[发明专利]用于高温高压工况下的组合式封隔器及封隔方法

说明书

一种用于高温高压工况下的组合式封隔器及封隔方法，组合式封隔器包括金属封隔器、钻杆和橡胶封隔器，金属封隔器下端和钻杆相连，橡胶封隔器位于金属封隔器的下部，通过钻杆连接，在升温和加压初期，橡胶封隔器起主要封隔作用；在长期的高温高压工况下，橡胶封隔器和金属封隔器共同起封隔作用。本发明的组合式封隔器和井下加热器联合使用，组合式封隔器和井下加热器位于井筒中，井下加热器位于组合式封隔器下方，井下加热器所需的动力线和信号线穿过组合式封隔器。该组合式封隔器可实现在高温高压工况下的长时间封隔，适用于油页岩、稠油、重油等的开采。

技术领域

本发明属于近临界水原位裂解油页岩领域，涉及一种用于高温高压工况下的组合式封隔器及封隔方法。

背景技术

现有封隔器多为橡胶封隔器，金属封隔器较少，在高温工况下橡胶封隔器容易失效，封隔器作用的时间不能满足生产要求。

油页岩原位裂解注热开采工艺需要对油页岩层进行加热，为防止流体在注热井中形成冷热流体的自循环，需要将注热井井眼用封隔器隔开。在运用井下注热法或近临界水法开采油页岩时，要求封隔器能长时间在高温高压的工况下运行，现有的封隔器大多不能满足在高温高压工况下长期稳定运行的要求。而且井下注热法或近临界水法要求封隔器留出一定的空间用于通过井下加热器的动力线、信号线等线缆，因此依靠常规方式实现坐封较为困难。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种用于高温高压工况下的组合式封隔器及封隔方法，该组合式封隔器对采用近临界水法开采油页岩的注热井井眼能实现长效封隔。

一种用于高温高压工况的组合式封隔器，其包括金属封隔器、钻杆和橡胶封隔器，金属封隔器包括金属封隔器主体、第一上端盖、螺旋热敏金属条、第一下端盖、坐封环、密封盖、坐封销钉、坐封滑套、热敏坐封槽，橡胶封隔器包括,橡胶封隔器主体、坐封填料、导气管、上端盖、上端盖套、胶筒、钢套、下端盖、下端盖套、密封填料、密封盖、解封塞、密封环和解封阀；

金属封隔器主体上部设置有外螺纹，用于连接注气管；金属封隔器主体上端面开有半圆形环槽，用于穿过线缆，半圆形环槽设置有沉头螺钉孔，用于固定密封盖；上端面开有六个螺纹孔，用于固定上端盖。主体中部外缘有螺旋形的T型凸台，用于与螺旋形热敏金属条配合，实现封隔作用。

金属封隔器主体下部有四对对称开孔的热敏坐封槽，用于高温流体与坐封金属环直接作用，实现快速坐封。热敏坐封槽下部开有四对销钉孔，用于固定坐封滑套；

井下加热器所需的线缆穿过金属封隔器，先固定金属封隔器下端的密封盖，再从上部在线缆通道中填充密封填料，最后固定金属封隔器上端的密封盖，密封盖起到防止地下水等杂质进入封隔器主体使封隔器部分失效的作用，密封填料为水敏性填料。

将金属封隔器的第一下端盖固定，再将螺旋热敏金属条与金属分割器主体外缘的T型凸台配合；再将金属分割器的第一上端盖用螺栓固定，在金属分割器下部放置坐封环，挡住热敏坐封槽；再将坐封滑套用坐封销钉固定，坐封环为热敏金属环；坐封滑套为加重滑套，用于对橡胶封隔器实现坐封。

金属封隔器下端和钻杆相连，钻杆长度约为9米。

橡胶封隔器主体上部有公螺纹，与钻杆连接，公螺纹下部有外螺纹，与上端盖连接；下部有四个对称布置的解封阀，解封阀外侧焊接有导气管，便于解封时排除气体；解封阀下端设置有凸台，用于解封时限制解封塞的位置。橡胶封隔器主体下部有外螺纹，用于与下端盖连接。

上端盖与橡胶封隔器主体连接，钻杆下端和橡胶封隔器主体连接，将线缆穿过上端盖，再安装橡胶封隔器下端的解封阀，导气管焊接在解封阀处，钢套套在胶筒上，胶筒从橡胶封隔器下端套在导气管外侧，胶筒和橡胶分割器主体之间的环空填充有坐封填料，坐封时金属封隔器上的坐封环挤压坐封滑套，坐封滑套剪断坐封销钉，坐封滑套冲击橡胶封隔器的上端盖，使坐封填料产生氮气，实现橡胶封隔器的坐封。