[发明专利]高温高压持久性胶体密封件

说明书

本发明公开了高温高压持久性胶体密封件，包括设置在中心管和套管之间的筒体，所述筒体包括内封段、外封段，所述内封段的一端开有一个环形凹槽、另一端与中心管连接，所述外封段的一端设置有一个安装头、另一端与套管接触，所述安装头与环形凹槽匹配；还包括强化管套、若干个固定鞘，所述强化管套套在筒体外侧且与筒体外壁过盈配合，所述固定鞘的一端卡在强化管套内、另一端穿过外封段卡在内封段内，所述固定鞘的中心线与筒体的中心线相互平行。本发明解决了现有的胶筒使用寿命较短，更换时对整个胶筒进行更换容易造成材料浪费的问题。

技术领域

本发明涉及石油封隔器配件，具体涉及高温高压持久性胶体密封件。

背景技术

封隔器是指具有弹性密封元件，并借此封隔各种尺寸管柱与井眼之间以及管柱之间环形空间，并隔绝产层，以控制产(注)液，保护套管的井下工具。一般是在采油工程中封隔器用来分层，封隔器上设计有采油通道，坐封时，活塞套上行，采油通道被打开；坐封后，上层压力作用在平衡活塞上，向上推胶筒，使解封销钉免受剪切力；解封时，靠胶筒与套管的摩擦力剪断解封销钉，活塞套下行，关闭采油通道。封隔器减少了油井封隔器堵水施工工序，能方便地实现不压井不放喷作业，并且能双向承受高压，使用寿命长。油田常用的皮碗封隔器为自封式。其皮碗外径大于套管内径，靠皮碗与套管的过盈配合来实现封隔器的密封，下井时阻力大，皮碗易磨损和刮坏，从而失去密封性。而封隔器的胶筒一般弹性复合材料制备而成，可分为强制型、自封型和复合型等，强制型中的压缩式封隔器胶筒是使用的最为广泛的一种；作为封隔器的关键的弹性体密封件，其位于油管和管套之间，座封时承受轴向载荷产生径向的形变，胶筒外壁与套管壁产生接触压力，封隔环空，可实现分层注水、酸化、压裂等工艺，其质量的好坏直接影响到井上工具性能的高低。

胶筒在实际使用时，胶筒在轴向压缩力的作用下，胶筒的工作面完全与套管壁相接触轴向压缩量达到最大值，其肩部形成应力集中，容易变形损坏，导致密封失效；所以胶筒的使用寿命较短，需要频繁更换。现有技术中，当胶筒失效时，现有技术中通常对整个胶筒进行更换，而胶筒与中心管接触的一端由于在整个工作过程中受压力小，强度更高，其弹性仍处于正常范围值，仍可使用，所以对整个胶筒进行更换容易造成材料的浪费，非常不经济环保。

发明内容

本发明的目的在于提供高温高压持久性胶体密封件，解决现有的胶筒使用寿命较短，更换时对整个胶筒进行更换容易造成材料浪费的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

高温高压持久性胶体密封件，包括设置在中心管和套管之间的筒体，所述筒体包括内封段、外封段，所述内封段的一端开有一个环形凹槽、另一端与中心管连接，所述外封段的一端设置有一个安装头、另一端与套管接触，所述安装头与环形凹槽匹配；还包括强化管套、若干个固定鞘，所述强化管套套在筒体外侧且与筒体外壁过盈配合，所述固定鞘的一端卡在强化管套内、另一端穿过外封段卡在内封段内，所述固定鞘的中心线与筒体的中心线相互平行。进一步的，针对现有技术问题，本发明设计了一种新型的胶筒，整个胶筒筒体由两段拼接组成，一个与套管接触的外封段、一个与中心管接触的内封段，外封段上的安装头坐落在环形凹槽内；在筒体外设置一个强化管套，利用强化管套将外封段与内封段连接处的缝隙进行密封，并采用固定鞘将强化管套、外封段、内封段固定为一体。当与套管壁接触的外封段磨损后，只需替换外封段即可，通过以上结构解决了现有的胶筒使用寿命较短，更换时对整个胶筒进行更换容易造成材料浪费的问题。另外，强化管套还增强了筒体的刚性，对筒体起进一步保护作用，延长胶筒的使用寿命。

优选的，所述外封段内还设置有一个空心橡胶球，所述空心橡胶球的直径与外封段内径等大。进一步的，当筒体承受轴向荷载时，空心橡胶球受压产生径向形变对外封段内侧壁产生挤压，同时强化管套受到液体的径向挤压，也对外封段施加一个径向压力，在两个径向压力的作用下，外封段两端朝向套管方向移动，与套管贴合的更加紧密，提高了本发明的密封效果。