不利于開(kāi)發(fā)條件逐一顯現(xiàn)；其一，油、氣層間矛盾越來(lái)越突出；其二，受注入水質(zhì)、洗井、作業(yè)等各方面因素的影響，油層、氣層污染程度加劇；其三，井下套管縮徑、挫 斷、破裂等日益惡化。對(duì)于稀油老油田，為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)油控水，經(jīng)常需要采取壓裂、酸化等多 種措施，這直接造成套管腐蝕、變形、穿孔、挫斷等。這些都增加了油氣鉆采的難度，從而 對(duì)封隔器的使用提出了更高的要求，急需與深井、超深井以及分支井等作業(yè)相匹配組合的各 型封隔器。隨著近些年油氣井的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)不斷向深井、超深井發(fā)展，鉆采工藝也不斷向較深 層方向發(fā)展，油氣井開(kāi)采的工況條件也越來(lái)越復(fù)雜，這對(duì)于井下作業(yè)中的關(guān)鍵工具一封隔器提出了更高的要求，封隔器的使用溫度越來(lái)越高、壓差也越來(lái)也大、腐蝕性越來(lái)越強(qiáng)。在封隔器使用中，由于膠筒在高溫、高壓作用下發(fā)生破壞，不密封，造成封隔器失效的案列比比皆是；這大大限制了氣井、油井的開(kāi)采速度和區(qū)域。

目前，針對(duì)上述情況，國(guó)外哈里伯頓公布有7″封隔器，其耐溫200℃、耐壓差105MPa；貝克休斯的BASTILLE封隔器其技術(shù)指標(biāo)為耐溫204℃、耐壓差120MPa；其均能夠 有效地適應(yīng)上述使用環(huán)境。但是，綜合分析國(guó)內(nèi)外所公布的已成功試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)使用的耐溫 200℃及以上、耐壓差100MPa以上的封隔器成品，其工具尺寸規(guī)格均為7″。而隨著壓裂需 求的進(jìn)一步提升，井下可容納工具尺寸也越來(lái)越小，7″規(guī)格的封隔器并不能完全滿足實(shí)際 壓裂工藝的需求。

因此，對(duì)5¹/₂″封隔器的耐高溫高壓綜合性能的研究也日益受到重視。但是，由于5¹/₂″ 封隔器受到尺寸的限制，相較于7″封隔器的膠筒，前者膠筒的膠壁更薄、在坐封力下的軸 向形變量更大，應(yīng)力集中、肩部破壞等情況加劇；此外，由于尺寸減小，封隔器所使用到的 密封組件尺寸同樣減小，在高溫高壓的條件下，抗流變擠出性能減弱，導(dǎo)致密封件的可靠性 顯著下降；在上述兩個(gè)因素的影響下，就要求橡膠膠筒以及橡膠密封件具有更優(yōu)的耐溫、耐 壓和耐酸堿性能。目前，受限于封隔器橡膠制件的材料以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)瓶頸，尚未有能夠與 7″封隔器之耐高溫高壓性能相媲美的5¹/₂″封隔器產(chǎn)品。

同時(shí)，現(xiàn)有的封隔器密封件，存在著在高溫高壓條件下抗流變性能較差的問(wèn)題，但是由 于工藝的限制以及具有耐高溫高壓樹(shù)脂或橡膠材料的彈性形變較差而帶來(lái)的裝配問(wèn)題，因 此，較少的圈形密封材料能夠用于封隔器組件中，這也限制著小尺寸封隔器性能對(duì)的進(jìn)一步 提升。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種耐高溫高壓的小尺寸封隔器，通過(guò)橡膠材料以及橡膠件結(jié)構(gòu)的綜合改 進(jìn)，解決了現(xiàn)有5¹/₂″封隔器耐高溫高壓性能不足以及因裝配問(wèn)題而造成的密封件選材局限 的問(wèn)題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：