本发明涉及油气田设备,具体涉及一种具有高延展性能的裸眼封隔器密封组件。
背景技术:
1、水平井分段压裂裸眼封隔器完井技术是近年来油气井工程技术领域的一项新型的完井技术,其主要应用于非常规油气资源开采的定向井、水平井的压裂增产改造。在使用该技术时,可根据地层地质状况和储层开发的需要,采用裸眼封隔器将水平井分隔成若干段,实现分层作业,有针对性地对产层进行分段压裂,扩大油气产层的泄油面积,提高油气采收率,具有明显技术优势。
2、在水平井分段压裂裸眼封隔器完井技术中,裸眼封隔器是油气层分段压裂改造的技术关键装置,其能否封住裸眼环空等工作性能会直接影响分段压裂技术的实施。
3、但当井壁不稳定时,常规裸眼封隔器的密封效果不好,容易发生渗漏,由于裸眼井缺乏井壁衬管的支撑和保护,给井下工具带来一系列挑战。
4、为了解决这些问题,封隔器密封组件在面对裸眼井的特殊环境时需要具有良好的密封性能。首先,封隔器的尺寸和材质选择需要根据裸眼井的具体情况进行优化,以确保能够有效封闭井筒并承受相应的压力。其次,封隔器需要具备优异的封隔性能,能够有效阻止井内外流体的交流,以确保井筒的安全。
5、此外,为了提高操作可靠性,封隔器密封组件需要设计成易于操作和安装的形式,以便在井下工作时能够快速而可靠地进行安装和回收。抗渗漏能力也十分重要,它需要能够有效地阻止井壁漏失导致的压力变化和井下工具的受损。最后,设计还应考虑到井筒的环境条件,如温度、压力等因素,以确保其在各种工作条件下的可靠性和稳定性。
技术实现思路
1、本发明的目的就是针对上述技术的不足,提供一种具有高延展性能的裸眼封隔器密封组件,可以有效防止胶筒提前坐封,能够达到更好的密封性能,避免因使用不当或环境因素等导致的泄漏问题。
2、为实现上述目的,本发明所设计的具有高延展性能的裸眼封隔器密封组件,包括套设在芯轴上的中胶筒,还包括套设在所述芯轴上位于所述中胶筒两端的外胶筒,所述中胶筒的内壁上设有环形凹槽,所述环形凹槽内容置有承留环,所述外胶筒与所述中胶筒之间设有隔环,所述外胶筒的外侧设有推环,所述推环的外侧设有延展环,所述延展环朝内一侧设有内径逐渐增大的第一开口,所述推环朝外一侧与所述第一开口配合,朝内一侧设有内径逐渐增大的第二开口,罩在所述外胶筒上,所述推环与所述外胶筒之间垫有背圈,所述背圈罩住所述外胶筒的外端部,所述延展环和背圈均具有延展性。
3、优选地,所述中胶筒与所述隔环之间设有保护环,所述保护环罩住所述中胶筒的外端部。
4、优选地,所述隔环朝向所述外胶筒一侧设有直角台阶,所述外胶筒抵住所述直角台阶。
5、优选地,所述隔环朝向所述保护环一侧设有内径逐渐增大的第三开口,所述第三开口罩在所述保护环上,所述保护环与所述第三开口相匹配。
6、优选地,所述延展环、推环、背圈、隔环和承留环的材质为耐热钢、耐磨钢、不锈钢或碳钢。
7、优选地,所述中胶筒和外胶筒的材质为热塑性塑料、热固性塑料或弹性体塑料。
8、优选地,所述中胶筒和外胶筒的材质为丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氟橡胶、或ffkm。
9、优选地,所述保护环的材质为热塑性塑料、热固性塑料或弹性体塑料。
10、优选地,所述背圈上纵向均匀分布有“t”字的切缝,且切缝上下交错不连接。
11、优选地,所述背圈分为三层,内层没有切缝,包裹住所述外胶筒,中层根据整体尺寸设有若干切缝,外层设有切缝且与中层切缝相互均匀错开,外层的切缝之间还设有单根或多层加强筋连接,加强筋与背圈材质一致,加强筋的强度根据排液流量冲刷力的大小设计。
12、本发明与现有技术相比,具有以下优点:
13、1、能够实现优异的密封效果,在封隔器启动时,通过不同组件的配合,如延展环、推环、背圈、胶筒等,实现了逐步压缩和居中对齐,保证封隔器与井壁紧密贴合;
14、2、通过倒钩结构在防止挤压背圈和胶筒的同时,还提供了更好的抗挤出性能;
15、3、在裸眼环境下,通常会面临大环空的现实情况,在大环空下,由于需要较大的压缩比,中胶筒在压缩过程中可能会出现过度压缩并提前挤出的情况因此,在设计中需要考虑中胶筒的抗挤出保护,本发明在中胶筒的两端增加了一组保护环,这些保护环与芯轴连接,在外部延伸以保护住中胶筒的肩部,有助于提供中胶筒在大环空工况下的抗挤出保护;
16、4、采用切缝处理和加强筋连接的设计,确保封隔器在启动前不被提前挤压,同时在背圈启动时能够满足小坐封力的要求,这种均衡的启动力控制使得封隔器的操作更加可靠和稳定;
17、5、选用具有一定延展性和强度的金属材质,并结合耐特殊介质的有机高分子化合物,在高达204℃的密封环境中可以承受15k psi的压力,具备了强大的耐压能力;
18、6、无论是低压还是高压工况,都能实现可靠的气密封效果,增强了封隔器的适用性和灵活性,使其能够适应多种工况需求;
19、7、能够适用于不同磅级套管,可以有效防止胶筒提前坐封,并且具有较强的耐压能力和广泛的适应性,避免因使用不当或环境因素等导致的泄漏问题。
1.一种具有高延展性能的裸眼封隔器密封组件,包括套设在芯轴上的中胶筒(1),其特征在于:还包括套设在所述芯轴上位于所述中胶筒(1)两端的外胶筒(2),所述中胶筒(1)的内壁上设有环形凹槽(3),所述环形凹槽(3)内容置有承留环(4),所述外胶筒(2)与所述中胶筒(1)之间设有隔环(5),所述外胶筒(2)的外侧设有推环(6),所述推环(6)的外侧设有延展环(7),所述延展环(7)朝内一侧设有内径逐渐增大的第一开口(8),所述推环(6)朝外一侧与所述第一开口(8)配合,朝内一侧设有内径逐渐增大的第二开口(9),罩在所述外胶筒(2)上,所述推环(6)与所述外胶筒(2)之间垫有背圈(10),所述背圈(10)罩住所述外胶筒(2)的外端部,所述延展环(7)和背圈(10)均具有延展性。
2.根据权利要求1所述具有高延展性能的裸眼封隔器密封组件,其特征在于:所述中胶筒(1)与所述隔环(5)之间设有保护环(11),所述保护环(11)罩住所述中胶筒(1)的外端部。
3.根据权利要求1所述具有高延展性能的裸眼封隔器密封组件,其特征在于:所述隔环(5)朝向所述外胶筒(2)一侧设有直角台阶(12),所述外胶筒(2)抵住所述直角台阶(12)。
4.根据权利要求2所述具有高延展性能的裸眼封隔器密封组件,其特征在于:所述隔环(5)朝向所述保护环(11)一侧设有内径逐渐增大的第三开口(13),所述第三开口(13)罩在所述保护环(11)上,所述保护环(11)与所述第三开口(13)相匹配。
5.根据权利要求1所述具有高延展性能的裸眼封隔器密封组件,其特征在于:所述延展环(7)、推环(6)、背圈(10)、隔环(5)和承留环(4)的材质为耐热钢、耐磨钢、不锈钢或碳钢。
6.根据权利要求1所述具有高延展性能的裸眼封隔器密封组件,其特征在于:所述中胶筒(1)和外胶筒(2)的材质为热塑性塑料、热固性塑料或弹性体塑料。
7.根据权利要求6所述具有高延展性能的裸眼封隔器密封组件,其特征在于:所述中胶筒(1)和外胶筒(2)的材质为丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氟橡胶、或ffkm。
8.根据权利要求1所述具有高延展性能的裸眼封隔器密封组件,其特征在于:所述保护环(11)的材质为热塑性塑料、热固性塑料或弹性体塑料。
9.根据权利要求1所述具有高延展性能的裸眼封隔器密封组件,其特征在于:所述背圈(10)上纵向均匀分布有“t”字的切缝,且切缝上下交错不连接。
10.根据权利要求1所述具有高延展性能的裸眼封隔器密封组件,其特征在于:所述背圈(10)分为三层,内层没有切缝,包裹住所述外胶筒,中层根据整体尺寸设有若干切缝,外层设有切缝且与中层切缝相互均匀错开,外层的切缝之间还设有单根或多层加强筋连接,加强筋与背圈(10)材质一致,加强筋的强度根据排液流量冲刷力的大小设计。
