專(zhuān)利名稱：用于管線穿越的自膨脹封隔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種石油開(kāi)發(fā)用油氣井井 下工具，特別是一種用于管線穿越的自膨脹封隔器。
背景技術(shù)：
油氣田開(kāi)發(fā)領(lǐng)域正面臨越來(lái)越多的挑戰(zhàn)，低/超低滲透、復(fù)雜斷塊、非常規(guī)等難動(dòng)用資源越來(lái)越多，開(kāi)發(fā)油氣藏的井型越來(lái)越復(fù)雜，比如大位移水平井、多分支井等，這些都對(duì)完井工具提出了更高的要求為了降低修井成本，盡量少動(dòng)或不動(dòng)管柱以達(dá)到控制、調(diào)節(jié)油氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的目的。近年來(lái)，采用遠(yuǎn)程控制的井下控制閥結(jié)合永久式井下傳感器的智能完井技術(shù)在油氣田開(kāi)發(fā)中開(kāi)始逐漸得到普及，并取得很好的應(yīng)用效果，顯示出潛在的市場(chǎng)價(jià)值。智能完井技術(shù)中用于層間隔離的管線穿越封隔器是非常重要的配套工具。無(wú)論采用液壓控制閥，還是電動(dòng)控制閥，均需要相應(yīng)的液壓管線或電纜穿越封隔器，油氣井開(kāi)采的層數(shù)越多，需要的控制閥就越多，穿越封隔器的管線數(shù)量也越多，智能完井系統(tǒng)也越復(fù)雜。另外，現(xiàn)在的油氣井安裝的井下傳感器數(shù)量也在增加，眾多的傳感器通過(guò)電纜或光纖通信的形式將油氣井的各項(xiàng)參數(shù)傳輸至地面，這些數(shù)據(jù)線路在安裝時(shí)都涉及封隔器的穿越作業(yè)。目前雖然有一些管線穿越封隔器產(chǎn)生，但是這些管線穿越封隔器具有機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、現(xiàn)場(chǎng)施工工藝復(fù)雜、需要切割管線及安裝接頭、可靠性不高、卡瓦牙削弱套管強(qiáng)度、工具成本高等缺點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)推廣應(yīng)用受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種用于管線穿越的自膨脹封隔器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，管線穿越施工工藝簡(jiǎn)便，人工勞動(dòng)強(qiáng)度低。本發(fā)明的上述目的可采用下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)—種用于管線穿越的自膨脹封隔器，其包括油管管體；自膨脹膠筒，其套設(shè)在油管管體外，所述自膨脹膠筒的外表面設(shè)置有沿軸向貫穿的管線槽；兩個(gè)限位環(huán)，其固定在所述油管管體的外部并分別連接在自膨脹膠筒的兩端，每個(gè)限位環(huán)上沿軸向設(shè)置有缺口槽， 所述缺口槽與管線槽相互對(duì)應(yīng)；所述管線穿設(shè)在所述管線槽和缺口槽中；每個(gè)所述限位環(huán)上對(duì)應(yīng)所述缺口槽的位置設(shè)置有沿周向布置的凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)置有用來(lái)固定管線的壓緊環(huán)。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述自膨脹膠筒的外表面對(duì)稱地設(shè)置有兩個(gè)所述管線槽， 每個(gè)所述限位環(huán)上對(duì)稱地設(shè)置有兩個(gè)所述缺口槽。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述管線槽具有相互連通的容置部和夾緊部，所述容置部位于管線槽的靠近其軸心的一端，所述夾緊部位于管線槽的遠(yuǎn)離其軸心的一端。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述容置部的寬度較大，所述夾緊部的寬度較小。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述容置部的形狀為方形或圓形。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述壓緊環(huán)上面對(duì)所述管線的一面設(shè)置有走線槽。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述壓緊環(huán)與所述限位環(huán)之間通過(guò)螺釘連接。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述限位環(huán)的缺口槽的橫截面呈喇叭狀，遠(yuǎn)離所述自膨脹膠筒的一端的寬度較大，另一端寬度較小。
本發(fā)明的自膨脹封隔器的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是1、采用自膨脹橡膠，與傳統(tǒng)的機(jī)械式封隔器相比，座封工藝簡(jiǎn)單，無(wú)復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，成本較低，工作更可靠；2、管線穿越施工工藝簡(jiǎn)便，人工勞動(dòng)強(qiáng)度低，不用截?cái)喙芫€，不用安裝接頭，安裝快速，避免了管線泄漏問(wèn)題；3、適應(yīng)性好，與現(xiàn)有管線穿越封隔器相比，可穿越的管線數(shù)量和種類(lèi)更多，包括液壓控制管線、扁平電纜、光纖等，滿足各種井下控制和測(cè)量工具的安裝要求；4、管線埋入膠筒后，受到膠筒很好的保護(hù)，系統(tǒng)工作壽命更長(zhǎng)；5、該封隔器的通徑更大，與所連接的油套管完全相同，有利于提高產(chǎn)量，便于后期作業(yè)工具的下入。


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。圖1是本發(fā)明實(shí)施例的自膨脹封隔器的主視示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的自膨脹封隔器的剖面示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例的自膨脹封隔器的結(jié)構(gòu)示意圖，其顯示正在進(jìn)行管線穿越作業(yè)；圖4是圖2的俯視放大示意圖；圖5是圖1的A部放大示意圖，以顯示安裝了壓緊環(huán)的限位環(huán)結(jié)構(gòu)；圖6是圖2的B部放大示意圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例的自膨脹封隔器的自膨脹膠筒的俯視示意圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例的自膨脹封隔器的限位環(huán)的主視示意圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施例的自膨脹封隔器的限位環(huán)的剖面示意圖；圖10本發(fā)明實(shí)施例的自膨脹封隔器的限位環(huán)的俯視示意圖；圖11是本發(fā)明實(shí)施例的自膨脹封隔器的壓緊環(huán)的主視剖面示意圖；圖12是本發(fā)明實(shí)施例的自膨脹封隔器的壓緊環(huán)的俯視示意圖；圖13是本發(fā)明實(shí)施例的自膨脹封隔器的壓緊環(huán)的左視示意圖；圖14是本發(fā)明實(shí)施例的自膨脹封隔器的導(dǎo)向器組件的立體示意圖；圖15是本發(fā)明實(shí)施例的自膨脹封隔器的導(dǎo)向器支架的主視示意圖；圖16是本發(fā)明實(shí)施例的自膨脹封隔器的導(dǎo)向器支架的側(cè)視示意圖；圖17是本發(fā)明實(shí)施例的自膨脹封隔器的導(dǎo)向器支架的俯視示意圖；圖18是本發(fā)明實(shí)施例的自膨脹封隔器的導(dǎo)向器頂部的放大的主視示意圖19是本發(fā)明實(shí)施例的自膨脹封隔器的導(dǎo)向器頂部的放大的側(cè)視示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。參見(jiàn)圖1至圖6所示，本發(fā)明實(shí)施例提出的用于管線穿越的自膨脹封隔器，其包括油管管體1，自膨脹膠筒2和兩個(gè)限位環(huán)3。所述自膨脹膠筒2套設(shè)在油管管體1外，所述自膨脹膠筒2的外表面設(shè)置有沿軸向貫穿的管線槽21。兩個(gè)限位環(huán)3均固定在油管管體1 的外部并分別連接在自膨脹膠筒2的兩端，每個(gè)限位環(huán)3上沿軸向設(shè)置有缺口槽31，所述缺口槽31與管線槽21相互對(duì)應(yīng)。管線4穿設(shè)在管線槽21和缺口槽31中。本發(fā)明實(shí)施例在現(xiàn)場(chǎng)施工安裝時(shí)，封隔器與管柱連接后開(kāi)始從井口下入，同時(shí)，通過(guò)管線穿越器將管線4從限位環(huán)3的缺口槽31和自膨脹膠筒2的管線槽21中穿設(shè)而過(guò)， 管線穿越器在進(jìn)入自膨脹膠筒2的管線槽21時(shí)，將管線槽21撐開(kāi)，管線4同時(shí)進(jìn)入撐開(kāi)后的管線槽21內(nèi)。等封隔器通過(guò)管線穿越器后，管線槽21收縮復(fù)原，將管線4埋入自膨脹膠筒2內(nèi)部。隨著管柱的繼續(xù)下入，封隔器的自膨脹膠筒2遇油或遇水膨脹座封，自膨脹膠筒 2會(huì)自動(dòng)將管線4與橡膠之間的間隙填滿。本發(fā)明實(shí)施例中，自膨脹封隔器的自膨脹膠筒2和限位環(huán)3均設(shè)有槽，管線4直接穿設(shè)在槽內(nèi)，使得自膨脹封隔器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，管線穿越施工工藝簡(jiǎn)便，人工勞動(dòng)強(qiáng)度低，不用截?cái)喙芫€，不用安裝接頭，安裝快速，避免了管線泄漏的問(wèn)題。其中，自膨脹膠筒2套設(shè)在油管管體1外，具體是，在油管管體1外表面涂耐高溫粘結(jié)劑，將自膨脹膠筒2粘結(jié)、模壓、硫化在油管管體1上，加工時(shí)，粘接、模壓與硫化可在硫化機(jī)中同步完成。自膨脹膠筒2的材料可使用遇油自膨脹橡膠，也可以使用遇水自膨脹橡膠，以滿足現(xiàn)場(chǎng)的不同需求。管線槽21的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際情況而定，每個(gè)限位環(huán)3的缺口槽31的數(shù)量與管線槽21相同。在此處，自膨脹膠筒的外表面對(duì)稱地設(shè)置有兩個(gè)管線槽21，每個(gè)限位環(huán)3上對(duì)稱地設(shè)置有兩個(gè)缺口槽31，從而使得可穿越的管線數(shù)量和種類(lèi)更多，可滿足各種井下控制和測(cè)量工具的安裝要求。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，配合圖8至圖10所示，每個(gè)所述限位環(huán)3上對(duì)應(yīng)所述缺口槽31的位置設(shè)置有沿周向布置的凹槽32，所述凹槽32內(nèi)設(shè)置有用來(lái)固定管線4的壓緊環(huán)5。當(dāng)管線4從管線槽21和缺口槽31中穿過(guò)之后，將壓緊環(huán)5安裝在凹槽32內(nèi)，進(jìn)一步避免管線4脫離自膨脹封隔器。進(jìn)一步而言，配合圖11至圖13所示，所述壓緊環(huán)5上面對(duì)管線4的一面設(shè)置有走線槽51。當(dāng)壓緊環(huán)5安裝在凹槽32內(nèi)時(shí)，管線4恰好對(duì)應(yīng)著走線槽51，從而固定和保護(hù)管線4。其中，所述壓緊環(huán)5與所述限位環(huán)3之間可通過(guò)螺釘連接。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，配合圖7所示，每個(gè)所述管線槽21具有相互連通的容置部211和夾緊部212，所述容置部211位于管線槽21的靠近其軸心的一端，所述夾緊部 212位于管線槽21的遠(yuǎn)離其軸心的一端。借助管線穿越器撐開(kāi)夾緊部212和容置部211將管線4放置在容置部211，當(dāng)管線穿越器離開(kāi)后，夾緊部212和容置部211收縮復(fù)原，使管線4安裝在容置部211內(nèi)。具體是，所述容置部211的寬度較大，所述夾緊部212的寬度較小，當(dāng)夾緊部212和容置部211收縮復(fù)原后，夾緊部212的寬度小于容置部211的寬度，如此夾緊部212可夾緊管線4，使管線4定位在容置部211內(nèi)，以防止管線4埋入后在下井過(guò)程中與井壁摩擦導(dǎo)致管線4意外脫離自膨脹膠筒2。其中，管線槽21的加工可完全根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需求去定制，管線槽21的橫截面形狀取決于待安裝的管線4的形狀。例如，如果是不銹鋼液壓管線，管線槽21的容置部211 為圓形，如果是扁平電纜，管線槽21的容置部211的橫截面形狀則是矩形。在此處，在自膨脹膠筒2的外表面具有兩個(gè)管線槽21，其中一個(gè)管線槽21的容置部211為圓形，另一個(gè)為矩形，如圖4所示。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述限位環(huán)3的缺口槽31的橫截面呈喇叭狀，遠(yuǎn)離自膨脹膠筒的一端的寬度較大，另一端寬度較小，如此便于管線穿越器順利安裝管線4。其中，限位環(huán)3的外輪廓可均勻設(shè)置有螺紋孔，在完成自膨脹膠筒2安裝后，在自膨脹膠筒2 的兩端借助固定螺栓33將限位環(huán)3固定在油管管體1上。在此處，配合圖14至圖19所示，所述管線穿越器可為導(dǎo)向器組件，所述導(dǎo)向器組件具有導(dǎo)向器支架6和導(dǎo)向器7，導(dǎo)向器支架6具有兩層，導(dǎo)向器7位于上層。導(dǎo)向器7的頂部設(shè)有缺口 71。其中，上述限位環(huán)3的喇叭狀的缺口槽31，可使得管線4在安裝時(shí)，導(dǎo)向器7能順利地經(jīng)過(guò)限位環(huán)3。當(dāng)然，除了導(dǎo)向器組件之外，所述管線穿越器亦可為其它合適的工具，只要能使管線4穿過(guò)管線槽21和缺口槽31即可。本發(fā)明實(shí)施例安裝管線4的過(guò)程如下將導(dǎo)向器支架6固定在轉(zhuǎn)盤(pán)上，位置要讓開(kāi)井口。管線4從導(dǎo)向器7中間的缺口 71穿過(guò)，封隔器與管柱連接后開(kāi)始從井口下入，限位環(huán)3的軸向設(shè)置的缺口槽31要對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)向器7的頂部。當(dāng)導(dǎo)向器7到達(dá)限位環(huán)3時(shí)，放慢管柱下入速度，導(dǎo)向器7開(kāi)始進(jìn)入膠筒2的管線槽21，并將管線槽21撐開(kāi)，管線4同時(shí)進(jìn)入撐開(kāi)后的管線槽21內(nèi)。等封隔器通過(guò)導(dǎo)向器7后，膠筒2的管線槽21收縮復(fù)原，將管線4 埋入膠筒2內(nèi)部。當(dāng)封隔器的限位環(huán)3經(jīng)過(guò)導(dǎo)向器上層而進(jìn)入轉(zhuǎn)盤(pán)前，停止管柱下入，將一個(gè)壓緊環(huán)5安裝在自膨脹膠筒2下方的限位環(huán)3的周向的凹槽32內(nèi)，并用螺釘固定。安裝下方的壓緊環(huán)5后，管柱繼續(xù)下入，管線4下入的同時(shí)也逐漸被埋入膠筒2的管線槽21中。 等管線4全部埋入封隔器的膠筒2后，再次暫停下入管柱，安裝位于自膨脹膠筒2上方的壓緊環(huán)5，完成全部管線4的穿越安裝程序。當(dāng)封隔器下入到位后，遇油或遇水膨脹座封，自膨脹膠筒2會(huì)自動(dòng)地將管線4與橡膠之間的間隙填滿，進(jìn)一步使得管線4很固定地被安裝在封隔器內(nèi)。綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例是基于遇油和遇水膨脹橡膠材料的管線穿越自膨脹封隔器，可滿足日益增長(zhǎng)的管線穿越完井需求。該封隔器沒(méi)有復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，完全靠特殊橡膠吸收井筒流體后膨脹實(shí)現(xiàn)座封。在井口連接管線時(shí)無(wú)需截?cái)喙芫€、安裝接頭等操作，通過(guò)井口輔助工具直接將管線4埋入預(yù)制的膠筒的管線槽21，施工工序簡(jiǎn)單，成本低。工具入井到位后，封隔器膠筒與碳?xì)浠衔锘蛩佑|后膨脹座封，并填補(bǔ)管線4與橡膠之間的間隙，在實(shí)現(xiàn)井段層間隔離的同時(shí)保護(hù)管線4不受損害。本發(fā)明實(shí)施例克服了現(xiàn)有機(jī)械式管線穿越封隔器的成本高、可靠性差、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)復(fù)雜的缺點(diǎn)，可用于智能完井施工，以及需要為井下設(shè)備連接管線的各類(lèi)油氣井完井應(yīng)用，主要包括(1)常規(guī)智能完井管柱中的層間隔離工具；(2)電動(dòng)潛油泵的過(guò)電纜封隔器；(3) 氣舉采油管柱中的過(guò)注氣管線封隔器；(4)需要測(cè)量井下溫度、壓力、流量等參數(shù)的穿越電纜的油氣井，并要安裝管線穿越封隔器；(5)為分布式光纖測(cè)量系統(tǒng)的安裝提供無(wú)需截?cái)喙饫w的關(guān)鍵封隔工具；(6)需要穿越多根液壓控制管線的、安裝有井下控制工具的油氣井， 并要安裝管線穿越封隔器。因此，應(yīng)用范圍廣。 以上所述僅為本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員依據(jù)申請(qǐng)文件公開(kāi)的可以對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行各種改動(dòng)或變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于管線穿越的自膨脹封隔器，其特征在于，所述自膨脹封隔器包括油管管體；自膨脹膠筒，其套設(shè)在油管管體外，所述自膨脹膠筒的外表面設(shè)置有沿軸向貫穿的管線槽；兩個(gè)限位環(huán)，其固定在所述油管管體的外部并分別連接在自膨脹膠筒的兩端，每個(gè)限位環(huán)上沿軸向設(shè)置有缺口槽，所述缺口槽與管線槽相互對(duì)應(yīng)；所述管線穿設(shè)在所述管線槽和缺口槽中；每個(gè)所述限位環(huán)上對(duì)應(yīng)所述缺口槽的位置設(shè)置有沿周向布置的凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)置有用來(lái)固定管線的壓緊環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于管線穿越的自膨脹封隔器，其特征在于，所述自膨脹膠筒的外表面對(duì)稱地設(shè)置有兩個(gè)所述管線槽，每個(gè)所述限位環(huán)上對(duì)稱地設(shè)置有兩個(gè)所述缺口槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于管線穿越的自膨脹封隔器，其特征在于，所述管線槽具有相互連通的容置部和夾緊部，所述容置部位于管線槽的靠近其軸心的一端，所述夾緊部位于管線槽的遠(yuǎn)離其軸心的一端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于管線穿越的自膨脹封隔器，其特征在于，所述容置部的寬度較大，所述夾緊部的寬度較小。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于管線穿越的自膨脹封隔器，其特征在于，所述容置部的形狀為方形或圓形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于管線穿越的自膨脹封隔器，其特征在于，所述壓緊環(huán)上面對(duì)所述管線的一面設(shè)置有走線槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于管線穿越的自膨脹封隔器，其特征在于，所述壓緊環(huán)與所述限位環(huán)之間通過(guò)螺釘連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于管線穿越的自膨脹封隔器，其特征在于，所述限位環(huán)的缺口槽的橫截面呈喇叭狀，遠(yuǎn)離所述自膨脹膠筒的一端的寬度較大，另一端寬度較小。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于管線穿越的自膨脹封隔器，其包括油管管體；自膨脹膠筒，其套設(shè)在油管管體外，所述自膨脹膠筒的外表面設(shè)置有沿軸向貫穿的管線槽；兩個(gè)限位環(huán)，其固定在所述油管管體的外部并分別連接在自膨脹膠筒的兩端，每個(gè)限位環(huán)上沿軸向設(shè)置有缺口槽，所述缺口槽與管線槽相互對(duì)應(yīng)；所述管線穿設(shè)在所述管線槽和缺口槽中；每個(gè)所述限位環(huán)上對(duì)應(yīng)所述缺口槽的位置設(shè)置有沿周向布置的凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)置有用來(lái)固定管線的壓緊環(huán)。本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，管線穿越施工工藝簡(jiǎn)便，人工勞動(dòng)強(qiáng)度低。
文檔編號(hào)E21B33/127GK102359358SQ20111019865
公開(kāi)日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者張衛(wèi)平, 張國(guó)文, 沈澤俊, 童征, 薛建軍, 裴曉含, 郝忠獻(xiàn), 錢(qián)杰 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司