自脹封堵器的制造方法
【專利摘要】本發明屬于油田井下工具領域，尤其涉及一種自脹封堵器，包括中心管、膠筒安裝套和膠筒，所述的中心管的上下兩端設置有油管螺紋，所述的膠筒安裝套的上下兩端焊接在中心管的外側，所述的膠筒包括固定膠筒和活動膠筒，二者均由膨脹橡膠制成，固定膠筒硫化在膠筒安裝套的上段，所述的活動膠筒套裝在固定膠筒的下側，活動膠筒的下側設置有膠筒擋環，膠筒擋環通過釋放銷釘固定在膠筒安裝套的外側，膠筒安裝套的下端設置有止退環，膠筒擋環與止退環之間設置有釋放滑動段，所述的膠筒安裝套的上段的外側加工有一組環形凸臺，所述的固定膠筒附著在環形凸臺上以及環形凸臺之間的膠筒安裝套區段上。
【專利說明】
自脹封堵器
技術領域
[0001]本發明屬于油田井下工具領域，尤其涉及一種自脹封堵器。
【背景技術】
[0002]隨著油田開發的不斷深入，油水井套管受土壤腐蝕、套管質量差、上扣扭矩不夠等因素導致套管在正常生產時的油氣水外漏。針對套管頭以下外漏井，目前采取的工藝是取換套或暫時性封堵，由于受大修施工隊伍不足及井場條件的限制，外漏井治理以暫時性封堵管柱居多，暫時性封堵管柱分為關井管柱及生產管柱兩種，暫時性封堵的生產管柱不可洗井，導致結蠟嚴重的井檢栗周期短，起管柱作業時洗井洗不通，給后續管理帶來困難。因此，設計可洗井簡易膨脹橡膠封堵器顯得尤為重要。
【發明內容】
[0003]本發明提供一種自脹封堵器，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0004]本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現:本發明提供了一種自脹封堵器，包括中心管、膠筒安裝套和膠筒，所述的中心管的上下兩端設置有油管螺紋，所述的膠筒安裝套的上下兩端焊接在中心管的外側，所述的膠筒包括固定膠筒和活動膠筒，二者均由膨脹橡膠制成，固定膠筒硫化在膠筒安裝套的上段，所述的活動膠筒套裝在固定膠筒的下側，活動膠筒的下側設置有膠筒擋環，膠筒擋環通過釋放銷釘固定在膠筒安裝套的外側，膠筒安裝套的下端設置有止退環，膠筒擋環與止退環之間設置有釋放滑動段，所述的膠筒安裝套的上段的外側加工有一組環形凸臺，所述的固定膠筒附著在環形凸臺上以及環形凸臺之間的膠筒安裝套區段上。
[0005]所述的中心管與膠筒安裝套之間的環形空間未完全被中心管與膠筒安裝套之間的焊縫封堵，所述的焊縫至少分為大小和形狀相同的三段，各段焊縫沿中心管的軸心均勻分布。所述的釋放滑動段內設置有橡膠環，橡膠環的邵氏硬度不大于80。所述的環形凸臺的高度有兩種，其中一種環形凸臺的高度不大于固定膠筒最大厚度的三分之一，另一種環形凸臺的高度不小于固定膠筒最大厚度的三分之二。所述的固定膠筒與活動膠筒的長度比為2:1。
[0006]本發明的有益效果為:
[0007]1、本發明采用雙層管結構，外層的膠筒安裝套上硫化膨脹橡膠，膠筒安裝套和中心管之間留有洗井通道，中心管與油管管柱連接，下至外漏深度，膨脹橡膠遇水膨脹后實現對套管漏點的封堵，在對套管進行封堵的同時，實現了可洗井功能。2、工作狀態下，兩部分膠筒均遇水膨脹，起封堵作用，保證封堵效果。在上提解封時，由于密封面比較大，膠筒與套管之間的摩擦力很大，如果膠筒全部為固定膠筒，上提管柱時需要的拉力較大，施工難度也較大。本發明將膠筒分為固定膠筒和活動膠筒兩部分，上提解封時，與固定膠筒相比，活動膠筒在摩擦力的作用下更容易被撕裂破壞，從而降低了上提管柱時的拉力，降低了施工難度。3、本發明對固定膠筒和活動膠筒的長度比進行了限定，如果長度比過大，即固定膠筒過長，活動膠筒過短，活動膠筒所起到的降低解封拉力的作用不明顯，難以顯著降低施工難度;如果長度比過小，即固定膠筒過短，活動膠筒過長，膠筒坐封力便會降低，難以保證坐封的牢固性。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發明的結構示意圖；
[0009]圖2是圖1的俯視圖。
[0010]圖中:1-止退環，2-橡膠環，3-膠筒擋環，4-活動膠筒，5-固定膠筒，6-環形凸臺，7_膠筒安裝套，8-中心管，9-釋放銷釘，10-油管螺紋，11-焊縫。
【具體實施方式】
[0011]以下結合附圖對本發明做進一步描述:
[0012]實施例一:
[0013]本實施例包括中心管8、膠筒安裝套7和膠筒，所述的中心管8的上下兩端設置有油管螺紋10。
[0014]所述的膠筒安裝套7的上下兩端焊接在中心管8的外側，形成雙層管結構，外層的膠筒安裝套7上硫化膨脹橡膠，膠筒安裝套7和中心管8之間留有洗井通道，所述的中心管8與膠筒安裝套7之間的環形空間未完全被中心管8與膠筒安裝套7之間的焊縫11封堵，以使洗井通道暢通。施工時，中心管8與油管管柱連接，下至套管外漏深度，膨脹橡膠遇水膨脹后實現對套管漏點的封堵，在對套管進行封堵的同時，實現了可洗井功能。
[0015]所述的焊縫11至少分為大小和形狀相同的三段，各段焊縫11沿中心管8的軸心均勻分布。焊縫11采用分段式分布，使得中心管8與膠筒連接套7的連接處的受力更均勻，從而削弱了焊接處的應力集中現象，增強了連接強度。另外，至少三段焊縫11之間，可形成至少三個過液孔，在某一個過液孔被雜物堵住時，另外兩個過液孔仍然可以保證洗井通道的暢通。
[0016]所述的膠筒包括固定膠筒5和活動膠筒4，二者均由膨脹橡膠制成，固定膠筒5硫化在膠筒安裝套7的上段，所述的活動膠筒4套裝在固定膠筒5的下側。工作狀態下，兩部分膠筒(固定膠筒5和活動膠筒4)均遇水膨脹，起封堵作用，保證封堵效果。在上提解封時，由于密封面比較大，膠筒與套管之間的摩擦力很大，如果膠筒全部為固定膠筒5，上提管柱時需要的拉力較大，施工難度也較大。本發明將膠筒分為固定膠筒5和活動膠筒4兩部分，上提解封時，與固定膠筒5相比，活動膠筒4在摩擦力的作用下更容易被撕裂破壞，從而降低了上提管柱時的拉力，降低了施工難度。
[0017]活動膠筒4的下側設置有膠筒擋環3，膠筒擋環3通過釋放銷釘9固定在膠筒安裝套7的外側。膠筒擋環3的功能有兩個，一方面，膠筒擋環3可對活動膠筒4進行限位，防止其從膠筒安裝套7上脫落;另一方面，上提油管管柱解封時，雖然活動膠筒4已被破壞，但由于膠筒擋環3被卡住時，解封拉力仍然過大導致難以解封時，膠筒擋環3可在上提拉力的作用下剪斷釋放銷釘9向下移動，實現解封。保證了本發明的可解封性。
[0018]膠筒安裝套7的下端設置有止退環I，其作用是防止解封后膠筒擋環3落入井中對井下施工造成不良影響。
[0019]膠筒擋環3與止退環I之間設置有釋放滑動段，釋放滑動端為膠筒擋環3提供了解封時的活動空間。所述的釋放滑動段內可設置橡膠環2，橡膠環2將釋放滑動段填滿，可防止石塊等物品卡在釋放滑動段內而影響膠筒擋環3的釋放，從而進一步消除了本發明不能解封的隱患。橡膠環2的邵氏硬度不大于80，使得橡膠環2對膠筒擋環3的支撐力足夠小，從而避免了橡膠環2對膠筒擋環3的支撐力對膠筒擋環3下移的限制作用，避免了解封拉力的不必要浪費。
[0020]所述的膠筒安裝套7的上段的外側加工有一組環形凸臺6，所述的固定膠筒5附著在環形凸臺6上以及環形凸臺6之間的膠筒安裝套7區段上。環形凸臺6的設置，增強了固定膠筒5在膠筒安裝套7上的附著力，從而增加了硫化連接的強度，防止固定膠筒5在外力作用下與膠筒安裝套7脫離，避免本裝置損壞。
[0021]所述的環形凸臺6的高度有兩種，一種環形凸臺6的高度不大于固定膠筒5最大厚度的三分之一，在起到增強固定膠筒5的附著力的作用的同時，使此種環形凸臺6的最高處的固定膠筒厚度不至于過小，從而保持了固定膠筒5的整體性；另一種環形凸臺6的高度不小于固定膠筒5最大厚度的三分之二，此種環形凸臺6數量較少(數量不大于前一種的二分之一)且沿軸向均勻設置，由于其高度較高，在起到增強固定膠筒5的附著力的作用的同時，還可對膠筒的膨脹方向進行引導，以使膠筒沿徑向膨脹，增大了膨脹后的膠筒對套管的壓力，從而進一步增強了封堵效果。
[0022]所述的固定膠筒5與活動膠筒4的長度比為2:1。對固定膠筒5和活動膠筒4的長度比進行了限定，如果長度比過大，即固定膠筒5過長，活動膠筒4過短，活動膠筒4所起到的降低解封拉力的作用不明顯，難以顯著降低施工難度;如果長度比過小，即固定膠筒5過短，活動膠筒4過長，膠筒坐封力便會降低，難以保證坐封的牢固性。
[0023]上述方案中的膨脹橡膠的性能為:抗張強度為6.2MPa，斷裂伸長率為755%，邵氏硬度為63，吸收膨脹率為350%。膨脹橡膠具有適宜的強度、硬度、斷裂伸長率和吸收膨脹率，可兼顧封堵效果與坐封強度，使本發明更具實用價值和經濟價值。
【主權項】
1.一種自脹封堵器，包括中心管(8)、膠筒安裝套(7)和膠筒，其特征在于:所述的中心管(8)的上下兩端設置有油管螺紋(10)，所述的膠筒安裝套(7)的上下兩端焊接在中心管(8)的外側，所述的膠筒包括固定膠筒(5)和活動膠筒(4)，二者均由膨脹橡膠制成，固定膠筒(5)硫化在膠筒安裝套(7)的上段，所述的活動膠筒(4)套裝在固定膠筒(5)的下側，活動膠筒(4)的下側設置有膠筒擋環(3)，膠筒擋環(3)通過釋放銷釘(9)固定在膠筒安裝套(7)的外側，膠筒安裝套(7)的下端設置有止退環(I)，膠筒擋環(3)與止退環(I)之間設置有釋放滑動段，所述的膠筒安裝套(7)的上段的外側加工有一組環形凸臺(6)，所述的固定膠筒(5)附著在環形凸臺(6)上以及環形凸臺(6)之間的膠筒安裝套(7)區段上。2.根據權利要求1所述的一種自脹封堵器，其特征在于:所述的中心管(8)與膠筒安裝套(7)之間的環形空間未完全被中心管(8)與膠筒安裝套(7)之間的焊縫(11)封堵，所述的焊縫(11)至少分為大小和形狀相同的三段，各段焊縫(11)沿中心管(8)的軸心均勻分布。3.根據權利要求1所述的一種自脹封堵器，其特征在于:所述的釋放滑動段內設置有橡膠環(2)，橡膠環(2)的邵氏硬度不大于80。4.根據權利要求1所述的一種自脹封堵器，其特征在于:所述的環形凸臺(6)的高度有兩種，其中一種環形凸臺(6)的高度不大于固定膠筒(5)最大厚度的三分之一，另一種環形凸臺(6)的高度不小于固定膠筒(5)最大厚度的三分之二。5.根據權利要求1所述的一種自脹封堵器，其特征在于:所述的固定膠筒(5)與活動膠筒(4)的長度比為2:1。
【文檔編號】E21B33/122GK106014328SQ201610569602
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月19日
【發明人】席小平
【申請人】大慶市華禹石油機械制造有限公司