高温高压持久性胶体密封件的制作方法

本发明涉及石油封隔器配件，具体涉及高温高压持久性胶体密封件。

背景技术：

封隔器是指具有弹性密封元件，并借此封隔各种尺寸管柱与井眼之间以及管柱之间环形空间，并隔绝产层，以控制产(注)液，保护套管的井下工具。一般是在采油工程中封隔器用来分层，封隔器上设计有采油通道，坐封时，活塞套上行，采油通道被打开；坐封后，上层压力作用在平衡活塞上，向上推胶筒，使解封销钉免受剪切力；解封时，靠胶筒与套管的摩擦力剪断解封销钉，活塞套下行，关闭采油通道。封隔器减少了油井封隔器堵水施工工序，能方便地实现不压井不放喷作业，并且能双向承受高压，使用寿命长。油田常用的皮碗封隔器为自封式。其皮碗外径大于套管内径，靠皮碗与套管的过盈配合来实现封隔器的密封，下井时阻力大，皮碗易磨损和刮坏，从而失去密封性。而封隔器的胶筒一般弹性复合材料制备而成，可分为强制型、自封型和复合型等，强制型中的压缩式封隔器胶筒是使用的最为广泛的一种；作为封隔器的关键的弹性体密封件，其位于油管和管套之间，座封时承受轴向载荷产生径向的形变，胶筒外壁与套管壁产生接触压力，封隔环空，可实现分层注水、酸化、压裂等工艺，其质量的好坏直接影响到井上工具性能的高低。

胶筒在实际使用时，胶筒在轴向压缩力的作用下，胶筒的工作面完全与套管壁相接触轴向压缩量达到最大值，其肩部形成应力集中，容易变形损坏，导致密封失效；所以胶筒的使用寿命较短，需要频繁更换。现有技术中，当胶筒失效时，现有技术中通常对整个胶筒进行更换，而胶筒与中心管接触的一端由于在整个工作过程中受压力小，强度更高，其弹性仍处于正常范围值，仍可使用，所以对整个胶筒进行更换容易造成材料的浪费，非常不经济环保。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供高温高压持久性胶体密封件，解决现有的胶筒使用寿命较短，更换时对整个胶筒进行更换容易造成材料浪费的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

高温高压持久性胶体密封件，包括设置在中心管和套管之间的筒体，所述筒体包括内封段、外封段，所述内封段的一端开有一个环形凹槽、另一端与中心管连接，所述外封段的一端设置有一个安装头、另一端与套管接触，所述安装头与环形凹槽匹配；还包括强化管套、若干个固定鞘，所述强化管套套在筒体外侧且与筒体外壁过盈配合，所述固定鞘的一端卡在强化管套内、另一端穿过外封段卡在内封段内，所述固定鞘的中心线与筒体的中心线相互平行。进一步的，针对现有技术问题，本发明设计了一种新型的胶筒，整个胶筒筒体由两段拼接组成，一个与套管接触的外封段、一个与中心管接触的内封段，外封段上的安装头坐落在环形凹槽内；在筒体外设置一个强化管套，利用强化管套将外封段与内封段连接处的缝隙进行密封，并采用固定鞘将强化管套、外封段、内封段固定为一体。当与套管壁接触的外封段磨损后，只需替换外封段即可，通过以上结构解决了现有的胶筒使用寿命较短，更换时对整个胶筒进行更换容易造成材料浪费的问题。另外，强化管套还增强了筒体的刚性，对筒体起进一步保护作用，延长胶筒的使用寿命。

优选的，所述外封段内还设置有一个空心橡胶球，所述空心橡胶球的直径与外封段内径等大。进一步的，当筒体承受轴向荷载时，空心橡胶球受压产生径向形变对外封段内侧壁产生挤压，同时强化管套受到液体的径向挤压，也对外封段施加一个径向压力，在两个径向压力的作用下，外封段两端朝向套管方向移动，与套管贴合的更加紧密，提高了本发明的密封效果。

在每个强化管套上还设置有金属管头，所述金属管头与内封段接触。进一步的，强化管套与中心管接触的一端为一个金属管头，可有效阻止和限制封隔器坐封时胶筒朝套管环形空间“突出”或“流动”，避免整个胶筒与中心线管之间也移位，加强了其抗破坏性能力。

所述强化管套采用丁晴橡胶制成。进一步的，丁晴橡胶具有较高的耐温性、良好的耐油性、较高的抗张强度和弹性，将其制成强化管套，可抵挡大部分油的冲击，起到保护胶筒的目的；相比胶筒，强化管套的加工难度更低，丁晴橡胶易于成型且价格低廉，使得强化管套替换非常方便。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明高温高压持久性胶体密封件，所述筒体包括内封段、外封段，当与套管壁接触的外封段磨损后，只需替换外封段即可，以此解决了现有的胶筒使用寿命较短，更换时对整个胶筒进行更换容易造成材料浪费的问题；设置强化管套不仅将外封段与内封段连接处的缝隙进行密封，还增强了筒体的刚性，对筒体起进一步保护作用，延长胶筒的使用寿命；

2、本发明高温高压持久性胶体密封件，所述外封段内还设置有一个空心橡胶球，空心橡胶球与强化管套配合作用，使得外封段两端朝向套管方向移动，与套管贴合的更加紧密，提高了外封段与套管之间的密封性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成

本技术：
的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明内封段的俯视图；

图3为本发明外封段的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-内封段，2-外封段，3-环形凹槽，4-安装头，6-强化管套，7-固定鞘，8-空心橡胶球，9-金属管头。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1～3所示，本发明高温高压持久性胶体密封件，包括设置在中心管和套管之间的筒体，所述筒体包括内封段1、外封段2，所述内封段1的一端开有一个环形凹槽3、另一端与中心管连接，所述外封段2的一端设置有一个安装头4、另一端与套管接触，所述安装头4与环形凹槽3匹配；还包括强化管套6、若干个固定鞘7，所述强化管套6套在筒体外侧且与筒体外壁过盈配合，所述固定鞘7的一端卡在强化管套6内、另一端穿过外封段2卡在内封段1内，所述固定鞘7的中心线与筒体的中心线相互平行。所述外封段2内还设置有一个空心橡胶球8，所述空心橡胶球8的直径与外封段2内径等大。在每个强化管套6上还设置有金属管头9，所述金属管头9与内封段1接触。所述强化管套6采用丁晴橡胶制成。利用强化管套6将外封段3与内封段1连接处的缝隙进行密封，并采用固定鞘7将强化管套6、外封段2、内封段1固定为一体。当与套管壁接触的外封段2磨损后，只需替换外封段2即可，通过以上结构解决了现有的胶筒使用寿命较短，更换时对整个胶筒进行更换容易造成材料浪费的问题。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了高温高压持久性胶体密封件，包括设置在中心管和套管之间的筒体，所述筒体包括内封段、外封段，所述内封段的一端开有一个环形凹槽、另一端与中心管连接，所述外封段的一端设置有一个安装头、另一端与套管接触，所述安装头与环形凹槽匹配；还包括强化管套、若干个固定鞘，所述强化管套套在筒体外侧且与筒体外壁过盈配合，所述固定鞘的一端卡在强化管套内、另一端穿过外封段卡在内封段内，所述固定鞘的中心线与筒体的中心线相互平行。本发明解决了现有的胶筒使用寿命较短，更换时对整个胶筒进行更换容易造成材料浪费的问题。

技术研发人员：徐峰
受保护的技术使用者：四川达灿石油设备有限公司
技术研发日：2017.06.30
技术公布日：2017.09.05