套管環(huán)空封隔裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種套管環(huán)空封隔裝置，屬于煤層氣開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。該套管環(huán)空封隔裝置包括套筒；套筒由遇水膨脹的材料制成，且制成套筒的遇水膨脹的材料包括苯橡膠、硫磺、軟化劑、吸水樹(shù)脂、防老劑、炭黑及促進(jìn)劑；其中，所述丁苯橡膠或丁腈橡膠所占的重量份為100、硫磺所占的重量份為1~3、軟化劑所占的重量份為1~3、吸水樹(shù)脂所占的重量份為50~70、防老劑所占的重量份為1~2、炭黑所占的重量份為40~70、促進(jìn)劑所占的重量份為1~2。本發(fā)明的套管環(huán)空封隔裝置利用遇水自膨脹的套筒吸水膨脹來(lái)堵塞套管和井眼內(nèi)壁之間的環(huán)空，密封效果好，且不存在水泥漿污染煤層氣井的問(wèn)題。且套筒遇水即膨脹密封，快速便捷；也無(wú)需另外設(shè)置輔助裝置或工具，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耗材少成本低。
【專(zhuān)利說(shuō)明】套管環(huán)空封隔裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤層氣開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，特別涉及一種套管環(huán)空封隔裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]煤層氣開(kāi)發(fā)中，套管的環(huán)空封隔是一項(xiàng)重要工作。目前，常用的套管的環(huán)空封隔是在下套管后向套管與井眼之間的環(huán)空內(nèi)注水泥。然而，通過(guò)注入水泥進(jìn)行環(huán)空封隔存在如下幾個(gè)問(wèn)題:
[0003]1、煤層氣井目的層壓力低，水泥漿密度高，在注水泥期間經(jīng)常發(fā)生漏失等問(wèn)題，造成環(huán)空封隔效果欠佳；且水泥漿向目的層漏失及失水，還造成儲(chǔ)存污染，影響開(kāi)發(fā)效果；
[0004]2、由于溫度低水泥漿凝固時(shí)間長(zhǎng)，因此，通過(guò)水泥封隔的施工時(shí)間長(zhǎng)；
[0005]3、通過(guò)水泥進(jìn)行套管的環(huán)空封隔，消耗材料、設(shè)備，費(fèi)用高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述套管環(huán)空封隔裝置的封隔效果欠佳、施工時(shí)間長(zhǎng)及耗材，費(fèi)用高的問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種套管環(huán)空封隔裝置。所述技術(shù)方案如下:
[0007]—方面，提供了一種套管環(huán)空封隔裝置，用于對(duì)套管和鉆井內(nèi)壁之間的環(huán)空進(jìn)行封隔，套管環(huán)空封隔裝置包括固定套裝在套管的外周的套筒；套筒由遇水膨脹的材料制成，且制成套筒的遇水膨脹的材料包括苯橡膠、硫磺、軟化劑、吸水樹(shù)脂、防老劑、炭黑及促進(jìn)劑；其中，所述丁苯橡膠或丁腈橡膠所占的重量份為100、硫磺所占的重量份為廣3、軟化劑所占的重量份為廣3、吸水樹(shù)`脂所占的重量份為50-70、防老劑所占的重量份為f 2、炭黑所占的重量份為40-70、促進(jìn)劑所占的重量份為f 2。
[0008]進(jìn)一步地，丁苯橡膠或丁腈橡膠所占的重量份為100、硫磺所占的重量份為2、軟化劑所占的重量份為1.5、吸水樹(shù)脂所占的重量份為50、防老劑所占的重量份為1.5、炭黑所占的重量份為50、促進(jìn)劑所占的重量份為I。
[0009]進(jìn)一步地，套筒呈兩端開(kāi)口的筒狀，其沿著軸向設(shè)有一個(gè)固定孔，固定孔通過(guò)過(guò)盈配合套設(shè)在套管上。
[0010]進(jìn)一步地，套管環(huán)空封隔裝置還包括固定在套管的外周的兩個(gè)擋環(huán)，且兩個(gè)擋環(huán)分別位于套筒的兩相對(duì)端，且每一擋環(huán)的第一端面抵頂在套筒的對(duì)應(yīng)端面上。
[0011]進(jìn)一步地，每一擋環(huán)沿著軸向設(shè)有一個(gè)用于將擋環(huán)套固在套管上的通孔。
[0012]進(jìn)一步地，每一擋環(huán)的周壁還設(shè)有若干安裝孔，套管環(huán)空封隔裝置還包括若干螺釘，螺釘與安裝孔配合而將對(duì)應(yīng)的擋環(huán)固定在套管上。
[0013]進(jìn)一步地，每一擋環(huán)的第一端面凸設(shè)有一個(gè)環(huán)形的卡齒，套筒的兩相對(duì)端的端面分別凹陷設(shè)有一個(gè)環(huán)形卡槽，卡齒分別卡合在對(duì)應(yīng)的卡槽內(nèi)。
[0014]本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是:克服了現(xiàn)有套管環(huán)空封隔裝置的封隔效果欠佳、施工時(shí)間長(zhǎng)及耗材，費(fèi)用高的問(wèn)題。具體地，本發(fā)明的套管環(huán)空封隔裝置利用遇水自膨脹的套筒吸水膨脹來(lái)堵塞套管和井眼內(nèi)壁之間的環(huán)空，密封效果好，且不存在水泥漿污染煤層氣井的問(wèn)題。并且，套筒遇水即膨脹密封，快速便捷；也無(wú)需另外設(shè)置輔助裝置或工具，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耗材少成本低。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的套管環(huán)空封隔裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是圖1中的套筒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是圖1中的擋環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0019]圖4是圖1中圓I的放大示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0021]參見(jiàn)圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種套管環(huán)空封隔裝置，用于對(duì)套管I和鉆井內(nèi)壁之間的環(huán)空(圖未示)進(jìn)行封隔。該套管環(huán)空封隔裝置包括套裝在套管I的外周的套筒3及兩分別位于套筒3的兩相對(duì)端的擋環(huán)5，其中，每一擋環(huán)5固定在套管I的外周，且每一擋環(huán)5的第一端面抵頂在套筒3的相應(yīng)端面上。
[0022]請(qǐng)結(jié)合參見(jiàn)圖2，套筒3呈兩端開(kāi)口的筒狀，其沿著軸向設(shè)有一個(gè)貫穿的固定孔31。固定孔31套設(shè)在套管I上，固定孔31與套管I為過(guò)盈配合，以將套筒3固定在套管I上。套筒3由遇水膨脹材料制成。優(yōu)選地，在本實(shí)施方式中，該遇水膨脹材料包括以下成分:丁苯橡膠或丁腈橡膠、硫磺、軟化劑、吸水樹(shù)脂、防老劑、炭黑及促進(jìn)劑；其中，每一種成分所占的重量份分別如下:丁苯橡膠或丁腈橡膠所占的重量份為100、硫磺所占的重量份為廣3、軟化劑所占的重量份為廣3、吸水樹(shù)脂所占的重量份為50-70、防老劑所占的重量份為f 2、炭黑所占的重量份為40-70、促進(jìn)劑所占的重量份為廣2。優(yōu)選地，在其它實(shí)施方式中，丁苯橡膠或丁腈橡膠所占的重量份為100、硫磺所占的重量份為2、軟化劑所占的重量份為
1.5、吸水樹(shù)脂所占的重量份為50、防老劑所占的重量份為1.5、炭黑所占的重量份為50、促進(jìn)劑所占的重量份為I。當(dāng)套筒3隨套管I 一起下到鉆井的預(yù)定的位置后，套筒3吸收水基鉆井液的水或地層出來(lái)的水后會(huì)逐漸膨脹，套筒3膨脹到頂?shù)衷阢@井的井壁后實(shí)現(xiàn)對(duì)套管I和井眼內(nèi)壁之間的環(huán)空的密封，阻止煤層氣在環(huán)空之間流動(dòng)，也阻止地層之間的流體通過(guò)環(huán)空互相竄流。套筒3的兩相對(duì)端的端面分別凹陷設(shè)有一個(gè)環(huán)形卡槽33。在其它實(shí)施方式中，套筒3也可以通過(guò)螺釘?shù)染o固件固定在套管I上。
[0023]請(qǐng)結(jié)合參見(jiàn)圖3和圖4，每一擋環(huán)5大致呈兩端開(kāi)口的筒狀，其沿著軸向設(shè)有一個(gè)用于套固在套管I上的通孔51。每一擋環(huán)5的第一端面分別凸設(shè)有一個(gè)環(huán)形的卡齒53。每一個(gè)擋環(huán)5的第一端面抵頂在套筒3的對(duì)應(yīng)的端面上，且每一個(gè)擋環(huán)5的卡齒53卡合在套筒3的對(duì)應(yīng)端面的卡槽33內(nèi)，以使每一擋環(huán)5與套筒3擬合，來(lái)增強(qiáng)本發(fā)明的套管環(huán)空封隔裝置的密封性。[0024]優(yōu)選地，為了防止每一個(gè)擋環(huán)5及套筒3從套管I上面滑落。每一個(gè)擋環(huán)5的周壁上還設(shè)有若干與上述通孔51貫通的安裝孔55，且本發(fā)明的套管環(huán)空封隔裝置還包括將每一擋環(huán)5固定在套管I上的螺釘7 (見(jiàn)圖1)。螺釘7為內(nèi)六角螺釘。每一個(gè)擋環(huán)5通過(guò)螺釘7穿過(guò)對(duì)應(yīng)的安裝孔55而固定在套管I上。
[0025]在其它實(shí)施方式中，無(wú)需設(shè)置安裝孔53和螺釘7，而是使通孔51和套管I之間通過(guò)過(guò)盈配合連接。
[0026]使用時(shí)，根據(jù)套管I的長(zhǎng)度，在套管I上可間隔設(shè)置若干本發(fā)明的套管環(huán)空封隔裝置。優(yōu)選地，每相鄰兩個(gè)套管環(huán)空封隔裝置之間的距離為20-50m。當(dāng)本發(fā)明的套管環(huán)空封隔裝置隨著套管I 一起下到鉆井內(nèi)后，套管環(huán)空封隔裝置的套筒3吸收水基鉆井液的水或地層出來(lái)的水后會(huì)逐漸膨脹，直至膨脹到頂?shù)衷阢@井的井壁上，實(shí)現(xiàn)對(duì)套管I和井眼內(nèi)壁之間的環(huán)空的密封，從而阻止煤層氣在環(huán)空之間流動(dòng)，也阻止地層之間的流體通過(guò)環(huán)空互相竄流。
[0027]由上述敘述可知:本發(fā)明的套管環(huán)空封隔裝置利用遇水自膨脹的套筒3吸水膨脹來(lái)堵塞套管I和井眼內(nèi)壁之間的環(huán)空，密封效果好，且不存在水泥漿污染煤層氣井的問(wèn)題。并且，套筒3遇水即膨脹密封，快速便捷；也無(wú)需另外設(shè)置輔助裝置或工具，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耗材少成本低。
[0028]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種套管環(huán)空封隔裝置，用于對(duì)套管(I)和鉆井內(nèi)壁之間的環(huán)空進(jìn)行封隔，所述套管環(huán)空封隔裝置包括固定套裝在所述套管(I)的外周的套筒(3)； 所述套筒(3)由遇水膨脹的材料制成，且制成所述套筒(3)的遇水膨脹的材料包括苯橡膠、硫磺、軟化劑、吸水樹(shù)脂、防老劑、炭黑及促進(jìn)劑；其中，所述丁苯橡膠或丁腈橡膠所占的重量份為100、硫磺所占的重量份為廣3、軟化劑所占的重量份為廣3、吸水樹(shù)脂所占的重量份為50-70、防老劑所占的重量份為f 2、炭黑所占的重量份為40-70、促進(jìn)劑所占的重量份為廣2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管環(huán)空封隔裝置，其特征在于，所述丁苯橡膠或丁腈橡膠所占的重量份為100、所述硫磺所占的重量份為2、所述軟化劑所占的重量份為1.5、所述吸水樹(shù)脂所占的重量份為50、所述防老劑所占的重量份為1.5、所述炭黑所占的重量份為50、所述促進(jìn)劑所占的重量份為I。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管環(huán)空封隔裝置，其特征在于，所述套筒(3)呈兩端開(kāi)口的筒狀，其沿著軸向設(shè)有一個(gè)固定孔(31)，所述固定孔(31)通過(guò)過(guò)盈配合套設(shè)在所述套管(I)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管環(huán)空封隔裝置，其特征在于，所述套管環(huán)空封隔裝置還包括固定在所述套管(I)的外周的兩個(gè)擋環(huán)(5)，且所述兩個(gè)擋環(huán)(5)分別位于所述套筒(3)的兩相對(duì)端，且每一所述擋環(huán)(5)的第一端面抵頂在所述套筒(3)的對(duì)應(yīng)端面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的套管環(huán)空封隔裝置，其特征在于，每一所述擋環(huán)(5)沿著軸向設(shè)有一個(gè)用于將所述擋環(huán)(5)套固在所述套管(I)上的通孔(51)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的套管環(huán)空封隔裝置，其特征在于，每一所述擋環(huán)(5)的周壁還設(shè)有若干安裝孔(55)，所述套管環(huán)空封隔裝置還包括若干螺釘(7)，所述螺釘(7)與所述安裝孔(55 )配合而將所述對(duì)應(yīng)的擋環(huán)(5 )固定在套管(I)上。`
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的套管環(huán)空封隔裝置，其特征在于，每一所述擋環(huán)(5)的第一端面凸設(shè)有一個(gè)環(huán)形的卡齒(53)，所述套筒(3)的兩相對(duì)端的端面分別凹陷設(shè)有一個(gè)環(huán)形卡槽(33),所述卡齒(53)分別卡合在對(duì)應(yīng)的所述卡槽(33)內(nèi)。
【文檔編號(hào)】E21B33/12GK103775019SQ201210393901
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月17日
【發(fā)明者】王兆會(huì), 曲從鋒, 劉碩瓊, 袁進(jìn)平, 楊成頡 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院