[发明专利]一种封隔器

说明书

本发明提出了一种封隔器，包括：封隔器本体；膨胀锥，其套接在封隔器本体上且内部通过第一密封件与封隔器本体密封连接；膨胀套筒，其连接在膨胀锥的锥部上，膨胀套筒上设有在工作时密封连接外层套管的第二密封结构；支撑套，其一端连接并支撑膨胀套筒的一端，另一端向远离膨胀锥的方向连接在封隔器本体上；锁紧环，固定连接在支撑套上，将支撑套锁在封隔器本体上。该封隔器耐高温高压、对套管适应性好且具有很好的防抽吸作用和蓄能保紧作用。

技术领域

本发明属于涉及固井技术领域，具体涉及一种用于尾管悬挂器连接的复合密封结构及包括其的封隔器。该封隔器特别适用于高温高压油气井固井过程中。

背景技术

随着勘探开发的不断深入，全球油气勘探开发对象已经从常规油气藏转向非常规油气藏，目的层由中浅层向深层和超深层快速延伸。随着目的层的延伸，伴随着地层温度高、施工压力大等一系列苛刻条件。

中国专利CN103348094B公开了一种带有通过膨胀诱导可轴向移动的支撑部件的膨胀式封隔器，该封隔器为纯金属材料密封，其封隔功能的实现依靠管子修整器提供外力，该封隔器一般难以应用在耐温性能差且外部坐封力较大。中国专利CN107829705A公开了一种扩张式封隔器组件及封隔器，该封隔器的封隔器组件包括扩张管，扩张管包括骨架、内层和外层，内层设置在骨架内侧，外层设置在骨架外侧，骨架由金属制成，扩张管外还设置由橡胶制成的保护管。该封隔器由于纯采用橡胶密封，密封性能和耐温性能一般且坐封状态不容易保持。

综上，目前常规固井封隔器的胶筒材料主要有氢化丁腈和氟橡胶等弹性体材料，结构形式主要有扩张式和压缩式两种，存在着密封能力较低，耐温性较低且坐封力较大的问题。因此，需要通过创新封隔器胀封形式与封隔器胶筒材料来设计一种新型的封隔器结构从而优化封隔器的耐温性能和降低坐封力。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种封隔器，该封隔器耐高温高压且能提高坐封效果。

为了实现以上发明目的，本发明提出了一种封隔器，包括：

封隔器本体；

膨胀锥，其套接在封隔器本体上且内部通过第一密封件与封隔器本体密封连接；

膨胀套筒，其连接在膨胀锥的锥部上，膨胀套筒上设有在工作时密封连接外层套管的第二密封结构；

支撑套，其一端连接并支撑膨胀套筒的一端，另一端向远离膨胀锥的方向连接在封隔器本体上；

锁紧环，固定连接在支撑套上，将支撑套锁在封隔器本体上。

在一种实施方案中，所述膨胀锥为外表面具有一定锥度的管体，其内表面为设有密封圈槽的圆柱面，所述第一密封件安装在所述膨胀锥的密封圈槽中。

在一种实施方案中，所述膨胀锥的外表面设有沿锥面母线方向的引导焊接肋，所述引导焊接肋与所述膨胀套筒内表面的引导凹槽啮合。

在一种实施方案中，所述膨胀套筒由易膨胀金属材料制成的管体，所述膨胀套筒的外表面设有两道密封圈槽，所述密封圈槽的底部与侧面设有环周向的金属凸起，第二密封结构通过整体硫化的方式设在密封圈槽内。

在一种实施方案中，所述第二密封结构为异型密封圈，第二密封结构的内部设有与膨胀套筒外表面的密封圈槽底部凸起配合的凹槽，并通过直接硫化橡胶方式硫化在膨胀套筒外表面凹槽内，第二密封结构的外表面根据工况设有两端凸起和/或中间凸起。

在一种实施方案中，所述第二密封结构的两端凸起和/或中间凸起是在内部嵌入可压缩式弹簧，在第二密封结构的橡胶被压缩密封时，提高橡胶材料回弹力和防止橡胶被过度压缩而发生轴向流动。

在一种实施方案中，所述膨胀套筒的外表面设有若干环轴向的金属凸起，所述金属凸起在膨胀套筒膨胀时率先与外层套管的内部接触然后被压缩产生变形，使得膨胀套筒与外层套管形成金属密封。