一种基管可扩张式遇油遇水自膨胀封隔器的制作方法

本实用新型涉及一种封隔器，尤其涉及一种基管可扩张式遇油遇水自膨胀封隔器，适用于特殊完井工艺中的油/水井水力封隔。

背景技术：

目前的石油封隔器在应用中存在一些问题，尤其在某些特殊环境中应用，如在面对由小尺寸向大尺寸油套管中穿越，最终封隔大尺寸油套管，常规封隔器有着严重影响最终通径、密封压力小、封隔时效短的问题，无法很好地满足穿越封隔的要求；在膨胀管、膨胀筛管等基于膨胀管技术的完井工艺中，常规封隔器无法与施工工艺相结合，以致无法正常使用，因此亟待需要一种基管可扩张式遇油遇水自膨胀封隔器解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是，提供一种基管可扩张式遇油遇水自膨胀封隔器，实现由小到大穿越式封隔，满足在膨胀管、膨胀筛管完井技术中完成分段封隔。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基管可扩张式遇油遇水自膨胀封隔器，包括接箍、连接管、可扩张基管、密封橡胶层、可扩张内衬套、下接头，在可扩张基管外壁上注胶硫化有密封橡胶层，可扩张基管内部嵌套可扩张内衬套，连接管与下接头分别安装于可扩张基管上下两端，接箍与连接管连接。

所述可扩张基管上有交错分布的条形缝，截面布缝密度为6-12缝均布、缝长70mm-140mm，可扩张内衬套上同样有交错分布的条形缝，截面布缝密度为6-12缝均布、缝长80mm-160mm，可扩张内衬套嵌入到可扩张基管后，可扩张内衬套上的条形缝与可扩张基管上的条形缝错开10°-15°。

所述可扩张基管采用两端外径大中间外径小的“哑铃”型结构，小径部分外径是大径部分外径的65％-85％。

所述可扩张内衬套采用上端外径大，其余部分外径小的“钉子”型结构，小径部分外径大于可扩张基管小径部分内径0.2mm-0.5mm，可扩张内衬套小径部分机械嵌装入可扩张基管小径部分内，靠过盈配合限制住可扩张内衬套的自由度。

在可扩张基管内缩部位注胶硫化密封橡胶层，密封橡胶层最大外径小于接箍外径，密封橡胶层长度在1m-3m，密封橡胶层材料为遇油自膨胀橡胶或遇水自膨胀橡胶，橡胶邵氏硬度在70°-90°。

本实用新型的有益效果是：

1.工具初始状态外径小，适应性强，对应用环境限制小；

2.工具的机械扩张方式与膨胀管、膨胀筛管扩张方式相同，可以接入到膨胀管、膨胀筛管管柱中，实现分段水力隔离；

3.工具密封橡胶采用遇油/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.工具密封橡胶采用了机械扩张及自发扩张双膨胀方式，外径膨胀率高，适用性广。

附图说明

图1为本实用新型的基管可扩张式遇油遇水自膨胀封隔器的整体剖面结构示意图；

图2为图1中A-A截面扩张前后变化图；

图3为本实用新型的应用原理图；

图中，1-接箍，2-连接管，3-可扩张基管，4-密封橡胶层，5-可扩张内衬套，6-下接头，7-胀锥。

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所示，本实用新型的基管可扩张式遇油遇水自膨胀封隔器，包括接箍1、连接管2、可扩张基管3、密封橡胶层4、可扩张内衬套5、下接头6，在可扩张基管3外壁上注胶硫化有密封橡胶层4，可扩张基管3内部嵌套可扩张内衬套5，连接管2与下接头6分别安装于可扩张基管3上下两端，接箍1与连接管2连接。

所述可扩张基管3上有交错分布的条形缝，截面布缝密度为6-12缝均布、缝长70mm-140mm，可扩张内衬套5上同样有交错分布的条形缝，截面布缝密度为6-12缝均布、缝长80mm-160mm，可扩张内衬套5嵌入到可扩张基管3后，可扩张内衬套5上的条形缝与可扩张基管3上的条形缝错开10°-15°(中心角)。

所述可扩张基管3采用两端外径大中间外径小的“哑铃”型结构，小径部分外径是大径部分外径的65％-85％。

所述可扩张内衬套5采用上端外径大，其余部分外径小的“钉子”型结构，小径部分外径大于可扩张基管3小径部分内径0.2mm-0.5mm，可扩张内衬套5小径部分机械嵌装入可扩张基管3小径部分内，靠过盈配合限制住可扩张内衬套5的自由度。

在可扩张基管3内缩部位注胶硫化密封橡胶层4，密封橡胶层4最大外径小于接箍1外径，小外径可实现由小尺寸空间到大尺寸空间的穿越，可以连接入膨胀管、膨胀筛管工艺管柱中，不影响整个管柱的初始尺寸，在可扩张基管3上同时布置有交错分布的条形缝，后期下入胀锥、在机械力作用下可以发生径向扩张，径向扩张同时带动密封橡胶层4完成初步机械膨胀，机械扩张方式与膨胀管、膨胀筛管扩张方式相同，可与膨胀管、膨胀筛管施工工艺完全相融。密封橡胶层4采用遇油/遇水自膨胀橡胶制作，可在膨胀介质下自发性进一步膨胀，实现对大尺寸空间的完全密封。密封橡胶层4长度在1m-3m，密封橡胶层材料为遇油自膨胀橡胶或遇水自膨胀橡胶，橡胶邵氏硬度在70°-90°。

具体地说，本实用新型基管可扩张式遇油遇水自膨胀封隔器，接箍1与连接管2螺接，连接管2与下接头6分别螺接在可扩张基管3两端，可扩张内衬套5采用过盈配合嵌装入可扩张基管4中，密封橡胶层4注胶硫化在可扩张基管3上，可以根据要求在1m-3m范围内调整密封橡胶层4长度。

如图2所示，本实用新型基管可扩张式遇油遇水自膨胀封隔器的A-A截面为初始状态截面，可扩张基管3、密封橡胶层4与可扩张内衬套5发生径向扩张屈服变形后的状态为A’-A’，可扩张基管3与可扩张内衬套5上的长条缝错开10-15°，使扩张后，可扩张基管3与可扩张内衬套5的长条缝可相互覆盖，保持截面的硬支撑完整性，机械扩张完成后密封橡胶层4在油或水介质中浸泡进行自发性进一步膨胀，达到A”-A”状态，自发性膨胀将可扩张基管3与密封橡胶层4之间的空隙填满，对密封区域完成进一步拟合接触密封，膨胀率进一步增大，获得更好的密封效果。

如图3所示，本实用新型基管可扩张式遇油遇水自膨胀封隔器工作原理为，工具可以单独使用，也可装入到膨胀管或膨胀筛管完井管柱中使用，工具入井时可扩张基管3、密封橡胶层4、可扩张内衬套5均处在为膨胀状态，工具到位后，通过下压胀锥7对封隔器施加径向扩张力，可扩张基管3与可扩张内衬套5上布置有交错分布的条形缝，在径向扩张力作用下可以发生径向扩张屈服变形，密封橡胶层4属柔性材料，可以随着可扩张基管3一同变形，变形后可扩张基管3由两端大中间小的哑铃形结构变为圆柱形，可扩张内衬套5发生径向扩张屈服变形后也变为圆柱形嵌衬在可扩张基管3内，可扩张基管3与可扩张内衬套5的膨胀率在20％-30％，密封橡胶层4采用遇油/遇水自膨胀橡胶材料，后期在油或水介质中浸泡7-10天可以完成密封橡胶层4的自发性进一步膨胀，通过自发性膨胀，使密封橡胶层4完全与密封井眼拟合，填补密封橡胶层4与可扩张基管3之间的空隙，达到理想的密封状态。

本实用新型，密封橡胶层4原始外径小、注胶硫化在可扩张基管3上，可扩张基管3内部嵌套可扩张内衬套5，可扩张基管3与可扩张内衬套5上有交错分布的条形缝，这种结构允许通过机械力使零件出现径向扩张，在可扩张基管3径向扩张的同时，带动密封橡胶层4实现第一阶段的机械式膨胀，用于密封橡胶层4材料采用遇油或遇水自膨胀橡胶材料，通过在膨胀介质中浸泡完成密封橡胶层4第二阶段的自发膨胀，达到完全密封的效果。该封隔器允许穿过油井上部小尺寸生产管柱，下到油井下部大尺寸套管中进行有效封隔，同时适用于在膨胀管、膨胀筛管等特殊完井工艺中实现层/段间水力封隔。

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。