[实用新型]一种用于酸化压裂的裸眼井封隔器

说明书

技术领域：

一种用于高温高难井酸化压裂的封隔器，主要用于该类井裸眼完井酸化压裂改造，属于石油天然气工业裸眼完井的井下工具制造领域。

背景技术：

随着钻井、完井技术的进步，超深井、大位移井、水平井、分支井等高温、高难井不断出现，这些井的酸化压裂改造，对井下工具特别是酸化压裂封隔器提出了越来越高的要求。主要体现在：必须适应井下高温环境(170～240℃)，必须适应裸眼井壁与油管之间较大的环空及地层非均质性造成的井壁不规则、井眼轨迹呈狗腿状弯曲等因素，必须满足管柱“下得去、封得住、解得开、取得出”的全面要求。所谓“下得去”，就是带有封隔器和其它井下工具的管柱能一下到位；所谓“封得住”，就是在需要坐封时，封隔器能如期坐封，封住管外环空，并承受50～70MPa的工作压力，压裂过后，在1～2年内承受产层油气压力；所谓“解得开”，就是在需要解封的时候，能结束坐封状态，胶筒得以部分回弹；所谓“取得出”，管柱所有刚性部件不得与井壁剐蹭受阻，管柱不发生脱落，完整取出。

现有封隔器，总是不能完全地、可靠地满足上述要求，其结果是，不论中外工具，都不可避免事故频发。究其原因，大致归结为：整体粗大，井筒通过性差；结构复杂、部件繁琐、易发生机械事故；需要认真应对的胶筒保护机构却相对苟简，不能对胶筒有效保护。

实用新型内容：

鉴于现有技术不能完全地、可靠地满足高温高难井酸化压裂作业的要求，本实用新型从两个方面解决问题。

1、机械方面。力求简捷短小，采用功能集约化设计，即对一种部件，赋予多种功能，封隔器零部件总数大为减少。本实用新型所述的封隔器只有16种主要部件：中心管36，上接头20，下接头1，液压缸3，活塞35，组合胶筒12，13，单向锁环4，锁套-盘托5，转叶组合件8，9，10，转叶调节环16，14，调节弹簧7，多功能环15，咬环18，加强环37，钢珠锁块17，支撑环16。

所述锁套-盘托是一种多功能部件，它的一端留有企口与活塞联接，在企口的适当位置再留出锁环腔——形成锁套，当活塞推进时，活塞端头推动锁套-盘托并推动锁环，使锁环滑过单向螺纹跳动前进，锁环腔的里端设有锥面，当锁套-盘托后退时，锥面压紧锁环，实现单向锁定功能。

它的另一端，内侧开有“L”形沟槽，与中心管配合，构成枢纽腔，转叶根部的圆柱头一旦装入枢纽腔，转叶就只能在一定角度内转动而不会脱出。

它的外缘，套有转叶调节环，在弹簧作用下，调整调节环位置，从而使转叶实现安装态，工作态两种状态。

所述转叶组合件由根部带有圆柱头的转叶骨干8、伸缩片9和挡片10组成，圆柱头被枢纽腔控制后，可作26～75°的旋转，分别对应安装态，工作态两种状态。具体转动的角度受胶筒和转叶调节环的控制。伸缩片，安装在转叶骨干的燕尾槽中，转叶遇阻时，伸缩片会向轴心收缩，避开阻力。挡片焊接(如电阻焊，氩弧焊)在转叶骨干上，其位置应满足转叶展开时的缝隙被挡片全遮盖。有了转叶组合件的保护，胶筒可以在径向发生较大变形而不损坏，因此，可以用较小刚径的封隔器，封住较大环空。

所述多功能环，其功能是：1、一端与锁套-盘托功能相似，即为转叶提供枢纽腔，并通过转叶调节环和调节弹簧对转叶旋转角度进行调控，实现安装态，工作态两种状态；2、实现上接头与中心管的密封连接；3、与钢珠锁块、加强环、支撑环配合，实现工作态的锁定；4、解锁后，多功能环能卡在咬环上，管柱仍保持连续，并能承受50～60T的拉力，保障管柱顺利提拉出井。

所述加强环是直接承受钢珠锁块巨大剪切力的部件，HRC应在40～50之间，确保封隔器不发生意外解封。

2、胶筒方面。如果仅从生胶化学结构看，耐热的硅橡胶、氟橡胶、氟硅橡胶、硅硼橡胶都能胜任160℃以上的高温，如：第5级(160～200℃)有MVQ硅橡胶，FKM氟橡胶，第6级(200～250℃)有MQ硅橡胶、MVPQ硅橡胶和FKM氟橡胶，第7级(＞250℃)有FKM氟橡胶和BQ硅硼橡胶。但是，作为井下使用的胶筒，就要针对井下工作条件，采取相应的技术对策。

引起井下胶筒老化的直接因素是高温，矿物油(含极性成分和非极性成分)，高温矿化水和机械应力特别是集中应力共同作用的结果。应对前3个因素措施是：选择主链链能大、双键被完全饱和的生胶，配合适当的硫化体系，保护体系和填充体系，最后在大吨位硫化机上硫化成型。如果没有机械应力的作用，胶筒可以长期工作。在机械应力特别是集中应力作用下，发生应力——化学反应：