[发明专利]一种环空自动密封装置

说明书

本发明提出了一种环空自动密封装置，石油工程钻完井领域，包括若干密封单元，所述密封单元围合成环形的结构；所述密封单元包括：弧形的下腔体；所述下腔体内填充有流体；设置在下腔体上方的上腔体，所述上腔体内设置有可膨胀体；其中，所述下腔体受到套管环空压力时，所述流体流入所述上腔体，所述可膨胀体吸收所述流体发生膨胀，从而密封套管环空。本发明可以降低作业成本，确保生产安全，达到彻底消除环空带压现象的目的。

技术领域

本发明涉及一种环空自动密封装置，属于石油工程钻完井领域。

背景技术

在石油钻完井过程中，随着生产周期增加，套管中普遍存在环空带压现象，主要是油管和套管泄露，固井时顶替效率低，水泥浆体系配方不合理等，固井后由于地层应力、温度和压力变化，随时间推移引起的其他原因导致水泥环封隔失效。一旦水泥环密封性能失效，就会发生环空带压、井口窜气或层间窜流问题，引发油气田安全生产隐患。目前常用的方法主要包括环空挤入密封剂和周期性泄压消除法，Halliburton、Schlumberger等国外大型石油公司研发了高分子密封剂，从环空挤入以消除环空压力异常现象，但是只提供服务，不卖产品，且价格高昂；适当的干预与介入周期性释放过多的环空带压压力，是临时性降低问题的严重程度，有时候周期性释放过多的环空带压压力后甚至会恶化环空带压，无法起到根本性的治理效果。对于环空带压严重的井通常采用修井作业封堵气体的窜流通道来治理，但是修井作业成本高，水泥难以挤入，操作复杂。目前为止都没有通过套管环空下入自动密封装置来解决这个问题的方法。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种环空自动密封装置，用于固井后下近井口套管环空中，解决生产过程中套管环空带压现象，对油气田开发和安全生产提供保障，设计了在套管环空中用的环空自动密封装置。本发明可以降低作业成本，确保生产安全，达到彻底消除环空带压现象的目的。

本发明提出了一种环空自动密封装置，包括若干密封单元，所述密封单元围合成环形的结构；所述密封单元包括：

弧形的下腔体；所述下腔体内填充有流体；

设置在下腔体上方的上腔体，所述上腔体内设置有可膨胀体；

其中，所述下腔体受到套管环空压力时，所述流体流入所述上腔体，所述可膨胀体吸收所述流体发生膨胀，从而密封套管环空。

本发明的进一步改进在于，所述下腔体的内侧设置有下底板，所述下底板上设置有若干传压孔。

本发明的进一步改进在于，所述下腔体的上端设置有第一挡板，所述第一挡板上设置有破裂盘，在所述下腔体内压力增大到一定值时，所述破裂盘破裂从而形成供所述流体流动的孔洞。

本发明的进一步改进在于，所述下腔体内设置有可移动容器，所述可移动容器将所述下腔体的内部空间分隔成上侧的流体存留仓和下侧的压力推动腔；

其中，所述流体存留仓内充满所述流体，所述压力推动仓通过所述传压孔传递压力，在压力的作用下推动所述可移动容器向上移动从而向所述流体存留仓内施加压力。

本发明的进一步改进在于，所述可移动容器包括分隔板，所述分隔板的边缘设置有与所述下腔体滑动相连的滑动侧壁，所述分隔板上设置有密封的进液管。

本发明的进一步改进在于，所述进液管的端部设置有流体注入口，在组装时将流体通过所述流体注入口注入到流体存留仓内，并通过旋塞密封所述流体注入口。

本发明的进一步改进在于，所述上腔体包括设置在可膨胀体的上端的第二挡板，所述橡胶体内设置有若干固定杆；所述固定杆的两端分别连接所述第一挡板和所述第二挡板。

本发明的进一步改进在于，所述上腔体与所述下腔体之间通过侧板实现密封功能，让流体存留仓中流体只进入可膨胀体中。