专利名称：一种组合遇液膨胀封隔器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油气井中使用的封隔器，特别涉及一种具有高承压能力和膨胀速度的组合式遇液膨胀封隔器。
背景技术：
封隔器是利用弹性密封元件封闭管柱与井筒之间的环形空间的一种井下工具。遇液膨胀封隔器能够吸收井筒中的水或油等膨胀介质而产生体积膨胀来达到封闭环形空间的目的，这种封隔器已经广泛用于水平井分层分段开采、控水堵水、储层改造等领域。目前使用的遇油膨胀或遇水膨胀封隔器的不足之处在于一是封隔器或遇油膨胀或遇水膨胀。当地层流体性质不明确时，封隔器下到井筒中有可能没有浸泡于适合的介质 中而不能迅速作出膨胀反应。二是膨胀胶筒未膨胀或部分膨胀后端部接触介质的面积大，吸液多，膨胀快，胶筒端部首先接触井筒。膨胀介质被阻隔，造成胶筒中部吸液缓慢，胶筒完全膨胀时间长等问题，导致完井周期延长、承压能力达不到理想要求。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种组合式遇液膨胀封隔器。首先通过将由单个长胶筒组成的封隔器更改成多个短胶筒组成的组合封隔器，提高封隔器的遇液膨胀的均匀度，并且为同一封隔器包含不同类型的胶筒(遇水膨胀或遇油膨胀)提供可能性。其次通过在封隔器端环与胶筒之间增加保护环，明显增强了封隔器的支撑和密封的效果。并且，对封隔器的单个胶筒的端环、保护环的结构或材料进行改进，增强了单个胶筒吸收液体之后的膨胀均匀性。该封隔器通过提高膨胀胶筒均匀吸收膨胀介质的能力来提高承压能力和膨胀速度，实现对管柱与井筒之间环形空间的快速有效分隔，从而提高水平井完井作业成功率和施工效率。为了达到上述目的，本实用新型提供了以下技术方案一种组合式遇液膨胀封隔器，包含以下部件接箍(1)，基管(2)，端环(3)和胶筒(5)，胶筒(5)至少一端安装有端环
(3)，其特征在于其基管(2)上安装2-8个遇液膨胀胶筒单个胶筒长度为0. 2-1米，每个胶筒间距为0. 2-1米。优选地，该封隔器还包括保护环(4)，安装在端环(3)和胶筒(5)之间。优选地，所述基管(2)上安装的胶筒(5)为遇油膨胀橡胶或遇水膨胀橡胶或两者交替排列。优选地，所述端环(3) —端为向外倾斜的外锥面(31)。优选地，所述端环(3)外锥面(31)与轴线的夹角为20-50°。优选地，所述端环(3)另一端为向内倾斜的内锥面(32)，保护环(4) 一端为外锥面
(41)，保护环(4)外锥面(41)和轴线的夹角，与端环(3)内锥面(32)和轴线的夹角相同。优选地，所述端环(3)内锥面(32)与轴线的夹角为20-50°。[0013]优选地，所述保护环⑷为聚合物保护环，优选聚四氟乙烯保护环。优选地，所述保护环⑷内锥面(43)与轴线的夹角为10-50°，胶筒(5)端部与保护环(4)接触部位有外锥面(51)，该外锥面(51)和轴线的夹角，与保护环内锥面(43)和轴线的夹角相同。优选地，所述保护环⑷的内锥面(43)与轴线 的夹角，小于保护环⑷的外锥面
(41)与轴线的夹角。优选地，所述保护环(4)的外表面(42)与内锥面(43)均为曲面。优选地，所述端环(3)和保护环(4)的外径与胶筒(5)的外径相同或略大于胶筒
(5)。本实用新型的有益效果是I、目前的膨胀胶筒未膨胀或部分膨胀后端部接触介质的面积大，吸液多，膨胀快，胶筒端部首先接触井筒，阻隔膨胀介质，造成胶筒中部吸液缓慢，如图I、图2，长胶筒的此类情况更加突出。本实用新型通过保护环的合理变形始终密封胶筒端部，减小胶筒端部多余的吸液面积，使胶筒均匀膨胀，增加胶筒和井眼的有效接触面积，如图3。2、本实用新型使用多支短胶筒串联并保持一定间距，能够容纳足够的膨胀介质，使胶筒接触井筒后仍然可以吸收足够的膨胀介质而继续膨胀，充分发挥胶筒的膨胀密封作用，最终达到高承压能力。3、本实用新型可以采用遇油膨胀胶筒和遇水膨胀胶筒交替排列在基管上的形式，即使在地层流体性质(油或水)不明确的情况下依然实现坐封并保持密封能力。
图I为现有的膨胀封隔器未膨胀或部分膨胀后吸液情况示意图。图2为现有的膨胀封隔器膨胀后与井筒接触情况示意图。图3为本实用新型的封隔器膨胀后与井筒接触情况示意图。图4为本实用新型胶筒端部结构的截面示意图。图5为本实用新型胶筒端部结构的截面分解示意图。图6为本实用新型的结构示意图。其中附图标记说明如下I.接箍；2.基管；3.端环；31.端环外锥面；32端环内锥面；4.保护环；41.保护环外锥面；42.保护环外表面；43.保护环内锥面；5.遇液膨胀胶筒；51.遇液膨胀胶筒端部外锥面；6.井筒。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型的特征及技术内容，但本实用新型的保护范围不应当局限于此。参阅图6，本实用新型的组合式遇液膨胀封隔器由接箍I、基管2，端环3，保护环4和胶筒5组成。基管两端有螺纹，其中至少一端连接接箍，基管采用外螺纹，接箍采用内螺纹。基管2上安装有2-8个胶筒5，胶筒5材料为遇油膨胀橡胶或遇水膨胀橡胶或两者交替排列在基管上。其中单个胶筒长度为0.2-1米，每个胶筒间距为0.2-1米。每个胶筒至少一端有保护环4保护和端环3固定。参阅图4、图5，端环3外径与胶筒5相同或略大于胶筒5，其作用是固定封隔器并在井筒中支撑胶筒5，避免胶筒5被井筒6擦伤。端环3 —端为向外倾斜的外锥面31，保证封隔器顺利下入井筒6，外锥面31与轴线(基管及胶筒的轴线)的夹角优选为20-50°。端环3另一端为向内倾斜的内锥面32，其作用是固定保护环4的根部，端环内锥面32与轴线的夹角优选为20-50°，这样保护环4根部受到胶筒5膨胀产生的轴向力时，受到端环固定的影响，通过保护环将胶筒束缚在保护环的根部，形成胶筒5与基管2之间有效的密封，避免保护环4根部扩大变形，造成胶筒5内部窜漏甚至脱离端环3。保护环4为具有弹性的保护环，材料优选聚合物，如聚四氟乙烯等。保护环4外径与胶筒5相同或略大于胶筒5，其一端为外锥面41嵌入端环的内锥面32中，外锥面41与轴线的夹角与端环内锥面32相同。保护环4另一端为向内倾斜的内锥面43，内锥面43与轴线的夹角为10-50°。内锥面43与轴线的夹角小于外锥面41与轴线的夹角，这使得保护环内锥面43与保护环外表面42形成夹角，使保护环4壁厚逐渐变薄并向前延伸，这样胶筒 5吸液膨胀时保护环4靠近胶筒5这一端会跟随胶筒向外扩大，始终密封胶筒端部51，减小胶筒端部多余的吸液面积，使胶筒5均匀吸液膨胀。为使保护环4的变形与胶筒5的膨胀过程相适应，保护环外表面42与内锥面43也可以是曲面。胶筒5端部与保护环4接触部位有外锥面51，其锥面与轴线的夹角与保护环内锥面相同，参阅图3。
权利要求1.ー种组合式遇液膨胀封隔器，包含以下部件接箍(1)，基管(2)，端环(3)和胶筒(5)，胶筒(5)至少一端安装有端环(3)，其特征在于其基管(2)上安装2-8个遇液膨胀胶筒单个胶筒长度为0. 2-1米，每个胶筒间距为0. 2-1米。
2.一种如权利要求I所述的封隔器，其特征在于，还包括保护环(4)，安装在端环(3)和胶筒(5)之间。
3.如权利要求I所述的封隔器，其特征在于，所述基管⑵上安装的胶筒(5)为遇油膨胀橡胶或遇水膨胀橡胶或两者交替排列。
4.如权利要求2所述的封隔器，其特征在于，所述端环(3)—端为向外倾斜的外锥面(31)。
5.如权利要求4所述的封隔器，其特征在于，所述端环(3)外锥面(31)与轴线的夹角为 20-50。。
6.如权利要求4所述的封隔器，其特征在于，所述端环(3)另一端为向内倾斜的内锥面(32)，保护环⑷一端为外锥面(41)，保护环⑷外锥面(41)和轴线的夹角，与端环(3)内锥面(32)和轴线的夹角相同。
7.如权利要求6所述的封隔器，其特征在于，所述端环(3)内锥面(32)与轴线的夹角为 20-50。。
8.如权利要求2所述的封隔器，其特征在于，所述保护环(4)为聚合物保护环。
9.如权利要求8所述的封隔器，其特征在于，所述保护环(4)为聚四氟こ烯保护环。
10.如权利要求2或5或7所述的封隔器，其特征在于，所述保护环(4)内锥面(43)与轴线的夹角为10-50°，胶筒(5)端部与保护环(4)接触部位有外锥面(51)，该外锥面(51)和轴线的夹角，与保护环内锥面(43)和轴线的夹角相同。
11.如权利要求10所述的封隔器，其特征在于，所述保护环(4)的内锥面(43)与轴线的夹角，小于保护环⑷的外锥面(41)与轴线的夹角。
12.如权利要求2或5或7所述的封隔器，其特征在于，所述保护环(4)的外表面(42)与内锥面(43)均为曲面。
13.如权利要求2或5或7所述的封隔器，其特征在于，所述端环(3)和保护环(4)的外径与胶筒(5)的外径相同或略大于胶筒(5)。
专利摘要本实用新型涉及一种组合遇液膨胀封隔器。该封隔器包含以下部件接箍、基管、端环、保护环和胶筒，其中基管上安装2-8个遇液膨胀胶筒，胶筒至少一端安装有保护环和端环。本实用新型克服了现有技术中胶筒吸液膨胀不均匀导致胶筒整体膨胀慢、承压能力低的问题；以及胶筒膨胀后胶筒与基管之间产生间隙导致液体窜漏的问题。
文档编号E21B33/127GK202544801SQ201220006828
公开日2012年11月21日 申请日期2012年1月4日 优先权日2012年1月4日
发明者张军杰, 张 杰, 徐刚, 徐燕东, 朱勇, 李冬梅, 李林涛, 李江, 杜春朝, 陈东波, 陈定斌, 龙武 申请人:中国石油化工股份有限公司