本發(fā)明涉及一種封隔器，具體涉及高強(qiáng)度壓縮式封隔器膠筒。

背景技術(shù)：

封隔器是指具有彈性密封元件，并借此封隔各種尺寸管柱與井眼之間以及管柱之間環(huán)形空間，并隔絕產(chǎn)層，以控制產(chǎn)(注)液，保護(hù)套管的井下工具。一般是在采油工程中封隔器用來(lái)分層，封隔器上設(shè)計(jì)有采油通道，坐封時(shí)，活塞套上行，采油通道被打開(kāi)；坐封后，上層壓力作用在平衡活塞上，向上推膠筒，使解封銷釘免受剪切力；解封時(shí)，靠膠筒與套管的摩擦力剪斷解封銷釘，活塞套下行，關(guān)閉采油通道。封隔器減少了油井封隔器堵水施工工序，能方便地實(shí)現(xiàn)不壓井不放噴作業(yè)，并且能雙向承受高壓，使用壽命長(zhǎng)。油田常用的皮碗封隔器為自封式。其皮碗外徑大于套管內(nèi)徑，靠皮碗與套管的過(guò)盈配合來(lái)實(shí)現(xiàn)封隔器的密封，下井時(shí)阻力大，皮碗易磨損和刮壞，從而失去密封性。而封隔器的膠筒一般彈性復(fù)合材料制備而成，可分為強(qiáng)制型、自封型和復(fù)合型等，強(qiáng)制型中的壓縮式封隔器膠筒是使用的最為廣泛的一種；作為封隔器的關(guān)鍵的彈性體密封件，其位于油管和管套之間，座封時(shí)承受軸向載荷產(chǎn)生徑向的形變，膠筒外壁與套管壁產(chǎn)生接觸壓力，封隔環(huán)空，可實(shí)現(xiàn)分層注水、酸化、壓裂等工藝，其質(zhì)量的好壞直接影響到井上工具性能的高低。

目前，市面上被廣泛使用的封隔器膠筒，根據(jù)其使用環(huán)境及特點(diǎn)還存在著一定的缺陷，普遍存在耐差壓性低、抗張強(qiáng)度差、極易產(chǎn)生形變等問(wèn)題，導(dǎo)致密封效果非常短暫，其使用壽命得不到保障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供高強(qiáng)度壓縮式封隔器膠筒，實(shí)現(xiàn)一種具有較強(qiáng)抗破壞性、可提高密封效果的封隔器膠筒的目的。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

高強(qiáng)度壓縮式封隔器膠筒，包括設(shè)置在中心管和套管之間的筒體，所述筒體包括相互貼合的外封段、內(nèi)封段，所述內(nèi)封段與中心管連接，所述外封段與套管連接，在外封段與套管接觸的端面上開(kāi)有若干個(gè)吸氣孔，所述吸氣孔繞外封段的中心線成環(huán)形設(shè)置，還包括強(qiáng)化管套，所述強(qiáng)化管套套在筒體外側(cè)且與筒體外壁過(guò)盈配合，在每個(gè)強(qiáng)化管套上還設(shè)置有金屬管頭，所述金屬管頭與中心管接觸。進(jìn)一步的，本發(fā)明將傳統(tǒng)的套管進(jìn)行改進(jìn)，將筒體設(shè)計(jì)為兩層結(jié)構(gòu)，將與套管接觸的筒體端稱為外封段、與中心管接觸的筒體端稱為內(nèi)封段，在外封段與套管接觸的端面上開(kāi)吸氣孔，當(dāng)筒體承受軸向荷載時(shí)，因?yàn)橥搀w是由橡膠制成，吸氣孔受壓產(chǎn)生徑向形變，使得膠筒外壁與套管壁產(chǎn)生接觸壓力，封隔環(huán)空，避免液體的滲透；同時(shí)，吸氣孔內(nèi)部空腔受到擠壓產(chǎn)生負(fù)壓而增強(qiáng)了吸附套管的吸附力，提高了筒體與套管之間的密封性。在筒體外設(shè)置一個(gè)強(qiáng)化管套，增強(qiáng)了筒體的剛性，對(duì)筒體起進(jìn)一步保護(hù)作用，延長(zhǎng)膠筒的使用壽命；強(qiáng)化管套與中心管接觸的一端為一個(gè)金屬管頭，可有效阻止和限制封隔器坐封時(shí)膠筒朝套管環(huán)形空間“突出”或“流動(dòng)”，避免整個(gè)膠筒與中心線管之間也移位，加強(qiáng)了其抗破壞性能力。

優(yōu)選的，所述內(nèi)封段在軸向上與筒體厚度的比值為0.55～0.67。進(jìn)一步的，封隔器膠筒的長(zhǎng)度對(duì)于膠筒的密封也有重要影響，當(dāng)膠筒長(zhǎng)度(即厚度)降低時(shí)，其峰值接觸壓力上升，開(kāi)始比較平緩然后逐漸增加，一直達(dá)到最優(yōu)點(diǎn)，接著膠筒長(zhǎng)度繼續(xù)降低時(shí)，峰值接觸壓力急劇下降。這說(shuō)明膠筒長(zhǎng)度應(yīng)該取一個(gè)較小值。另外隨著膠筒長(zhǎng)度的降低其剪切強(qiáng)度也受到限制，而與中心管接觸的內(nèi)封段為整個(gè)筒體的支撐機(jī)構(gòu)，最影響其剪切強(qiáng)度。經(jīng)發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，將內(nèi)封段在軸向上與筒體厚度的比值設(shè)定在0.55～0.67之間，可獲得剪切強(qiáng)度與峰值接觸壓力之間的平衡。

優(yōu)選的，所述筒體采用氫化丁晴橡膠制成。進(jìn)一步的，氫化丁晴橡膠的耐油和耐熱性能好，強(qiáng)伸性能、耐磨性和耐磨性能高，可適用于溫度在150℃以上的井下環(huán)境中作業(yè)。采用氫化丁晴橡膠制成膠筒筒體，擴(kuò)大了膠筒的適用范圍，提高了其環(huán)境耐受度。

所述強(qiáng)化管套采用丁晴橡膠制成。進(jìn)一步的，丁晴橡膠具有較高的耐溫性、良好的耐油性、較高的抗張強(qiáng)度和彈性，將其制成強(qiáng)化管套，可抵擋大部分油的沖擊，起到保護(hù)膠筒的目的；相比膠筒，強(qiáng)化管套的加工難度更低，丁晴橡膠易于成型且價(jià)格低廉，使得強(qiáng)化管套替換非常方便。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、本發(fā)明高強(qiáng)度壓縮式封隔器膠筒，在外封段與套管接觸的端面上開(kāi)有若干個(gè)吸氣孔，所述吸氣孔繞外封段的中心線成環(huán)形設(shè)置，當(dāng)筒體承受軸向荷載時(shí)，因?yàn)橥搀w是由橡膠制成，吸氣孔受壓產(chǎn)生徑向形變，使得膠筒外壁與套管壁產(chǎn)生接觸壓力，封隔環(huán)空，避免液體的滲透；同時(shí)，吸氣孔內(nèi)部空腔受到擠壓產(chǎn)生負(fù)壓而增強(qiáng)了吸附套管的吸附力，提高了筒體與套管之間的密封性；

2、本發(fā)明高強(qiáng)度壓縮式封隔器膠筒，還包括強(qiáng)化管套，所述強(qiáng)化管套套在筒體外側(cè)且與筒體外壁過(guò)盈配合，在每個(gè)強(qiáng)化管套上還設(shè)置有金屬管頭，所述金屬管頭與中心管接觸，增強(qiáng)了筒體的剛性，加強(qiáng)了其抗破壞性能力，對(duì)筒體起進(jìn)一步保護(hù)作用，延長(zhǎng)膠筒的使用壽命。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中標(biāo)記及對(duì)應(yīng)的零部件名稱：

1-中心管，2-套管，3-外封段，4-內(nèi)封段，5-吸氣孔，6-強(qiáng)化管套，7-金屬管頭。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

實(shí)施例1

如圖1所示，本發(fā)明高強(qiáng)度壓縮式封隔器膠筒，包括設(shè)置在中心管1和套管2之間的筒體，所述筒體包括相互貼合的外封段3、內(nèi)封段4，所述內(nèi)封段4與中心管1連接，所述外封段3與套管2連接，在外封段3與套管2接觸的端面上開(kāi)有若干個(gè)吸氣孔5，所述吸氣孔5繞外封段3的中心線成環(huán)形設(shè)置，還包括強(qiáng)化管套6，所述強(qiáng)化管套6套在筒體外側(cè)且與筒體外壁過(guò)盈配合，在每個(gè)強(qiáng)化管套6上還設(shè)置有金屬管頭7，所述金屬管頭7與中心管1接觸。所述筒體采用氫化丁晴橡膠制成。所述強(qiáng)化管套6采用丁晴橡膠制成。另外，外封段3具有一定的錐度，能有效地改善膠筒的抗破壞性，提高其耐差壓性能；并且外封段3與強(qiáng)化管套6之間形成一定的夾角，這樣當(dāng)筒體承受軸向荷載時(shí)，強(qiáng)化管套6不會(huì)影響外封段3相對(duì)套管2之間的環(huán)空密封效果。通過(guò)以上結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了一種具有較強(qiáng)抗破壞性、可提高密封效果的封隔器膠筒的目的。

實(shí)施例2

如圖1所示，本發(fā)明高強(qiáng)度壓縮式封隔器膠筒，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，所述內(nèi)封段4在軸向上與筒體厚度的比值為0.55～0.67。

內(nèi)封段4在軸向上與筒體厚度的比值與剪切強(qiáng)度、峰值接觸壓力之間的關(guān)系見(jiàn)下表：

通過(guò)上表可知，當(dāng)內(nèi)封段在軸向上與筒體厚度的比值設(shè)定在0.55～0.67之間時(shí)，剪切強(qiáng)度與峰值接觸壓力的比值在1.1左右浮動(dòng)，可獲得剪切強(qiáng)度與峰值接觸壓力之間的平衡。

以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、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)。