一种金属扩张式裸眼封隔器制造技术

本发明专利技术提供一种金属扩张式裸眼封隔器，包括：中心管；膨胀筒，其两端分别通过第一密封组件和第二密封组件与中心管形成密封连接，在膨胀筒与中心管的径向之间形成密封腔体；形成于第一密封组件内的注液通道，注液通道连通中心管的内部流道和密封腔体；形成于第一密封组件内的压力补偿机构，压力补偿机构包括补液通道，处于金属扩张式裸眼封器上方的井筒环空通过补液通道与密封腔体连通；其中，通过井口打压能够使中心管内的液体通过注液通道进入密封腔体，使得膨胀筒径向扩张直至贴紧井壁而完成坐封，并能够在金属扩张式裸眼封隔器承受的上压大于密封腔体的压力时，通过压补液通道对密封腔体进行补液，以继续胀封金属扩张式裸眼封隔器。封隔器。封隔器。

【技术实现步骤摘要】
一种金属扩张式裸眼封隔器


[0001]本专利技术属于石油工业中完井
，具体涉及一种金属扩张式裸眼封隔器。

技术介绍

[0002]裸眼分段压裂是提高单井产量，实现单井上产的有效工艺之一。相较于压缩式裸眼封隔器，扩张式封隔器扩张比更大、密封段更长、井眼不规则适应性更强，在裸眼分层中具备更大的优势。
[0003]然而，随着超深井和干热岩的开发，对封隔器耐温要求达到了200℃以上。目前，现有的裸眼封隔器，大都以胶筒或者钢带式胶筒作为密封单元进行层间分隔，其耐高温高压性能以及可靠性均存在不足。例如，现有的裸眼封隔器密封件较多，导致耐温性能较差。密封胶筒内径较小，导致井下工具内通径小，不易大排量酸压，作业效率低。此外，现有的裸眼封隔器密封性较差，无法实现在高温环境下封隔器的持久有效密封，导致其可靠性差，无法满足高温高压井裸眼分段压裂需求。

技术实现思路

[0004]针对如上所述的技术问题，本专利技术旨在提出一种金属扩张式裸眼封隔器，该金属扩张式裸眼封隔器能够显著增强耐温性能，并能够大大提高封隔器承上压可靠性，能够实现高温环境下封隔器的持久有效密封。
[0005]为此，根据本专利技术提供了一种金属扩张式裸眼封隔器，包括：中心管；套设在所述中心管上的膨胀筒，所述膨胀筒的上下两端分别通过所述第一密封组件和第二密封组件与所述中心管形成密封连接，且所述第一密封组件与所述中心管固定连接，在所述膨胀筒与所述中心管的径向之间形成密封腔体；形成于所述第一密封组件内的注液通道，所述注液通道连通所述中心管的内部流道和所述密封腔体；以及形成于所述第一密封组件内的压力补偿机构，所述压力补偿机构包括补液通道，处于所述金属扩张式裸眼封器上方的井筒环空通过所述补液通道与所述密封腔体连通；其中，通过井口打压能够使所述中心管内的液体通过所述注液通道进入所述密封腔体，使得所述膨胀筒径向扩张直至贴紧井壁而完成坐封，并能够在所述金属扩张式裸眼封隔器承受的上压时大于所述密封腔体的压力时，通过所述压补液通道对所述密封腔体进行补液，以继续胀封所述金属扩张式裸眼封隔器。
[0006]在一个实施例中，所述膨胀筒包括金属内筒和套设在所述金属内筒上的橡胶外筒，所述橡胶外筒采用硫化方式附着于所述金属内筒的外表面上。
[0007]在一个实施例中，所述金属内筒包括处于轴向中部的膨胀段和处于两端的连接段，所述膨胀段的厚度设置成小于所述连接段的厚度。
[0008]在一个实施例中，所述膨胀段的内径设置成大于所述连接段的内径，且在所述膨胀段与所述连接段的连接处形成圆弧过渡。
[0009]在一个实施例中，所述金属内筒的外表面设有多个环形沟槽，多个所述环形沟槽在轴向上均匀间隔开分布。
[0010]在一个实施例中，所述第一密封组件包括上接头和套装在所述上接头上的上端环，所述上接头与所述中心管固定连接且形成密封，所述金属内筒的上端延伸至所述上接头与所述上端环之间且与所述上接头固定连接。
[0011]在一个实施例中，所述中心管的侧壁设有第一贯通孔，所述上接头内设有与所述密封腔体连通的第一流道孔，所述第一贯通孔与所述第一流道孔连通，从而形成所述注液通道。
[0012]在一个实施例中，在所述注液通道内设有第一单向阀。
[0013]在一个实施例中，所述上端环的侧壁设有第二贯通孔，所述上接头内还设有与所述密封腔体连通的第二流道孔，所述第二流道孔与所述第一流道孔在周向上错开分布，所述第二贯通孔与所述第二流道孔连通，从而形成所述补液通道。
[0014]在一个实施例中，在所述补液通道内设有第二单向阀。
[0015]在一个实施例中，所述第二密封组件包括下接头和套装在所述下接头上的下端环，所述下接头与所述中心管之间形成密封，所述金属内筒的下端延伸至所述下接头与所述下端环之间且与所述下接头固定连接。
[0016]在一个实施例中，所述下接头设有沿轴向贯穿的注液孔，用于向所述密封腔体内注入液体，所述注液孔的下端设有丝堵。
[0017]在一个实施例中，在所述膨胀筒的两端分别设有防突单元，所述防突单元包括第一防突环、第二防突环和第三防突环，所述第一防突环与相应的所述上端环或下端环接触，所述第三防突环包裹在所述橡胶外筒的轴向端部，所述第二防突环处于所述第二防突环与所述第三防突环之间。
[0018]在一个实施例中，所述第三防突环构造成能够适应所述膨胀筒的径向扩张而撑开，并始终包裹所述橡胶外筒的轴向端部。
[0019]与现有技术相比，本申请的优点之处在于：
[0020]根据本专利技术的金属扩张式裸眼封隔器采用的密封件少，能够有效提高其耐高温性能。并且，膨胀筒相对于全橡胶胶筒和钢带式胶筒壁厚更薄，内通径更大，易于大排量酸压，能够显著提高酸压效率。同时，金属扩张式裸眼封隔器通过压力补偿机构，显著提高了金属扩张式裸眼封隔器承上压可靠性。此外，金属扩张式裸眼封隔器实现了高温环境下封隔器的持久有效密封，能够满足高温高压井裸眼分段压裂需求。
附图说明
[0021]下面将参照附图对本专利技术进行说明。
[0022]图1示意性地显示了根据本专利技术的金属扩张式裸眼封隔器的结构。
[0023]图2示意性地显示了金属扩张式裸眼封隔器的坐封状态。
[0024]图3示意性地显示了图1所示金属扩张式裸眼封隔器中的防突单元的结构。
[0025]图4示意性地显示了图3所示防突单元的张开状态。
[0026]图5示意性地显示了金属扩张式裸眼封隔器的承下压状态。
[0027]图6示意性地显示了金属扩张式裸眼封隔器的承上压状态。
[0028]在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本专利技术的原理，并且未按实际比例绘制。
具体实施方式
[0029]下面通过附图来对本专利技术进行介绍。
[0030]为方便理解，在本申请中，将靠近井口的一端定义为上端、上游端或相似用语，而将远离井口的一端定义为下端、下游端或相似用语。同时，将沿着金属扩张式裸眼封隔器的长度方向称为纵向方向、轴向方向或类似用语，而与之垂直的方向称为横向方向、径向方向或类似用语。
[0031]图1示意性地显示了根据本专利技术的金属扩张式裸眼封隔器100的结构。如1所示，金属扩张式裸眼封隔器100包括中心管2、套装在中心管2上的膨胀筒3、分别设置在膨胀筒3的两端的第一密封组件4和第二密封组件5、注液通道，以及压力补偿机构8。膨胀筒3套设在中心管2上，且膨胀筒3的上端通过第一密封组件4与中心管2固定连接，并形成密封，膨胀筒3的下端通过第二密封组件5与中心管2形成密封连接。由此，在膨胀筒3与中心管2的径向之间形成了密封腔体6。注液通道形成于第一密封组件4内，注液通道连通中心管2的内部流道和密封腔体6。压力补偿机构8形成于第一密封组件4内，压力补偿机构8包括补液通道，处于金属扩张式裸眼封器100上方的井筒环空101(见图6)通过补液通道与密封腔体6连通。
[0032]当需要坐封金属扩张式裸眼封器100时，通过井口打压能够使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属扩张式裸眼封隔器，包括：中心管(2)；套设在所述中心管上的膨胀筒(3)，所述膨胀筒的上下两端分别通过所述第一密封组件(4)和第二密封组件(5)与所述中心管形成密封连接，且所述第一密封组件与所述中心管固定连接，在所述膨胀筒与所述中心管的径向之间形成密封腔体(6)；形成于所述第一密封组件内的注液通道，所述注液通道连通所述中心管的内部流道和所述密封腔体；以及形成于所述第一密封组件内的压力补偿机构(8)，所述压力补偿机构包括补液通道，处于所述金属扩张式裸眼封器上方的井筒环空(101)通过所述补液通道与所述密封腔体连通；其中，通过井口打压能够使所述中心管内的液体通过所述注液通道进入所述密封腔体，使得所述膨胀筒径向扩张直至贴紧井壁而完成坐封，并能够在所述金属扩张式裸眼封隔器承受的上压大于所述密封腔体的压力时，通过所述压补液通道对所述密封腔体进行补液，以继续胀封所述金属扩张式裸眼封隔器。2.根据权利要求1所述的金属扩张式裸眼封隔器，其特征在于，所述膨胀筒包括金属内筒(31)和套设在所述金属内筒上的橡胶外筒(32)，所述橡胶外筒采用硫化方式附着于所述金属内筒的外表面上。3.根据权利要求2所述的金属扩张式裸眼封隔器，其特征在于，所述金属内筒包括处于轴向中部的膨胀段和处于两端的连接段，所述膨胀段的厚度设置成小于所述连接段的厚度。4.根据权利要求3所述的金属扩张式裸眼封隔器，其特征在于，所述膨胀段的内径设置成大于所述连接段的内径，且在所述膨胀段与所述连接段的连接处形成圆弧过渡。5.根据权利要求2至4中任一项所述的金属扩张式裸眼封隔器，其特征在于，所述金属内筒的外表面设有多个环形沟槽，多个所述环形沟槽在轴向上均匀间隔开分布。6.根据权利要求2至4中任一项所述的金属扩张式裸眼封隔器，其特征在于，所述第一密封组件包括上接头(41)和套装在所述上接头上的上端环(42)，所述上接头与所述中心管固定连接且形成密封，所述金属内筒的上端延伸至所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖洪千，杨德锴，张瑞，李夯，阮臣良，陈武君，邵志香，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：