專利名稱：熱應(yīng)力自補(bǔ)償分段封隔工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種石油完井作業(yè)工具領(lǐng)域的熱應(yīng)力分段封隔工具。
背景技術(shù)：
水平井篩管分段完井工藝的 關(guān)鍵在于分段封隔器的脹封工藝與密封效果。目前現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的分段封隔器，主要有常規(guī)水力充填式管外封隔器、實(shí)體壓縮式管外封隔器、遇油水自脹封管外封隔器，其使用特點(diǎn)如下(I)常規(guī)水力充填式管外封隔器、實(shí)體壓縮式管外封隔器，需要在作業(yè)時(shí)通過(guò)下內(nèi)管工具脹封篩管段管外封隔器，工藝復(fù)雜。(2)遇油水自脹封管外封隔器完井后會(huì)自動(dòng)完成膠筒膨脹分段封隔，這樣就可以在完井管串任一點(diǎn)、任一位置下入多個(gè)封隔器，實(shí)現(xiàn)分段完井，施工簡(jiǎn)單，安全可靠。遇油水自膨脹管外封隔器價(jià)格昂貴，而且在使用中受井下溫度、油水成分的影響較大，脹封效果不好保證。不適宜在稠油熱采井及地層流體礦化度較高井內(nèi)使用。(3)遇熱自膨脹管外封隔器依靠注蒸汽溫度升高后自身儲(chǔ)存的膨脹材料膨脹產(chǎn)生的軸向推力，推動(dòng)上下密封膠筒變形，封堵了套管與井眼之間的環(huán)形空間，使熱采管外封隔器的上下井段環(huán)形空間完全隔絕，工藝簡(jiǎn)單可以滿足熱采分段要求，但即使設(shè)計(jì)了熱應(yīng)力補(bǔ)償裝置，由于完井管柱受高溫蒸汽熱應(yīng)力的影響，封隔器也可能會(huì)產(chǎn)生一定軸向移動(dòng)或損壞，影響分段封隔效果。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種能夠在入井注蒸汽后依靠管柱熱應(yīng)力自動(dòng)完成膠筒膨脹的熱應(yīng)力自補(bǔ)償分段封隔工具。本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種熱應(yīng)力自補(bǔ)償分段封隔工具，包括中心管、耐高溫膠筒、內(nèi)管，其特征是內(nèi)管套在中心管內(nèi)并與其形成滑動(dòng)密封配合，內(nèi)管下端伸出中心管部分帶有下螺紋，在中心管下端部通過(guò)定壓剪釘將其與內(nèi)管固定，在中心管外部自上而下依次套裝上護(hù)套、耐高溫膠筒、壓縮缸體、壓縮活塞套和下護(hù)套，其中上護(hù)套和下護(hù)套與中心管固聯(lián)后并將耐高溫膠筒和壓縮缸體限定在之間，壓縮活塞套置于壓縮缸體下部和中心管下部組成的環(huán)形空腔內(nèi)，壓縮活塞套下部?jī)?nèi)周邊設(shè)有內(nèi)凸起，與壓縮活塞套內(nèi)凸起對(duì)應(yīng)的中心管開(kāi)設(shè)割縫槽，壓縮活塞套的內(nèi)凸起穿過(guò)中心管的割縫槽后與內(nèi)筒固定，在壓縮缸體和中心管對(duì)合部設(shè)有相互配合的馬牙扣。套裝在中心管外的耐高溫膠筒是由2-8段耐高溫膠筒和其間的單向隔環(huán)組成，每個(gè)單向隔環(huán)與中心管的對(duì)合部均設(shè)有相互配合的馬牙扣，壓縮活塞套的內(nèi)凸起和對(duì)應(yīng)的中心管割縫槽為2-5個(gè)。中心管上端連接短節(jié)和接箍，接箍和內(nèi)管下螺紋的扣型為偏梯形螺紋，在中心管與內(nèi)管對(duì)合部、中心管與壓縮缸體的對(duì)合部均設(shè)設(shè)有“O”型密封圈。[0011]本實(shí)用新型所述水平井篩管完井用熱應(yīng)力自補(bǔ)償分段封隔工具優(yōu)點(diǎn)在于1)工具采用一體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，施工技術(shù)簡(jiǎn)單，集管分段封隔與熱力補(bǔ)償作用于一體；2)具有熱應(yīng)力自補(bǔ)償作用，防止熱應(yīng)力引起的分段封隔器的移位，減少熱力補(bǔ)償器的使用費(fèi)用；3)依靠注蒸汽熱力，實(shí)現(xiàn)脹封，不需要下內(nèi)管或其它方式的脹封作業(yè)，節(jié)省施工程序，減少了施工風(fēng)險(xiǎn)；4)外徑較小，表面光潔，便于施工下入，形成分段封隔，施工簡(jiǎn)單，安全可靠，從而節(jié)省熱應(yīng)力補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用費(fèi)用；5)采用耐高溫密封圈和膠筒，提高了整體完整性及密封可靠性，可適用于熱采防砂井。

附圖I為熱應(yīng)力自補(bǔ)償分段封隔工具的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.接箍，2.短節(jié)，3.中心管，4.上護(hù)套，5. O型密封圈，6.耐高溫膠筒，7.單向隔環(huán)，8.壓縮缸體，9.壓縮活塞套，10.下護(hù)套，11.定壓剪釘，12.內(nèi)管。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)該熱應(yīng)力自補(bǔ)償分段封隔工具作進(jìn)一步描述。如圖所示，本實(shí)用新型所述的熱應(yīng)力自補(bǔ)償分段封隔工具主要由接箍I、短節(jié)2、中心管3、上護(hù)套4、O型密封圈5、耐高溫膠筒6、單向隔環(huán)7、壓縮缸體8、壓縮活塞套9、下護(hù)套10、定壓剪釘11、內(nèi)管短節(jié)12組成。內(nèi)管12套在中心管3內(nèi)并與其形成滑動(dòng)密封配合，內(nèi)管12下端伸出中心管3部分帶有下螺紋，在中心管3下端部通過(guò)定壓剪釘11將其與內(nèi)管3固定，在中心管3外部自上而下依次套裝上護(hù)套4、耐高溫膠筒6、單向隔環(huán)7、耐高溫膠筒6、壓縮缸體8、壓縮活塞套9和下護(hù)套10。其中上護(hù)套4和下護(hù)套10與中心管3螺紋連接固定后并將耐高溫膠筒6、單向隔環(huán)7和壓縮缸體8限定在之間。壓縮活塞套9置于壓縮缸體8下部和中心管3下部組成的環(huán)形空腔內(nèi)，壓縮活塞套9下部?jī)?nèi)周邊設(shè)有內(nèi)凸起，與壓縮活塞套內(nèi)凸起對(duì)應(yīng)的中心管3開(kāi)設(shè)割縫槽，壓縮活塞套9的內(nèi)凸起穿過(guò)中心管3的割縫槽后與內(nèi)筒12固定，在壓縮缸體6、單向隔環(huán)7和中心管3對(duì)合部設(shè)有相互配合的馬牙扣。中心管3上端連接短節(jié)2和接箍1，接箍I和內(nèi)管12下螺紋的扣型為偏梯形螺紋，在中心管3與內(nèi)管12對(duì)合部、中心管3與壓縮缸體8的對(duì)合部均設(shè)設(shè)有“O”型密封圈
5。所有O型密封圈5采用氟橡膠，耐溫280°C，耐高溫膠筒6采用F4復(fù)合材料，耐溫300 360°C。定壓剪釘11剪斷壓力可設(shè)定150 200KN。本工具工作原理是將該工具連接于完井管柱上，下入至指定位置，當(dāng)作業(yè)注蒸汽后，溫度升高，管柱受到軸向壓縮熱應(yīng)力，剪短定壓銷釘，連接篩管的內(nèi)管相對(duì)上移，帶動(dòng)壓縮活塞套沿中心管上的割縫槽直行，推動(dòng)壓縮缸體和單向隔環(huán)前行，擠壓耐高溫膠筒，封堵篩管外環(huán)形空間，起到分段封隔作用。壓縮缸體、單向隔環(huán)底端和中心管上部布有相互配合的馬牙扣，因此壓縮高溫膠筒后會(huì)形成鎖閉，不再回縮解除密封。但當(dāng)溫度回落，管柱軸向縮短，內(nèi)管短節(jié)可以回縮一定的距離(視割縫槽的長(zhǎng)度)，此軸向移動(dòng)可補(bǔ)償熱應(yīng)力伸縮變形量，將完井管柱內(nèi)應(yīng)力值控制在屈服極限范圍之內(nèi)，減少完井管柱受熱應(yīng)力導(dǎo)致的絲扣破壞或篩管變形。
權(quán)利要求1.一種熱應(yīng)力自補(bǔ)償分段封隔工具，包括中心管、耐高溫膠筒、內(nèi)管，其特征是內(nèi)管套在中心管內(nèi)并與其形成滑動(dòng)密封配合，內(nèi)管下端伸出中心管部分帶有下螺紋，在中心管下端部通過(guò)定壓剪釘將其與內(nèi)管固定，在中心管外部自上而下依次套裝上護(hù)套、耐高溫膠筒、壓縮缸體、壓縮活塞套和下護(hù)套，其中上護(hù)套和下護(hù)套與中心管固聯(lián)后并將耐高溫膠筒和壓縮缸體限定在之間，壓縮活塞套置于壓縮缸體下部和中心管下部組成的環(huán)形空腔內(nèi)，壓縮活塞套下部?jī)?nèi)周邊設(shè)有內(nèi)凸起，與壓縮活塞套內(nèi)凸起對(duì)應(yīng)的中心管開(kāi)設(shè)割縫槽，壓縮活塞套的內(nèi)凸起穿過(guò)中心管的割縫槽后與內(nèi)筒固定，在壓 縮缸體和中心管對(duì)合部設(shè)有相互配合的馬牙扣。
2.如權(quán)利要求I所述的熱應(yīng)力自補(bǔ)償分段封隔工具，其特征是套裝在中心管外的耐高溫膠筒是由2-8段耐高溫膠筒和其間的單向隔環(huán)組成，每個(gè)單向隔環(huán)與中心管的對(duì)合部均設(shè)有相互配合的馬牙扣，壓縮活塞套的內(nèi)凸起和對(duì)應(yīng)的中心管割縫槽為2-5個(gè)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的熱應(yīng)力自補(bǔ)償分段封隔工具，其特征是中心管上端連接短節(jié)和接箍，接箍和內(nèi)管下螺紋的扣型為偏梯形螺紋，在中心管與內(nèi)管對(duì)合部、中心管與壓縮缸體的對(duì)合部均設(shè)有“O”型密封圈。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種熱應(yīng)力自補(bǔ)償分段封隔工具，包括中心管、耐高溫膠筒、內(nèi)管，內(nèi)管套在中心管內(nèi)并與其形成滑動(dòng)密封配合，在中心管下端部通過(guò)定壓剪釘將其與內(nèi)管固定，在中心管外部自上而下依次套裝上護(hù)套、耐高溫膠筒、壓縮缸體、壓縮活塞套和下護(hù)套，壓縮活塞套置于壓縮缸體下部和中心管下部組成的環(huán)形空腔內(nèi)，與壓縮活塞套內(nèi)凸起對(duì)應(yīng)的中心管開(kāi)設(shè)割縫槽，壓縮活塞套的內(nèi)凸起穿過(guò)中心管的割縫槽后與內(nèi)筒固定，在壓縮缸體和中心管對(duì)合部設(shè)有相互配合的馬牙扣。工具采用一體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，施工技術(shù)簡(jiǎn)單；具有熱應(yīng)力自補(bǔ)償作用，防止熱應(yīng)力引起的分段封隔器的移位；依靠注蒸汽熱力實(shí)現(xiàn)脹封，節(jié)省施工程序，減少了施工風(fēng)險(xiǎn)。
文檔編號(hào)E21B33/128GK202788738SQ20122035421
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者彭志剛, 馮德杰, 陶劍, 楊海波, 張海燕, 李偉, 張建國(guó), 肖經(jīng)緯, 趙勇 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石化集團(tuán)勝利石油管理局鉆井工藝研究院