專利名稱：耐高溫?zé)岵煞飧羝鞯闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及應(yīng)用于稠油熱采分段完井，解決需要分段改造或分段注汽的稠油
水平井中的套管外封隔問題的熱采封隔器，屬于石油開采設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
稠油水平井選擇性完井及分段完井工藝中套管外封隔問題是一直困擾完井工作 者的一大難題。這主要是因?yàn)樵诔碛退骄x擇性完井及分段完井過程中，需要向井下注 入大量高溫高壓的氣體，以使井下待開采的稠油稀釋從而便于開采。因此，該種稠油熱采開 采方式的開采效率有賴于保證井下開采環(huán)境的絕對(duì)密封，這樣才能使注入的高溫高壓氣體 有效地保持井下的高溫高壓環(huán)境。所以，用以實(shí)現(xiàn)井下密封的套管外封隔器的密封性是否 良好成為了該種開采方式的關(guān)鍵問題。 然而，現(xiàn)所普遍采用的熱采封隔器主要是設(shè)置有一層耐高溫高壓的橡膠套桶，通 過對(duì)該層橡膠套桶的擠壓、膨脹變形實(shí)現(xiàn)對(duì)井下環(huán)境的密封。這種實(shí)現(xiàn)方式的主要問題在 于過于依賴該層橡膠套桶中橡膠材料本身的耐高溫高壓的性能。但是，在實(shí)際使用中，由于 井下環(huán)境復(fù)雜，現(xiàn)有的熱采封隔器中所使用的橡膠套桶往往難以長(zhǎng)時(shí)間的保持其良好的密 封特性。這一問題嚴(yán)重影響了該熱采封隔器的使用效率。 鑒于以上問題，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種全新結(jié)構(gòu)的熱采封隔器，使之可以適應(yīng)在 熱采井中長(zhǎng)時(shí)間的工作，而同時(shí)保持良好的密封特性。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種應(yīng)用于稠油熱 采分段完井中，解決需要分段改造或分段注汽的稠油水平井中的套管外封隔問題的熱采封 隔器，使之可以適應(yīng)在井下高溫工況下長(zhǎng)時(shí)間的工作，而同時(shí)保持良好的密封特性。 本實(shí)用新型的目的是通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的 耐高溫?zé)岵煞飧羝?，其特征在于包括上接頭、一級(jí)液缸、第一膠桶、第二膠桶、 二級(jí)液缸、第三膠桶、三級(jí)液缸和下接頭； 所述上接頭和下接頭分別上下連接套管；該一級(jí)液缸一端與上接頭相連，另一端 與所述第一膠桶相連接；該三級(jí)液缸一端與下接頭相連，另一端與所述第三膠桶相連接； 所述第一膠桶與第二膠桶之間通過一檔環(huán)緊密相連；所述二級(jí)液缸用以連接所述第二膠桶 和第三膠桶。 所述一級(jí)液缸和三級(jí)液缸采用的是單向液缸；所述二級(jí)液缸采用的是雙向液缸； 該一級(jí)液缸的固定端與上接頭相連，活動(dòng)端與第一膠桶相連；該三級(jí)液缸的固定端與下接 頭相連，活動(dòng)端與第三膠桶相連。 所述第三膠桶的橡膠硬度大于第一和第二膠桶的橡膠硬度。 還設(shè)有一個(gè)坐封工具；所述坐封工具包括油管、定壓開關(guān)、油管絲堵和兩個(gè)管內(nèi) 膨脹工具；
3[0012] 所述油管用以向坐封工具內(nèi)輸入高壓液體；所述油管絲堵設(shè)置在油管的尾端，用 以實(shí)現(xiàn)油管密封；所述定壓開關(guān)設(shè)置在該油管上；所述兩個(gè)管內(nèi)膨脹工具分別設(shè)置在定壓 開關(guān)兩側(cè)；該定壓開關(guān)為一個(gè)根據(jù)設(shè)置壓力進(jìn)行開關(guān)控制的開關(guān)器件，當(dāng)其受到的壓力大 于設(shè)定壓力時(shí)則打開閥門，否則其閥門將處于關(guān)閉狀態(tài)；該管內(nèi)膨脹工具為一個(gè)液壓式膨 脹工具，當(dāng)其內(nèi)所充入液體壓力超過啟動(dòng)壓力后會(huì)使該液壓式膨脹工具膨脹變形；該坐封 工具設(shè)置在所述熱采封隔器的中心管內(nèi)；該兩個(gè)管內(nèi)膨脹工具分別位于所述上接頭和下接 頭處，該定壓開關(guān)設(shè)置于熱采封隔器內(nèi)；所述管內(nèi)膨脹工具的啟動(dòng)壓力小于該定壓開關(guān)的 設(shè)定壓力。 本實(shí)用新型的有益效果是 1、該耐高溫?zé)岵煞飧羝魍ㄟ^在第三膠桶的上側(cè)設(shè)置兩層起輔助作用的膠桶，以提 高熱采封隔器的密封性能和延長(zhǎng)膠皮的壽命。 2、該耐高溫?zé)岵煞飧羝魍ㄟ^對(duì)其內(nèi)坐封工具的巧妙設(shè)計(jì)和應(yīng)用，提高該熱采封隔 器使用的靈活性，坐封工具不屬于原管串，能下深至任何指定位置，保證封隔器能完全充分 脹封，可實(shí)現(xiàn)分段熱采等工藝作業(yè)。

圖1為耐高溫?zé)岵煞飧羝鞯慕Y(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為耐高溫?zé)岵煞飧羝髯夤ぞ叩慕Y(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。 圖1為本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的耐高溫?zé)岵煞飧羝鞯慕Y(jié)構(gòu)示意圖。該耐高溫?zé)岵煞飧?器包括上接頭1、一級(jí)液缸2、第一膠桶3、第二膠桶4、二級(jí)液缸5、第三膠桶6、三級(jí)液缸7 和下接頭8。 如圖所示，該耐高溫?zé)岵煞飧羝髟谑褂脮r(shí)呈豎直方向放置在裸眼中，所述上接頭1 和下接頭8分別上下連接套管。該一級(jí)液缸2 —端與上接頭1相連，另一端與所述第一膠 桶3相連接。該三級(jí)液缸7—端與下接頭8相連，另一端與所述第三膠桶6相連接。所述 第一膠桶3與第二膠桶4之間通過一檔環(huán)9緊密相連。所述二級(jí)液缸5用以連接所述第二 膠桶4和第三膠桶6。 在上述結(jié)構(gòu)的耐高溫?zé)岵煞飧羝髦?，本?shí)用新型不僅設(shè)置了等效于傳統(tǒng)熱采封隔 器中膠桶的第三膠桶6用以實(shí)現(xiàn)對(duì)裸眼的封隔，還在其上方設(shè)置了緊密相接的第一膠桶3 和第二膠桶4兩層膠桶。通過增設(shè)第一膠桶3和第二膠桶4兩層膠桶起到協(xié)助第三膠桶6 起到了完全封隔和耐高溫的作用。 在使用時(shí)，第一膠桶3、第二膠桶4和第三膠桶6三層膠桶在各個(gè)液缸的推動(dòng)作用 下產(chǎn)生形變，實(shí)現(xiàn)對(duì)裸眼的封隔作用。相較于現(xiàn)有單層膠桶實(shí)現(xiàn)封隔的結(jié)構(gòu)而言，本實(shí)用新 型所設(shè)計(jì)的熱采封隔器在第三膠桶6因高溫高壓作用密封性能下降的情況下，仍然具有第 一和第二膠桶實(shí)現(xiàn)封隔，從而保證了熱采作業(yè)的正常進(jìn)行，還確保該熱采封隔器可以在井 下長(zhǎng)時(shí)間的保持有效的封隔作用。另外值得一提的是，該增設(shè)的第一和第二膠桶是通過一 檔環(huán)9緊密相連的，其位置十分接近。這樣的結(jié)構(gòu)可以更為有效的阻隔由第三膠桶漏封的壓力氣體向上泄漏。 由于，上述各個(gè)膠桶主要是依靠受液缸的擠壓力變形實(shí)現(xiàn)封隔的。而由橡膠材質(zhì) 的變形規(guī)律可知，其在兩側(cè)同時(shí)受力的情況下形變較為明顯。據(jù)此，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的耐 高溫?zé)岵煞飧羝髌渲幸患?jí)液缸2和三級(jí)液缸7采用的是單向液缸，所述二級(jí)液缸5采用的 是雙向液缸。該一級(jí)液缸2的固定端與上接頭1相連，活動(dòng)端與第一膠桶3相連。該三級(jí) 液缸7的固定端與下接頭8相連，活動(dòng)端與第三膠桶6相連。 由上述可知，本實(shí)用新型中所述第三膠桶6為起主要作用的封隔膠桶，而第一膠 桶3和第二膠桶4具有作為對(duì)第三膠桶6的進(jìn)一步補(bǔ)充。由于，橡膠材料的物理性質(zhì)是硬 度越大其抗溫抗壓能力越強(qiáng)，但形變彈性越差；反之硬度越小其抗溫抗壓能力越差，但形變 彈性越強(qiáng)。鑒于橡膠材料的這一物理特性，以及前述各個(gè)膠桶的不同作用，因此本實(shí)用新型 中第三膠桶6的橡膠硬度和耐高溫程度要大于第一和第二膠桶的橡膠硬度和耐高溫程度。 除了通過液缸施加擠壓力使膠桶形變實(shí)現(xiàn)封隔外，現(xiàn)有技術(shù)一般還會(huì)在熱采封隔 器的中心管內(nèi)設(shè)置有坐封工具，用以向熱采封隔器內(nèi)充入高壓液體，推動(dòng)液缸移動(dòng)，使其對(duì) 膠桶施加橫向壓力，進(jìn)一步膨脹膠皮。傳統(tǒng)的坐封工具的結(jié)構(gòu)也有類似的結(jié)構(gòu)，我們將此類 坐封工具充分應(yīng)用于膨脹熱采封隔器，這個(gè)坐封方式可以達(dá)到分層熱采的目的，在不同的 井深位置，可以精確的將坐封工具下到指定位置，對(duì)封隔器進(jìn)行坐封。 而在本實(shí)用新型中，我們充分應(yīng)用了此坐封工具將其應(yīng)用到坐封熱采封隔器中。 圖2為該耐高溫?zé)岵煞飧羝髯夤ぞ叩慕Y(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該坐封工具包括油管21、 定壓開關(guān)22、油管絲堵23和兩個(gè)管內(nèi)膨脹工具24。所述油管21用以向坐封工具內(nèi)輸入高 壓液體。所述油管絲堵23設(shè)置在油管21的尾端，用以實(shí)現(xiàn)油管密封。所述定壓開關(guān)22設(shè) 置在該油管21上。所述兩個(gè)管內(nèi)膨脹工具24分別設(shè)置在定壓開關(guān)22兩側(cè)。該定壓開關(guān) 22為一個(gè)根據(jù)設(shè)置壓力進(jìn)行開關(guān)控制的開關(guān)器件，當(dāng)其受到的壓力大于某一設(shè)定壓力時(shí)則 打開閥門將其內(nèi)的高壓液體放出，否則其閥門將處于關(guān)閉狀態(tài)。該管內(nèi)膨脹工具24為一個(gè) 液壓式膨脹工具，當(dāng)其內(nèi)所充入液體壓力超過一定的啟動(dòng)壓力后會(huì)使該液壓式膨脹工具膨 脹變形。該坐封工具設(shè)置在所述熱采封隔器的中心管內(nèi)。該兩個(gè)管內(nèi)膨脹工具24分別位 于所述上接頭1和下接頭8處，該定壓開關(guān)22設(shè)置于熱采封隔器內(nèi)。所述管內(nèi)膨脹工具24 的啟動(dòng)壓力小于該定壓開關(guān)22的設(shè)定壓力。 上述結(jié)構(gòu)的坐封工具在坐封過程中，首先由油管向其內(nèi)充入壓力液體。當(dāng)液體壓 力大于管內(nèi)膨脹工具24的啟動(dòng)壓力時(shí)，高壓液體首先會(huì)使其液壓式膨脹工具膨脹變形，從 而密封熱采封隔器的上下接口，使得熱采封隔器內(nèi)形成一封閉環(huán)境。當(dāng)液體壓力進(jìn)一步提 高超過定壓開關(guān)22的設(shè)定壓力時(shí)，定壓開關(guān)22的閥門被打開，油管內(nèi)通入的高壓液體注入 熱采封隔器內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)前述各個(gè)膠桶的坐封。 這種結(jié)構(gòu)的坐封工具的好處在于操作簡(jiǎn)單，可在任何井深，下入到精確位置，坐封 完畢后提出，不影響原管串結(jié)構(gòu)，不需要改變?cè)┕すに嚒?綜上所述，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的耐高溫?zé)岵煞飧羝魇紫仁峭ㄟ^在第三膠桶的上側(cè) 設(shè)置兩層耐高溫和保證密封作用的膠桶，以提高熱采封隔器的密封性能和使用壽命。其次， 還通過對(duì)其內(nèi)坐封工具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，進(jìn)一步提高該熱采封隔器的密封性，只要井徑變 化率小于10%即可獲得良好的密封性能。坐封工具自成體系，與完井留井管串不相連，具有 可靠性和準(zhǔn)確性。能在275-36(TC的原油、水蒸汽環(huán)境下可靠長(zhǎng)時(shí)間工作。
5[0030] 因此，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員在上述設(shè)計(jì)思想之下，所做的任何不具有創(chuàng)造性的改造均應(yīng)視為在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求耐高溫?zé)岵煞飧羝?，其特征在于包括上接頭、一級(jí)液缸、第一膠桶、第二膠桶、二級(jí)液缸、第三膠桶、三級(jí)液缸和下接頭；所述上接頭和下接頭分別上下連接套管；該一級(jí)液缸一端與上接頭相連，另一端與所述第一膠桶相連接；該三級(jí)液缸一端與下接頭相連，另一端與所述第三膠桶相連接；所述第一膠桶與第二膠桶之間通過一檔環(huán)緊密相連；所述二級(jí)液缸用以連接所述第二膠桶和第三膠桶。
2. 如權(quán)利要求1所述的耐高溫?zé)岵煞飧羝?，其特征在于所述一?jí)液缸和三級(jí)液缸采 用的是單向液缸；所述二級(jí)液缸采用的是雙向液缸；該一級(jí)液缸的固定端與上接頭相連， 活動(dòng)端與第一膠桶相連；該三級(jí)液缸的固定端與下接頭相連，活動(dòng)端與第三膠桶相連。
3. 如權(quán)利要求1所述的耐高溫?zé)岵煞飧羝?，其特征在于所述第三膠桶的橡膠硬度大 于第一和第二膠桶的橡膠硬度。
4. 如權(quán)利要求l所述的耐高溫?zé)岵煞飧羝?，其特征在于還設(shè)有一個(gè)坐封工具；所述坐 封工具包括油管、定壓開關(guān)、油管絲堵和兩個(gè)管內(nèi)膨脹工具；所述油管用以向坐封工具內(nèi)輸入高壓液體；所述油管絲堵設(shè)置在油管的尾端，用以實(shí) 現(xiàn)油管密封；所述定壓開關(guān)設(shè)置在該油管上；所述兩個(gè)管內(nèi)膨脹工具分別設(shè)置在定壓開關(guān) 兩側(cè)；該定壓開關(guān)為一個(gè)根據(jù)設(shè)置壓力進(jìn)行開關(guān)控制的開關(guān)器件，當(dāng)其受到的壓力大于設(shè) 定壓力時(shí)則打開閥門，否則其閥門將處于關(guān)閉狀態(tài)；該管內(nèi)膨脹工具為一個(gè)液壓式膨脹工 具，當(dāng)其內(nèi)所充入液體壓力超過啟動(dòng)壓力后會(huì)使該液壓式膨脹工具膨脹變形；該坐封工具 設(shè)置在所述熱采封隔器的中心管內(nèi)；該兩個(gè)管內(nèi)膨脹工具分別位于所述上接頭和下接頭 處，該定壓開關(guān)設(shè)置于熱采封隔器內(nèi)；所述管內(nèi)膨脹工具的啟動(dòng)壓力小于該定壓開關(guān)的設(shè) 定壓力。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種耐高溫?zé)岵煞飧羝?，其特征在于包括上接頭、一級(jí)液缸、第一膠桶、第二膠桶、二級(jí)液缸、第三膠桶、三級(jí)液缸和下接頭；所述上接頭和下接頭分別上下連接油管；該一級(jí)液缸一端與上接頭相連，另一端與所述第一膠桶相連接；該三級(jí)液缸一端與下接頭相連，另一端與所述第三膠桶相連接；所述第一膠桶與第二膠桶之間通過一檔環(huán)緊密相連；所述二級(jí)液缸用以連接所述第二膠桶和第三膠桶。該耐高溫?zé)岵煞飧羝魍ㄟ^在第三膠桶的上側(cè)增加兩層起加強(qiáng)作用的膠桶，以提高熱采封隔器的密封性能和使用效率。
文檔編號(hào)E21B33/128GK201502355SQ20092024632
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者仝文科, 盧國(guó)助, 曹雪洪, 王述銀 申請(qǐng)人:安東石油技術(shù)(集團(tuán))有限公司