[发明专利]油井封隔器及将其固定在油井内的方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油产业，其目的主要用于通过增强原油流入量来提高油井的生产能力，用于油井的检修，以及用于封堵钻井过程中含水地层的渗漏。

发明背景

发布于1971年第17号发明公告中的USSR发明人证书No.304345，Cl.E21B33/12中公开有一种封隔器，其由一个具有径向导槽(duct)的主体，具有多个套筒的密封部件，外壳，以及具有多个与推进器(pusher)以及连接管的锯齿表面相互作用的弹簧加载滑块(slip)的固定器件组成。在主体与外壳之间同心地安装有一个与推进器刚性(rigidly)相连的活塞，而该活塞下面的空间则与套管空间相通。

现有技术的封隔器的缺点在于，由于导槽“a”的“b”以及间隔“A”和“B”可能会被油井液中的微粒阻塞而降低其操作可靠性。另外，由于主体、环形活塞以及外壳是以同心方式安装的，因此其中心导槽的剖面面积会显著地减小。

而在发布于1984年第23号发明公告中的USSR发明人证书No.1099047，Cl.E21B33/12中所公开的封隔器则包括：一个具有径向导槽的中空主体，其上安装有一个具有用于提供安装驱动(drive)所需空间，并以使其能够轴向运动的方式安置在主体内的封隔元件，以及一条在其低端被封闭(blankoff)且与一个套管柱(string)相连，同时配备有两行用于柱内空间分别与封隔器上方的环面以及密封元件的驱动之间的空间连通的径向导槽的中空轴。该种封隔器配备有一个用于容放径向导槽，安装在密封元件上方并与密封元件构成其中安装有弹簧加载的连接管套筒的内腔的外壳，封隔器上方空间与管内空间的连通是通过上述连接管套筒的导槽来实现的。

上述现有技术的封隔器的缺点在于其结构的复杂性，其结果是，由于油井液中的微粒可能会阻塞导槽“A”以及连通其内部空间与上部空间，以及上部与下部内腔的开口，会导致封隔器操作的可靠性降低。

从基本特性的角度看，与本发明最为相关的现有技术是发布于1987年第23号发明公告中的USSR发明人证书No.1240121，Cl.E21C37/07中所公开的一种承载元件(load-bearing)，其包括：多个其内表面为斜面(bevel)的可膨胀颊板(expandable cheek)，安装在可膨胀颊板之间，并使其倾斜面与可膨胀颊板的斜面靠接在一起的梯形嵌入物，纵向排列在可膨胀颊板与上述嵌入物之间的弹性管状内腔(chamber)，具有用于连接用于向管状内腔馈送工作试剂的导管的圆柱锁定端法兰。承载元件配备有具有以同轴方式安装在锁定法兰与可膨胀颊板端面之间间隙中的管状内腔上的环形弹性密封。锁定法兰被安装在可膨胀颊板之间，在其外圆柱表面以及可膨胀颊板的内表面上分别加工有用于相互啮合的凹槽以及配合凸起(matingprojection)。

上述承载元件被用来将岩石或其他巨石物(monolithic obiect)破碎成石块。其目的是为了将靠近的岩石分解，而不是被固定到油井壁上来密封油井空隙，因此不能被直接用作封隔器，具体原因是由于可膨胀颊板与嵌入物之间存在的间隙，会妨碍沿其配合外表面和油井表面进行密封。另外，为了分解岩石，需要作用在岩石上的集中作用力，因此其外表面并不是在其整个周长上都与岩石相毗连的，所以接触面积必定会很小。正是上述这些特点使得其不能直接被用作封隔器。

作为适用于发布于1969年第29号发明公告中的USSR发明人证书No.252244，Cl.E21B中所公开的封隔器的将其固定于油井内的方法，包括如下步骤：通过相对另一部件滑移其某个组成部件来楔入(wedge out)封隔器的密封元件，所被滑移的各封隔器元件均具有圆锥面(在纵向断面(section)，两个相邻元件具有一个倾斜接触面，每个元件均被加工成三角形形状，相邻两个元件中的一个元件的底边(base)朝向油井的井壁，而相邻元件中的另一个元件的底边则朝向油井的中心纵向轴)。为了抽出封隔器，其将被向上拉，销钉将被切断，并由此减小封隔器的剖面面积。

上述方法的缺点在于，由于上述结构形式下的封隔器的半径较大，会使得在抽出封隔器时比较困难，这是由于其采用的是彼此推靠在一起的圆锥体断面，从而使得封隔器的剖面面积变大而不易抽出。仅仅通过楔入处理，并不能将封隔器的剖面面积减小到适于将封隔器可靠地从油井中抽出的程度。