专利名称：用于管线穿越的自膨胀封隔器的制作方法
技术领域：
本实用新型是有关于一种石油开发用油气井井下工具，特别是一种用于管线穿越的自膨胀封隔器。
背景技术：
油气田开发领域正面临越来越多的挑战，低/超低渗透、复杂断块、非常规等难动用资源越来越多，开发油气藏的井型越来越复杂，比如大位移水平井、多分支井等，这些都对完井工具提出了更高的要求为了降低修井成本，尽量少动或不动管柱以达到控制、调节油气井生产动态的目的。近年来，采用远程控制的井下控制阀结合永久式井下传感器的智能完井技术在油气田开发中开始逐渐得到普及，并取得很好的应用效果，显示出潜在的市场价值。智能完井技术中用于层间隔离的管线穿越封隔器是非常重要的配套工具。无论采用液压控制阀，还是电动控制阀，均需要相应的液压管线或电缆穿越封隔器，油气井开采的层数越多，需要的控制阀就越多，穿越封隔器的管线数量也越多，智能完井系统也越复杂。另外，现在的油气井安装的井下传感器数量也在增加，众多的传感器通过电缆或光纤通信的形式将油气井的各项参数传输至地面，这些数据线路在安装时都涉及封隔器的穿越作业。目前虽然有一些管线穿越封隔器产生，但是这些管线穿越封隔器具有机械结构复杂、现场施工工艺复杂、需要切割管线及安装接头、可靠性不高、卡瓦牙削弱套管强度、工具成本高等缺点，现场推广应用受到限制。
实用新型内容本实用新型的目的是，提供一种用于管线穿越的自膨胀封隔器，其结构简单，管线穿越施工工艺简便，人工劳动强度低。本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现—种用于管线穿越的自膨胀封隔器，其包括油管管体；自膨胀胶筒，其套设在油管管体外，所述自膨胀胶筒的外表面设置有沿轴向贯穿的管线槽；两个限位环，其固定在所述油管管体的外部并分别连接在自膨胀胶筒的两端，每个限位环上沿轴向设置有缺口槽， 所述缺口槽与管线槽相互对应；所述管线穿设在所述管线槽和缺口槽中；每个所述限位环上对应所述缺口槽的位置设置有沿周向布置的凹槽，所述凹槽内设置有用来固定管线的压紧环。在优选的实施方式中，所述自膨胀胶筒的外表面对称地设置有两个所述管线槽， 每个所述限位环上对称地设置有两个所述缺口槽。在优选的实施方式中，所述管线槽具有相互连通的容置部和夹紧部，所述容置部位于管线槽的靠近其轴心的一端，所述夹紧部位于管线槽的远离其轴心的一端。在优选的实施方式中，所述容置部的宽度较大，所述夹紧部的宽度较小。 在优选的实施方式中，所述容置部的形状为方形或圆形。[0012]在优选的实施方式中，所述压紧环上面对所述管线的一面设置有走线槽。在优选的实施方式中，所述压紧环与所述限位环之间通过螺钉连接。在优选的实施方式中，所述限位环的缺口槽的横截面呈喇叭状，远离所述自膨胀胶筒的一端的宽度较大，另一端宽度较小。
本实用新型的自膨胀封隔器的特点和优点是1、采用自膨胀橡胶，与传统的机械式封隔器相比，座封工艺简单，无复杂的机械结构，成本较低，工作更可靠；2、管线穿越施工工艺简便，人工劳动强度低，不用截断管线，不用安装接头，安装快速，避免了管线泄漏问题；3、适应性好，与现有管线穿越封隔器相比，可穿越的管线数量和种类更多，包括液压控制管线、扁平电缆、光纤等，满足各种井下控制和测量工具的安装要求；4、管线埋入胶筒后，受到胶筒很好的保护，系统工作寿命更长；5、该封隔器的通径更大，与所连接的油套管完全相同，有利于提高产量，便于后期作业工具的下入。
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的自膨胀封隔器的主视示意图；图2是本实用新型实施例的自膨胀封隔器的剖面示意图；图3是本实用新型实施例的自膨胀封隔器的结构示意图，其显示正在进行管线穿越作业；图4是图2的俯视放大示意图；图5是图1的A部放大示意图，以显示安装了压紧环的限位环结构；图6是图2的B部放大示意图；图7是本实用新型实施例的自膨胀封隔器的自膨胀胶筒的俯视示意图；图8是本实用新型实施例的自膨胀封隔器的限位环的主视示意图；图9是本实用新型实施例的自膨胀封隔器的限位环的剖面示意图；图10本实用新型实施例的自膨胀封隔器的限位环的俯视示意图；图11是本实用新型实施例的自膨胀封隔器的压紧环的主视剖面示意图；图12是本实用新型实施例的自膨胀封隔器的压紧环的俯视示意图；图13是本实用新型实施例的自膨胀封隔器的压紧环的左视示意图；图14是本实用新型实施例的自膨胀封隔器的导向器组件的立体示意图；图15是本实用新型实施例的自膨胀封隔器的导向器支架的主视示意图；图16是本实用新型实施例的自膨胀封隔器的导向器支架的侧视示意图；图17是本实用新型实施例的自膨胀封隔器的导向器支架的俯视示意图；图18是本实用新型实施例的自膨胀封隔器的导向器顶部的放大的主视示意图；[0040]图19是本实用新型实施例的自膨胀封隔器的导向器顶部的放大的侧视示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。参见图1至图6所示，本实用新型实施例提出的用于管线穿越的自膨胀封隔器，其包括油管管体1，自膨胀胶筒2和两个限位环3。所述自膨胀胶筒2套设在油管管体1外， 所述自膨胀胶筒2的外表面设置有沿轴向贯穿的管线槽21。两个限位环3均固定在油管管体1的外部并分别连接在自膨胀胶筒2的两端，每个限位环3上沿轴向设置有缺口槽31，所述缺口槽31与管线槽21相互对应。管线4穿设在管线槽21和缺口槽31中。本实用新型实施例在现场施工安装时，封隔器与管柱连接后开始从井口下入，同时，通过管线穿越器将管线4从限位环3的缺口槽31和自膨胀胶筒2的管线槽21中穿设而过，管线穿越器在进入自膨胀胶筒2的管线槽21时，将管线槽21撑开，管线4同时进入撑开后的管线槽21内。等封隔器通过管线穿越器后，管线槽21收缩复原，将管线4埋入自膨胀胶筒2内部。随着管柱的继续下入，封隔器的自膨胀胶筒2遇油或遇水膨胀座封，自膨胀胶筒2会自动将管线4与橡胶之间的间隙填满。本实用新型实施例中，自膨胀封隔器的自膨胀胶筒2和限位环3均设有槽，管线 4直接穿设在槽内，使得自膨胀封隔器的结构简单，管线穿越施工工艺简便，人工劳动强度低，不用截断管线，不用安装接头，安装快速，避免了管线泄漏的问题。其中，自膨胀胶筒2套设在油管管体1外，具体是，在油管管体1外表面涂耐高温粘结剂，将自膨胀胶筒2粘结、模压、硫化在油管管体1上，加工时，粘接、模压与硫化可在硫化机中同步完成。自膨胀胶筒2的材料可使用遇油自膨胀橡胶，也可以使用遇水自膨胀橡胶，以满足现场的不同需求。管线槽21的数量可根据实际情况而定，每个限位环3的缺口槽31的数量与管线槽21相同。在此处，自膨胀胶筒的外表面对称地设置有两个管线槽21，每个限位环3上对称地设置有两个缺口槽31，从而使得可穿越的管线数量和种类更多，可满足各种井下控制和测量工具的安装要求。根据本实用新型的一个实施方式，配合图8至图10所示，每个所述限位环3上对应所述缺口槽31的位置设置有沿周向布置的凹槽32，所述凹槽32内设置有用来固定管线 4的压紧环5。当管线4从管线槽21和缺口槽31中穿过之后，将压紧环5安装在凹槽32 内，进一步避免管线4脱离自膨胀封隔器。进一步而言，配合图11至图13所示，所述压紧环5上面对管线4的一面设置有走线槽51。当压紧环5安装在凹槽32内时，管线4恰好对应着走线槽51，从而固定和保护管线4。其中，所述压紧环5与所述限位环3之间可通过螺钉连接。 根据本实用新型的一个实施方式，配合图7所示，每个所述管线槽21具有相互连通的容置部211和夹紧部212，所述容置部211位于管线槽21的靠近其轴心的一端，所述夹紧部212位于管线槽21的远离其轴心的一端。借助管线穿越器撑开夹紧部212和容置部211将管线4放置在容置部211，当管线穿越器离开后，夹紧部212和容置部211收缩复原， 使管线4安装在容置部211内。具体是，所述容置部211的宽度较大，所述夹紧部212的宽度较小，当夹紧部212和容置部211收缩复原后，夹紧部212的宽度小于容置部211的宽度， 如此夹紧部212可夹紧管线4，使管线4定位在容置部211内，以防止管线4埋入后在下井过程中与井壁摩擦导致管线4意外脱离自膨胀胶筒2。 其中，管线槽21的加工可完全根据现场的实际需求去定制，管线槽21的横截面形状取决于待安装的管线4的形状。例如，如果是不锈钢液压管线，管线槽21的容置部211 为圆形，如果是扁平电缆，管线槽21的容置部211的横截面形状则是矩形。在此处，在自膨胀胶筒2的外表面具有两个管线槽21，其中一个管线槽21的容置部211为圆形，另一个为矩形，如图4所示。根据本实用新型的一个实施方式，所述限位环3的缺口槽31的横截面呈喇叭状， 远离自膨胀胶筒的一端的宽度较大，另一端宽度较小，如此便于管线穿越器顺利安装管线 4。其中，限位环3的外轮廓可均勻设置有螺纹孔，在完成自膨胀胶筒2安装后，在自膨胀胶筒2的两端借助固定螺栓33将限位环3固定在油管管体1上。在此处，配合图14至图19所示，所述管线穿越器可为导向器组件，所述导向器组件具有导向器支架6和导向器7，导向器支架6具有两层，导向器7位于上层。导向器7的顶部设有缺口 71。其中，上述限位环3的喇叭状的缺口槽31，可使得管线4在安装时，导向器7能顺利地经过限位环3。当然，除了导向器组件之外，所述管线穿越器亦可为其它合适的工具，只要能使管线4穿过管线槽21和缺口槽31即可。本实用新型实施例安装管线4的过程如下将导向器支架6固定在转盘上，位置要让开井口。管线4从导向器7中间的缺口 71穿过，封隔器与管柱连接后开始从井口下入， 限位环3的轴向设置的缺口槽31要对准导向器7的顶部。当导向器7到达限位环3时，放慢管柱下入速度，导向器7开始进入胶筒2的管线槽21，并将管线槽21撑开，管线4同时进入撑开后的管线槽21内。等封隔器通过导向器7后，胶筒2的管线槽21收缩复原，将管线 4埋入胶筒2内部。当封隔器的限位环3经过导向器上层而进入转盘前，停止管柱下入，将一个压紧环5安装在自膨胀胶筒2下方的限位环3的周向的凹槽32内，并用螺钉固定。安装下方的压紧环5后，管柱继续下入，管线4下入的同时也逐渐被埋入胶筒2的管线槽21 中。等管线4全部埋入封隔器的胶筒2后，再次暂停下入管柱，安装位于自膨胀胶筒2上方的压紧环5，完成全部管线4的穿越安装程序。当封隔器下入到位后，遇油或遇水膨胀座封， 自膨胀胶筒2会自动地将管线4与橡胶之间的间隙填满，进一步使得管线4很固定地被安装在封隔器内。综上所述，本实用新型实施例是基于遇油和遇水膨胀橡胶材料的管线穿越自膨胀封隔器，可满足日益增长的管线穿越完井需求。该封隔器没有复杂的机械结构，完全靠特殊橡胶吸收井筒流体后膨胀实现座封。在井口连接管线时无需截断管线、安装接头等操作，通过井口辅助工具直接将管线4埋入预制的胶筒的管线槽21，施工工序简单，成本低。工具入井到位后，封隔器胶筒与碳氢化合物或水接触后膨胀座封，并填补管线4与橡胶之间的间隙，在实现井段层间隔离的同时保护管线4不受损害。本实用新型实施例克服了现有机械式管线穿越封隔器的成本高、可靠性差、现场作业复杂的缺点，可用于智能完井施工，以及需要为井下设备连接管线的各类油气井完井应用，主要包括(1)常规智 能完井管柱中的层间隔离工具；(2)电动潜油泵的过电缆封隔器；(3)气举采油管柱中的过注气管线封隔器；(4)需要测量井下温度、压力、流量等参数的穿越电缆的油气井，并要安装管线穿越封隔器；(5)为分布式光纤测量系统的安装提供无需截断光纤的关键封隔工具；(6)需要穿越多根液压控制管线的、安装有井下控制工具的油气井，并要安装管线穿越封隔器。因此，应用范围广。 以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。
权利要求1.一种用于管线穿越的自膨胀封隔器，其特征在于，所述自膨胀封隔器包括油管管体；自膨胀胶筒，其套设在油管管体外，所述自膨胀胶筒的外表面设置有沿轴向贯穿的管线槽；两个限位环，其固定在所述油管管体的外部并分别连接在自膨胀胶筒的两端，每个限位环上沿轴向设置有缺口槽，所述缺口槽与管线槽相互对应；所述管线穿设在所述管线槽和缺口槽中；每个所述限位环上对应所述缺口槽的位置设置有沿周向布置的凹槽，所述凹槽内设置有用来固定管线的压紧环。
2.根据权利要求1所述的用于管线穿越的自膨胀封隔器，其特征在于，所述自膨胀胶筒的外表面对称地设置有两个所述管线槽，每个所述限位环上对称地设置有两个所述缺口槽。
3.根据权利要求1或2所述的用于管线穿越的自膨胀封隔器，其特征在于，所述管线槽具有相互连通的容置部和夹紧部，所述容置部位于管线槽的靠近其轴心的一端，所述夹紧部位于管线槽的远离其轴心的一端。
4.根据权利要求3所述的用于管线穿越的自膨胀封隔器，其特征在于，所述容置部的宽度较大，所述夹紧部的宽度较小。
5.根据权利要求4所述的用于管线穿越的自膨胀封隔器，其特征在于，所述容置部的形状为方形或圆形。
6.根据权利要求1所述的用于管线穿越的自膨胀封隔器，其特征在于，所述压紧环上面对所述管线的一面设置有走线槽。
7.根据权利要求6所述的用于管线穿越的自膨胀封隔器，其特征在于，所述压紧环与所述限位环之间通过螺钉连接。
8.根据权利要求1或2所述的用于管线穿越的自膨胀封隔器，其特征在于，所述限位环的缺口槽的横截面呈喇叭状，远离所述自膨胀胶筒的一端的宽度较大，另一端宽度较小。
专利摘要本实用新型公开了一种用于管线穿越的自膨胀封隔器，其包括油管管体；自膨胀胶筒，其套设在油管管体外，所述自膨胀胶筒的外表面设置有沿轴向贯穿的管线槽；两个限位环，其固定在所述油管管体的外部并分别连接在自膨胀胶筒的两端，每个限位环上沿轴向设置有缺口槽，所述缺口槽与管线槽相互对应；所述管线穿设在所述管线槽和缺口槽中；每个所述限位环上对应所述缺口槽的位置设置有沿周向布置的凹槽，所述凹槽内设置有用来固定管线的压紧环。本实用新型实施例的结构简单，管线穿越施工工艺简便，人工劳动强度低。
文档编号E21B33/127GK202144734SQ20112025043
公开日2012年2月15日 申请日期2011年7月15日 优先权日2011年7月15日
发明者张卫平, 张国文, 沈泽俊, 童征, 薛建军, 裴晓含, 郝忠献, 钱杰 申请人:中国石油天然气股份有限公司