[发明专利]钢管恢复膨胀式管外封隔器

说明书

技术领域

本发明涉及钻井完井专用工具技术领域中用于分段完井和层间封隔的管外封隔工具。

背景技术

套管外封隔器是石油固井、选择性完井作业过程中用来封隔套管与井壁之间环空的井下工具，通过依靠管外封隔实施层段分隔，可按层段进行作业和生产控制，从而有效实现对油气井分段开采和复杂地层的层间封隔。

现有的套管外封隔器主要由胶筒胀封和遇油遇水自膨胀两种方式实现管外封隔。胶筒胀封方式通过进入胶筒膨胀腔内的高压流体作用，使封隔器膨胀变形与井壁紧密接触形成密封。总体来说，现有套管外封隔器在复杂井下环境下封隔能力有限，容易封隔失效。专利CN102650202A提供一种以钻井液为膨胀介质的扩张压缩式封隔器；专利CN101255784提供一种以用水泥浆替代泥浆或者水为膨胀介质的水泥浆充填管外封隔器，其施工工艺较为复杂，若施工不当可能会造成水泥浆透过筛管污染地层，或者内管工具未及时提出被水泥浆固在井内，造成严重施工事故。专利CN102337855A提供了一种采用遇油自膨胀橡胶的预充填自膨胀封隔器，通过后期胶筒的遇油/遇水后发生膨胀以封隔地层，但其在高温高压条件下封隔效果有限，同时橡胶发生自膨胀后封隔强度也受到限制，难以封隔复杂地层。

常规套管外封隔器现已广泛应用于石油完井领域，进行筛管分段完井、层间封隔，保护并减少油层污染，并在一定程度上延缓水平井底水锥进；但仍存在封隔效果有限、封隔橡胶易损坏、封隔时效短等难题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种钢管恢复膨胀式管外封隔器，可通过液压力促使预先压缩的膨胀管恢复膨胀，依靠钢管和橡胶相结合的封隔方式，有效提高封隔压力和延长封隔时效，具有封隔封隔外径大、强度高等优势。

本发明是这样实现的：

钢管恢复膨胀式管外封隔器，包括基管、密封橡胶筒、固定接头、胶筒隔环、上接头和下接头，其特征是：基管外径向均匀固定有数根膨胀管，膨胀管预先压缩成近似双层钢板结构的空心管状，两侧加工成折叠弯头，折叠弯头内有折叠通孔，密封橡胶筒套装在膨胀管外侧，基管上加工有与折叠通孔相通的进液孔。 

上述方案还包括：

在基管外壁轴向上均匀加工有与膨胀管数量相同的弧形凹槽，相邻膨胀管上的两个折叠弯头置于其内，膨胀管两端通过固定接头连接在基管上，每根膨胀管至少采用一个销钉固定。

密封橡胶筒由胶筒隔环分隔成多段，形成多段膨胀腔。

所述膨胀管下端的固定接头与基管之间有一个液压腔，进液孔通过液压腔与折叠通孔相连。

所述的密封橡胶筒采用遇油/遇水自膨胀橡胶。

本发明的优点在于：

（1）采用恢复膨胀的钢管和密封橡胶代替常规的胶筒进行密封，膨胀管的抗外挤强度明显高于橡胶筒封隔，可为橡胶筒提供支撑力，从而有效提供地层封隔能力。

（2）膨胀管发生膨胀时，密封橡胶也随之膨胀，膨胀后膨胀管和密封橡胶可紧贴于井眼，顺应井壁封隔，可封隔外径范围较大，同时可以调节膨胀管长度来提高封隔效果。

（3）膨胀管胀封后不易发生橡胶回缩现象，封隔时效长，适用于筛管分段完井、膨胀筛管完井、选择性完井和层间封隔等领域。

附图说明

图1 是一种实施例的钢管恢复膨胀前管外封隔器示意图

图2是 一种实施例的恢复膨胀后的管外封隔器示意图

图3 是图1中恢复膨胀前的管外封隔器A-A截面图

图4 是图2中恢复膨胀后的管外封隔器B-B截面图

图中：1.基管，2.膨胀管，3.橡胶筒，4.固定接头，5.胶筒隔环，6.上接头，7.下接头，8.销钉，9.进液孔，10.压力腔，11.膨胀腔，12.弧形凹槽，13.折叠弯头，14.折叠通孔。

具体实施方式

现结合说明书附图，对本发明作进一步的描述。