一种注水井测试防喷管专用合成密封填料及其制备方法与流程

本发明涉及油田采油工程技术领域，尤其涉及一种注水井测试防喷管专用合成密封填料。

背景技术：

水井测试过程中，需要在水井井口顶部安装防喷管，将仪器通过牵引钢丝收放入井下，防喷管上安装有填料式密封器，用来密封牵引钢丝，防止喷溅漏水。但由于井下压力过高，牵引钢丝移动过程中，喷溅漏水问题极为普遍，造成严重的地面环境污染问题，目前只能依靠人工不断紧固现有填料式密封器的橡胶填料来维持一定的密封效果。

针对上述问题，行业中采取如下技术措施来解决：

1、如专利号cn201720900422的防喷丝堵组件公开了一种防喷丝堵组件，包括防喷管接头和丝堵，通过防喷管接头的内部中空且填充有润滑油，测试仪器在下入注水井或上提出注水井时，可以在测试电缆的外层包裹有润滑油，通过润滑油的润滑作用，使得测试电缆与第一密封圈或第二密封圈之间的摩擦减少，延长测试电缆和密封圈的使用寿命。

2、cn203066926u油田测试防喷装置公开了一种油田测试防喷装置，包括防喷管，防喷管上端安装有防喷堵头，防喷管的下部侧面安装有放空装置，所述的防喷管的中部位置设置有集水槽，防喷管的集水槽上部位置设有排水口，集水槽下侧设置有连接导流管的排水阀门。本实用新型的有益效果是：可以将泄漏的水经过集水槽收集导流到指定位置，既不会造成注水井周围环境的污染，也节约了大量的水资源。

3、cn202788731注水井测试用虹吸式防喷压帽，安装在防喷管的丝堵中。防止注水井中的回注水外泄，避免井口、井场污染。本防喷压帽包括压帽本体、压帽本体中装有盘根和上压帽，在盘根下方的压帽本体中设有卸压腔，引流口与卸压腔连通，在压帽本体的下端内圆连接封堵顶丝，其封堵顶丝上设有钢丝穿过孔。在引流口接上软管，把安装在高处的本实用新型中引流出的回注水引至污水罐。解决了现有技术中的回注水外泄，无法解决的问题。方法简单方便，极大的方便了施工，同时解决了回注水外泄带来的所有困扰。

4、cn200968214y防喷丝堵涉及一种防喷丝堵，特别是涉及一种油田开发领域注水井的高压测试的防喷丝堵。其技术方案是：主要由丝堵头、坐封芯、水封环和填料压帽四部分组成，把坐封芯装入丝堵头中旋紧密封，依次加入下密封填料、水封环、上密封填料和填料压帽，并在内部形成多个工作腔和一个能使测试钢丝贯穿其中的同心异径的连通孔；测试钢丝的n端为活动端贯通填料压帽连接测试仪器；测试钢丝的m端为固定端，固定在测试绞车滚筒上。有益效果是：在丝堵的内部设置多个节流、减压和密封腔串连，使井内窜出的高压液体逐级降低压力，在汇集腔中收集后经过排液孔从侧面引流至污水池中。

综上所述，行业中多采用研制盘根密封函室装置等措施来提高增强密封效果，但使用效果较差，测试过程喷水及泄露情况一直无法有效解决。

技术实现要素：

本发明在于克服背景技术中存在的现有采用研制盘根密封函室装置等措施来提高增强密封效果但使用效果较差的问题。而提供一种注水井测试防喷管专用合成密封填料。该注水井测试防喷管专用合成密封填料，采用自膨胀性复合材料替代橡胶密封材料，依靠水介质为补充动力源来加强材料的见水自膨胀能力以提高填料的密封效果。本发明还提供了一种注水井测试防喷管专用合成密封填料的制备方法。

本发明可通过如下技术方案来达到：该注水井测试防喷管专用合成密封填料，其组分及配比按质量百分比计如下：高胶橡胶粉15-20％；工业石蜡（粗蜡粉末）3-5％；膨润土10-15％；sap树脂25-35%；氯乙烯共聚树脂5-10％；聚氨酯发泡剂1-2%；固化剂1.0-1.5％；专用稀释剂1.5-50％；滑石粉5-15%。

所述高胶橡胶粉为80-100目；所述固化剂为异氰酸酯。

所述专用稀释剂组分及配比按质量百分比计如下：环已酮3-10%、乙酸丁酯2-5%、无水二甲苯25-35%、200#溶剂油50-65%。

本发明还提供了一种注水井测试防喷管专用合成密封填料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按比例将高胶橡胶粉、工业石蜡粉末、膨润土、sap树脂成分加温至45-50℃，送入搅拌器内连续预混合搅拌20min；

（2）再依次将氯乙烯共聚树脂、聚氨酯发泡剂、固化剂投入搅拌器内，逐步投入专用稀释剂，持续加温至55-60℃，至搅拌器内的物料成均匀的团状；

（3）分批投入滑石粉混匀搅拌15-30min,至物料表面不在粘连，将物料倒入预置脱模剂的环状模具内，待24小时后基本凝固切段使用。

常规情况下，注入井的压力极高，在钢丝上下行过程中，钢丝对橡胶类填料的磨损影响极大，这也是刺漏性喷水逐渐加剧的关键因素，对于这种磨损只能靠频繁压紧填料函的压盖来应对。因此本发明采用自膨胀性复合材料替代橡胶密封材料，依靠水介质为补充动力源来加强材料的见水自膨胀能力以提高填料的密封效果。

本发明注水井测试防喷管专用合成密封填料的特点为：

（1）使用时将填料段1-2段直接装入测试防喷管的密封器内；

（2）密封填料松弛见水后即可吸水并产生250-600%的膨胀能力，使填料的密封态势恢复，填料受热后可失水自行调整了体积减轻了磨损。

（3）测试钢丝可直接穿过密封器中轴孔，不需要另外开孔。

（5）本填料适合与普通橡胶密封段配合使用。

本发明与上述背景技术相比较可具有如下有益效果：该注水井测试防喷管专用合成密封填料，与普通橡胶密封圈进行组合使用，通过见水膨胀使填料在使用中吸水发生快速膨胀，达到以水堵水的目的，可杜绝钢丝上下行过程中存在的水花飞溅情况。

本发明合成密封填料具备低成本和高可靠性优势，可有效解决水井测试过程中出现的水花飞溅现象，消除环境污染，在油田测试行业具备了广阔应用前景。

附图说明

附图1是本发明实施例的测试用防喷管填料函内填料装填装置结构示意图。

图中：1-钢丝；2-压盖；3-填料函；4-橡胶密封圈；5-橡胶复合填料；6-钢丝孔。

具体实施方式：

下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明：

如附图1所示，本发明测试用防喷管填料函内填料装填装置，包括测试用防喷管填料函3，填料函3内间隔性填充高硬度橡胶密封圈4和橡胶复合填料5,直至填满填料函，并用压盖2压紧，再从填料函的钢丝孔7内直接穿入钢丝1即完成装配。

由于上述橡胶复合材料的结构强度较差，无法承受较高的注水压力，不能在测试防喷管的填料函内单独使用，需要配合高硬度橡胶盘根组合使用。橡胶复合填料与普通橡胶密封圈进行组合使用，通过见水膨胀使填料在使用中吸水发生快速膨胀，达到以水堵水的目的，可杜绝钢丝上下行过程中存在的水花飞溅情况。

实施例1：

(1)制备专用稀释剂：将环已酮3kg、乙酸丁酯3kg、无水二甲苯25kg、200#溶剂油50kg置于搅拌器内，连续搅拌10min制得；

（2）按比例将高胶橡胶粉15kg、工业石蜡粉末3kg、膨润土10kg、sap树脂25kg加温至45-50℃，送入搅拌器内连续预混合搅拌20min；

（3）再依次将氯乙烯共聚树脂5kg、聚氨酯发泡剂1kg、固化剂异氰酸酯1.0kg投入搅拌器内，逐步投入专用稀释剂1.5kg，持续加温至55-60℃，至搅拌器内的物料成均匀的团状；

（4）分批投入滑石粉5kg混匀搅拌15-30min,至物料表面不在粘连，将物料倒入预置脱模剂的环状模具内，待24小时后基本凝固切段使用。

实施例2：

(1)、制备专用稀释剂：将环已酮10kg、乙酸丁酯5kg、无水二甲苯35kg、200#溶剂油65kg置于搅拌器内，连续搅拌10min制得；

（2）、按比例将高胶橡胶粉20kg、工业石蜡粉末5kg、膨润土15kg、sap树脂35kg加温至45-50℃，送入搅拌器内连续预混合搅拌20min；

（3）再依次将氯乙烯共聚树脂10kg、聚氨酯发泡剂2kg、固化剂异氰酸酯1.5kg投入搅拌器内，逐步投入专用稀释剂50kg，持续加温至55-60℃，至搅拌器内的物料成均匀的团状；

（4）分批投入滑石粉15kg混匀搅拌15-30min,至物料表面不在粘连，将物料倒入预置脱模剂的环状模具内，待24小时后基本凝固切段使用。

如图1所示，实施例1、2制成的本发明合成橡胶复合填料段使用时：

（1）根据测试防喷管填料函的深度，将橡胶复合填料5、橡胶密封圈4间隔压紧直接装入填料函3内，装上压盖2；

（2）橡胶复合填料5见水后即可吸水并产生250-600%的膨胀能力，使填料函3的压力增大，

（3）将测试钢丝1可直接穿过填料函钢丝孔6，连接测试仪器并安装防喷管即可。

实施例1-2制备的注水井测试防喷管专用合成密封填料技术指标为：

（1）填料密度：1.18-2.49；

（2）膨胀能力：250-600%（视吸收量而定）；

（3）物料状态：25*25*20mm±10%条状物料。

本发明注水井测试防喷管专用合成密封填料可有效解决水井测试过程中出现的水花飞溅现象，消除环境污染，在油田测试行业具备了广阔应用前景。该技术在大庆油田采油四厂第一油矿测试队应用400余井次，取得了良好的应用效果。