一种用于非金属油管的滑套式封隔器制造技术

本发明专利技术提供了一种用于非金属油管的滑套式封隔器，包括：外筒；同心布置在所述外筒的内部的中心管，所述中心管包括第一管体和连接在所述第一管体的下端的第二管体；设置在所述第一管体和所述第二管体的轴向之间的球座，所述球座用于与封堵球适配以进行憋压；以及沿轴向彼此间隔开套设在所述中心管上且用于胀封的第一胶筒、第二胶筒和第三胶筒，所述第一胶筒、第二胶筒和第三胶筒均构造成多层胶筒结构；其中，所述球座的上端部分的内径构造成从端部轴向向内递减，从而形成用于放置封堵球的锥形腔体，所述锥形腔体的侧壁面的纵向截面呈圆弧波浪形结构。浪形结构。浪形结构。

【技术实现步骤摘要】
一种用于非金属油管的滑套式封隔器


[0001]本专利技术属于油气田开发
，具体涉及一种用于非金属油管的滑套式封隔器。

技术介绍

[0002]随着非常规油气资源的开发越来越深入，对井下工具的改进是目前增产提效的重要组成部分。井下管柱通常包括依次连接的钻杆、安全接头、水力锚、封隔器、喷砂管、导向器和套管等零部件。其中，对封隔器的结构和材料改进尤为重要。封隔器是试油完井作业的关键工具之一，承担封隔油套环空、保障井筒安全的重任。胶筒是封隔器的核心部件，是密封作用的直接执行者，其在井下的抗高温性能和强度决定着试油完井作业的成败。同样，投球装置对密封和解封能产生极大的影响，也是影响施工效率的重点。目前，对于封隔器来说，国内的相关技术水平主要停留在耐150℃高温、耐压差70MPa，无法满足较高温高压的工作环境，少部分有相关技术突破。现有的封隔器结构和材料较为单一，且改进点主要是在卡瓦上，对封隔器最核心的胶筒等机构改进较小。并且，有很多封隔器也无法适应部分大比重的钻井液环境使用，尤其是对于非金属油管，由于管道本身的特性，采用传统的封隔器，容易出现损坏油管的情况。

技术实现思路

[0003]针对如上所述的技术问题，本专利技术旨在提出一种用于非金属油管的滑套式封隔器，该滑套式封隔器能够显著增强其耐高温耐高压性能，其能够适应大比重钻井液环境的使用。并且，该滑套式封隔器能够有效避免对非金属油管造成损害和影响，其能够满足各种环境的需求。
[0004]为此，根据本专利技术提供了一种用于非金属油管的滑套式封隔器，包括：外筒；同心布置在所述外筒的内部的中心管，所述中心管包括第一管体和连接在所述第一管体的下端的第二管体；设置在所述第一管体和所述第二管体的轴向之间的球座，所述球座用于与封堵球适配以进行憋压；以及沿轴向彼此间隔开套设在所述中心管上且用于胀封的第一胶筒、第二胶筒和第三胶筒，所述第一胶筒、第二胶筒和第三胶筒均构造成多层胶筒结构；其中，所述球座的上端部分的内径构造成从端部轴向向内递减，从而形成用于放置封堵球的锥形腔体，所述锥形腔体的侧壁面的纵向截面呈圆弧波浪形结构。
[0005]在一个实施例中，所述锥形腔体的侧壁面构造成包括至少3段圆弧面，以形成所述圆弧波浪形结构，从而使所述球座能够通过所述圆弧面与所述封堵球形成面接触。
[0006]在一个实施例中，每段所述圆弧面的弧度相同，且从所述锥形腔体的轴向上端沿轴向向内的各段所述圆弧面的圆弧半径逐渐减小。
[0007]在一个实施例中，所述第一胶筒、第二胶筒和第三胶筒均构造成包括多层沿轴向交替分布的弹性层和支撑层，以及包覆在所述弹性层和所述支撑层的径向外侧的外包层，所述弹性层和所述支撑层均构造成环状结构，且所述弹性层和所述支撑层的径向外侧抵接
所述外包层，径向内侧抵接所述中心管。
[0008]在一个实施例中，在所述第一胶筒、所述第二胶筒和所述第三胶筒的下端分别对应设有用于进行轴向限位的限位套，且在所述第三胶筒的上端设有连接头和适配器。
[0009]在一个实施例中，所述支撑层以质量百分含量计，包括30
‑
35％氢化丁腈橡胶；55
‑
65％生物质硅碳；5％反应补强剂；2
‑
4％自由基引发剂；以及1
‑
2％的交联剂。
[0010]在一个实施例中，所述弹性层包括主体支架和设置在所述主体支架的内部的软质橡胶，所述主体支架构造成蜂巢结构或三角形结构，所述主体支架采用金属丝材料制成。
[0011]在一个实施例中，所述软质橡胶以质量百分含量计包括45
‑
48％氢化丁腈橡胶；13
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17％喷雾炭黑；10
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20％热裂解炭黑；2
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4％交联促进剂；4
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6％防老剂；11
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21％甲基异丁烯酸酯；以及9
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24％乙烯基乙腈橡胶。
[0012]在一个实施例中，所述外包层包括主体层和处于主体层外表面的添加层，所述添加层的厚度设置成不小于1.5mm，在所述添加层的外表面设有多个孔眼，所述孔眼构造成半圆形凹坑。
[0013]在一个实施例中，所述外包层以质量百分含量计，所述主体层包括55
‑
60％氢化丁腈橡胶；25
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30％喷雾炭黑；2％纳米白炭黑；5
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10％陶土；4
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6％防老剂；6
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10％间苯撑双马来酰亚胺；以及添加层包括0.7
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0.9％苯并噁嗪和0.5
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0.8％的硅树脂。
[0014]与现有技术相比，本申请的优点之处在于：
[0015]根据本专利技术的用于非金属油管的滑套式封隔器能够显著增强其耐高温耐高压性能，其能够适应大比重钻井液环境的使用。并且，该滑套式封隔器能够有效避免对非金属油管造成损害和影响，其能够满足各种环境的需求。球座的锥形腔体通过构造成不同尺寸的圆弧波浪形结构，使得封堵球能够更好地适配球座的接触面，从而显著提高球座的密封性，有效减少点接触带来的影响，非常有利于提高球座的封堵效果。并且，通过对第一胶筒、第二胶筒和第三胶筒的材料配比进行改进，使得第一胶筒、第二胶筒和第三胶筒能够适应井下工作要求，从而应对高温高压环境下的工作情况，并且满足大比重钻井液的使用环境，减少对其表面的损害。对于非金属油管，滑套式封隔器在使用过程中能够有效隔绝金属构件到油管上，从而减少与油管的接触，非常有利于保护非金属油管。此外，第一胶筒、第二胶筒和第三胶筒的外包层能够有效避免胶筒脱落，进一步避免对非金属油管造成损害和影响。滑套式封隔器能够在保证其自身结构强度的同时，保证其密封效果，非常有利于提高滑套式封隔器的封隔性能。
附图说明
[0016]下面将参照附图对本专利技术进行说明。
[0017]图1显示了根据本专利技术的用于非金属油管的滑套式封隔器的结构。
[0018]图2显示了图1中A区域的放大图。
[0019]图3显示了图1所示滑套式封隔器中的第一胶筒的结构。
[0020]图4显示了图3所述第一胶筒的外包层上的孔眼的结构。
[0021]在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本专利技术的原理，并且未按实际比例绘制。
具体实施方式
[0022]下面通过附图来对本专利技术进行介绍。
[0023]需要说明的是，在本申请中，将根据本专利技术的用于非金属油管的滑套式封隔器下放到井筒中靠近井口的一端定义为上端或相似用语，而将远离井口的一端定义为下端或相似用语。
[0024]图1显示了根据本专利技术的用于非金属油管的滑套式封隔器100的结构。如图1所示，滑套式封隔器100包括外筒1、同心布置在外筒1的内部的中心管2、球座3、用于胀封的第一胶筒5、第二胶筒7和第三胶筒10，第一胶筒5、第二胶筒7和第三胶筒10沿轴向彼此间隔开套设在中心管2上。中心管2内设有供液流通的流道。中心管2包括第一管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于非金属油管的滑套式封隔器，包括：外筒(1)；同心布置在所述外筒的内部的中心管(2)，所述中心管包括第一管体(21)和连接在所述第一管体的下端的第二管体(22)；设置在所述第一管体和所述第二管体的轴向之间的球座(3)，所述球座用于与封堵球适配以进行憋压；以及沿轴向彼此间隔开套设在所述中心管上且用于胀封的第一胶筒(5)、第二胶筒(7)和第三胶筒(10)，所述第一胶筒、第二胶筒和第三胶筒均构造成多层胶筒结构；其中，所述球座的上端部分的内径构造成从端部轴向向内递减，从而形成用于放置封堵球(30)的锥形腔体(31)，所述锥形腔体的侧壁面的纵向截面呈圆弧波浪形结构。2.根据权利要求1所述的滑套式封隔器，其特征在于，所述锥形腔体的侧壁面(32)构造成包括至少3段圆弧面(33)，以形成所述圆弧波浪形结构，从而使所述球座能够通过所述圆弧面与所述封堵球形成面接触。3.根据权利要求2所述的滑套式封隔器，其特征在于，每段所述圆弧面的弧度相同，且从所述锥形腔体的轴向上端沿轴向向内的各段所述圆弧面的圆弧半径逐渐减小。4.根据权利要求1所述的滑套式封隔器，其特征在于，所述第一胶筒、第二胶筒和第三胶筒均构造成包括多层沿轴向交替分布的弹性层(51)和支撑层(52)，以及包覆在所述弹性层和所述支撑层的径向外侧的外包层(53)，所述弹性层和所述支撑层均构造成环状结构，且所述弹性层和所述支撑层的径向外侧抵接所述外包层，径向内侧抵接所述中心管。5.根据权利要求4所述的滑套式封隔器，其特征在于，在所述第一胶筒、所述第二胶筒和所述第三胶筒的下端分别对应设有用于进行轴向限位的限位套(6)，且在所述第三胶筒的上端设有连接头(9)和适配器(8)。6.根据权利要求4或5所述的滑套式封隔器，其特征在于，所述支撑层以质量百分含量计，包括30
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵海洋，胡国亮，曾文广，李芳，张江江，刘斌，郭玉洁，肖雯雯，刘青山，陈苗，高秋英，潘阳秋，谭辉，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司西北油田分公司，
类型：发明
国别省市：