[发明专利]一种封隔器用胶筒

说明书

技术领域

本发明涉及一种封隔器，具体是指一种封隔器用胶筒。

背景技术

封隔器是指具有弹性密封元件，并借此封隔各种尺寸管柱与井眼之间以及管柱之间环形空间，并隔绝产层，以控制产（注）液，保护套管的井下工具。一般是在采油工程中封隔器用来分层，封隔器上设计有采油通道，坐封时，活塞套上行，采油通道被打开；坐封后，上层压力作用在平衡活塞上，向上推胶筒，使解封销钉免受剪切力；解封时，靠胶筒与套管的摩擦力剪断解封销钉，活塞套下行，关闭采油通道。封隔器减少了油井封隔器堵水施工工序，能方便地实现不压井不放喷作业，并且能双向承受高压，使用寿命长。油田常用的皮碗封隔器为自封式。其皮碗外径大于套管内径，靠皮碗与套管的过盈配合来实现封隔器的密封，下井时阻力大，皮碗易磨损和刮坏，从而失去密封性。而封隔器的胶筒一般弹性复合材料制备而成，可分为强制型、自封型和复合型等，强制型中的压缩式封隔器胶筒是使用的最为广泛的一种；作为封隔器的关键的弹性体密封件，其位于油管和管套之间，座封时承受轴向载荷产生径向的形变，胶筒外壁与套管壁产生接触压力，封隔环空，可实现分层注水、酸化、压裂等工艺，其质量的好坏直接影响到井上工具性能的高低。

目前，市面上被广泛使用的小直径的封隔器胶筒，根据其使用环境及特点还存在着一定的缺陷，因其胶筒的耐差压性低，导致抗破坏性能下降，同时也严重影响了其使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种封隔器用胶筒，使得封隔器的内部结构更加简单合理，提高胶筒的抗破坏性。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种封隔器用胶筒，包括筒体和金属管头，金属管头设置于筒体的两端，所述筒体上依次设置有内胶层、支撑层和外胶层，内胶层的端部与金属管头连接，所述外胶层由多个自封单元组成，所述自封单元由一个梯形块和两个平行四边形块契合组成，在梯形块与平行四边形块连接处还设置有凹槽。本发明将传统的胶筒进行改进，在筒体上设置有多层结构，能够在承受轴向载荷产生径向的形变，使得胶筒外壁与套管壁产生接触压力，封隔环空，避免液体的渗透；胶筒在工作时放置于油管与套管之间，筒体两端的金属管头与套管连接，内胶层主要起到缓冲作用，减小在密封时筒体与套管壁之间的相互作用，外胶层上设置的自封单元可在筒体受到径向的应力时产生形变，梯形块与平行四边形块各自的形变量达到最大值后，会在轴向产生内部应力来与外力抗衡，而梯形块与平行四边形块之间相互契合，避免了内部应力的作用使得外胶层内部分子发生相对滑动，并且在设置的凹槽在对梯形块与平行四边形块之间的相互作用有一定的调节功能，进一步防止了胶筒的弹性模量的减少，保证了胶筒的密封效果，同时也避免了外胶层因内部应力的产生而受损，延长了胶筒的使用寿命。

所述筒体的端部设置为锥形，锥度为0.8~1.1。筒体的端部带有一定的锥度，能有效地改善胶筒的抗破坏性，提高其耐差压性能；当锥度低于0.8时，筒体容易过度磨损，当锥度高于1.1时，筒体的抗破坏性能提升不明显。

所述内胶层与外胶层均为MMg/NBR硫化胶。与炭黑/NBR相比，在过氧化物硫化体系下，甲基丙烯酸镁（MMg）可以增强丁晴橡胶（NBR），提高内胶层和外胶层的拉伸强度和扯断伸长率，使得胶筒的使用寿命加长。

所述内胶层的厚度与金属管头的厚度相同。内胶层的主要是为外胶层以及支撑板受力后提供一定的缓冲，内胶层的厚度与金属管头的厚度相同，可使得支撑板在受力产生一定的形变，避免支撑板的形变不足而产生的反作用力作用到外胶层上，减小外胶层的受力，降低外胶层的磨损。

所述支撑层为不锈钢板。支撑层作为外胶层的受力支撑点，不锈钢具有较高的强度以及耐侵蚀性能，可保证胶筒的稳定工作性能。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种封隔器用胶筒，包括筒体和金属管头，金属管头设置于筒体的两端，所述筒体上依次设置有内胶层、支撑层和外胶层，内胶层的端部与金属管头连接，所述外胶层由多个自封单元组成，所述自封单元由一个梯形块和两个平行四边形块契合组成，在梯形块与平行四边形块连接处还设置有凹槽；设置的凹槽在对梯形块与平行四边形块之间的相互作用有一定的调节功能，进一步防止了胶筒的弹性模量的减少，保证了胶筒的密封效果，同时也避免了外胶层因内部应力的产生而受损，延长了胶筒的使用寿命；

2、本发明一种封隔器用胶筒，筒体的端部带有一定的锥度，能有效地改善胶筒的抗破坏性，提高其耐差压性能；当锥度低于0.8时，筒体容易过度磨损，当锥度高于1.1时，筒体的抗破坏性能提升不明显；