稠油热采高温扩张式封隔器胶筒的制作方法

本实用新型涉及一种油井注气用封隔器胶筒，尤其是指一种稠油热采高温扩张式封隔器胶筒。

背景技术：

水平井技术始于20世纪80年代，是一项综合性配套技术，主要用于油田开发中提高油汽产量和油汽采收率。随着工业技术的发展和人们对水平井开采技术认识的不断加深，用水平井开发油田受到了广泛重视，目前水平井开采技术迅速发展并日臻完善，水平井数量以惊人的速度增长，现场已经将水平井用于稠油油藏的开采。对于稠油水平井的开采，注蒸汽热采方法仍是一种有效的主体工艺。

目前水平井稠油开采采用笼统注汽方式，由于水平井段过长，吸汽不均。虽然水平井在水平井段物性差异不大，但由于水平井段过长又采用笼统注汽，这样就造成水平井段局部突进，造成水平井段动用不均匀。根据监测资料水平井水平段动用不均的井约占80％，水平井段动用较好的井约占整个水平井段的1/3-1/2。因此，为解决上述问题，现大多采用封隔器来对水平井进行分段，并采用水平井分段注汽方法，实现水平井均匀吸汽，从而提高稠油水平井的动用程度，其中，封隔器上用于坐封的胶筒是实现水平井分段的最重要的部件。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种能有效对水平井进行坐封分段，从而使水平井能进行分段注气的稠油热采高温扩张式封隔器胶筒。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种稠油热采高温扩张式封隔器胶筒，其中，所述稠油热采高温扩张式封隔器胶筒包括两固定环、筒体以及两金属丝，所述筒体的两端分别套设在两所述固定环上，所述筒体的两端的内壁分别与两所述固定环的外壁密封贴合，两所述金属丝分别缠绕在所述筒体的两端的外壁上，且两所述金属丝分别与两所述固定环的位置相对应，每个所述金属丝均在所述筒体的外壁上缠绕多圈；

沿所述筒体的轴向，所述筒体包括一体成型的第一段、第一过渡段、第二段、第二过渡段和第三段，所述第一段的内径与所述第三段的内径相等，所述第二段的内径大于所述第一段的内径与所述第三段的内径，所述第一段与所述第二段之间通过所述第一过渡段连接，所述第二段与所述第三段之间通过所述第二过渡段连接。

如上所述的稠油热采高温扩张式封隔器胶筒，其中，沿着由所述第一段至所述第二段的方向，所述第一过渡段的内径逐渐增大；沿着由所述第二段至所述第三段的方向，所述第二过渡段的内径逐渐减小。

如上所述的稠油热采高温扩张式封隔器胶筒，其中，所述第二段与所述第一段之间的直径差大于或等于30mm。

如上所述的稠油热采高温扩张式封隔器胶筒，其中，所述第一段的筒壁厚度与所述第三段的筒壁厚度相等，且所述第一段的筒壁厚度与所述第三段的筒壁厚度大于所述第二段的筒壁厚度，沿着由所述第一段至所述第二段的方向，所述第一过渡段的筒壁厚度逐渐减小，沿着由所述第二段至所述第三段的方向，所述第二过渡段的筒壁厚度逐渐增大。

如上所述的稠油热采高温扩张式封隔器胶筒，其中，所述金属丝在所述筒体的外壁上缠绕20圈～40圈。

如上所述的稠油热采高温扩张式封隔器胶筒，其中，所述筒体由内至外包括多层氟橡胶层，且每两层所述氟橡胶层之间均设有碳纤维帘布层。

如上所述的稠油热采高温扩张式封隔器胶筒，其中，所述筒体由内至外包括4层所述氟橡胶层，且每两层所述氟橡胶层之间均设有所述碳纤维帘布层，所述碳纤维帘布层设有3层。

如上所述的稠油热采高温扩张式封隔器胶筒，其中，两所述固定环的外壁上均环绕凹设有限位环槽，在所述筒体的两端分别套设在两所述固定环的状态下，所述筒体的所述第一段与所述筒体的所述第三段分别嵌卡于两所述限位环槽中。

如上所述的稠油热采高温扩张式封隔器胶筒，其中，所述金属丝的直径为2mm。

如上所述的稠油热采高温扩张式封隔器胶筒，其中，所述第一段的外径与所述第三段的外径均为130mm，所述第二段的外径为160mm。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

本实用新型提供的稠油热采高温扩张式封隔器胶筒，能在下入水平井后有效坐封在水平井的套管内壁上，从而对水平井进行分段，以便于对水平井进行分段注气，使水平井水平段动用更加均匀，提高原油产量。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型提供的稠油热采高温扩张式封隔器胶筒的结构示意图；

图2是本实用新型提供的稠油热采高温扩张式封隔器胶筒的筒体的结构示意图；

图3是图1中A处结构放大示意图。

附图标号说明：

1 固定环

11 限位环槽

2 筒体

21 第一段

22 第一过渡段

23 第二段

24 第二过渡段

25 第三段

26 氟橡胶层

27 碳纤维帘布层

3 金属丝

具体实施方式

为了对本实用新型的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型提供了一种稠油热采高温扩张式封隔器胶筒，其中，稠油热采高温扩张式封隔器胶筒包括两固定环1、筒体2以及两金属丝3，筒体2的两端分别套设在两固定环1上，两固定环1均为两端开口且内部中空的金属管，两固定环1的轴线与筒体2的轴线重合，固定环1用于支撑筒体2的端部，同时实现筒体2与其他结构之间的连接，其中，需要说明的是，固定环1可以为钢环、铜环等，本实用新型并不以此为限；

筒体2的两端的内壁分别与两固定环1的外壁密封贴合，将筒体2与两固定环1之间设为密封贴合，能有效防止在筒体2与两固定环1之间的连接处出现泄漏，保证水平井水平段的分段有效，从而保证分段注气的正常进行，使水平井水平段动用更加均匀，其中，需要说明的是，金属丝3可以为钢丝、铜丝等，只要能起到对筒体2的两端进行捆绑作用即可，本实用新型并不以此为限；

两金属丝3分别缠绕在筒体2的两端的外壁上，且两金属丝3分别与两固定环1的位置相对应，每个金属丝3均在筒体2的外壁上缠绕多圈，即可以理解的是，金属丝3将筒体2缠绕固定在固定环1的外壁上，通过设置金属丝3在筒体2两端进行缠绕，能将筒体2紧紧的压在固定环1上，进一步提高了筒体2与固定环1之间的密封效果以及筒体2与固定环1之间的连接强度；

沿筒体2的轴向，筒体2包括一体成型的第一段21、第一过渡段22、第二段23、第二过渡段24和第三段25，第一段21的内径与第三段25的内径相等，第二段23的内径大于第一段21的内径与第三段25的内径，第一段21与第二段23之间通过第一过渡段22连接，第二段23与第三段25之间通过第二过渡段24连接，在安装使用时，第一段21与第三段25用于与固定环1相接，第二段23直径较大用于在套管的内壁上坐封，从而对水平井的水平段进行分段，其中，由于第二段23的直径大于第一段21和第三段25的直径，因此在第一段21与第二段23之间的连接处以及第二段23与第三段25之间的连接处需要设置第一过渡段22和第二过渡段24来进行过渡连接，以适应第一段21至第二段23之间直径的改变以及第二段23与第三段25之间直径的改变；

在使用之前，采用橡胶带对第二过渡段24、第二段23以及第一过渡段22进行捆绑，使第二过渡段24、第二段23以及第一过渡段22朝向靠近筒体2轴线的方向产生形变，使第二过渡段24、第二段23以及第一过渡段22的最大外径缩小，然后将筒体2随其他井下工具下入井中，开始注气作业，由于蒸汽的温度较高，且注气后筒体2内部的压力变大，在注气过程中，捆绑在第二过渡段24、第二段23以及第一过渡段22外壁上的橡胶带会融化断裂，第二过渡段24、第二段23以及第一过渡段22会在自身回复力的作用下朝向远离筒体2轴向的方向扩张并恢复原状，最终第二段23会紧密抵靠并坐封于套管内壁上，实现水平井的分段。

进一步地，如图1及图2所示，本实用新型提供了一种稠油热采高温扩张式封隔器胶筒，其中，沿着由第一段21至第二段23的方向，第一过渡段22的内径逐渐增大，即第一过渡段22的靠近第一段21的一端处的直径与第一段21的直径相等，且第一过渡段22的靠近第二段23的另一端处的直径与第二段23的直径相等，而由于第二段23的直径大于第一段21的直径，使得第一过渡段22成为沿着由第一段21至第二段23的方向呈直径渐扩的锥筒状，如此设置能有效实现直径不同的第一段21与第二段23之间的顺利连接；沿着由第二段23至第三段25的方向，第二过渡段24的内径逐渐减小，同样地，第二过渡段24的靠近第二段23的一端处的直径与第二段23的直径相等，且第一过渡段22的靠近第二段23的另一端处的直径与第三段25的直径相等，由于第三段25的直径小第二段23的直径，使得第二过渡段24成为沿着由第二段23至第三段25的方向呈直径渐缩的锥筒状，如此设置能有效实现直径不同的第二段23与第三段25之间的顺利连接。其中，第一过渡段22与第一段21、第二段23之间的连接处均形成平滑的曲面，且第二过渡段24与第二段23、第三段25之间的连接处也形成平滑的曲面，使得整个通体的表面均为平滑的曲面，而没有折痕，在注气过程中，保证筒体2内的膨胀力均匀作用在筒体2上，保证了筒体2的承压能力，其中，筒体2的承压能力不小于7MPa。

更进一步地，本实用新型提供了一种稠油热采高温扩张式封隔器胶筒，其中，第二段23与第一段21之间的直径差大于或等于30mm，将第一段21与第三段25的直径设置的较小，能够在下井过程中减少固定环1与套管的内壁之间产生的碰撞摩擦，延长套管及固定环1的使用寿命；将第二段23的直径设置的较大是为了保证在捆绑第二段23的橡胶带融化断裂后，第二段23能有效坐封在套管的内壁上，实现水平井的水平段的分段；并且，将第一段21的直径设为小于第二段23的直径还能保证，在第二段23正常坐封于套管内壁上的状态下，第一段21和第三段25能正常方便的连接其他井下工具。并且，将第一段21与第二段23之间的直径差设为大于或等于30mm，使得筒体2具有较大的膨胀半径，能有效坐封在套管上，保证水平井的分段效果。

更进一步地，如图1及图2所示，本实用新型提供了一种稠油热采高温扩张式封隔器胶筒，其中，第一段21的筒壁厚度与第三段25的筒壁厚度相等，且第一段21的筒壁厚度与第三段25的筒壁厚度大于第二段23的筒壁厚度，沿着由第一段21至第二段23的方向，第一过渡段22的筒壁厚度逐渐减小，沿着由第二段23至第三段25的方向，第二过渡段24的筒壁厚度逐渐增大，将第一段21与第三段25的筒壁厚度设置的较厚，能够采用金属丝3缠绕时，避免出现由于筒壁厚度较薄而被金属丝3勒坏的情况发生，延长本实用新型的使用寿命，而将第二段23的筒壁厚度设置为较薄，在下井之前采用橡胶带对其进行捆绑时，能较为省力的达到将其直径暂时缩小的目的，降低工作人员的劳动强度。

作为优选，如图1所示，本实用新型提供了一种稠油热采高温扩张式封隔器胶筒，其中，金属丝3在筒体2的外壁上缠绕20圈～40圈。将金属丝3在筒体2上缠绕20圈～40圈能有效的将筒体2与固定环1固定连接，使二者之间不会由于受到较大的拉力而产生相对滑动并分离。本实用新型在金属丝3缠绕时，是利用专业的缠绕机将筒体2的端部压紧在固定环1上，金属丝3一圈挨着一圈紧密的排列，将筒体2与固定环1连接形成一个整体，保证了筒体2与固定环1之间的压紧力。

进一步地，如图3所示，本实用新型提供了一种稠油热采高温扩张式封隔器胶筒，其中，筒体2由内至外包括多层氟橡胶层26，且每两层氟橡胶层26之间均设有碳纤维帘布层27。其中，在加工时，是在每层碳纤维布帘上刷涂氟橡胶浆，并通过硫化加工工艺使氟橡胶浆凝固形成氟橡胶层26，使多层碳纤维布连层均包覆在多层氟橡胶层26中，如此设置既提高了筒体2的强度，又提高了筒体2的密封性能；同时，氟橡胶层26与碳纤维帘布层27均具有非常好的耐温性能，使得本实用新型提供的稠油热采高温扩张式封隔器胶筒的耐温度能达到320℃，使本实用新型能在320℃的高温环境下长期使用。

作为优选，如图3所示，本实用新型提供了一种稠油热采高温扩张式封隔器胶筒，其中，筒体2由内至外包括4层氟橡胶层26，且每两层氟橡胶层26之间均设有碳纤维帘布层27，碳纤维帘布层27设有3层，即可以理解的是，筒体2的侧壁由内至外顺次包括：氟橡胶层26、碳纤维帘布层27、氟橡胶层26、碳纤维帘布层27、氟橡胶层26、碳纤维帘布层27和氟橡胶层26，其中，对应于筒体2的第一段21与第二段23处的各氟橡胶层26的厚度大于第二段23处的氟橡胶层26的厚度，由此使得第一段21的筒体2壁厚及第三段25的筒体2壁厚大于第二段23的筒体2壁厚。

进一步地，如图1及图2所示，本实用新型提供了一种稠油热采高温扩张式封隔器胶筒，其中，两固定环1的外壁上均环绕凹设有限位环槽11，在筒体2的两端分别套设在两固定环1的状态下，筒体2的第一段21与筒体2的第三段25分别嵌卡于两限位环槽11中。通过设置限位环槽11能更有效的限制筒体2与两固定环1之间的相对位置，便于工作人员对筒体2与固定环1进行安装时找准安装位置，同时还能避免在使用过程中由于拉拽而导致筒体2与固定环1脱离的情况发生，其中，在两个固定环1的外露于筒体2外部的端部外壁上均设有外螺纹，供与其他结构进行连接。

作为优选，本实用新型提供了一种稠油热采高温扩张式封隔器胶筒，其中，金属丝3的直径为2mm，2mm的金属丝3具有较为合适的硬度与直径，能完全根据筒体2的形状与筒体2的外壁紧密贴合，从而加强筒体2与固定环1之间的连结强度，不会出现由于金属丝3太细而将筒体2的氟橡胶层26勒坏的情况，也不会出现由于金属丝3太粗不易弯曲而不能完全的与筒体2的外壁贴合接触，导致筒体2与固定环1之间的连结强度无法得到保障的情况。

作为优选，本实用新型提供了一种稠油热采高温扩张式封隔器胶筒，其中，第一段21的外径与第三段25的外径均为130mm，第二段23的外径为160mm。将第一段21与第三段25的外径设为130mm，基本能适用于现有的大多数水平井，保证在下井过程中，不会出现由于第一段21与第三段25直径过大而与套筒内壁卡住的情况发生，同时，将第二段23的外径设为160mm，也基本能适用于现有的大多数水平井，使第二段23有效的坐封在套管的内壁上。需要说明的是，将第一段21与第三段25的外径设为130mm，将第二段23的外径设为160mm仅为本实用新型的一个实施例，本领域技术人员可以根据井内套管的具体尺寸重新选定第一段21及第二段23的外径，本实用新型并不以此为限。

本实用新型提供的稠油热采高温扩张式封隔器胶筒的工作原理主要是利用注汽温差及压差撑开筒体2，使第二段23坐封在套管的内壁上，将水平井段分隔成几个相对独立的注汽单元；

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

本实用新型提供的稠油热采高温扩张式封隔器胶筒，能在下入水平井后有效坐封在水平井的套管内壁上，从而对水平井进行分段，以便于对水平井进行分段注气，使水平井水平段动用更加均匀，提高原油产量。

本实用新型稠油热采高温扩张式封隔器胶筒的筒体采用耐高温复合材料(氟橡胶浆及碳纤维帘布)一体化复合制成，能够长期在320℃的高温环境下使用。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。