CN212054604U - 封隔器胶筒 - Google Patents

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贺春艳
刘振涛
邹启云
张京辉
许立新
王辛涵
杨继现
杨立秋
刘全宝
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Abstract

本实用新型公开了一种封隔器胶筒,属于石油井下工具技术领域。包括增强骨架、内胶筒和外胶筒。增强骨架包括外筒体和内筒体,外筒体同轴套设在内筒体外,外筒体和内筒体之间设置有密封胶层,所述内胶筒套接在内筒体中,外胶筒套接在外筒体的外壁上。该封隔器胶筒可以提高增强骨架的承压性能,即使增强骨架的外筒体或者内筒体因反复坐封、解封、承压而发生疲劳断裂产生缝隙,密封胶层也可以对封隔器胶筒内的井液进行阻隔,防止封隔器的封隔失效,提高了封隔器的使用寿命。

Description

封隔器胶筒
技术领域
本实用新型涉及石油井下工具技术领域,特别涉及一种封隔器胶筒。
背景技术
封隔器是油田原油开采和注水工艺中常用的一种井下工具。其中,扩张式封隔器主要利用高压液体使设置在封隔器中的胶筒内部压力增大产生变形,胶筒的外径增大并与套管的内壁抵接,实现施工层和非施工层的封隔功能。油管和套管之间的环形空间通过封隔器上的胶筒分隔开来,以便于开采不同地层的原油。
在相关技术中,胶筒通常包括内胶筒、外胶筒和不锈钢带制成钢骨架。内胶筒套附在钢骨架内壁上,而外胶筒硫化在钢骨架外壁上,通过设置钢骨架,可以提高胶筒的承压性能和膨胀比。
相关技术中的钢骨架呈管状,管状的钢骨架由多个不锈钢带周向搭接而成,多个不锈钢带长度方向上的相对两侧边相互连接。在胶筒反复坐封、解封的过程中,不锈钢带组成的钢骨架容易发生疲劳断裂,产生缝隙,不锈钢带之间也容易变形产生间隙,位于胶筒内部的井液压力较高,井液会经由这些间隙和缝隙渗漏到非施工层的环形空间中,造成封隔器的封隔失效,导致封隔器的使用寿命低,需要经常对封隔器进行更换。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种封隔器胶筒,可以提高封隔器的使用寿命。所述技术方案如下:
本实用新型实施例提供了一种封隔器胶筒,包括:增强骨架、内胶筒、外胶筒,
所述增强骨架包括外筒体和内筒体,所述外筒体同轴套设在所述内筒体外,所述外筒体和内筒体之间设置有密封胶层,
所述内胶筒套接在所述内筒体中,所述外胶筒套接在所述外筒体的外壁上。
可选地,所述内胶筒的两端均伸出所述增强骨架,且所述内胶筒的两端的外壁均设有与所述增强骨架的端部配合连接外凸缘。
可选地,封隔器胶筒还包括夹紧组件,所述夹紧组件包括连接筒和压帽,所述连接筒套接在所述外筒体的外壁上且与所述外凸缘配合连接,所述压帽位于所述连接筒内,所述内胶筒的两端位于所述连接筒的内壁和所述压帽的外壁之间。
可选地,所述连接筒靠近所述外胶筒的一端具有圆弧倒角。
可选地,所述连接筒包括依次同轴连接的筒体和护环,所述圆弧倒角位于所述护环上。
可选地,所述连接筒的内壁具有内凸缘,所述内胶筒的两端的外壁均设有与所述内凸缘相匹配的环形槽。
可选地,所述夹紧组件还包括压环,所述内胶筒的两端分别具有与所述压环相匹配的安装槽,所述安装槽和所述环形槽在所述内胶筒的径向上位于所述内胶筒的侧壁的相对两侧,所述压环位于所述安装槽中且与所述压帽相抵。
可选地,所述连接筒与所述外筒体通过焊接连接。
可选地,所述密封胶层为硅酮密封胶层,聚氨酯密封胶层,聚硫密封胶层或者丙烯酸密封层。
可选地,所述外筒体和内筒体均为不锈钢带制筒体。
本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括:
本实用新型实施例提供的封隔器胶筒,通过在增强骨架的外筒体和内筒体之间设置密封胶层,使外筒体和内筒体通过密封胶层粘接,密封胶层中的密封胶在固化后形成弹性胶体。当增强骨架的内筒体和外筒体承受由因内胶筒的膨胀传递而来的液压力时,或者当封隔器接触坐封,液压力消失后增强骨架跟随外胶筒和内胶筒恢复原状时,密封胶层可以起到缓冲作用,提高增强骨架的承压性能。同时,即使增强骨架的外筒体或者内筒体因反复坐封、解封、承压而发生疲劳断裂产生缝隙,密封胶层也可以对封隔器胶筒内的井液进行阻隔,防止封隔器的封隔失效,提高了封隔器的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的一种封隔器胶筒的结构示意图;
图2是本实用新型实施例提供的一种增强骨架的局部结构示意图;
图3是本实用新型实施例提供的一种封隔器胶筒的局部结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
图1是本实用新型实施例提供的一种封隔器胶筒的结构示意图。如图1所示,该封隔器胶筒包括:增强骨架1、内胶筒2和外胶筒3。增强骨架1、外胶筒3依次套装在内胶筒2外。
图2是本实用新型实施例提供的一种增强骨架的局部结构示意图。结合图1 和图2,增强骨架1包括外筒体11和内筒体12,外筒体11同轴套设在内筒体 12外,外筒体11和内筒体12之间设置有密封胶层13,内胶筒2套接在内筒体 12中,外胶筒3套接在外筒体11的外壁上。
在使用封隔器进行坐封施工时,封隔器连接于油管上下井段之间,当封隔器下入到指定位置时,通过向油管中注入高压液体使封隔器胶筒内外产生压差。封隔器胶筒中的内胶筒2在液压力的作用下沿径向向外膨胀,膨胀的内胶筒2 将液压力通过增强骨架1传递到外胶筒3使外胶筒3膨胀并贴合抵接在套管上,实现对油管和套管之间的环形空间的坐封。
本实用新型实施例提供的封隔器胶筒,通过在增强骨架1的外筒体11和内筒体12之间设置密封胶层13,使外筒体11和内筒体12通过密封胶层13粘接,密封胶层13中的密封胶在固化后形成弹性胶体。当增强骨架1的内筒体12和外筒体11承受由内胶筒2的膨胀传递而来的液压力时,或者当封隔器接触坐封,液压力消失后增强骨架1跟随外胶筒3和内胶筒2恢复原状时,密封胶层13可以起到缓冲作用,提高增强骨架的承压性能。同时,即使增强骨架1的外筒体 11或者内筒体12因反复坐封、解封、承压而发生疲劳断裂产生缝隙,密封胶层13也可以对封隔器胶筒内的井液进行阻隔,防止封隔器的封隔失效,提高了封隔器的使用寿命。
示例性地,在本实用新型实施例中,外胶筒3通过硫化工艺设置在外筒体 11的外表面上。
可选地,密封胶层13为硅酮密封胶层,聚氨酯密封胶层,聚硫密封胶层或者丙烯酸密封胶等,上述密封胶层均具有粘接强度高,断裂强度和断裂伸长率高的特点,只要能实现对内胶筒2和外胶筒3之间的粘结并起到提高增强骨架的承压性能即可,根据实际使用情况可以选择不同种类的密封胶,本实用新型对此不作限定。
可选地,外筒体11和内筒体12均为不锈钢带骨架。在本实用新型实施例中,增强骨架1的外筒体11和内筒体12均由多个不锈钢带周向搭接而成,多个不锈钢带长度方向上的相对两侧边相互连接呈管状,并通过焊接将多个不锈钢带固定连接。不锈钢材料具有机械强度高,耐高温高压,耐腐蚀且成型性与韧性好,能够有效提高封隔器胶筒的承压性能和机械强度,进一步提高封隔器的使用寿命。
示例性地,在本实用新型实施例中,不锈钢带制成的外筒体11和内筒体12 的抗拉强度大于1300N/mm2
示例性地,在本实用新型实施例中,由于增强骨架1的外筒体11和内筒体 12均为不锈钢带焊接而成,在封隔器胶筒反复坐封、解封和承压的过程中,多根不锈钢带之间的焊接部位容易出现断裂而产生缝隙,而外筒体11和内筒体12 之间的连接胶层13也可以对不锈钢带之间的缝隙进行封堵,防止封隔器胶筒内的井液由这部分缝隙渗漏到环形空间中导致封隔失效。
图3是本实用新型实施例提供的一种封隔器胶筒的局部结构示意图。如图2 和图3所示,内胶筒2的两端均伸出增强骨架1,且内胶筒2的两端的外壁均设有与增强骨架1的端部配合连接的外凸缘21。在本实用新型实施例中,内胶筒 2在轴向上的长度大于增强骨架1的长度,内胶筒2的一部分套接在内筒体12 中,而内胶筒2的两端则伸出增强骨架1,并通过两端的外凸缘21与增强骨架 1两端的端部配合连接,将内胶筒2的外壁与内筒体12的内壁之间的缝隙进行封堵,防止内胶筒2内的井液渗漏到这部分缝隙中,并进一步通过增强骨架1 的缝隙渗漏到环形空间中导致封隔失效,提高了封隔器胶筒的密封性能。
可选地,封隔器胶筒还包括夹紧组件4,夹紧组件4包括连接筒41和压帽42,连接筒41套接在外筒体11的外壁上且与外凸缘21配合连接,压帽42位于连接筒41内,内胶筒2的两端位于连接筒41的内壁和压帽42的外壁之间。在本实用新型实施例中,通过将夹紧组件4中的连接筒41套接在外筒体11的外壁上并与外凸缘21配合连接,将压帽42安装在连接筒41的内部,压帽42 的外壁和连接筒41的内壁可以在内胶筒2的轴向和径向上分别对内胶筒2的两端进行压紧固定,防止内胶筒2在封隔器中发生相对滑动,导致内胶筒2和增强骨架1之间产生缝隙造成井液的渗漏,进一步提高了封隔器胶筒的密封性能。
示例性地,在本实用新型实施例中,压帽42的外壁与连接筒41的内壁通过螺纹连接,该连接方式连接紧固,方便调节,进一步提高了封隔器胶筒的装配稳定性。
示例性地,在本实用新型实施例中,压帽42为金属压帽。
可选地,连接筒41的内壁具有内凸缘413,内胶筒2的两端的外壁均设有与内凸缘413相匹配的环形槽22。在本实用新型实施例中,套接在内筒体12中的内胶筒2通过环形槽22与连接筒41内的内凸缘413配合连接,内凸缘413 可以在连接筒41的轴线方向上对内胶筒2进行限位固定,防止内胶筒2在内筒体12的内部发生相对滑动,进一步提高了封隔器胶筒的密封性能。
可选地,夹紧组件4还包括压环43,内胶筒2的两端分别具有与压环43相匹配的安装槽23,安装槽23和环形槽22在内胶筒2的径向上位于内胶筒2的侧壁的相对两侧,压环43位于安装槽23中且与压帽42相抵。
在相关技术中,封隔器胶筒的内胶筒中还设置有中心管,即内胶筒2是设置在增强骨架1和中心管之间的。在本实用新型实施例中,通过内胶筒2的内壁上设置安装槽23,并且安装槽23和环形槽22在内胶筒2的径向上位于内胶筒2的侧壁的相对两侧,通过在安装槽23中装入压环43,压环43的外壁与安装槽23的侧壁抵接,而压环43的内壁则与中心管的外壁抵接,压环43可以和连接筒41上的内凸缘413一起在内胶筒2的径向上对内胶筒2进行压紧固定,通过摩擦力防止内胶筒2在内筒体12的轴向上发生相对滑动,进一步提高了封隔器胶筒的装配稳定性。
示例性地,在本实用新型实施例中,压环43的外壁与安装槽23的侧壁通过螺纹连接。压环43的外壁上具有外螺纹,安装槽23的侧壁上具有与外螺纹相匹配的内螺纹。通过将压环43通过螺纹旋入安装槽23中即可实现对内胶筒2 进行压紧固定,结构简单,安装方便。并且通过螺纹连接的方式,压环43与安装槽23连接紧固不易松脱,进一步提高了封隔器胶筒的装配稳定性。
示例性地,在本实用新型实施例中,压环43为金属压环,安装槽23靠近内胶筒2的一端具有弧形倒角,压环43伸入安装槽23中的一端也设置为对应的弧状结构,方便安装,且不易磨损,进一步提高了封隔器胶筒的使用寿命。
示例性地,在本实用新型实施例中,连接筒41除了能与压帽42配合对内胶筒2的两端进行夹紧固定之外,还可以用于与封隔器两端用于与油管连接的接头配合连接,组成完整的封隔器。
可选地,连接筒41靠近外胶筒3的一端具有圆弧倒角41a。通过在连接筒 41靠近外胶筒3的一端设置圆弧倒角41a,使外筒体11在坐封过程中,其外壁向外膨胀并与连接筒41的端面接触时,可以通过圆弧倒角41a进行缓冲接触,而避免与连接筒41的端面的尖端接触导致外筒体11在向外膨胀的过程中折断,导致封隔器失效,进一步提高了封隔器的使用寿命。
可选地,连接筒41包括依次同轴连接的筒体411和护环412,圆弧倒角41a 位于护环412上。在本公开实施例中,连接筒41上的圆弧倒角41a在封隔器的反复坐封过程中,会因为与外筒体11的外壁反复接触而磨损损坏,磨损或者磨平的圆弧倒角会失去对外筒体11的缓冲接触的作用。将连接筒41设置为同轴连接的筒体411和护环412结构,在护环412上的圆弧倒角41a磨损后,通过更换护环412即可继续保证连接筒41的端面与外筒体11的外壁之间的缓冲接触,而避免对整个外筒体11进行更换,降低了维护成本,进一步提高了封隔器的使用寿命。
可选地,护环412和筒体411通过销钉连接。参见图3,在本实用新型实施例中,筒体411和护环412上具有相互配合的止口。其中,筒体411靠近外胶筒3的一端的端面上具有图纸口4111,而护环412上具有凹止口4121。凹止口 4121的侧壁上和凸止口4111上具有相匹配的销孔。在组装封隔器胶筒时,通过将护环412上的凹止口4121与凸止口4111配合连接,在将固定销拧入螺栓孔中实现对护环412和筒体411的固定连接,结构简单,拆装方便。
可选地,连接筒41与外筒体11通过焊接连接。通过将连接筒41的内壁与外筒体11通过焊接的方式固定连接,结构简单,连接紧固,提高了封隔器胶筒的装配稳定性。
示例性地,在本实用新型实施例中,在连接筒41的筒体411套接在外筒体 11的外壁上后,通过点焊的方式将筒体411靠近外胶筒3的一端的端面与外筒体11相接触的位置,即焊接点m进行焊接,实现连接筒41与外筒体11的固定连接。需要说明的是,在图3中仅示出了一个焊接点m,为了保证连接筒41和外筒体411的连接紧固,筒体411靠近外胶筒3的一端的端面与外筒体11相接触的面上周向设置有多个焊接点m,本实用新型实施例对此不作赘述。
示例性地,内胶筒2和外胶筒3为丁腈橡胶筒或氢化丁腈橡胶筒。丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的,丁腈橡胶主要采用低温乳液聚合法生产,耐油性极好,耐磨性较高,耐热性较好,粘接力强。氢化丁腈橡胶是由丁腈橡胶进行特殊加氢处理而得到的一种高度饱和的弹性体。氢化丁腈橡胶具有良好耐油性能,并且的结构饱和度高,使其具良好的耐热性能、耐腐蚀性能和抗压缩永久变形性。可以根据实际工作环境选择不同的内胶筒2和外胶筒3,只要能实现对封隔器的坐封即可,本实用新型实施例对此不作限定。
示例性地,在本实用新型实施例中,内胶筒2和外胶筒3可以承受不高于 150℃的高温和80Mpa的压力。
示例性地,本实用新型实施例提供的封隔器胶筒适用于压裂用K344封隔器,其中连接组件的外径为108mm,内胶筒2的内径为61mm,外胶筒3的外径为 107.5mm且在轴向上的长度为700mm。在外筒体11的轴线方向上,夹紧组件4 和外胶筒3之间的外筒体11的外壁长度为80mm。
以上所述仅为本实用新型的可选实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种封隔器胶筒,其特征在于,包括:增强骨架(1)、内胶筒(2)、外胶筒(3),所述增强骨架(1)包括外筒体(11)和内筒体(12),所述外筒体(11)同轴套设在所述内筒体(12)外,所述外筒体(11)和内筒体(12)之间设置有密封胶层(13),所述内胶筒(2)套接在所述内筒体(12)中,所述外胶筒(3)套接在所述外筒体(11)的外壁上。
2.根据权利要求1所述的封隔器胶筒,其特征在于,所述内胶筒(2)的两端均伸出所述增强骨架(1),且所述内胶筒(2)的两端的外壁均设有与所述增强骨架(1)的端部配合连接的外凸缘(21)。
3.根据权利要求2所述的封隔器胶筒,其特征在于,所述封隔器胶筒还包括夹紧组件(4),所述夹紧组件(4)包括连接筒(41)和压帽(42),所述连接筒(41)套接在所述外筒体(11)的外壁上且与所述外凸缘(21)配合连接,所述压帽(42)位于所述连接筒(41)内,所述内胶筒(2)的两端位于所述连接筒(41)的内壁和所述压帽(42)的外壁之间。
4.根据权利要求3所述的封隔器胶筒,其特征在于,所述连接筒(41)靠近所述外胶筒(3)的一端具有圆弧倒角(41a)。
5.根据权利要求4所述的封隔器胶筒,其特征在于,所述连接筒(41)包括依次同轴连接的筒体(411)和护环(412),所述圆弧倒角(41a)位于所述护环(412)上。
6.根据权利要求3所述的封隔器胶筒,其特征在于,所述连接筒(41)的内壁具有内凸缘(413),所述内胶筒(2)的两端的外壁均设有与所述内凸缘(413)相匹配的环形槽(22)。
7.根据权利要求6所述的封隔器胶筒,其特征在于,所述夹紧组件(4)还包括压环(43),所述内胶筒(2)的两端分别具有与所述压环(43)相匹配的安装槽(23),所述安装槽(23)和所述环形槽(22)在所述内胶筒(2)的径向上位于所述内胶筒(2)的侧壁的相对两侧,所述压环(43)位于所述安装槽(23)中且与所述压帽(42)相抵。
8.根据权利要求3所述的封隔器胶筒,其特征在于,所述连接筒(41)与所述外筒体(11)通过焊接连接。
9.根据权利要求1至8任一项所述的封隔器胶筒,其特征在于,所述密封胶层(13)为硅酮密封胶层,聚氨酯密封胶层,聚硫密封胶层或者丙烯酸密封层。
10.根据权利要求1至8任一项所述的封隔器胶筒,其特征在于,所述外筒体(11)和内筒体(12)均为不锈钢带制筒体。
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