防蠕動壓裂、漲封裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種油田用油水井注水、采油及壓裂用井下工具。為克服目前深油井內(nèi)部的采油工具在工作過程中出現(xiàn)上下蠕動的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種防蠕動壓裂、漲封裝置，包括鋼制中心管、膠筒，中心管位于膠筒內(nèi)部，所述膠筒兩端通過粘合劑與中心管兩端粘合并硫化為一體形成固定連接區(qū)，膠筒除兩端的粘合段外其它區(qū)域與中心管貼合形成膨脹區(qū)，在中心管中部管壁上設(shè)有徑向貫通的噴液口，其特征在于：在膠筒膨脹區(qū)的表面至少設(shè)有一段防蠕動區(qū)，所述的防蠕動區(qū)是指在膠筒的表面設(shè)有若干圈環(huán)狀凹槽。該防蠕動壓裂、漲封裝置產(chǎn)品具有優(yōu)異的防蠕動特性，顯著延長采油工具及膠筒的使用壽命，大大降低石油開采成本。
【專利說明】
防蠕動壓裂、漲封裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種油田用油水井注水、采油及壓裂用井下工具，具體是指一種防蠕動壓裂、漲封裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油和天然氣工業(yè)中，對于多產(chǎn)層油藏，利用封隔器進行卡封分層作業(yè)，同時也可利用該類型封隔器的膨脹特性對井壁巖石進行壓裂操作，如注水、酸化、壓裂、防砂、采油等較為常見。如本
【申請人】于2016年3月7日申請的中國發(fā)明專利:一種擴張式封隔器，申請?zhí)?2016101241042，該專利較好的解決了連接軸頭處容易發(fā)生破裂的技術(shù)問題。但隨著地球石油資源的日趨枯竭，地殼表層(深度3000米內(nèi))石油日益減少，使得石油開采不得不轉(zhuǎn)入地殼更深層(深度3000-8000米)，隨著采油深度的不斷增加，采油井內(nèi)部溫度愈來愈高，采油裝置伴隨溫度、壓力的不斷變化，就會出現(xiàn)熱脹冷縮等的物理現(xiàn)象，使得深入地表幾千米的采油工具出現(xiàn)上下蠕動的現(xiàn)象，從而導致采油裝備工作不穩(wěn)定，工藝條件難以掌控，采油工具使用壽命大大降低。目前的采油工藝，為防止或減小采油工具的上下蠕動，普遍在油井垂直方向，每隔8-10米澆筑一水泥固定臺，然后在水泥固定臺上安裝一套可伸張式機械固定裝置，通過此機械構(gòu)件完成對采油工具的固定，由此造成施工復雜、采油成本升高的技術(shù)問題，同時固定的伸張式機械固定裝置在井下使用一段時間后會造成嚴重腐蝕、結(jié)垢，造成安裝拆卸麻煩，使用壽命低，工作不可靠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服目前深油井內(nèi)部的采油工具在工作過程中出現(xiàn)上下蠕動的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種防蠕動壓裂、漲封裝置。
[0004]為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:防蠕動壓裂、漲封裝置，包括鋼制中心管、膠筒，中心管位于膠筒內(nèi)部，所述膠筒兩端通過粘合劑與中心管兩端粘合并硫化為一體形成固定連接區(qū)，膠筒除兩端的粘合段外其它區(qū)域與中心管貼合形成膨脹區(qū)，在中心管中部管壁上設(shè)有徑向貫通的噴液口，其特征在于:在膠筒膨脹區(qū)的表面至少設(shè)有一段防蠕動區(qū)，所述的防蠕動區(qū)是指在膠筒的表面設(shè)有若干圈環(huán)狀凹槽。
[0005]進一步的，所述防蠕動區(qū)長度占膠筒膨脹區(qū)長度的20-30%。
[0006]進一步的，所述膠筒防蠕動區(qū)的膠體邵氏硬度比膠筒其它部位的膠體邵氏硬度低5-10%o
[0007]進一步的，所述膠筒內(nèi)部設(shè)有骨架層，所述骨架層由至少一層尼龍骨架層及至少一層鋼絲骨架層復合而成，所述的尼龍骨架層采用尼龍線在膠筒內(nèi)部形成螺旋纏繞，鋼絲骨架層采用鋼絲在膠筒內(nèi)部形成螺旋纏繞，尼龍骨架層及鋼絲骨架層的纏繞方向相反，位于防蠕動區(qū)底部的尼龍骨架層及鋼絲骨架層的螺旋間距為其它區(qū)域螺旋間距的1.5-3倍。
[0008]進一步的，還包括位于膠筒兩端內(nèi)部的壓環(huán)，所述壓環(huán)套裝在骨架層的端部將骨架層的端部與中心管的管壁壓緊，膠筒表膠層將壓環(huán)及骨架層一起覆蓋并硫化為一體。
[0009]該防蠕動壓裂、漲封裝置產(chǎn)品具有優(yōu)異的防蠕動特性，同時具有普通擴張式膠筒的耐磨、耐溫、耐壓、抗腐蝕、抗疲勞特性，顯著延長采油工具及膠筒的使用壽命，大大降低石油開米成本。
【附圖說明】
[0010]附圖1為該壓裂、漲封裝置的結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0011]附圖2為附圖1中A處放大示意圖。
[0012]附圖3為附圖1中B處放大示意圖。
[0013]附圖4為尼龍骨架層的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖5為鋼絲骨架層的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明所提供的防蠕動壓裂、漲封裝置做詳細說明。
[0016]如附圖1所示，防蠕動壓裂、漲封裝置，包括鋼制中心管1、膠筒2，中心管I位于膠筒2內(nèi)部，中心管I的兩端伸出膠筒。
[0017]如附圖2所示，膠筒2由底膠層21、骨架層22及表膠層23組成，結(jié)合附圖3所示，膠筒兩端的底膠層21與中心管I粘合并硫化為一體形成固定連接區(qū)，膠筒2的其它部分不與中心管I粘合，只是貼合到一起，形成膨脹區(qū)，同時在中心管的管壁上設(shè)有徑向貫通的噴液口4，當向中心管中充進高壓液體時，液體由噴液口 4噴出從而使膠筒2的膨脹區(qū)發(fā)生膨脹。
[0018]為防止膠筒在劇烈膨脹時兩端與中心管發(fā)生分離，如附圖3所示，在膠筒兩端內(nèi)部設(shè)有壓環(huán)3，壓環(huán)3套裝在骨架層22的端部將骨架層22的端部與中心管I的管壁壓緊，膠筒表膠層23將壓環(huán)3及骨架層22—起覆蓋并硫化為一體。
[0019]如附圖1、附圖2所示，在膠筒膨脹區(qū)的表面至少設(shè)有一段防蠕動區(qū)，所述的防蠕動區(qū)是指在膠筒的表面設(shè)有若干圈環(huán)狀凹槽5。
[0020]該裝置的防蠕動特性即是通過防蠕動區(qū)實現(xiàn)的，當該裝置位于井下方時，向中心管內(nèi)沖入高壓液體，膠筒的膨脹區(qū)膨脹與井壁形成緊密接觸，此時防蠕動區(qū)的環(huán)狀凹槽5與井壁之間產(chǎn)生巨大的摩擦力，利用該摩擦力即可防止該裝置的上下蠕動從而達到限制采油工具的上下竄動。
[0021]為保證防蠕動區(qū)具有更強的膨脹效應，增大與井壁之間的摩擦力，本實施例還采用下列技術(shù)措施。
[0022]—、將膠筒膠筒防蠕動區(qū)的膠體邵氏硬度比膠筒其它部位的膠體邵氏硬度低δ-?Ο。/。。膠體包括底膠層及表膠層，邵氏硬度的下降意味著防蠕動區(qū)更加容易實現(xiàn)膨脹，或者在具有同等壓力作用的前提下，防蠕動區(qū)膨脹的更加明顯，從而使得防蠕動區(qū)與井壁之間形成更加緊密的接觸，增大其摩擦系數(shù)。
[0023]二、對膠筒內(nèi)的骨架層做出改進。
[0024]在本實施例中，膠筒內(nèi)的骨架層采用尼龍骨架層與鋼絲骨架層復合而成，尼龍骨架層位于底部，鋼絲骨架層位于尼龍骨架層上方，如附圖4所示，尼龍骨架層采用尼龍線6在膠筒內(nèi)部形成螺旋纏繞，如附圖5所示，鋼絲骨架層采用鋼絲7在膠筒內(nèi)部形成螺旋纏繞，尼龍骨架層及鋼絲骨架層的纏繞方向相反。
[0025]如附圖4及附圖5所示，尼龍骨架層在防蠕動區(qū)對應部位8的位置處，螺距顯著增加，一般控制該部分的螺距為其他部分螺距的1.5-3倍之間。同樣鋼絲骨架層在防蠕動區(qū)對應部位8的位置處，螺距同樣控制其他部分螺距的1.5-3倍之間。
[0026]將防蠕動區(qū)對應部位的骨架層的螺距增大，可使骨架層的硬度降低，但彈性更好，同樣可起到促進防蠕動區(qū)加速膨脹的目的。
[0027]在實際制造時，骨架層中的尼龍骨架層與鋼絲骨架層不限于一層，更采用多層復合而成。
[0028]制作時，防蠕動區(qū)根據(jù)生產(chǎn)的需要可在膠筒的膨脹區(qū)域內(nèi)自由選擇，一般以膨脹區(qū)的端部或中間部位為宜，當防蠕動區(qū)位于膨脹區(qū)端部時主要考慮設(shè)備安裝時的環(huán)境需要，而將防蠕動區(qū)選擇在膨脹區(qū)的中間能夠起到更好的防蠕動效果。防蠕動區(qū)的長度一般控制為膨脹區(qū)長度的20-30%之間即可。如防蠕動區(qū)長度過長會降低膠筒的硬度及耐磨擦性能，降低膠筒的使用壽命，當然根據(jù)實際需要，也可在膨脹區(qū)內(nèi)設(shè)置多段防蠕動區(qū)，但設(shè)置過多的防蠕動區(qū)也會存在上述防蠕動區(qū)過長存在的技術(shù)問題。
[0029]本實施例所提供的裝置曾在山東省東營市勝利油田采油現(xiàn)場對該防蠕動壓裂、漲封裝置進行了防蠕動拉力試驗，實驗采用兩種防蠕動裝置，A、膨脹區(qū)長度1000mm，防蠕動區(qū)250mm，防婦動區(qū)位于膨脹區(qū)的端部;B、膨脹區(qū)長度I OOOmm，防婦動區(qū)250mm，防婦動區(qū)位于膨脹區(qū)的中間部位。
[0030]A裝置結(jié)果如下:
采油工具注壓10-20MPa:封隔器膠筒總成防蠕動拉力:不低于15T;
采油工具注壓20-30MPa:封隔器膠筒總成防蠕動拉力:不低于17T;
采油工具注壓30-40MPa:封隔器膠筒總成防蠕動拉力:不低于19T;
采油工具注壓40-70MPa:封隔器膠筒總成防蠕動拉力:不低于20T。
[0031 ] B裝置結(jié)果如下:
采油工具注壓10-20MPa:封隔器膠筒總成防蠕動拉力:不低于24T;
采油工具注壓20-30MPa:封隔器膠筒總成防蠕動拉力:不低于26T;
采油工具注壓30-40MPa:封隔器膠筒總成防蠕動拉力:不低于28T;
采油工具注壓40-70MPa:封隔器膠筒總成防蠕動拉力:不低于30T。
[0032]試驗結(jié)果顯示，將防蠕動區(qū)設(shè)置在膨脹區(qū)的中間部位能夠承受更高的防蠕動拉力，防蠕動效果更加突出。但是A、B兩種裝置的試驗結(jié)果都表明，本實施例所提供的防蠕動壓裂、漲封裝置的防蠕動特性超乎想象，完全能夠滿足油田采油的指標要求。采用該裝置可徹底省去澆筑水泥固定臺的步驟，不需要伸張式機械固定裝置的配套使用，極大方便地設(shè)備的安裝操作，降低了采油成本。
【主權(quán)項】
1.防蠕動壓裂、漲封裝置，包括鋼制中心管、膠筒，中心管位于膠筒內(nèi)部，所述膠筒兩端通過粘合劑與中心管兩端粘合并硫化為一體形成固定連接區(qū)，膠筒除兩端的粘合段外其它區(qū)域與中心管貼合形成膨脹區(qū)，在中心管中部管壁上設(shè)有徑向貫通的噴液口，其特征在于:在膠筒膨脹區(qū)的表面至少設(shè)有一段防蠕動區(qū)，所述的防蠕動區(qū)是指在膠筒的表面設(shè)有若干圈環(huán)狀凹槽。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防蠕動壓裂、漲封裝置，其特征在于:所述防蠕動區(qū)長度占膠筒膨脹區(qū)長度的20-30%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防蠕動壓裂、漲封裝置，其特征在于:所述膠筒防蠕動區(qū)的膠體邵氏硬度比膠筒其它部位的膠體邵氏硬度低5-10%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防蠕動壓裂、漲封裝置，其特征在于:所述膠筒內(nèi)部設(shè)有骨架層，所述骨架層由至少一層尼龍骨架層及至少一層鋼絲骨架層復合而成，所述的尼龍骨架層采用尼龍線在膠筒內(nèi)部形成螺旋纏繞，鋼絲骨架層采用鋼絲在膠筒內(nèi)部形成螺旋纏繞，尼龍骨架層及鋼絲骨架層的纏繞方向相反，位于防蠕動區(qū)底部的尼龍骨架層及鋼絲骨架層的螺旋間距為其它區(qū)域螺旋間距的1.5-3倍。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防蠕動壓裂、漲封裝置，其特征在于:還包括位于膠筒兩端內(nèi)部的壓環(huán)，所述壓環(huán)套裝在骨架層的端部將骨架層的端部與中心管的管壁壓緊，膠筒表膠層將壓環(huán)及骨架層一起覆蓋并硫化為一體。
【文檔編號】E21B33/127GK106050183SQ201610650614
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月10日 公開號201610650614.3, CN 106050183 A, CN 106050183A, CN 201610650614, CN-A-106050183, CN106050183 A, CN106050183A, CN201610650614, CN201610650614.3
【發(fā)明人】錢國峰, 宋文進, 劉海慶, 徐東英, 張志武
【申請人】威海豐泰新材料科技股份有限公司