專利名稱：一種油井封隔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油田井下設(shè)備，特別涉及一種油井封隔器中膨脹套的材料組分。
背景技術(shù)：
遇水膨脹橡膠是一種新型的功能材料，它是在傳統(tǒng)彈性基體上引入親水性功能團(tuán) 或親水性組分制成的。當(dāng)與水接觸時(shí)，水分子通過擴(kuò)散及表面吸附作用進(jìn)入到遇水膨脹橡 膠內(nèi)，進(jìn)而與橡膠中的親水性基團(tuán)形成極強(qiáng)的親和力。由于親水性物質(zhì)不斷吸收水分，致使 橡膠發(fā)生形變，當(dāng)抗性變力和滲透壓差達(dá)到平衡時(shí)，遇水膨脹橡膠保持相對(duì)穩(wěn)定，達(dá)到彈性 及以水止水的效果。目前采用的油井封堵技術(shù)專用工具封隔器有機(jī)械式、水力式、水力機(jī)械式、自封式 等多種形式，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。為了簡(jiǎn)化油井封隔器的結(jié)構(gòu)。近幾年研究者們致力于研究新 形勢(shì)的油井封隔器。例如，CN1452686A中公開了一種利用橡膠材料制成的可膨脹元件，以 及包覆在該可膨脹元件外面的外部保護(hù)套和加固件等來進(jìn)行密封的油井封隔器，采用用橡 膠不當(dāng)會(huì)造成封隔器存在膨脹倍率不夠大。利用膨脹橡膠制造油井封隔器的技術(shù)關(guān)鍵在于 提高橡膠的吸油膨脹速度和膨脹倍率，以及滿足井下苛刻工作環(huán)境的要求?，F(xiàn)有油井封隔器所使用的遇水膨脹橡膠只有在較低的溫度下才具有很好的吸 水性能，當(dāng)溫度大于30°C時(shí)，遇水膨脹橡膠的吸水率隨著溫度的上升而降低，當(dāng)溫度接近 70°C時(shí)，幾乎不吸水膨脹，因而大大降低了遇水膨脹橡膠在高溫情況下幾乎不膨脹，無法保 證在高溫情況下的吸水效果。因此對(duì)油井封隔器中的膨脹套的使用與制作尤為關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決在高溫下油井封隔器的遇水膨脹橡膠效果差的問題，設(shè)計(jì)了一種 油井封隔器中膨脹套的材料組分，通過本組分制備的膨脹套，不僅在70°C時(shí)還能保證良好 的膨脹性能，而且通過合理的組分配比，在高溫的水環(huán)境下還能保證膨脹套的硬度與強(qiáng)度， 提高了使用壽命。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是，一種油井封隔器，結(jié)構(gòu)中包括中空管 芯、中空管芯的兩端包裹有套管扣，中空管芯的外部包裹有擋環(huán)，中空管芯與擋環(huán)的中間部 分填充有膨脹層，所述的膨脹套材料組分的重量百分比是丙烯酸20-40% ；丙烯酸鈉20-45% ；丙烯酰胺10-40% ；耐高溫改性單體與交聯(lián)劑的和 10-30% ；溶劑與分散劑的和0.1-10%，將以上成分混合加入反應(yīng)器中，攪拌升溫后加入引發(fā)劑發(fā)生共聚反應(yīng)，再過濾、甲 醇洗滌干燥得吸水樹脂粉體，然后將橡膠和吸水樹脂粉體再開煉機(jī)上共混，加硫化配合劑 得到耐溫遇水膨脹橡膠。
本發(fā)明通過上述各個(gè)組分的合理配比，能夠保證在70°C左右溫度膨脹套的膨脹 效果，通過膨脹提高了油井封隔器的吸水效率，增強(qiáng)了油井封隔器的止水效果；另外，在高 溫的水環(huán)境下還能保證膨脹套的硬度與強(qiáng)度，提高了使用壽命。


圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1為管芯，2為擋環(huán)，3脹套，4為套管口。
具體實(shí)施例方式一種油井封隔器，結(jié)構(gòu)中包括中空管芯1、中空管芯1的兩端包裹有套管扣4，中空 管芯1的外部包裹有擋環(huán)2，中空管芯1與擋環(huán)2的中間部分填充有膨脹層3，所述的膨脹 套3材料組分的重量百分比是丙烯酸20-40% ；丙烯酸鈉20-45% ；丙烯酰胺10-40% ；耐高溫改性單體與交聯(lián)劑的和 10-30% ；溶劑與分散劑的和0.1-10%，將以上成分混合加入反應(yīng)器中，攪拌升溫后加入引發(fā)劑發(fā)生共聚反應(yīng)，再過濾、甲 醇洗滌干燥得吸水樹脂粉體，然后將橡膠和吸水樹脂粉體再開煉機(jī)上共混，加硫化配合劑 得到耐溫水膨脹橡膠。在具體制作過程中上述的耐高溫改性單體是乙酸乙烯酯、或甲基丙烯酸丁酯、或丙烯酸辛酯。上述的交聯(lián)劑是N，N'-甲基雙丙烯酰胺、或二乙二醇雙丙烯酸酯、或天然親水 性高分子化合物或其衍生物。上述的天然親水性高分子化合物或其衍生物是羧甲基纖維素、或羥乙基纖維素、 或甲基纖維素、或羥丙基纖維素。上述的分散劑是司班-60、或司班-80、或吐溫-60、或吐溫-80。上述的橡膠是硅橡膠、或乙丙橡膠、或天然橡膠、或氯丁橡膠。上述的引發(fā)劑是過硫酸鉀或過硫酸銨。擋環(huán)2是焊接在管芯1的外壁上。擋環(huán)2的個(gè)數(shù)為2個(gè)。用本發(fā)明設(shè)計(jì)出的膨脹套，其材料屬于耐高溫遇水膨脹橡膠，這種耐高溫橡膠的 優(yōu)點(diǎn)是耐高溫吸水樹脂的半徑粒徑小于5um，膨脹倍率是可控制的。進(jìn)入油井后能夠迅速 膨脹，從而在短時(shí)間內(nèi)迅速封閉油井。
權(quán)利要求
一種油井封隔器，結(jié)構(gòu)中包括中空管芯(1)、中空管芯(1)的兩端包裹有套管扣(4)，中空管芯(1)的外部包裹有擋環(huán)(2)，中空管芯(1)與擋環(huán)(2)的中間部分填充有膨脹層(3)，其特征在于所述的膨脹套(3)材料組分的重量百分比是丙烯酸 20 40％；丙烯酸鈉20 45％；丙烯酰胺10 40％；耐高溫改性單體與交聯(lián)劑的和 10 30％；溶劑與分散劑的和0.1 10％，將以上成分混合加入反應(yīng)器中，攪拌升溫后加入引發(fā)劑發(fā)生共聚反應(yīng)，再過濾、甲醇洗滌干燥得吸水樹脂粉體，然后將橡膠和吸水樹脂粉體再開煉機(jī)上共混，加硫化配合劑得到耐溫水膨脹橡膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油井封隔器，其特征在于所述的耐高溫改性單體是乙 酸乙烯酯、或甲基丙烯酸丁酯、或丙烯酸辛酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油井封隔器，其特征在于所述的交聯(lián)劑是N，N’-甲基 雙丙烯酰胺、或二乙二醇雙丙烯酸酯、或天然親水性高分子化合物或其衍生物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種油井封隔器，其特征在于所述的天然親水性高分子化 合物或其衍生物是羧甲基纖維素、或羥乙基纖維素、或甲基纖維素、或羥丙基纖維素。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油井封隔器，其特征在于所述的分散劑是司班-60、或 司班-80、或吐溫-60、或吐溫-80。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油井封隔器，其特征在于所述的橡膠是硅橡膠、或乙丙 橡膠、或天然橡膠、或氯丁橡膠。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油井封隔器，其特征在于所述的引發(fā)劑是過硫酸鉀或 過硫酸銨。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油井封隔器，其特征在于擋環(huán)(2)是焊接在管芯⑴的外壁上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種油井封隔器，其特征在于擋環(huán)(2)的個(gè)數(shù)為2個(gè)。丙烯酸 丙烯酸鈉 丙烯酰胺20-40% ； 20-45% ； 10-40% ； 10-30% ； 0. 1-10%,耐高溫改性單體與交聯(lián)劑的和 溶劑與分散劑的和
全文摘要
一種油井封隔器，解決在高溫下油井封隔器的遇水膨脹橡膠效果差的問題，油井封隔器結(jié)構(gòu)中包括中空管芯、中空管芯的兩端包裹有套管扣，中空管芯的外部包裹有擋環(huán)，中空管芯與擋環(huán)的中間部分填充有膨脹層，所述的膨脹套材料組分的重量百分比是丙烯酸為20-40％；丙烯酸鈉為20-45％；丙烯酰胺為10-40％；耐高溫改性單體與交聯(lián)劑的和為10-30％；溶劑與分散劑的和為0.1-10％，將以上成分混合加入反應(yīng)器中，攪拌升溫后加入引發(fā)劑發(fā)生共聚反應(yīng)，再過濾、甲醇洗滌干燥得吸水樹脂粉體，然后將橡膠和吸水樹脂粉體再開煉機(jī)上共混，加硫化配合劑得到耐溫遇水膨脹橡膠。
文檔編號(hào)E21B33/127GK101963051SQ201010285018
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月8日
發(fā)明者張宏亮 申請(qǐng)人:張宏亮