一种用于套管及裸眼的耐高温高压的跨磅级压缩式密封组件的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种用于油气田套管及裸眼井的耐高温高压的跨磅级压缩式密封组件，特别适用于封堵裸眼、套管与管柱间的环形空间，所述密封组件分为三个胶筒，两端胶筒为金属与高分子材料制成的组合胶筒，中间胶筒为高分子材料制成的易压缩胶筒。本发明密封组件性能可靠，并可以耐硫化氢腐蚀，其工作温度最高可达500℉，承受压力可达12500Psi。
【专利说明】—种用于套管及裸眼的耐高温高压的跨磅级压缩式密封组件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于油气田套管及裸眼井的耐高温高压的跨磅级压缩式密封组件，特别适用于封堵裸眼、套管与管柱间的环形空间，以便于完成钻井、分层注水、洗井、固井、测试、完井、酸化及堵水等井下作业。
【背景技术】
[0002]近年来，随着勘探和开发技术的不断提高，井下作业工具为达到多种作业的目的，不仅要封堵越来越大的管柱与套管间环形空间，而且也要能够用于封堵管柱与裸眼间环形空间。
[0003]而密封组件作为井下工具的重要组成部分，其耐温、耐压及耐腐蚀能力直接影响到井下工具的使用效果及使用寿命等。密封组件在具有腐蚀性的高温井下环境中工作时，须要承受高压差，密封组件肩部易被高压差挤出破坏，导致密封失效，从而造成井下工具的耐压差低、使用寿命给缩短。随着裸眼井下工具的应用，密封组件不仅要能够封堵管柱与套管间较大的环形空隙，而且还要能够封堵管柱与裸眼井壁的不规则空隙。现有常规井下工具密封组件很难满足上述工况要求，因此亟需一种可靠的密封组件保证井下工具的正常使用要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了克服现有技术的不足，提供一种用于套管及裸眼的耐高温高压的跨磅级压缩式密封组件，该密封组件性能可靠，并可以耐硫化氢腐蚀，其工作温度最高可达500 °F，承受压力可达12，500Psi。
[0005]本发明的目的是通过如下技术措施来实现的:一种用于套管及裸眼的耐高温高压的跨磅级压缩式密封组件，所述密封组件分为三个胶筒，两端胶筒为金属与高分子材料制成的组合胶筒，中间胶筒为高分子材料制成的易压缩胶筒。
[0006]在上述技术方案中，所述两端胶筒由背圈、防突金属环和高分子材料制成，所述背圈为耐腐蚀金属丝编织而成的金属丝网，所述背圈的金属丝网与高分子材料经高温高压固化成一体，所述两端胶筒的内壁设有用于防止高分子材料被挤压破坏的防突金属环。
[0007]在上述技术方案中，所述中间胶筒由高分子材料经高温高压固化而成。
[0008]在上述技术方案中，所述高分子材料为丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氟橡胶、四丙氟橡胶、全氟橡胶、聚四氟乙烯中的一种或两种以上的混合物。
[0009]本发明与已有技术相比具有如下优点:
1.采用了耐高温、耐腐蚀、高强度的高分子材料，密封组件的耐温可以达到500 T，承压可以达到12，500Psi,并能够耐硫化氢腐蚀。
[0010]2.两端胶筒具有一定弹性，不仅能够封堵管柱与套管间的环形空间，并且能够封堵管柱与裸眼井壁间的不规则空隙，并能承受双向压差。[0011]3.采用三个胶筒的结构，密封组件易压缩，结构简单，且密封效果好，使用寿命长。【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明用于套管及裸眼的耐高温高压的跨磅级压缩式密封组件的轴向剖面图。
[0013]其中:1.两端胶筒、2.中间胶筒、Ι-a.背圈、Ι-b.防突金属环、Ι-c.高分子材料。【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明作进一步的描述。
[0015]如图1所示，本实施例提供一种用于套管及裸眼的耐高温高压的跨磅级压缩式密封组件，所述密封组件分为三个独立胶筒，两端胶筒I为金属与高分子材料制成的组合胶筒，中间胶筒2为高分子材料制成的易压缩胶筒。
[0016]所述两端胶筒I由背圈l_a、防突金属环l_b和高分子材料Ι-c制成，所述背圈l_a为耐腐蚀316不锈钢丝编织而成的金属丝网，金属丝网与高分子材料1-c在170°C，64吨压力下，经过60分钟热压固化成筒状。固化前金属丝网部分浸涂胶粘剂，保证与高分子材料固化后的粘结强度。两端胶筒2的内壁设有防突金属环Ι-b，防突金属环Ι-b主要位于高分子材料部分，在密封组件被压缩时能够起到支承作用，防止高分子材料因受压力被从内壁挤出破坏。
[0017]所述中间胶筒2由高分子材料注入模具，在170°C，64吨压力下，经过60分钟热压固化成筒状。
[0018]上述高分子材料为丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氟橡胶、四丙氟橡胶、全氟橡胶、聚四氟乙烯中的一种或两种以上的混合物。
[0019]本发明以高分子材料即橡胶为主要密封元件，在使用时，三个独立胶筒配合使用，两端胶筒中的金属丝网在压缩力作用下逐渐张开，两端胶筒产生形变进一步封堵套管或裸眼内空隙。密封组件采用三胶筒结构，利用两端胶筒调节压缩高度，可用于封堵较大套管环空及裸眼环空，并能承受双向压差。密封组件的耐温可以达到500 T，承压可以达到12，500Psi,并能够耐硫化氢腐蚀。
【权利要求】
1.一种用于套管及裸眼的耐高温高压的跨磅级压缩式密封组件，其特征在于:所述密封组件分为三个胶筒，两端胶筒为金属与高分子材料制成的组合胶筒，中间胶筒为高分子材料制成的易压缩胶筒。
2.根据权利要求1所述的用于套管及裸眼的耐高温高压的跨磅级压缩式密封组件，其特征在于:所述两端胶筒由背圈、防突金属环和高分子材料制成，所述背圈为耐腐蚀金属丝编织而成的金属丝网，所述背圈的金属丝网与高分子材料经高温高压固化成一体，所述两端胶筒的内壁设有用于防止高分子材料被挤压破坏的防突金属环。
3.根据权利要求1所述的用于套管及裸眼的耐高温高压的跨磅级压缩式密封组件，其特征在于:所述中间胶筒由高分子材料经高温高压固化而成。
4.根据权利要求1或2或3所述的用于套管及裸眼的耐高温高压的跨磅级压缩式密封组件，其特征在于:所述高分子材料为丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氟橡胶、四丙氟橡胶、全氟橡胶、聚四氟乙烯中的一种或两种以上的混合物。
【文档编号】E21B33/127GK103541681SQ201310515986
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月28日 优先权日:2013年10月28日
【发明者】陈冬, 赵俊峰, 吴凌云 申请人:四机赛瓦石油钻采设备有限公司