遇油自膨胀封隔器的制作方法

本实用新型涉及一种封隔器，尤其涉及一种遇油自膨胀封隔器。

背景技术：

随着油气勘探开发的不断发展和深入，复杂井眼条件下常规封隔器下入困难、对裸眼不规则井眼适应性差、完井质量难以保证。吸油膨胀封隔器可解决以上问题，它可在井下油介质下发生膨胀从而坐封，广泛应用于水平井分段开采、储层改造和辅助固井等作业中。

现有技术中，目前遇油膨胀封隔器结构类似，诺斯石油工具(天津)有限公司，专利“一种遇油膨胀封隔器”（公告号：CN 204186345 U，公告日为2015年03月04日），其遇油膨胀橡胶筒其固定在基管上，两端由挡环固定；其防胶筒端部剪切损坏的原理为：未设置端部保护，遇油膨胀胶筒膨胀后，在封隔压差的作用下，使得端部胶筒往外挤出损坏。中国石油天然气股份有限公司：专利“一种遇油遇水自膨胀封隔器”（公告号：CN 204113202 U，公告日为2015年01月21日），相对与上述类似的封隔器结构有所改进，其组成包括有基管、自膨胀胶筒及环组件防突出模块（挡环配合限位环），防胶筒端部剪切损坏的原理为：端部挡环防止吸油胶筒轴向移动，柔性限位环包裹胶筒端部，允许端部胶筒有一定量的膨胀，避免了硬限位，防止端部胶筒剪切破坏。但是该结构仍有缺点：由于封隔器在井下要承受巨大压差，柔性端部保护为薄型结构，在巨大的压力作用下容易损坏，胶筒的端部保护随之失效，影响封隔器效果，另外胶筒端部径向被约束，影响胶筒的有效密封长度。

从胶筒密封能力上，根据调研，中石油勘探开发研究院在该技术上走在前列：中国石油报.工程技术《我国自主研发首只自膨胀封隔器下井》胶筒膨胀倍率4倍，中国石油勘探开发研究院装备所内部资料《自膨胀封隔器介绍》，单位长度的胶筒耐压差能力可达10MPa/m，耐温180℃。根据吸油膨胀胶筒的性能可知，膨胀性能越好，其内部所含的膨胀树脂越多，胶筒本身强度就越弱，又根据井眼与吸油膨胀封隔器之间的间隙较小，一般10～15mm，胶筒所需膨胀倍率不需要那么大，膨胀率达到1倍左右就完全可以满足要求，因此应该适当降低胶筒的膨胀倍率，来提高胶筒的自身强度。

因此，需要发明一种遇油自膨胀封隔器，通过改进胶筒端部保护和增加胶筒自身强度来提高封隔器的密封能力。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种遇油自膨胀封隔器。本实用新型采用平面金属挡环作为轴向定位工具，高强度氢化丁腈短胶筒作为端部保护模块，低膨胀倍率、高强度的吸油膨胀胶筒作为封隔器的密封组件，提高了遇油膨胀封隔器的密封能力。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种遇油自膨胀封隔器，其特征在于：包括心轴、上挡环、上保护短胶筒、吸油膨胀胶筒、下保护短胶筒和下挡环，上挡环、上保护短胶筒、吸油膨胀胶筒、下保护短胶筒和下挡环依次设置在心轴上；当吸油膨胀胶筒膨胀时，吸油膨胀胶筒径向膨胀贴向地层，轴向膨胀挤压上保护短胶筒和下保护短胶筒，上保护短胶筒和下保护短胶筒径向扩大。

所述上挡环和下挡环分别通过焊接或螺纹连接方式固定在心轴上。

所述吸油膨胀胶筒通过硫化方式设置在心轴上。

所述上保护短胶筒和下保护短胶筒套设在心轴上。

所述上保护短胶筒和下保护短胶筒由氢化丁腈橡胶制成。

采用本实用新型的优点在于：

本实用新型采用平面金属挡环作为轴向定位工具，高强度氢化丁腈短胶筒作为端部保护模块，低膨胀倍率、高强度的吸油膨胀胶筒作为封隔器的密封组件，提高了遇油膨胀封隔器的密封能力。解决了复杂井眼条件下常规封隔器下入困难、对裸眼不规则井眼适应性差、完井质量难以保证等问题。可在井下油介质下发生膨胀从而坐封，广泛应用于水平井分段开采、储层改造和辅助固井等作业中，具有显著的技术经济效益和较好的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型坐封前的状态结构示意图；

图2为本实用新型坐封后的状态结构示意图；

图中标记为：1、心轴，2、上挡环，3、上保护短胶筒，4、吸油膨胀胶筒，5、下保护短胶筒，6、下挡环，7、井眼。

具体实施方式

实施例1

一种遇油自膨胀封隔器，包括心轴1、上挡环2、上保护短胶筒3、吸油膨胀胶筒4、下保护短胶筒5和下挡环6，上挡环2、上保护短胶筒3、吸油膨胀胶筒4、下保护短胶筒5和下挡环6依次设置在心轴1上；当吸油膨胀胶筒4膨胀时，吸油膨胀胶筒4径向膨胀贴向地层，轴向膨胀挤压上保护短胶筒3和下保护短胶筒5，上保护短胶筒3和下保护短胶筒5径向扩大。

本实施例中，所述上挡环2和下挡环6分别通过焊接或螺纹连接方式固定在心轴1上。

本实施例中，所述吸油膨胀胶筒4通过硫化方式设置在心轴1上。

本实施例中，所述上保护短胶筒3和下保护短胶筒5套设在心轴1上。

本实施例中，所述上保护短胶筒3和下保护短胶筒5由氢化丁腈橡胶制成。

实施例2

本实施例结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图所示，本实用新型的连接方式为：上挡环2、上保护短胶筒3、吸油膨胀胶筒4、下保护短胶筒5、下挡环6依次连接在心轴1上；其中上挡环2和下挡环6是通过焊接或螺纹方式固定在心轴1上，吸油膨胀胶筒4是硫化在心轴1上，上保护短胶筒3和下保护短胶筒5套在心轴1上，不硫化。

本实用新型的工作原理是：当遇油膨胀封隔器下入井中，吸油膨胀胶筒4吸收井下或地层的油，开始膨胀，其径向膨胀贴向地层，轴向膨胀挤压上保护短胶筒3和下保护短胶筒5，使其压缩，径向扩大，减小与井眼7之间的间隙（最大可贴在井眼7上），对吸油膨胀胶筒4的端部形成阻挡，防止吸油膨胀胶筒4在压差的条件下端部突出破坏；另外由于上保护短胶筒3和下保护短胶筒5选用氢化丁腈橡胶材料，抗剪切能力大，远大于吸油膨胀后的吸油膨胀胶筒4，因此足以抵抗自身与上挡环2和下挡环6的剪切力，保证了结构的稳定性；另外吸油膨胀胶筒4的膨胀倍率设置为1～1.5倍，保证其硬度大于80HA，扯断强度大于10MPa，提高吸油膨胀胶筒4本体强度，通过以上方式密封能力可提高到15～20MPa/m，同时耐温性能可提高到190℃以上。