CN112554837A - 一种压涨式复合胶筒套管外封隔器 - Google Patents

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郑殿富
王春华
李秋杰
李玉海
万发明
郑瑞强
于小波
李添祺
肖健
王洪潮
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Daqing Petroleum Administration Bureau
China National Petroleum Corp
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Daqing Petroleum Administration Bureau
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12—Packers; Plugs
    • E21B33/127—Packers; Plugs with inflatable sleeve
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices, or the like

Abstract

本发明涉及一种压涨式复合胶筒套管外封隔器。主要解决现有的套管外封隔器密封压力不高、下入时橡胶提前膨胀的问题。其特征在于：所述主体（5）上部外侧通过打开销钉（3）连接有液缸（4），液缸（4）下部连接有压环（7），压环（7）下部设有复合胶筒（8），复合胶筒（8）下部设有下顶环（9）；所述液缸（4）上部与主体（5）之间有间隙，主体（5）上开有与所述间隙相对应的进液孔（13）；所述液缸（4）与压环（7）之间设有卡簧（6），主体（5）外壁上开有若干个与卡簧（6）相配合的卡槽。该压涨式复合胶筒套管外封隔器提高了密封压力，又可以避免橡胶提前膨胀，保证下入顺利。

Description

一种压涨式复合胶筒套管外封隔器
技术领域
本发明涉及油田领域，具体说是一种压涨式复合胶筒套管外封隔器。
背景技术
随着油气田不断开发，地层中的原油被不断采出，造成地层压力变小，为了维持产能，要向地层中注入一定量的水来增加地层的压力和产能。油层经过常年注水，油层压力普遍上升；由于油层连通性差或非均质，在油层中形成局部超高压圈闭，而且层间压力差异较大。此外，在探井或生产井钻井过程中，常常会遇到高压油、气、水层，由于这些高压油、气、水层的存在，给固井施工带来一定难度。因为在固井施工中水泥浆在凝固过程中，因液柱压力降低，而造成油、气、水上窜．发生固井后套管外冒油、气和水；注水层段水泥浆凝固不好；水泥浆纵向窜槽，产层或层间封固不合格；固井时漏失，水泥浆返高不够，影响固井质量，给分层注采带来了层间干扰，使采油工艺复杂化，并降低了油井利用率，缩短油井使用寿命。在解决问题上，除了优选水泥浆体系外，还可以通过使用管外封隔器来封隔油、气、水层，这也是必要的手段。套管外封隔器是一种与套管连接，用来封隔套管与井壁间环形空间的井下固井工具，可有效封隔油气水层，进行有选择性的开采或者封堵某一层段，保证套管外环空的密封。套管外封隔器可显著提高固井质量，有效进行层间封隔，保护或减少油层污染，为提高原油采收率和开采效率提供了保障。
目前常用的压涨式套管外封隔器结构简单性能可靠，但存在密封压力不高的问题；常用的遇水遇油膨胀套管外封隔器结构简单成本低，但仍存在下入时橡胶提前膨胀，造成下套管困难甚至无法循环，引起井筒报废的风险。
发明内容
为了克服现有的套管外封隔器密封压力不高、下入时橡胶提前膨胀的不足，本发明提供一种压涨式复合胶筒套管外封隔器，该压涨式复合胶筒套管外封隔器提高了密封压力，又可以避免橡胶提前膨胀，保证下入顺利。
本发明的技术方案是：一种压涨式复合胶筒套管外封隔器，包括主体，所述主体上部外侧通过打开销钉连接有液缸，液缸下部连接有压环，压环下部设有复合胶筒，复合胶筒下部设有下顶环；所述液缸上部与主体之间有间隙，主体上开有与所述间隙相对应的进液孔；所述液缸与压环之间设有卡簧，主体外壁上开有若干个与卡簧相配合的卡槽。
所述复合胶筒包括上支撑环、下支撑环，上支撑环、下支撑环之间设有内筒和外筒。
所述外筒为遇水遇油膨胀橡胶材质。
所述主体上部通过上短接连接套管接箍，主体底部通过下接箍连接下短接。
本发明具有如下有益效果：由于采取上述方案，复合胶筒在液力推动下向下移动，复合胶筒为组合材质，其内筒为常规橡胶，外筒为遇水遇油膨胀橡胶，这使得该复合胶筒兼具常规压涨封隔器和遇水遇油膨胀封隔器的优点，从而可以封闭套管与井壁环空，既提高密封压力，又避免外筒提前膨胀过大，确保套管下入顺利。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是复合胶筒的结构示意图；
图3是该封隔器在井下未打开时的示意图；
图4是该封隔器在井下打开时的示意图。
图中1-套管接箍，2-上短接，3-打开销钉，4-液缸，5-主体，6-卡簧，7-压环，8-复合胶筒，9-下顶环，10-下接箍，11-下短接，12-密封圈，13-进液孔，81-上支撑环，82-内筒，83-外筒，84-下支撑环。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
由图1至图4所示，一种压涨式复合胶筒套管外封隔器，包括主体5，主体5上部通过上短接2连接套管接箍1，主体5底部通过下接箍10连接下短接11。所述主体5上部外侧连接有液缸4，且主体5与液缸4之间通过打开销钉3相连。液缸4内壁上设有上凸台，主体5外壁上设有下凸台，两个凸台之间形成间隙，主体5上开有与所述间隙相对应的进液孔13，进液孔13上方和下方均设有密封圈12。所述液缸4下部螺纹连接有压环7，液缸4与压环7之间设有卡簧6。所述压环7下部设有复合胶筒8，复合胶筒8下部设有下顶环9，下顶环9底部顶在下接箍10上。所述复合胶筒8包括上支撑环81、下支撑环84，上支撑环81、下支撑环84之间设有内筒82和外筒83，其中内筒82为丁腈橡胶，外筒83的材质遇水遇油即膨胀。所述主体5外壁上开有若干个与卡簧6相配合的卡槽。
将该工具组装好后，连入套串，下入井下井下预定位置。正常循环、固井。固井施工结束后，向套管内继续注入顶替液，升压至15MPa，顶替液从主体5上的进液孔13进入液缸4与主体5之间的间隙，推动液缸4剪断打开销钉3下行，带动压环7下行，推动复合胶筒8涨封至井壁（如图4），涨封到位后卡簧6进入主体5外壁上的卡槽内防止复合胶筒8复位；升压至20MPa，确保复合胶筒8彻底涨封后，泄压，施工结束。复合胶筒8外层的遇水遇油膨胀外筒83（预定膨胀时间24h）在固井结束后期，高压水或油上移接触膨胀胶筒后胶筒继续膨胀，封闭微环隙，增强界面封隔能力。

Claims (4)

1.一种压涨式复合胶筒套管外封隔器，包括主体（5），其特征在于：所述主体（5）上部外侧通过打开销钉（3）连接有液缸（4），液缸（4）下部连接有压环（7），压环（7）下部设有复合胶筒（8），复合胶筒（8）下部设有下顶环（9）；所述液缸（4）上部与主体（5）之间有间隙，主体（5）上开有与所述间隙相对应的进液孔（13）；所述液缸（4）与压环（7）之间设有卡簧（6），主体（5）外壁上开有若干个与卡簧（6）相配合的卡槽。
2.根据权利要求1所述的压涨式复合胶筒套管外封隔器，其特征在于：所述复合胶筒（8）包括上支撑环（81）、下支撑环（84），上支撑环（81）、下支撑环（84）之间设有内筒（82）和外筒（83）。
3.根据权利要求2所述的压涨式复合胶筒套管外封隔器，其特征在于：所述外筒（83）为遇水遇油膨胀橡胶。
4.根据权利要求3所述的压涨式复合胶筒套管外封隔器，其特征在于：所述主体（5）上部通过上短接（2）连接套管接箍（1），主体（5）底部通过下接箍（10）连接下短接（11）。
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