[發明專利]一種用于環空管線的虹膜光圈式封隔器

有效

• 申請號: 202011634052.6
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112746826B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 張魁;陳振宇;楊長;袁丁
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: E21B33/12
• 分類號: E21B33/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種用于環空管線的虹膜光圈式封隔器，包括掛鉤1、轉動把手5、主體部分，其中：主體部分包括底座環2、轉動瓣片3、轉動環4、頂蓋環6；掛鉤1的下端與頂蓋環6固接；掛鉤1的上端與護管8固接；底座環2的上表面開有均勻分布的導向斜槽23；轉動瓣片3設置于轉動環4與底座環2之間；轉動瓣片3的下端一部分活動地設置于底座環2的導向斜槽23內；轉動瓣片3的上端一部分與轉動環4固接；轉動把手5的下端與轉動環4固接。本發明的可靠性高，結構及制造工藝簡單，造價成本低廉，且能夠應用于更小的環空區域，變徑操作簡單方便，可適用于不同外徑尺寸的立管，封隔器使用時能均勻受力，不會在環空管線內造成封隔器的相對位置產生偏轉。

技術領域

本發明涉及石油開采鉆探技術領域，尤其涉及一種用于環空管線的虹膜光圈式封隔器。

背景技術

在石油開采鉆探技術領域，尤其是在海油開采鉆探領域，廣泛采用了鋼質管道從水上鉆井平臺向位于地下或者海底的油田注水或抽取油氣資源，其中，用于向油田注水的管道稱之為注水立管；用于輸送油氣的管道稱之為油氣立管，二者統稱為立管。為了保護立管，一般在立管外周再套上鋼質護管；立管和護管之間存在環空區域，因此立管和護管統稱為環空管線。

盡管護管能夠降低海水對立管的電化學腐蝕速度、有效避免外界產生的機械損傷，但是現存大量環空管線中的環空區域充填有海水，對立管，尤其是潮差帶內的立管存在強烈的電化學腐蝕作用。

為了保護立管，在工程實際應用中，通常將封隔器置于海平面以下若干米深處的環空區域中，用于封堵環空區域，并在所述封隔器之上填充水泥等保護介質。具體施工工藝為：先將護管局部對半截斷剝離，隨后將封隔器放置護管與立管之間的環空區域中，然后固定封隔器，并在其上放置環狀蓋板等封堵件，用于堵住封隔器與環空管線之間的縫隙，再往環空區域內填注給定高度的保護介質，待保護介質凝固后再將截斷護管段再焊接回去，完成封隔工藝。

實際上，封隔器不僅用于封堵環空區域，保護立管，還被廣泛應用于分層采油、分層注水、分層壓裂或酸化、機械卡堵水等注采工藝作業場合。但區別于其他應用領域，在本領域中，主要考慮到封隔器初始會承受數噸重的負重，加之立管因安全因素無法現場動火予以切割，故使得現有封隔器技術無法滿足本領域技術要求。

存在一種井下分層封隔專用的封隔器，理論上可用于本領域。該封隔器包括剛體、封隔器膠筒系統和控制部分，其中：封隔器膠筒系統由若干個膠筒、隔環和中心襯管(立管)等多個零件組成；封隔器位于立管和護管之間，當封隔器膠筒系統承受軸向載荷時，膠筒將產生大變形，與護管內壁接觸并產生接觸壓力，使護管與立管間的環狀空間割斷，形成封隔。

上述封隔器利用封隔器膠筒系統可達到較大的堵水作用，但無法適用于本領域中高負重、小環空區域及立管護管不同等工況。為了提供封隔器的負重能力，中國專利CN209212206U公開了一種用于環空管線的液壓式封隔器。該專利包括多個錨塊、左半瓦和右半瓦，所述左半瓦頂端面上設有左吊裝環和左單向閥，所述右半瓦頂端面上設有右吊裝環和右單向閥，所述左半瓦和所述右半瓦周側上均開設有若干個槽組，每個槽組包括一個開口向外的上凹槽和一個開口向外的下凹槽，所述錨塊上設有錨齒和氣艙槽，所述錨塊設置在所述上凹槽和所述下凹槽內。

區別于井下分層封隔專用的封隔器，液壓式的封隔器負重高，但仍存在結構工藝復雜、造價成本較高、存在液壓泄漏風險、且難以應用于小環空區域等局限性。

發明內容

本發明為克服以上不足，提供了一種用于環空管線的虹膜光圈式封隔器。

一種用于環空管線的虹膜光圈式封隔器，包括掛鉤、轉動把手、主體部分，其中：主體部分包括底座環、轉動瓣片、轉動環、頂蓋環；

頂蓋環、轉動環、底座環依次由上至下垂向共軸地布置；掛鉤與轉動把手均豎直地設置于環空區域內；掛鉤的下端與頂蓋環固接；掛鉤的上端與護管固接；

作為優選，掛鉤上端設置有倒“U”字型鉤體，所述鉤體可吊掛在護管被氧割開的端面上；