[发明专利]一种金属密封分级注水泥器及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属密封分级注水泥器及使用方法，属于石油天然气勘探开发技术领域，用于高温高压油气井、储气库井分级注水泥的井下工具，主要是解决高温高压油气井分级注水泥器处泄漏问题。

背景技术

分级注水泥器是常用的一种井下固井工具，但目前的密封结构及密封方式均为橡胶“O”型圈密封。当分级注水泥器用于高温高压井、天然气井、储气库井固井时，其橡胶“O”型圈不能耐受高温、高压及天然气的窜漏，经常会出现密封失效的问题。此外，中石油钻井院设计了金属密封结构及密封方式的分级注水泥器（专利名称：一种分级注水泥器，专利申请号：201210375995.0），通过密封点附近的金属装置，实现拟合金属面的高应力塑性变形，达到金属对金属的密封，解决了对高温、高压环境的耐受问题，然而该设计对金属装置的密封面尺寸、形状要求严格，不易加工，生产制造费用较高。

国内外关于金属O型圈密封的分级注水泥器还属空白。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明提供一种金属密封分级注水泥器及使用方法。

一种金属密封分级注水泥器，由套管气密封扣、止退机构、金属O型密封圈、本体、关闭套、循环孔、堵盖和开孔套组成，套管气密封扣连接本体，本体的另一端连接开孔套，止退机构安装在本体与套管气密封扣连接的一侧，金属O型密封圈安装在套管气密封扣与本体之间，关闭套安装在本体中位于套管气密封扣与开孔套之间，循环孔和堵盖分别安装在本体上。

通过金属O型密封圈减小了高温、高压环境对密封效果的影响，有效阻止天然气的泄露。

一种金属密封分级注水泥器的使用方法，含有以下步骤；

现场使用时，先完成一级注水泥作业并碰压；继续升高压力或投开孔塞蹩压到设计值，剪断剪切销钉，8-开孔套下行，露出6-循环孔，可以循环及进行第二级注水泥作业，注水泥完毕投关孔塞，关孔塞座到5-关闭套上，5-关闭套下行，蹩压20MPa以上；在轴向压力作用下，3-金属O型密封圈对6-循环孔左右两端密封；此时的密封为金属O型圈密封，不会受高温、高压影响而失效，并能有效阻止天然气的泄漏。

通过把传统的橡胶O型密封圈替换为金属O型密封圈，以达到对高温高压环境下的密封作用。第二级注水泥及其之前的流程与普通分级注水泥器类似，当第二级注水泥关闭套关闭循环孔后，在胶塞碰压达到20MPa以上的高压时，通过金属O型密封圈，达到对循环孔的密封。这种密封方式可以避免受高温的影响而失效，也可以有效密封高压油、天然气等流体的泄漏。

金属O型密封圈的使用密封压力范围广（最高可达300MPa）、使用温度范围广（-250℃至1200℃），且在腐蚀性、放射性环境下仍能起到长时间密封效果。故选择金属O型密封圈作为高温高压井分级注水泥器的密封构建。

本发明的优点是用于高温高压井、天然气井、储气库井分级固井，防止分级注水泥器高温密封失效及天然气泄漏。通过金属O型圈耐高温、高压的特点，对原有工具进行了改进。与传统的橡胶O型圈分级注水泥器相比，克服了密封材料对井下高温、高压的耐受问题；与金属密封结构分级注水泥器相比，加工制作简单，成本低廉。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：

图1是本发明的初始结构示意图；

图2是一级注水泥后部件位置示意图；

图3是二级注水泥关闭套关闭循环孔后部件位置示意图；

图2中，和普通分级注水泥器类似，一级注水泥后，蹩压或投开孔塞（图中未显示），开孔套8右移，露出循环孔6，可以进行循环及第二级注水泥。

图3中，第二级注水泥完毕，投关闭塞（图中未显示），关闭塞（图中未显示）到达关闭套5位置，推动关闭套5右移，金属O型密封圈3对循环孔6左右两端密封，达到关闭套5与本体2之间的金属O型圈密封，防止高温、高压状况下油及天然气在循环孔7处的泄漏。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。