钢管水力膨胀式管外封隔器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钻井完井专用工具技术领域中用于分段完井和层间封隔的管外封隔工具。
【背景技术】
[0002]管外封隔器是石油固井、选择性完井作业过程中的重要工具，与套管相连，是用来封隔套管与井壁之间环空的井下工具，通过依靠管外封隔实施层段的分隔，它可以按层段进行作业和生产控制，从而有效实现对油气井分段开采和复杂地层的层间封隔。
[0003]现有的套管外封隔器主要由胶筒胀封和遇油遇水自膨胀两种方式实现管外封隔。胶筒胀封方式通过进入胶筒膨胀腔内的高压流体作用，使封隔器膨胀变形与井壁紧密接触形成密封，实现封闭和分隔环形空间。按照膨胀介质的不同，套管外封隔器可以分为水力膨胀式和水泥浆膨胀式。水力膨胀式管外封隔器通常以钻井液为膨胀介质，如专利CN102650202A，在高温高压、套管偏心等复杂井下环境下，水力膨胀式管外封隔器容易失效。水泥浆膨胀式管外封隔器采用超缓凝水泥浆作为膨胀介质，如专利CN101255784，但其施工工艺较为复杂，若施工不当可能会造成水泥浆透过筛管污染地层，或者内管工具未及时提出被水泥浆固在井内，造成严重施工事故。遇油/遇水自膨胀管外封隔器采用遇油/遇水自膨胀橡胶，通过后期胶筒的遇油/遇水后发生膨胀以封隔地层，如CN102337855A，但其在高温高压条件下封隔效果有限，同时橡胶发生自膨胀后封隔强度也受到限制，难以封隔見杂地层。
[0004]常规套管外封隔器现已广泛应用于石油完井领域，进行筛管分段完井、层间封隔，保护并减少油层污染，并在一定程度上延缓水平井底水锥进；但仍存在封隔效果有限、封隔橡胶易损坏、封隔时效短等难题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种钢管水力膨胀式管外封隔器。其依靠钢管和橡胶相结合的封隔方式，有效提高了封隔压力和延长封隔时效，具有封隔封隔外径大、强度高、能顺应井眼封隔等优势。
[0006]本发明是这样实现的:
钢管水力膨胀式管外封隔器，包括基管、上固定件、下固定件和密封橡胶，基管的两端带有连接头。其特征是:基管上加工有进液孔，在进液孔内安装有限压的爆破盘片，在进液孔处的基管内通过一级销钉连有滑套，滑套上设有与进液孔贯通的通孔；基管外设有膨胀管，膨胀管上端固连滑动短节，滑动短节和上连接件采用二级销钉固定连接，滑动短节通过上连接件密闭插接在上固定件内，上固定件与基管固连；膨胀管下端通过下连接件和下固定件固定在基管外侧，膨胀管外侧设有一段以上的密封橡胶。
[0007]上述方案进一步包括:
在基管内部还设有打压工具，该打压工具由内管和连接在内管上的内管封隔器、限压阀和滑套关闭工具组成，其中，限压阀设在上、下内管封隔器之间，滑套关闭工具设在上内管封隔器的上方，上、下内管封隔器涨封后与滑套密闭配合，滑套关闭工具与滑套顶部阻挡配合。
[0008]滑动短节下方的基管外设有与滑动短节阻挡配合的限位台阶。
[0009]滑套下方的基管上设有与滑套阻挡配合的止退台阶。
[0010]密封橡胶直接硫化在膨胀管外表面或嵌入式加工在膨胀管外侧，采用遇油/遇水自膨胀橡胶。
[0011]滑动短节和下连接件与基管之间安装有密封件。
[0012]本发明的优点在于:
(I)采用可膨胀的钢管和密封橡胶代替常规的胶筒进行密封，将膨胀管的理念引入管外封隔器，钢管的封隔强度明显高于胶筒封隔，从而有效提供地层封隔能力。
[0013](2)本发明膨胀管发生膨胀时，密封橡胶也随之膨胀，膨胀后膨胀管和密封橡胶可紧贴于井眼，顺应井壁封隔，可封隔外径范围较大，同时可以调节膨胀管长度来提高封隔效果O
[0014](3)本发明胀封后不会发生橡胶回缩现象，封隔时效长，适用于筛管分段完井、膨胀筛管完井、选择性完井和层间封隔等领域。
【附图说明】
[0015]图1钢管水力膨胀式管外封隔器结构示意图图2a水力膨胀时的管外封隔器局部示意图
图2b水力膨胀后的管外封隔器局部示意图
图3a滑动短节滑动前结构示意图
图3b滑动短节滑动固定行程后结构示意图
图4a内管柱提供液压力结构示意图
图4b管外封隔器完成膨胀后通过内管关闭滑套示意图
图中:1.基管，2.膨胀管，3.滑动短节，4.上连接件，5.下连接件，6.上固定件，7.下固定件，8.密封橡胶，9.滑套，10.连接接头，11.进液孔，12爆破盘片，13.止退台阶，14.一级销钉，15.二级销钉，16.已膨胀段，17.压力腔，18.井眼，19.定位台阶，20.内管，21.内管封隔器，22限压阀，23.滑套关闭工具。
【具体实施方式】
[0016]现结合说明书附图，对本发明作进一步的描述。
[0017]如图1?4所示，一种钢管水力膨胀式管外封隔器，包括基管1、膨胀管2、滑动短节3、上连接件4、下连接件5、上固定件6、下固定件7、密封橡胶8、滑套9和连接接头10等部件。其中:基管I上加工有进液孔11，内部安装有滑套9，顶部加工有连接接头10 ;膨胀管2位于基管I外侧，上端与滑动短节3连接，滑动短节3依次通过上连接件4和上固定件6固定在基管I外侧，膨胀管2下端通过下连接件5和下固定件7固定在基管I外侧，膨胀管2外侧加工有密封橡胶8 ;滑套9和基管I采用一级销钉14固定连接，滑动短节3和上连接件4采用二级销钉15固定连接，滑动短节3和下连接件4与基管I之间安装有密封件。
[0018]钢管水力膨胀式管外封隔器两端与套管或筛管相连，下至预定需封隔的地层。如图4a所示，在完成下套管及完井作业后，下入内管及工具至钢管水力膨胀式管外封隔器处，内