[发明专利]一种扩张式封隔器及其使用方法

说明书

本发明涉及石油装备技术领域，尤其涉及一种扩张式封隔器及其使用方法，扩张式封隔器包括中心管，所述中心管两端分别螺纹连接连接头，所述连接头与所述中心管形成环形空间，所述环形空间内固定设有与所述中心管外侧壁紧密贴合的密封环，所述密封环的外侧壁连接胶筒的两个自由端，所述胶筒呈折叠的环状，并与所述密封环共同形成密封的储液腔，所述胶筒轴向延伸出所述环形空间，远离所述连接头的一端形成一个弯折部，所述中心管上设有第一通孔，所述密封环上设有连通所述第一通孔和所述储液腔的第二通孔。本发明提供的扩张式封隔器，密封稳定性好，胶筒拆装方便，密封时承受压差能力强。

技术领域

本发明涉及石油装备技术领域，尤其涉及一种扩张式封隔器及其使用方法。

背景技术

封隔器是一种具有弹性的密封工具，用以封隔各种尺寸管柱与井眼之间以及管柱之间的环形空间，隔绝产层，保护套管的井下工具。根据胶筒的膨胀方式不同，封隔器可分为压缩式封隔器和扩张式封隔器。其中，扩张式封隔器主要包括：依次套接在中心管外部的上接头、扩张式胶筒和下接头，在该中心管与扩张式胶筒的套接面上设置有进液孔，液体经扩张式封隔器中心管上的座封通道进入中心管和胶筒之间的间隙，使具有弹性的胶筒扩张，直径增大，直至胶筒外径紧密贴合在套管内壁上，套管内径和封隔器外径的环形空间被胶筒隔开，完成座封。当扩张式封隔器完成预计封隔工作周期后，需要将封隔器解封，然后提出井外。解封时，将中心管内压力泄掉，扩张式封隔器胶筒在自身弹性作用下回弹，将胶筒和中心管间液体排回到中心管内腔，胶筒直径恢复到座封前状态，完成解封。

现有技术中的扩张式封隔器存在以下问题：

1、常见扩张式封隔器胶筒与中心管硫化为一体，液体通过中心管侧壁过液孔进入中心管与胶筒之间的间隙，使具有弹性的胶筒扩张，在实际使用过程中常出现胶筒撕裂开缝、硫化处脱离等情况，导致密封失效；

2、由于油气层的深度越来越深，扩张式封隔器的上下形成的压差也越来越大，现有的封隔器承受压差的能力有限，扩张式胶筒可能过度形变，或者产生蠕动，容易出现封隔器失封现象，造成经济损失。

发明内容

为解决上述技术问题至少之一，本发明提供一种扩张式封隔器，包括中心管，所述中心管两端分别螺纹连接连接头，所述连接头与所述中心管形成环形空间，所述环形空间内固定设有与所述中心管外侧壁紧密贴合的密封环，所述密封环的外侧壁连接胶筒的两个自由端，所述胶筒呈折叠的环状，并与所述密封环共同形成密封的储液腔，所述胶筒轴向延伸出所述环形空间，远离所述连接头的一端形成一个弯折部，所述中心管上设有第一通孔，所述密封环上设有连通所述第一通孔和所述储液腔的第二通孔。

优选的，所述中心管两端分别设有径向内凹的台阶部，所述密封环套设于所述台阶部上，其外径与所述中心管的最大外径尺寸一致，所述环形空间由内至外分别包括密封环空间和胶筒空间，所述密封环空间与所述密封环尺寸一致，初始状态下，所述胶筒位于所述环形空间内的部分填满所述胶筒空间，延伸出所述环形空间的部分紧贴所述中心管，两个所述胶筒的弯折部互相抵接。

优选的，所述密封环的外侧壁上设有两个环形凹槽，两个所述环形凹槽位于所述第二通孔的上下两侧，所述环形凹槽远离所述第二通孔的一端设有嵌入槽；所述胶筒的自由端设有环状凸缘，所述胶筒的自由端密封嵌入所述环形凹槽内，所述环状凸缘密封嵌入所述嵌入槽内。

优选的，所述第二通孔的轴向两侧分别设有第三通孔，所述嵌入槽的截面为球形，且球形截面的入口长度小于其最大直径，所述环状凸缘具有与所述嵌入槽相应的球形截面，所述环状凸缘内设有环形空腔，所述自由端上设有分别连通所述第三通孔和环形空腔的第四通孔。

优选的，所述连接头圆周等距铰接多个支撑杆，铰接处设有扭簧，所述扭簧一端连接所述连接头，另一端连接所述支撑杆，所述支撑杆紧贴所述胶筒延伸出所述环形空间的部分，并可随所述胶筒的膨胀，由竖直状态径向旋转至抵接套管内壁的水平状态。