CN114439409A - 封隔器 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种封隔器，该封隔器包括筒状的主体和套设在主体的外壁上的封隔组件，其中，封隔组件具有弹性封隔件，以及位于弹性封隔件的径向内侧的促动装置，促动装置能分散性施力于弹性封隔件使得弹性封隔件分解式变形而进行适应性地封隔，在使用过程中，该封隔器具有能依据不规则裸眼井筒进行适应膨胀的特点，以解决裸眼封隔器密封不严的问题。

Description

封隔器

技术领域

本发明涉及油气田生产装置技术领域，具体涉及一种封隔器，尤其是适用于裸眼封隔。

背景技术

裸眼完井是套管下至生产层顶部进行固井，生产层段裸露的完井方法，其优点是生产层裸露面积大，油、气流入井内的阻力小，配合裸眼分段压裂可以为气井获得更高的产能。

在该完井方法实施中，经常要用到裸眼封隔器。目前，常用的裸眼封隔器包括扩张式裸眼封隔器、遇油膨胀式裸眼封隔器等。但不管是哪一类封隔器，都要求裸眼井段尽量平整光滑、圆度较高，只有这样才能保证胶皮均匀膨胀后与裸眼岩壁紧密接触，且各个点的胶皮与岩壁的接触力也保持相对一致，达到密封承压的要求。一旦井眼不规则，出现径向上圆度不高或轴向上直径不一致的情况，就会出现有些部位胶皮已经压紧，有些部位胶皮未与岩壁接触的“架桥”现象，进而导致裸眼封隔器密封不严或密封力不够，造成封隔失效。正是因为这样，裸眼完井技术也一直未能在各大油气田进行推广。

由此，需要发明一种封隔器以解决裸眼井壁不规则导致的封隔器密封失效的问题。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种封隔器。该封隔器具有能依据不规则裸眼井筒进行适应膨胀的特点，以解决裸眼封隔器密封不严的问题。

根据本发明，提出了一种封隔器，包括筒状的主体和套设在主体的外壁上的封隔组件，其中，封隔组件具有：

弹性封隔件，

位于弹性封隔件的径向内侧的促动装置，促动装置能分散性施力于弹性封隔件使得弹性封隔件分解式变形而进行适应性地封隔。

在一个实施例中，促动装置包括：

套设在主体的外壁上的并位于弹性封隔件的内侧的支撑筒，

设置在支撑筒上的多个促动件，促动件构造为能在力的作用下相对于支撑筒径向移动而顶伸式施力于弹性封隔件以促动弹性封隔件变形。

在一个实施例中，支撑筒上构造有径向的通孔，促动件构造为顶伸杆并插入式设置在通孔内，当顶伸杆受到径向力时能沿着通孔径向向外移动而顶伸弹性封隔件。

在一个实施例中，在顶伸杆延伸出通孔的外壁的外端设置顶伸头，顶伸头的外端壁上设置有摩擦纹。

在一个实施例中，在顶伸杆的外周壁与通孔的内壁之间设置用于防止顶伸杆回退的棘齿结构。

在一个实施例中，在本体的下端的内腔中设置有用于封堵本体的内腔的球座，通孔构造为与本体的内腔连通，且在顶伸杆与通孔之间设置移动密封件。

在一个实施例中，在本体的周壁上设置用于连通通孔和本体的内腔的连通孔，连通孔的截面面积小于通孔的截面面积。

在一个实施例中，在顶伸杆的内端设置径向延伸的盲孔，盲孔与相对应的连通孔位置匹配。

在一个实施例中，在本体的外壁上设置周向的槽，其中，封隔组件嵌入到槽内，且弹性封隔件的轴向两端与槽的壁密封式固定连接。

在一个实施例中，周向上均匀分布的促动件为一组，而在轴向上设置多组促动件，其中，轴向上相邻的组之间的促动件为梅花式分布，或/和位于轴向两端的促动件要比位于中间的促动件分布稠密。

与现有技术相比，本发明的优点在于，在使用过程中，该封隔器具有能依据不规则裸眼井筒进行适应膨胀的特点，以解决裸眼封隔器密封不严的问题。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：

图1显示了根据本发明的一个实施例的封隔器；

图2为来自图1的A-A剖面图；

图3显示了根据本发明的一个实施例的促动装置处放大图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步说明。

图1显示了根据本发明的封隔器。如图1所示，该封隔器100包括主体1和封隔组件2。其中，主体1为筒状，主要起到连接和支撑作用。封隔组件2套设在主体1的外壁上，主要起到封隔作用。并且，封隔组件2具有弹性封隔件21和促动装置22。弹性封隔件21能弹性变形，用于在需要封隔时抵接在被封隔的例如裸眼井壁上，以起到密封作用。而促动装置22位于弹性封隔件21的径向内侧。根据本申请的促动装置22能分散性施力于弹性封隔件21上，而使得弹性封隔件21分解式变形而进行适应性地封隔。由此，在本申请的封隔器100中，弹性封隔件21避免了现有技术中的弹性封隔件整体式变形，而是能够适应裸眼井壁的自身光滑度等特性而进行分散性的变形，从而达到更好的封隔效果。正是该该封隔器100的这种特性，使得其尤其适用于裸眼井，但是本申请并不限定其的使用范围，也就是说，该封隔器100也可以应用于需要封隔的套管井筒。

在一个实施例中，促动装置22包括支撑筒221和促动件222。其中，支撑筒221套设在主体1的外壁上，并位于弹性封隔件21的内侧，主要起到支撑作用。促动件222设置在支撑筒221上。该促动件222构造为能在力的作用下相对于支撑筒221径向移动，而顶伸式施力于弹性封隔件21并促动弹性封隔件21变形，从而起到封隔作用。

在一个具体的实施例中，支撑筒221上构造有径向的通孔223，如图2，3所示。促动件222构造为顶伸杆并插入式设置在通孔223内。当顶伸杆受到径向力时，能沿着通孔223径向向外移动而顶伸弹性封隔件21。

优选地，在顶伸杆延伸出通孔223的外壁的外端设置顶伸头224。在初始状态下，该顶伸头224凸出于通孔223的内腔，用于保证顶伸杆能更好地在通孔223内移动。同时，该顶伸头224的截面面积相对变大，则可以适当增加顶伸面积，保证顶伸强度。优选地，顶伸头224的外端壁上设置有摩擦纹。这种设置能增加顶伸头224与弹性封隔件21的摩擦强度，保证顶伸牢固度和稳定性。

另外，在顶伸杆的外周壁与通孔223的内壁之间设置用于防止顶伸杆回退的棘齿结构225。该棘齿结构225能允许顶伸杆相对于通孔223径向向外移动，也能防止顶伸杆回退，进而保证封隔封隔效果和可靠性。

在一个实施例中，在本体1的下端的内腔中设置有球座11，用于封堵本体1的内腔。也就是说，在向本体1的内腔中投入球3后，该本体1的内腔被封堵，从而可以通过泵送压裂液的方式促动封隔器100坐封。通孔223构造为与本体1的内腔连通，且在顶伸杆与通孔223之间设置移动密封件226。在向本体1的内腔中泵送压力液，该压力液可以作用到顶伸杆的径向内端，从而促动顶伸杆相对于通孔223径向向外移动。

为了保证压力液的连通效果，在本体1的壁上设置用于连通通孔223和本体1的内腔的连通孔12。也就是说，该连通孔12为位置匹配通孔223式设置在本体1上的径向孔。优选地，连通孔12的截面面积小于通孔223的截面面积，这种设置能保证在两者之间产生节流压差，从而具有更大的力作用在顶伸杆的径向内端以更好的促动其径向运动。

优选地，在顶伸杆的内端设置径向延伸的盲孔227。盲孔227与相对应的连通孔12位置匹配。通过这种设置由连通孔12流向通孔223的液体绝大部分进入到盲孔227处。一方面，这种方式能有效避免液体进入到顶伸杆与通孔223的内壁之间，使得移动密封件226的密封压力比较小；另一方面，这种方式能保证压力液更好的作用在顶伸杆上，从而保证顶伸效果。

在结构上，在本体1的外壁上设置周向的槽13。封隔组件2嵌入到槽13内。弹性封隔件21可以构造为由橡胶材料制成的胶皮套。且弹性封隔件21的轴向两端与槽13的壁密封式固定连接。这种槽13式的设置方式能很好的保护处于其中的封隔组件2，且结构简单。在初始状态下，该封隔组件2完全嵌入到槽13中，以使得其外壁不凸出本体1的外壁，从而保证封隔器100的顺利下入，避免封隔弹性件21收到剐蹭受伤。优选地，弹性封隔件21的密封承压可靠的弹性形变量大于棘齿结构225的进尺级差，保证内部压力卸载后，棘齿结构225微小回退后，弹性封隔件21密封的可靠性

为了保证封隔效果，周向上均匀分布的促动件222为一组。在轴向上设置多组促动件222。其中，轴向上相邻的组之间的促动件222为梅花式分布。位于轴向两端的促动件222要比位于中间的促动件222分布稠密。通过这种设置能使得两端的弹性封隔件21具有更分散化的变形趋势，用于能保证封隔效果。

该封隔器100还包括上接头5和下接头6。其中，上接头5设置在本体1的上端。下接头6设置在本体1的下端。上接头5和下接头6均起到连接作用，用于将该封隔器100设置在管串上。

下面根据图1到3详细叙述封隔器100的使用方法。

该封隔器100设置到管串上，并被下入到井筒中。

在需要封隔时，先向管串内投球3。被送入的球3坐落在球座11处，用于封堵了主体1的内腔。

然后，向管串内泵送压力液，并在本体1的内腔中憋压。压力液通过连通孔12流向通孔223，且绝大多数作用在盲孔227处。在压力作用下，顶伸杆在通孔223的内腔进行径向移动，以顶伸弹性封隔件21。在顶伸过程中，弹性封隔件21外侧的井筒的壁可能不光滑，但是，通过多个顶伸杆分散的施力，使得弹性封隔器21分解式变形，更好的适用井筒的壁。也就是说，根据井筒的壁的高低不同，顶伸杆能适应性的延伸不同的长度，使得弹性封隔件21的不同部位的变形可以不同，从而达到各处均有好的密封效果，进而使得封隔器的整体的密封效果满足使用要求。

本申请中，方位用语“上”、“下”均以封隔器100工作时的地层为参照。

以上仅为本发明的优选实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种封隔器，其特征在于，包括筒状的主体和套设在所述主体的外壁上的封隔组件，其中，所述封隔组件具有：

弹性封隔件，

位于所述弹性封隔件的径向内侧的促动装置，所述促动装置能分散性施力于所述弹性封隔件使得所述弹性封隔件分解式变形而进行适应性地封隔。

2.根据权利要求1所述的封隔器，其特征在于，所述促动装置包括：

套设在所述主体的外壁上的并位于所述弹性封隔件的内侧的支撑筒，

设置在所述支撑筒上的多个促动件，所述促动件构造为能在力的作用下相对于所述支撑筒径向移动而顶伸式施力于所述弹性封隔件以促动所述弹性封隔件变形。

3.根据权利要求2所述的封隔器，其特征在于，所述支撑筒上构造有径向的通孔，所述促动件构造为顶伸杆并插入式设置在所述通孔内，当所述顶伸杆受到径向力时能沿着所述通孔径向向外移动而顶伸所述弹性封隔件。

4.根据权利要求3所述的封隔器，其特征在于，在所述顶伸杆延伸出所述通孔的外壁的外端设置顶伸头，所述顶伸头的外端壁上设置有摩擦纹。

5.根据权利要求3或4所述的封隔器，其特征在于，在所述顶伸杆的外周壁与所述通孔的内壁之间设置用于防止所述顶伸杆回退的棘齿结构。

6.根据权利要求3到5中任一项所述的封隔器，其特征在于，在所述本体的下端的内腔中设置有用于封堵所述本体的内腔的球座，所述通孔构造为与所述本体的内腔连通，且在所述顶伸杆与所述通孔之间设置移动密封件。

7.根据权利要求6所述的封隔器，其特征在于，在所述本体的周壁上设置用于连通所述通孔和所述本体的内腔的连通孔，所述连通孔的截面面积小于所述通孔的截面面积。

8.根据权利要求7所述的封隔器，其特征在于，在所述顶伸杆的内端设置径向延伸的盲孔，所述盲孔与相对应的所述连通孔位置匹配。

9.根据权利要求2到8任一项所述的封隔器，其特征在于，在所述本体的外壁上设置周向的槽，其中，所述封隔组件嵌入到所述槽内，且所述弹性封隔件的轴向两端与所述槽的壁密封式固定连接。

10.根据权利要求2到9任一项所述的封隔器，其特征在于，周向上均匀分布的所述促动件为一组，而在轴向上设置多组所述促动件，其中，轴向上相邻的组之间的所述促动件为梅花式分布，或/和位于轴向两端的所述促动件要比位于中间的所述促动件分布稠密。

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