CN203531829U - 一种油气井用封隔器胶筒的保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油气井用封隔器胶筒的保护装置，包括一套接于胶筒上的上圆环和一下圆环，所述上圆环和下圆环之间通过经线和纬线沿胶筒表面交错分布相连构成封隔器胶筒网层；所述封隔器胶筒网层外表面涂覆有聚氨酯涂层。有了上述装置，在不降低密封性能的前提下，可有效保护胶筒免遭到刮蹭划擦的伤害，并能够达到防止干扰和阻碍胶筒的变形。

Description

一种油气井用封隔器胶筒的保护装置

技术领域

本实用新型涉及油气井用封隔器胶筒的保护装置——斜纹金属丝护网，属于井下工具领域。 

背景技术

对于油气井的压裂、试采、测试等各种作业，都必须使用封隔器。无论是压缩式封隔器还是扩张式封隔器，其工作元件都是具有弹性的胶筒，胶筒的材质大多是丁晴橡胶或氟橡胶。作业时，用油管将封隔器送到预定位置，用液压或其它方法使胶筒变形，即使胶筒的径向尺寸扩大，从而封隔住油管与井壁的环空。 

在封隔器下井过程中，不可避免地要与井壁发生刮蹭划擦，在竖直井中，可能遇到套管加工缺陷以及射孔毛刺的干扰；在水平套管井中，装有封隔器的管柱在其经过造斜段和狗腿弯时，完全是与井壁摩擦而过；在裸眼水平井中，裸露的岩石会对封隔器胶筒产生更为严重的刮蹭划擦。另外，压缩式封隔器在坐封时，胶筒一边固定，另一边推进，在胶筒接触井壁后，胶筒还要继续推进一段，这时，裸眼井的岩石对胶筒的破坏更不可小觑。由此可见，胶筒的破坏主要发生在封隔器下井过程中，往往还未送到位置，胶筒就已经遭到伤害，另外，压缩式封隔器在坐封时，胶筒也可能被井壁破坏。发生胶筒破坏的结果是封隔器工作压力下降，达不到要求，甚至坐封失败。 

为了避免上述情况发生，人们曾经采用的方法是：提高胶筒硬度，将胶筒的绍尔A硬度值提高到90以上，但这却降低了胶筒与井壁之间的密封效果，同 时也使坐封力大大提高；人们曾经采用的另一种方法是：在胶筒外包裹金属板，因为目前还没有发现模量与橡胶相当的金属或合金，致使胶筒坐封时金属板的状态无法预知与控制。还有人尝试过向胶筒表面渗透金属的；总之，目前为止，胶筒的保护问题尚未圆满解决。 

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种油气井用封隔器胶筒的保护装置，该装置在不降低密封性能的前提下，可有效保护胶筒免遭到刮蹭划擦的伤害，并能够达到防止干扰和阻碍胶筒的变形。 

本实用新型目的是通过下述技术方案来实现的。 

一种油气井用封隔器胶筒的保护装置，包括一套接于胶筒上的上圆环和一下圆环，所述上圆环和下圆环之间通过经线和纬线沿胶筒表面交错分布相连构成封隔器胶筒网层；所述封隔器胶筒网层外表面涂覆有聚氨酯涂层。 

进一步地，所述上圆环与下圆环的直径与胶筒的外径相匹配。 

进一步地，所述上圆环和下圆环采用直径为Φ1.2～Φ1.5mm的钢丝。 

进一步地，所述经线和纬线交错分布的角度为20～70°。 

进一步地，所述由经线和纬线组成的网眼保持在1mm²面积。 

进一步地，所述经线和纬线采用直径为Φ0.2～Φ0.5mm的钢丝或钢带。 

进一步地，所述聚氨酯涂层涂层厚度为0.8～1.2mm。 

相对于现有技术，本实用新型的特点在于： 

本实用新型能够满足工程中对胶筒保护的要求。 

1、保护装置置于胶筒的外表面，比橡胶表面更耐刮蹭划擦； 

2、能够达到防止干扰和阻碍胶筒的变形； 

3、能够防止破坏或降低胶筒与井壁之间的密封性。 

附图说明

附图1是胶筒覆盖斜纹金属丝网示意图； 

附图2（a）和图2（b）是具体实施方案示意图；（附图2（a）是剖面图，附图2（b）是图2（a）Ⅰ处局部放大图）。 

图中：1-胶筒，2-上圆环，3-下圆环，4-纬线，5-经线，6-经纬线节点，7-聚氨酯涂层。 

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步说明。 

如图1所示，该油气井用封隔器胶筒的保护装置，包括一套接于胶筒1上的上圆环2和一下圆环3，上圆环2和下圆环3之间通过经线5和纬线4沿胶筒表面交错分布相连构成封隔器胶筒网层；封隔器胶筒网层外表面涂覆有聚氨酯涂层7。 

在本实用新型的保护装置中，上圆环2与下圆环3的直径与胶筒1的外径相匹配，上圆环2和下圆环3采用直径为Φ1.2～Φ1.5mm的钢丝。经线5和纬线4交错分布的角度为20～70°，由经线5和纬线4组成的网眼保持在1mm²面积，经线5和纬线4采用直径为Φ0.2～Φ0.5mm的钢丝。聚氨酯涂层7涂层厚度为0.8～1.2mm。 

下面通过一个具体的实施例来说明本实用新型的制作和应用。 

取Φ1.2～Φ1.5的不锈钢丝若干，弯成2个圆环，圆环的内径比胶筒锥面部分的端头稍大，圆环结合处焊牢。 

取成品胶筒1，直立，外表面涂以隔离剂（如硅脂），上下锥面部分的端头 各套上一个上圆环2和下圆环3。 

取足够长的Φ0.2～Φ0.5的不锈钢丝或相应截面积的不锈钢带若干条，拴在上圆环2上，将单数号的钢丝向左倾斜，使其与轴线夹角为20～70°，可称为经线5；将双数号的钢丝向右倾斜，使其与轴线的夹角为20～70°，可称为纬线4，令经线5与纬线4与轴线夹角相同。接下来可将胶筒1作为模板进行编织。编织的要求很简单，即要求经线压纬线节点周围的4个节点为纬线压经线，或者说要求纬线压经线节点周围的4个节点为经线压纬线，由经线和纬线组成的网眼保持在1mm²面积，就这样从上而下的编织，直到每根钢丝拴在圆环3上。编织过程可用手工进行，也可用编织机进行。 

最后，涂刷一薄层聚氨酯或液体硅橡胶，扣模成型。 

结合附图2（a）说明。从橡胶件厂订制胶筒，其内径Φ98mm，外径Φ138mm，圆锥端面直径Φ118mm.靠近端面处留有沟槽，槽深1mm，槽底直径Φ120mm。在胶筒外表面薄涂一层硅脂。 

取Φ1mm不锈钢丝，做成Φ120mm（内径）圆环两个，称为上圆环2和下圆环3。在上圆环2上拴上476根Φ0.3mm不锈钢丝，将上圆环2用力套入胶筒端面附近的沟槽。这时，将Φ98.5mm的木棒插入胶筒内径，使胶筒直立。顺势将476根Φ0.3mm的不锈钢丝垂下。将单数号根钢丝向左倾斜，使其与轴线呈45°角，称为经线；将双数号根钢丝向右倾斜，使其与轴线呈45°角，称为纬线。开始编织，使经线压纬线节点周围的4个节点为纬线压经线，或者说使纬线压经线节点周围的4个节点为经线压纬线。编织的过程一直以胶筒为模板进行，直到超过胶筒下锥面，这时套入下圆环3，推动下圆环3进入沟槽，同时将钢丝也压入沟槽，最后，逐根钢丝被拴在下圆环3上，剪去多余钢丝，得到了 一个完整的斜纹金属丝网。 

将聚氨酯弹性体原料加入固化剂，刷涂在钢丝网上，涂层约1mm厚，扣上Φ140mm的模具，使聚氨酯固化，脱模后得成品。 

图2（b）所示为图2（a）中Ⅰ放大图，显示了斜纹金属丝网的剖视图，在纬线4外侧绕有经线5，6为经纬线节点，在斜纹金属丝网外有聚氨酯涂层7。 

本实用新型之所以可行，可以从使用的两个阶段分析： 

在管柱下入阶段，胶筒与井壁发生刮蹭划擦，其井壁的障碍可分为大于1mm²和小于1mm²两种情况，大于1mm²的障碍物在钢丝网的外表面摩擦而过，显然钢丝网直接保护了胶筒1，小于1mm²的障碍物（如石英，石灰石）突起，可被经线和纬线合力剪断。 

在坐封阶段，斜纹金属丝网会随着胶筒发生变形，在保护胶筒的同时，还不妨碍胶筒的变形。斜纹金属丝网随着胶筒发生变形的原理可以这样分析：经线和纬线组成菱形（包括正方形）网眼，胶筒坐封时，轴向尺寸缩短，周向尺寸延长，上圆环2和下圆环3的距离缩短，由于经线和纬线在每个节点上都可以自由移动，于是网眼的轴向变短，周向变长，这恰好与胶筒的变形趋势一致的。至于网眼变形尺寸是否能满足胶筒变形要求，可以举例分析，例如胶筒外径Φ140mm，要求封住Φ170mm井筒，则胶筒周向变形率1.21，如果网眼是正方形的，则周向变形率的理论值是1.41，超过了胶筒的变形。所以说只要经线和纬线与轴线的夹角不太大，金属丝网的变形都能满足胶筒变形的要求。 

涂刷聚氨酯或硅橡胶薄层的目的是避免附加的金属丝网降低胶筒与井壁的密封性。 

在胶筒外表面涂以隔离剂的目的是防止涂层与胶筒粘连，以保证金属丝可 以在胶筒表面滑动自由。 

以上所述仅为本实用新型的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。 

Claims (7)

1.一种油气井用封隔器胶筒的保护装置，其特征在于：包括一套接于胶筒（1）上的上圆环（2）和一下圆环（3），所述上圆环（2）和下圆环（3）之间通过经线（5）和纬线（4）沿胶筒表面交错分布相连构成封隔器胶筒网层；所述封隔器胶筒网层外表面涂覆有聚氨酯涂层（7）。 

2.根据权利要求1所述的油气井用封隔器胶筒的保护装置，其特征在于：所述上圆环（2）与下圆环（3）的直径与胶筒（1）的外径相匹配。 

3.根据权利要求1所述的油气井用封隔器胶筒的保护装置，其特征在于：所述上圆环（2）和下圆环（3）采用直径为Φ1.2～Φ1.5mm的钢丝。 

4.根据权利要求1所述的油气井用封隔器胶筒的保护装置，其特征在于：所述经线（5）和纬线（4）交错分布的角度为20﹣70°。 

5.根据权利要求1所述的油气井用封隔器胶筒的保护装置，其特征在于：所述由经线（5）和纬线（4）组成的网眼保持在1mm²面积。 

6.根据权利要求1所述的油气井用封隔器胶筒的保护装置，其特征在于：所述经线（5）和纬线（4）采用直径为Φ0.2～Φ0.5mm的钢丝或钢带。 

7.根据权利要求1所述的油气井用封隔器胶筒的保护装置，其特征在于：所述聚氨酯涂层（7）涂层厚度为0.8～1.2mm。 

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