[发明专利]一种油井封隔器

说明书

技术领域

本发明涉及一种油田井下设备，特别涉及一种油井封隔器中膨胀套的材料组分。 

背景技术

遇水膨胀橡胶是一种新型的功能材料，它是在传统弹性基体上引入亲水性功能团或亲水性组分制成的。当与水接触时，水分子通过扩散及表面吸附作用进入到遇水膨胀橡胶内，进而与橡胶中的亲水性基团形成极强的亲和力。由于亲水性物质不断吸收水分，致使橡胶发生形变，当抗性变力和渗透压差达到平衡时，遇水膨胀橡胶保持相对稳定，达到弹性及以水止水的效果。 

目前采用的油井封堵技术专用工具封隔器有机械式、水力式、水力机械式、自封式等多种形式，结构比较复杂。为了简化油井封隔器的结构。近几年研究者们致力于研究新形势的油井封隔器。例如，CN1452686A中公开了一种利用橡胶材料制成的可膨胀元件，以及包覆在该可膨胀元件外面的外部保护套和加固件等来进行密封的油井封隔器，采用用橡胶不当会造成封隔器存在膨胀倍率不够大。利用膨胀橡胶制造油井封隔器的技术关键在于提高橡胶的吸油膨胀速度和膨胀倍率，以及满足井下苛刻工作环境的要求。 

现有油井封隔器所使用的遇水膨胀橡胶只有在较低的温度下才具有很 好的吸水性能，当温度大于30℃时，遇水膨胀橡胶的吸水率随着温度的上升而降低，当温度接近70℃时，几乎不吸水膨胀，因而大大降低了遇水膨胀橡胶在高温情况下几乎不膨胀，无法保证在高温情况下的吸水效果。因此对油井封隔器中的膨胀套的使用与制作尤为关键。 

发明内容

本发明为了解决在高温下油井封隔器的遇水膨胀橡胶效果差的问题，设计了一种油井封隔器中膨胀套的材料组分，通过本组分制备的膨胀套，不仅在70℃时还能保证良好的膨胀性能，而且通过合理的组分配比，在高温的水环境下还能保证膨胀套的硬度与强度，提高了使用寿命。 

本发明为实现发明目的采用的技术方案是，一种油井封隔器，结构中包括中空管芯、中空管芯的两端包裹有套管扣，中空管芯的外部包裹有挡环，中空管芯与挡环的中间部分填充有膨胀层，所述的膨胀套材料组分的重量百分比是： 

丙烯酸                          20-40％； 

丙烯酸钠                        20-45％； 

丙烯酰胺                        10-40％； 

耐高温改性单体与交联剂的和      10-30％； 

溶剂与分散剂的和                0.1-10％， 

将以上成分混合加入反应器中，搅拌升温后加入引发剂发生共聚反应，再过滤、甲醇洗涤干燥得吸水树脂粉体，然后将橡胶和吸水树脂粉体再开炼机上共混，加硫化配合剂得到耐温遇水膨胀橡胶。 

本发明通过上述各个组分的合理配比，能够保证在70℃左右温度膨胀 套的膨胀效果，通过膨胀提高了油井封隔器的吸水效率，增强了油井封隔器的止水效果；另外，在高温的水环境下还能保证膨胀套的硬度与强度，提高了使用寿命。 

附图说明

图1本发明的结构示意图。 

图中，1为管芯，2为挡环，3胀套，4为套管口。 

具体实施方式

一种油井封隔器，结构中包括中空管芯1、中空管芯1的两端包裹有套管扣4，中空管芯1的外部包裹有挡环2，中空管芯1与挡环2的中间部分填充有膨胀层3，所述的膨胀套3材料组分的重量百分比是： 

丙烯酸                      20-40％； 

丙烯酸钠                    20-45％； 

丙烯酰胺                    10-40％； 

耐高温改性单体与交联剂的和  10-30％； 

溶剂与分散剂的和            0.1-10％， 

将以上成分混合加入反应器中，搅拌升温后加入引发剂发生共聚反应，再过滤、甲醇洗涤干燥得吸水树脂粉体，然后将橡胶和吸水树脂粉体再开炼机上共混，加硫化配合剂得到耐温水膨胀橡胶。 

在具体制作过程中： 

上述的耐高温改性单体是乙酸乙烯酯、或甲基丙烯酸丁酯、或丙烯酸辛酯。 

上述的交联剂是N，N′-甲基双丙烯酰胺、或二乙二醇双丙烯酸酯、或 天然亲水性高分子化合物或其衍生物。 

上述的天然亲水性高分子化合物或其衍生物是羧甲基纤维素、或羟乙基纤维素、或甲基纤维素、或羟丙基纤维素。 

上述的分散剂是司班-60、或司班-80、或吐温-60、或吐温-80。