CN208845139U - 一种内包导管固井用自膨胀封隔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内包导管固井用自膨胀封隔器，包括接箍、短节、连接套、基管、控制活塞、剪钉、锁定环、压帽、导管、主封胶筒；连接套安装在基管外侧的上下两端，连接套内套装控制活塞，控制活塞由剪钉固定在基管上，锁定环安装在控制活塞内侧，压帽与连接套螺接，上下两个压帽内嵌装多个导管，主封胶筒与压帽注胶硫化在一起，并将导管包裹在内，主封胶筒安装在基管上。本实用新型提高井筒水力密封能力，内包导管固井用自膨胀封隔器还可以应用在无法保证固井质量的环境中，辅助建立有效的层间隔离，解决固井质量差时的层间封隔问题。

Description

一种内包导管固井用自膨胀封隔器

技术领域

本实用新型涉及一种封隔器，尤其涉及一种内包导管固井用自膨胀封隔器，适用于辅助固井工艺提高井筒的整体密封性能，或是在固井质量不佳的情况下建立有效的层间封隔。

背景技术

国内外某些油田区块地层油水分层复杂，井下压力窗口窄，漏失严重，固井质量差、水泥环无法保障整个井筒的水力封隔性能，还有的井后期要进行高压作业，需要更高的井筒承压能力，常规的固井满足不了要求，面对这些问题，可以用固井与封隔器建立双级密封系统解决，常规的压缩式封隔器与水力扩张封隔器外径大，大幅增加固井风险，内通径小，影响后续作业，胶筒靠外力膨胀，密封时效短，与固井技术的适配性差，因此亟待需要一种内包导管固井用自膨胀封隔器解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种内包导管固井用自膨胀封隔器，可自发性永久膨胀，有额外的固井循环流道，风险低，可有效配合固井作业提高井筒的整体密封性能。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种内包导管固井用自膨胀封隔器，包括接箍、短节、连接套、基管、控制活塞、剪钉、锁定环、压帽、导管、主封胶筒；连接套安装在基管外侧的上下两端，连接套内套装控制活塞，控制活塞由剪钉固定在基管上，锁定环安装在控制活塞内侧，压帽与连接套螺接，上下两个压帽内嵌装多个导管，主封胶筒与压帽注胶硫化在一起，并将导管包裹在内，主封胶筒安装在基管上。

所述封隔器上有由连接套、压帽、导管组成的固井循环流道，连接套上有循环孔，液体由循环孔流入压帽，并由压帽流入导管，压帽上有6-12组用于固定导管的安装孔，导管两端注胶硫化有HNBR橡胶，橡胶外径比压帽上对应的安装孔大0.5mm-1mm，导管以过盈配合的方式嵌装入压帽中。

所述压帽与导管连接完成后，主封胶筒通过注胶硫化的方式与上下两个压帽连接，压帽内有6-12组凹凸台加固与主封胶筒的连接，主封胶筒注胶硫化在压帽上后将导管包裹在内。

所述主封胶筒为遇油/遇水自膨胀橡胶材料，邵氏硬度70-90度，主封胶筒长度范围1m-3m。

所述基管上下端结构由外向内分别为连接螺纹、过液孔、剪钉凹槽、锁定环凹槽，上下两个控制活塞套装在基管上，由剪钉固定，剪钉装入进基管上的剪钉凹槽中，上下两个连接套分别与基管与压帽螺接，上下两个短节与连接套螺接，接箍与位于上部的短节螺接在一起。

本实用新型的有益效果是：

1.封隔器为固井设计有额外的循环流道，不会造成因顶替不通而出现事故复杂，使用更安全；

2.封隔器的固井用循环流道在泵压时可以关闭，不影响封隔器的整体密封性能，操作简单、可靠；

3.封隔器主封胶筒采用遇油/遇水自膨胀橡胶制作，可自发性膨胀，对不规则井眼适应性强，密封效果好，使用寿命长；

4.封隔器结构简单紧凑，通径大，便于进行后续作业。

附图说明

图1为本实用新型内包导管固井用自膨胀封隔器的整体剖面结构示意图；

图2为图1中“I”处局部放大图；

图3为图1中“A-A”截面图。

图中，1-接箍，2-短节，3-连接套，4-基管，5-控制活塞，6-剪钉，7-锁定环，8-压帽，9-导管，10-主封胶筒。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1-3所示，本实用新型的内包导管固井用自膨胀封隔器，包括接箍1、短节2、连接套3、基管4、控制活塞5、剪钉6、锁定环7、压帽8、导管9、主封胶筒10；连接套3安装在基管4外壁的上下两端，连接套3内套装控制活塞5，控制活塞5由剪钉6固定在基管4上，锁定环7安装在控制活塞5内侧，压帽8与连接套3螺接，上下两个压帽8内嵌装多个导管9，主封胶筒10与压帽8注胶硫化在一起，并将导管9包裹在内，主封胶筒10安装在基管4上。

所述封隔器上有由连接套3、压帽8、导管9组成的固井循环流道，连接套3上有循环孔11，液体由循环孔13流入压帽8，并由压帽8流入导管9，压帽8上有6-12组用于固定导管9的安装孔，导管9两端注胶硫化有HNBR橡胶，橡胶外径比压帽8上对应的安装孔大0.5mm-1mm，导管9以过盈配合的方式嵌装入压帽8中。

所述压帽8与导管9连接完成后，主封胶筒10通过注胶硫化的方式与上下两个压帽8连接，压帽8内有6-12组凹凸台加固与主封胶筒10的连接，主封胶筒10注胶硫化在压帽8上后将导管9包裹在内。

所述主封胶筒10为遇油/遇水自膨胀橡胶材料，邵氏硬度70-90度，主封胶筒10长度范围1m-3m。

所述基管4上下端结构由外向内分别为连接螺纹、过液孔12、剪钉凹槽、锁定环凹槽，上下两个控制活塞5套装在基管4上，由剪钉6固定，剪钉6装入进基管4上的剪钉凹槽中，上下两个连接套3分别与基管4与压帽8螺接，上下两个短节2与连接套3螺接，接箍1与位于上部的短节2螺接在一起。

具体地说，本实用新型的内包导管固井用自膨胀封隔器由接箍1、短节2、连接套3、基管4、控制活塞5、剪钉6、锁定环7、压帽8、导管9、主封胶筒10组成，接箍1与短节2螺接，将导管9以过盈配合方式嵌装在上下两组压帽8之间，主封胶筒10与上下两组压帽8注胶硫化在一起，压帽内侧有6-12组凹凸台可加固与主封胶筒10的连接，导管9在主封胶筒10注胶硫化过程中包裹在其内，主封胶筒10与上下两个压帽8一并套装在基管4上，基管4上下端结构由外向内分别为连接螺纹、过液孔12、剪钉凹槽、锁定环凹槽，上下两个控制活塞5套装在基管4上，由剪钉6固定，剪钉6装入进基管4上的剪钉凹槽中，上下两个连接套3分别与基管4与压帽8螺接，上下两个短节2与连接套3螺接，接箍1与位于上部的短节2螺接在一起。

如图2所示，在导管9上下两端注胶硫化有HNBR橡胶，橡胶外径比压帽8上的安装孔大0.5mm-1mm，导管9以过盈配合的方式装入到压帽8对应的安装孔中，实现紧密固井的同时，建立有效接触密封，维持密封系统的整体性。

人意图3所示，截取包导管固井用自膨胀封隔器‘A-A’位置截面，可以看出导管9埋入到主封胶筒10中，由于主封胶筒10的膨胀方式为自发性膨胀，埋入其中的导管9不会影响主封胶筒10的胀封

内包导管固井用自膨胀封隔器工作原理为：封隔器随套管一同下入井中，封隔器的主封胶筒10采用遇油/遇水自膨胀橡胶制作，在油或水介质中浸泡7-10天让主封胶筒10完成胀封，之后进行固井作业，在内包导管固井用自膨胀封隔器上有为固井作业设置的专用流道，循环时，液体通过位于下部连接套3上的循环孔进入到连接套3与压帽2内，并流过导管9从位于上部的连接套3的循环孔11中流出，循环顶替完固井水泥浆、胶塞碰压后，套管内压力升高，液压力从基管4的过液孔中作用在封隔器的控制活塞5上，使剪钉6剪断，控制活塞5向连接套3上的循环孔位置移动，控制活塞5内部有凹槽安装有锁定环7，控制活塞5带动锁定环7运动一段距离后锁定环7向内收缩嵌入到基管4中，将控制活塞5与基管4锁定在一起，同时控制活塞5的运动关闭了连接套3上的循环孔，切断了由连接套3、压帽8、导管9组成的循环通道，构建了完整的内包导管固井用自膨胀封隔器密封体系。

封隔器随套管一起送入井中，封隔器主封胶筒10采用遇油/遇水自膨胀橡胶制作，可在油或水介质中浸泡7-10天完全膨胀，之后进行固井作业，封隔器有两组连接套3与压帽8分布在上下两端，中间连有导管9，连接套3上有过流孔、可以连通压帽8与导管9为固井作业提供额外的循环流道，避免固井中因顶替不通而出现事故复杂，在连接套3内有控制活塞5在固井碰压时，控制活塞5受液压力剪断剪钉6向主封胶筒10运动，运动到位后由安装在控制活塞5内的锁定环7将其锁定在基管4上，同时关闭连接套3上的循环孔，关闭固井循环流道，恢复封隔器密封系统的整体性，待水泥浆凝固后，形成由水泥环与内包导管固井用自膨胀封隔器共同组成的封隔系统。

在连接套3内套装的控制活塞5由剪钉6固定在基管4上，在固井作业碰压后，剪钉6受液压力剪断，控制活塞5向主封胶筒10运动，锁定环7安装在控制活塞5内，控制活塞5运动到位后，锁定环7向内收缩卡在基管4上的锁定环槽内，锁定控制活塞5，此时控制活塞5关闭连接套3上的循环孔，切断液体循环通道，恢复内包导管固井用自膨胀封隔器的密封完整性。

综上所述，本实用新型的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士可以在本实用新型的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本实用新型的范围之内。

Claims (5)

1.一种内包导管固井用自膨胀封隔器，其特征在于，包括接箍(1)、短节(2)、连接套(3)、基管(4)、控制活塞(5)、剪钉(6)、锁定环(7)、压帽(8)、导管(9)、主封胶筒(10)；连接套(3)安装在基管(4)外侧的上下两端，连接套(3)内套装控制活塞(5)，控制活塞(5)由剪钉(6)固定在基管(4)上，锁定环(7)安装在控制活塞(5)内侧，压帽(8)与连接套(3)螺接，上下两个压帽(8)内嵌装多个导管(9)，主封胶筒(10)与压帽(8)注胶硫化在一起，并将导管(9)包裹在内，主封胶筒(10)安装在基管(4)上。

2.根据权利要求1所述内包导管固井用自膨胀封隔器，其特征在于，所述封隔器上有由连接套(3)、压帽(8)、导管(9)组成的固井循环流道，连接套(3)上有循环孔(11)，液体由循环孔(11)流入压帽(8)，并由压帽(8)流入导管(9)，压帽(8)上有6-12组用于固定导管(9)的安装孔，导管(9)两端注胶硫化有HNBR橡胶，橡胶外径比压帽(8)上对应的安装孔大0.5mm-1mm，导管(9)以过盈配合的方式嵌装入压帽(8)中。

3.根据权利要求1所述内包导管固井用自膨胀封隔器，其特征在于，所述压帽(8)与导管(9)连接完成后，主封胶筒(10)通过注胶硫化的方式与上下两个压帽(8)连接，压帽(8)内有6-12组凹凸台加固与主封胶筒(10)的连接，主封胶筒(10)注胶硫化在压帽(8)上后将导管(9)包裹在内。

4.根据权利要求3所述内包导管固井用自膨胀封隔器，其特征在于，所述主封胶筒(10)为遇油/遇水自膨胀橡胶材料，邵氏硬度70-90度，主封胶筒(10)长度范围1m-3m。

5.根据权利要求1所述内包导管固井用自膨胀封隔器，其特征在于，所述基管(4)上下端结构由外向内分别为连接螺纹、过液孔(12)、剪钉凹槽、锁定环凹槽，上下两个控制活塞(5)套装在基管(4)上，由剪钉(6)固定，剪钉(6)装入进基管(4)上的剪钉凹槽中，上下两个连接套(3)分别与基管(4)与压帽(8)螺接，上下两个短节(2)与连接套(3)螺接，接箍(1)与位于上部的短节(2)螺接在一起。