CN110714735A - 一种封隔器的胶筒结构及其制备方法 - Google Patents

一种封隔器的胶筒结构及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种封隔器的胶筒结构,胶筒套设在中心管的外侧,胶筒包括中间筒、对称位于中间筒两端的挤压筒以及分别一一连接在挤压筒侧面的侧压面,中间筒,用于和中心管形成环形空间,挤压筒,用于沿着中心管的长度方向往复挤压和伸缩中间筒,侧压面,用于承受来自外界的挤压压力并传递给挤压筒,胶筒的制备方法如下:1、挤压筒的制备,2、侧压面的制备,3、挤压筒和侧压面的一体硫化成型为第一结构体,4、中间筒的制备,5、胶筒的制备,本发明不仅有利于胶筒的挤压膨胀,同时保证了胶筒和中心管形成完整的环形空间,保证了后续封隔器座封的准确性。

Description

一种封隔器的胶筒结构及其制备方法
技术领域:
本发明涉及一种油田开采工具领域,尤其是一种封隔器的胶筒结构及其制备方法。
背景技术:
封隔器广泛应用于钻井、固井、压裂等作业中,是实现井眼封隔的有效手段之一,目前采用的封隔器一般通过胶筒挤压膨胀和伸缩来实现封隔器的座封和解封。
现有技术中,封隔器在在座封过程中胶筒会收到外界的挤压,胶筒受到外界径向挤压膨胀,从而使得封隔器座封在相应管道上,封隔器座封后,胶筒和中心管之间形成的环形空间供液体流动,而封隔器解封后,胶筒恢复原状,在封隔器的座封和解封过程中,胶筒起到十分重要的作用,然而,在胶筒的实际使用过程中,由于目前大部分胶筒都是一体的橡胶筒,这种传统的橡胶筒在来回挤压膨胀伸缩过程中,很容易出现不规则的变形挤压,不利于胶筒的挤压膨胀,增加了外界挤压胶筒的难度,而且这种不规则的变形挤压在座封时也很容易出现位置的偏差,另一方面,胶筒在挤压膨胀时,由于橡胶的粘性,胶筒很容易和中心管之间出现粘结的现象,从而导致胶筒挤压后,环形空间形成的不完整性,不利于后续液体的流通。
发明内容:
本发明的目的提供一种封隔器的胶筒结构及其制备方法,解决上述现有技术问题中的一个或者多个。
为解决上述技术问题,本发明提供一种封隔器的胶筒结构,胶筒套设在中心管的外侧,其创新点在于:胶筒包括中间筒、对称位于中间筒两端的挤压筒以及分别一一连接在挤压筒侧面的侧压面;
中间筒,用于和中心管形成环形空间。
挤压筒, 用于沿着中心管的长度方向往复挤压和伸缩中间筒。
侧压面,用于承受来自外界的挤压压力并传递给挤压筒。
进一步的,上述中间筒里侧的内壁涂覆可固化的硅氧烷树脂层。
进一步的,上述挤压筒里侧的内壁分布有若干行相互平行的齿面,齿面的倾斜方向和挤压筒的挤压方向相反,齿面为弹性材质且紧靠所述中心管。
进一步的,上述侧压面呈梯形,侧压面窄面的延伸方向朝外。
本发明提供一种胶筒的制备方法,包括以下步骤:
(1)挤压筒的制备:根据挤压筒的的结构制造相应的挤压筒模具,通过挤压筒模具挤压成型挤压筒。
(2)侧压面的制备:根据侧压面的结构制造相应的侧压面模具,将经编间隔织物放入侧压面模具中,在真空条件下,将橡胶制备溶液填充到经编间隔织物中,固化分钟后,脱模成型侧压面。
(3)挤压筒和侧压面的一体硫化成型为第一结构体。
(4)中间筒的制备:根据中间筒的形状挤压成型为中间筒半成品,半成品的的中间筒二次硫化成型为中间筒。
(5)胶筒的制备:将两个第一结构体和个中间筒一体硫化成型,在成型时,挤压筒和中间筒的连接处添加纤维骨架。
进一步的,步骤(5)中,硫化温度为120°-160°,硫化时间为:50min-70min。
本发明的有益效果在于:本发明提供一种封隔器的胶筒结构及其制备方法,通过优化胶筒的结构和胶筒的制备方法,提高了胶筒的使用性能,在封隔器的使用过程中,胶筒性能的优化不仅有利于胶筒的挤压膨胀和恢复原状,同时保证了胶筒和中心管形成完整环形空间位置的稳定性,在方便后续液体在环形空间内部的流动的同时,也提高了封隔器座封的稳定性。
附图说明:
图1为本发明侧面剖面图。
图2为本发明主视图。
图3为本发明胶筒挤压后的主视图。
具体实施方式:
为了加深对本发明的理解,下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述,该实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明保护范围的限定。
现有技术中,封隔器在在座封过程中胶筒收到外界的挤压,胶筒受到外界径向挤压膨胀,从而使得封隔器座封在相应管道上,封隔器座封后,胶筒和中心管之间形成的环形空间供液体流动,而封隔器解封后,胶筒恢复原状,
如图1到3为本发明的一种具体实施方式,本发明封隔器的胶筒结构,胶筒1套设在中心管101的外侧,胶筒1包括中间筒11、对称位于中间筒11两端的挤压筒12以及分别一一连接在挤压筒12侧面的侧压面13;
中间筒11,用于和中心管101形成环形空间;
挤压筒12, 用于沿着中心管101的长度方向往复挤压和伸缩中间筒11;
侧压面13,用于承受来自外界的挤压压力并传递给挤压筒12。
上述中间筒11里侧的内壁涂覆可固化的硅氧烷树脂层。
上述挤压筒12里侧的内壁分布有若干行相互平行的齿面2,齿面2的倾斜方向和挤压筒12的挤压方向相反,齿面2为弹性材质且紧靠中心管101。
上述侧压面13呈梯形,侧压面13窄面的延伸方向朝外。
在本发明中,胶筒在座封过程中,将胶筒分为中间筒11、挤压筒12以及侧压面13,每段对应胶筒在挤压过程中,会有不同的表现形式,有利于胶筒的挤压膨胀并和中心管101之间形成完整的环形空间,有利于后续液体的流动,具体表现形式如下:
1、中间筒11里侧的内壁上涂覆可固化的硅氧烷树脂层有利于降低中间筒11内壁的粘度,避免了中间筒11和中心管101之间的粘结,在中间筒11挤压膨胀时,避免中间筒11和中心管101之间相互粘结,不仅降低了中间筒11挤压膨胀的难度,同时,在中心筒11挤压膨胀后,中心筒11和中心管101之间不会存在粘结的部分,有利于中间筒11和中心管101之间形成完整的环形空间,方便了后续液体的流动。
2、挤压筒12在受外界挤压时,里侧的内壁的齿面2和挤压筒12的挤压方向相反,使得中心管101相对挤压筒12的运动方向和齿面2的倾斜方向一致,降低了挤压筒12和中心管101之间的摩擦力,有利于外界对挤压筒12的挤压,另一方面,当胶筒和套管解封时,中心管101相对挤压筒12的运动方向和齿面2的倾斜方向相反,在胶筒恢复原状过程中,由于齿面2的尖端会勾住中心管101的表面,中心管101和挤压筒12的摩擦力增加,大大缓冲了胶筒的恢复,从而保护了外界的挤压件,在整个挤压筒12的挤压过程中,齿面2的材质选择为弹性材质,齿面2的长度设置保证始终紧靠中心管101的表面。
3、侧压面13在受到外界挤压时,侧压面13是直接承受外界挤压件的压力,将侧压面13设计为梯形,侧压面13的窄面朝向侧压面13的宽面挤压,可以保证侧压面13挤压变形时的稳定性,从而保证了后续挤压筒12挤压的持续性。
在本发明实施例中,为了进一步提高胶筒的挤压膨胀性能,配合上述胶筒结构,提供一种胶筒的制备方法,包括以下步骤:
(1)挤压筒12的制备:根据挤压筒12的的结构制造相应的挤压筒模具,通过挤压筒模具挤压成型挤压筒12;
(2)侧压面13的制备:根据侧压面13的结构制造相应的侧压面模具,将经编间隔织物放入侧压面模具中,在真空条件下,将橡胶制备溶液填充到经编间隔织物中,固化20分钟后,脱模成型侧压面13;
(3)挤压筒12和侧压面13的一体硫化成型为第一结构体;
(4)中间筒11的制备:根据中间筒11的形状挤压成型为中间筒半成品,半成品的的中间筒二次硫化成型为中间筒11;
(5)胶筒的制备:将两个第一结构体和1个中间筒11一体硫化成型,在成型时,挤压筒12和中间筒11的连接处添加纤维骨架。
步骤(5)中,硫化温度为120°-160°,硫化时间为:50min-70min。
在胶筒制备过程中,为了进一步提高胶筒的使用性能,胶筒制备的具体表现形式如下:
1、由于侧压面13直接受到外界的挤压力,制备时混合经编间隔织物有利于提高侧压面13的抗疲劳能力,延长了侧压面13的使用寿命,从而保证了胶筒的连续挤压和伸缩。
2、中间筒11在制备时,选择二次硫化成型,有利于进一步降低整个中间筒11的粘性,从而方便后续挤压时环形空间形成的完整性。
3、在中间筒11的两端和挤压筒12的连接处,选择添加纤维骨架,提高了中间筒11和挤压筒12之间连接的硬度,在挤压筒12对中间筒11进行挤压时,在中间筒11和中心管101形成环形空间时,这种连接硬度可以使得中间筒11和挤压筒12之间有明显的分隔,从而保证了形成环形空间位置的稳定,避免了后续封隔器座封位置的偏差。
相对于现有技术,通过优化胶筒的结构和胶筒的制备方法,提高了胶筒的使用性能,在封隔器的使用过程中,胶筒性能的优化不仅有利于胶筒的挤压膨胀和恢复原状,同时保证了胶筒和中心管101形成完整环形空间位置的稳定性,在方便后续液体在环形空间内部的流动的同时,也提高了封隔器座封的稳定性。
在本发明实施例中,需要特别说明的是,胶筒的使用和安装和现有技术相同,在本发明实施例中,没有做进一步的具体描述,
本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种封隔器的胶筒结构,所述胶筒(1)套设在中心管(101)的外侧,其特征在于:所述胶筒(1)包括中间筒(11)、对称位于所述中间筒(11)两端的挤压筒(12)以及分别一一连接在所述挤压筒(12)侧面的侧压面(13);
中间筒(11),用于和所述中心管(101)形成环形空间;
挤压筒(12), 用于沿着所述中心管(101)的长度方向往复挤压和伸缩所述中间筒(11);
侧压面(13),用于承受来自外界的挤压压力并传递给所述挤压筒(12)。
2.根据权利要求1所述的一种封隔器的胶筒结构,其特征在于:所述中间筒(11)里侧的内壁涂覆可固化的硅氧烷树脂层。
3.根据权利要求1所述的一种封隔器的胶筒结构,其特征在于:所述挤压筒(12)里侧的内壁分布有若干行相互平行的齿面(2),所述齿面(2)的倾斜方向和所述挤压筒(12)的挤压方向相反,所述齿面(2)为弹性材质且紧靠所述中心管(101)。
4.根据权利要求1所述的一种封隔器的胶筒结构,其特征在于:所述侧压面(13)呈梯形,所述侧压面(13)窄面的延伸方向朝外。
5.提供一种胶筒的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)挤压筒(12)的制备:根据所述挤压筒(12)的的结构制造相应的挤压筒模具,通过挤压筒模具挤压成型所述挤压筒(12);
(2)侧压面(13)的制备:根据所述侧压面(13)的结构制造相应的侧压面模具,将经编间隔织物放入所述侧压面模具中,在真空条件下,将橡胶制备溶液填充到经编间隔织物中,固化20分钟后,脱模成型所述侧压面(13);
(3)挤压筒(12)和侧压面(13)的一体硫化成型为第一结构体;
(4)中间筒(11)的制备:根据中间筒(11)的形状挤压成型为中间筒半成品,半成品的的中间筒二次硫化成型为所述中间筒(11);
(5)胶筒的制备:将两个所述第一结构体和1个所述中间筒(11)一体硫化成型,在成型时,挤压筒(12)和中间筒(11)的连接处添加纤维骨架。
6.根据权利要求5所述的一种胶筒的制备方法,其特征在于:步骤(5)中,所述硫化温度为120°-160°,所述硫化时间为:50min-70min。
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