[实用新型]一种自膨胀封隔器

说明书

技术领域

本实用新型涉及油田井下工具领域，尤其涉及一种自膨胀封隔器。

背景技术

随着石油、天然气勘探的不断深入以及钻井工程技术的快速发展，我国稠油开发规模越来越大，而蒸汽吞吐和蒸汽驱技术是稠油开采的有效技术方法。注蒸汽管柱是蒸汽吞吐和蒸汽驱技术的重要装置，而热采封隔器是注蒸汽管柱的重要组成部件。通过在各段注汽的分界面之间采用热采管外封隔器进行封隔，避免因压力失衡而造成各段蒸汽互窜。

用于层间隔离的封隔器主要有机械压缩式、水力扩张式和自膨胀式三类。机械压缩式封隔器虽然可以在较短的密封长度内实现较大的封隔压差，但是其膨胀率较低，对井眼规则程度要求较高，并且因外径尺寸较大，导致机械压缩式封隔器在入井过程中存在遇阻风险。水力扩张式封隔器虽然膨胀率大，但是其需要入井工具坐封，且操作复杂，寿命短，密封能力低。相对于前两种封隔器，自膨胀封隔器具有明显的优点：1）因为无机械运动部件，所以不需要专门的坐封工具，适用于复杂油气井的完井作业；2）简化完井施工工艺，提高完井作业效率，降低完井成本；3）对不同井况的适应能力强；4）适合不规则井眼，橡胶具备自修复功能；5）橡胶膨胀过程不可逆、密封性能可靠、寿命长。

现有的自膨胀封隔器的结构如图1、图2所示，其中图2为图1局部放大的半剖视图。如图所示，现有的自膨胀封隔器通常包括接箍1、基管2、挡环3、膨胀胶筒4、密封圈5和卡环6。基管2上端螺纹连接有接箍1，基管2外壁套有膨胀胶筒4。膨胀胶筒4的两端分别固定有挡环3。挡环3的一端包在膨胀胶筒4的端部，并且挡环3通过设置在其与基管2之间的卡环6而固定在基管2上。当自膨胀封隔器受热后，膨胀胶筒4受热膨胀，形成密封。

但在膨胀胶筒4受热膨胀的同时，基管2会因受到轴向热应力的影响而发生伸缩变形。当基管2发生形变时，与基管2固定连接的挡环3会发生移动，使得设置在挡环3之间的膨胀胶筒4亦会移动。这导致了膨胀胶筒4的密封失效。

实用新型内容

本实用新型提供了一种自膨胀封隔器，其能够使自膨胀封隔器在热封后进行热采的过程中，膨胀胶筒与基管相对滑动。

本实用新型提出了一种自膨胀封隔器，包括：基管，在其管壁上设置有安装槽；膨胀胶筒，其套在基管的外壁上；以及设置在基管的外壁上的热补偿单元，热补偿单元包括：套在基管的外壁上的端环，与膨胀胶筒相连接且固定在端环的靠近膨胀胶筒的一侧上的压套，设于端环上的由热敏金属材料制成的膨胀环，径向地穿过膨胀环和端环而接合于安装槽内的紧固件，和弹性推动组件，弹性推动组件包括弹性件，以及能够通过弹性件的作用而推动膨胀环径向向外运动的推动件。

在一个实施例中，本实用新型的自膨胀封隔器进一步包括滑套，其设置在压套与基管之间，滑套的一侧与膨胀胶筒连接。

在一个实施例中，膨胀胶筒通过缠绕或挤注的方式与滑套硫化在一起。

在一个实施例中，本实用新型的自膨胀封隔器进一步包括密封组件，其设置在压套与基管之间，且位于滑套的远离膨胀胶筒的一侧。

在一个实施例中，端环的外径大于或等于膨胀胶筒的外径。

在一个实施例中，推动件的轴向截面具有朝向膨胀环渐缩的形状，并与膨胀环形成斜面式对接。

在一个实施例中，膨胀胶筒的两侧各设置有一个该热补偿单元。

在一个实施例中，膨胀环的两侧各设置有一个该弹性推动组件。

与现有技术相比，本实用新型提供的自膨胀封隔器在热采过程中，井内注入高温蒸汽，膨胀环在高温的作用下由硬变软。由于此前弹性件处于压缩状态，当膨胀环变软后，弹性件为推动件提供推力，推动件进一步挤压膨胀环。膨胀环受力变形，并对紧固件施加远离基管的力，紧固件受力脱离了安装槽，端环与基管间失去了紧固件的固定，端环则可以与基管在一定范围内产生相对滑动。当基管发生形变时，由于端环与基管可以相对滑动，与端环连接的膨胀胶筒则也可在一定范围内与基管产生相对滑动，所以当基管发生变形时，膨胀胶筒不会随基管发生移动，保持密封。

同时，由于在压套与基管之间且在滑套的非与膨胀胶筒连接的一侧内设置密封组件，能够防止井内的液体从滑套与基管的缝隙中渗入而导致的密封失效。

通过将端环的外径设置为大于或等于膨胀胶筒的外径，能够在自膨胀封隔器进入井下的过程中，保护膨胀胶筒，避免被井壁划伤。

附图说明

在下文中将基于仅为非限定性的实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1为现有的自膨胀封隔器的结构图；

图2为图1的局部放大的半剖视图；