[发明专利]一种适用于高温高压施工条件下的四级压缩式封隔器

说明书

技术领域

本发明涉及一种封隔器，具体地说，是涉及一种适用于高温高压施工条件下的四级压缩式封隔器。

背景技术

封隔器是油田井下采油的一种关键工具，广泛使用于油田分注、分层改造、压裂、分层采油、机械管道堵水等多种作业目的需要。 

胶筒和密封圈作为封隔器的主要组成部分，它们的密封性能直接影响到封隔器的正常使用效果及使用寿命等，因而在封隔器中起着决定性的作用。胶筒在高温环境中承受较高压差时，胶筒肩部易被压裂，使胶筒密封失效；密封圈则在高温高压下会容易发生形变，不能很好地填补缸套与活塞之间的间隙，以便对封隔器进行有效密封。上述两点缺陷也造成了在高温高压条件下，封隔器耐压差性能差，不能满足施工要求，并且使用寿命短。

因此，随着钻井深度的加大，井温和施工压力也随之增高，常规的压裂、酸化封隔器已无法满足苛刻的施工要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于高温高压施工条件下的四级压缩式封隔器，主要解决现有的封隔器在高温高压条件下难以满足施工要求的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种适用于高温高压施工条件下的四级压缩式封隔器，包括设有中心管、胶筒、缸套及至少为两个的密封圈的封隔器主体，所述胶筒和缸套均包覆在中心管外，所有的密封圈均设置在缸套中，还包括包覆在中心管外并用于封隔器压缩时确保胶筒密封性能的胶筒保护机构，以及设置在缸套中、用于辅助密封圈在高温高压施工条件下对缸套进行完全密封的辅助密封装置。

进一步地，本发明还包括设置在封隔器主体上、用于超高温高压条件下维持胶筒保护机构保护作用的胶筒肩部保护装置。

具体地说，所述胶筒保护机构包括均包覆在中心管外、且与胶筒紧密接触的上胶筒和下胶筒；所述上胶筒和下胶筒分别位于胶筒相对的两侧。

具体地说，所述辅助密封装置包括均设置在缸套中、且与密封圈紧密接触的左密封环和右密封环；所述左密封环和右密封环分别位于密封圈相对的两侧。

具体地说，所述胶筒肩部保护装置包括均设置在封隔器主体上的上扩张环、上保护碗、下扩张环和下保护碗；所述上保护碗设置在上胶筒末端，所述上扩张环与上保护碗相接触；所述下保护碗设置在下胶筒末端，所述下扩张环则与下保护碗相接触。

作为优选，所述上扩张环、上保护碗、下扩张环和下保护碗均由铜制成。

作为优选，所述上胶筒、胶筒和下胶筒由HNBR材料制成。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明设计合理，实用性强，效率高。

（2）本发明在常规封隔器基础上增设了胶筒保护机构和辅助密封装置，并采用四级压缩式结构，从而不仅能够在封隔器工作时提供更大的座封力，而且在高温高压环境下可以对胶筒及其肩部进行有效保护，确保其密封性，而辅助密封装置则可以配合密封圈对缸套进行有效的完全密封，试验表明，在高温高压施工条件下，本发明中的胶筒基本没有损坏，因而本发明不仅提高了封隔器的耐压差性能，满足苛刻环境下的施工要求，而且也延长了封隔器的使用寿命。

（3）本发明还设置了胶筒肩部保护装置，其可以维持胶筒保护机构的保护作用，解决超高温高压环境下由于胶筒保护机构保护作用减弱而发生胶筒肩部突出形变的问题，并防止胶筒被压裂，胶筒肩部保护装置的设置，不仅确保了胶筒保护机构的作用不被减弱，而且大大提高了胶筒的承压能力及密封的效果，从而也进一步延长了胶筒的使用寿命。

（4）本发明中的上扩张环、上保护碗、下扩张环和下保护碗均由铜制成，不仅具有良好的塑性，并且抗剪切能力强，因此，这也大大改善了胶筒的抗温抗压性能，能达到高温高压（例如180℃、70MPa）环境下的施工要求。

（5）本发明中的上胶筒、胶筒和下胶筒均优选由HNBR（即氢化丁腈橡胶）材料制成，由于氢化丁腈橡胶综合性能出色，具有良好的耐热、高强度、高撕裂、高耐磨性能，因而其可以使胶筒及其保护机构耐高温抗压的性能得到进一步的提高，使之完全适应施工环境的要求，从而进一步地优化了封隔器的整体性能。

（6）本发明性价比高，制造成本低廉，适合于油田井采油方面推广应用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中A处旋转后的放大示意图。

图3为图1中B处密封圈与辅助密封装置连接的放大示意图。

其中，附图标记对应的零部件名称为：