[发明专利]一种固井胶塞橡胶部件及其加固方法

说明书

本发明公开了一种固井胶塞橡胶部件及其加固方法。在所述橡胶部件的皮碗部件内植入有丝网骨架，皮碗与金属杆件接触的位置处丝网骨架从橡胶部件中延伸出来并与金属杆件连接，其中所述丝网骨架为网格编织形式的单层二维圆台结构或多层三维圆台结构，丝网骨架从橡胶部件中延伸出来的长度不小于皮碗高度的一半。该加固方法一方面是在胶塞橡胶部件高温成型时，在橡胶部件内埋入另一种材质的丝网作为骨架，以提高橡胶部件的抗拉、抗磨强度；另一方面还要使得橡胶部件内埋入的骨架丝网与胶塞的金属杆件牢固连接，以提高橡胶部件与金属杆件的抗脱落强度。

技术领域

本发明涉及石油固井领域，进一步地说，是涉及一种固井胶塞橡胶部件及其加固方法。

背景技术

固井流程中胶塞的使用至关重要，井内胶塞保持完整性对于固井的成功有重要意义。现有胶塞的设计主要有分体式和整体式两种，分体式主要是指橡胶部分和金属杆件两部分分别组装在一起；整体式主要是指经过高温整体硫化，使得橡胶部件和金属杆件整体成型。从现场应用情况来看，现有胶塞在使用过程中之所以经常会遇到橡胶皮碗耐磨性差，皮碗撕裂、脱落等胶塞失效的问题主要是因为现有胶塞的橡胶皮碗部分由于只是纯橡胶材质，该特点决定了其皮碗部分的强度低，易于损坏。

中国专利CN204716195U(高强度固井胶塞)涉及到的高强度只是在胶塞橡胶体的上面和下面增加了挂胶帆布，很有限的增强了胶塞断裂、打穿的强度。中国专利CN101332681(耐热、耐磨固井胶塞的制备方法)采用化学方式，优化现有的橡胶配方使得固井胶塞耐热、耐磨性提高。

发明内容

为了解决现有技术中存在的以上问题，本发明提供一种固井胶塞橡胶部件及其加固方法。该方法简单易行，成本低廉，与现有的固井胶塞相比，能够提高橡胶件本身抗撕裂、抗脱落的强度与耐磨程度，并加固橡胶件与金属杆件的连接强度。

本发明的目的之一是提供一种固井胶塞橡胶部件，在所述橡胶部件的皮碗部件内植入有丝网骨架，皮碗与金属杆件接触的位置处丝网骨架从橡胶部件中延伸出来并与金属杆件连接，

其中所述丝网骨架为网格编织形式的单层二维圆台结构或多层三维圆台结构，丝网骨架的强度不低于橡胶部件的强度，丝网骨架从橡胶部件中延伸出来的长度不小于皮碗高度的一半。

所述固井胶塞橡胶部件既可以是分体结构的固井胶塞橡胶部件，也可以是整体结构的固井胶塞橡胶部件。

本发明优选的，

所述丝网骨架是在胶塞橡胶部件高温成模的过程中植入的，丝网骨架材料具有一定强度并耐高温高压，该材料要保证在井底温度和井底压力的工况下(温度100℃-200℃和压力50MPa-150MPa)能够具有不低于与其接触的橡胶材料的强度和韧性，并与橡胶体能较好胶结。该材料可以是某种金属、合金材料或非金属材料(例如各类工程塑料)，优先选自铝、铝合金、钢或铁中的至少一种。

丝网骨架的网格形状可以采用不同的形状，网孔大小保证均匀，这样整体的丝网骨架才能够受力均匀，不易断裂，优选为圆形或多边形，多边形包括三角形、四边形、五边形、六边形等，更优选矩形、菱形、三角形、圆形。

所述丝网骨架的单根丝的形状、粗细也无特定要求，但要能够与所用橡胶牢固结合，而且适应井下工况的同时具有较好的强度和韧性，且要保证丝网骨架材料完全掩埋在橡胶部件中而不外露。丝网单根丝的截面形状优选是圆形、矩形等其他形状，或者丝网骨架的单根丝为螺线管形。