本發(fā)明涉及油田開發(fā)，特別地，有關(guān)于一種自密封封隔器及其使用方法和油水井防腐管柱。

背景技術(shù)：

1、油水井管柱防腐工藝包括兩方面，一是封隔器，二是油套管環(huán)空投加緩蝕劑保護液。封隔器一般采用擴張式或者壓縮式封隔器組成。擴張式封隔器和壓縮式封隔器座封時為壓縮封隔件推動膠皮實現(xiàn)密封，因此膨脹率低，封隔壓大。這兩種封隔器應(yīng)用時，常常伴隨著井筒結(jié)垢、腐蝕、井筒變形等，易造成封隔器無法正常解封起出，進而管柱卡井，需要大修。

2、封隔器按照封隔件實現(xiàn)密封的方式可以分為自封式、壓縮式、擴張式和組合式。自封式是靠封隔件與套管內(nèi)徑的過盈和工作壓差實現(xiàn)密封；壓縮式是靠軸向力壓縮密封件，使密封件外徑變大實現(xiàn)密封；擴張式是靠徑向力作用與密封件內(nèi)腔液壓，使封隔器外徑變大實現(xiàn)密封；組合式為三種形式任意組合實現(xiàn)密封。自封式封隔器是適合油水井的封隔器，但現(xiàn)有的膨脹型的自封式封隔器的座封形式單一，自膨脹橡膠膨脹系數(shù)相對較小，在油水井有結(jié)垢、腐蝕的情況下仍存在無法正常解封而造成管柱卡井的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種自密封封隔器及其使用方法和油水井防腐管柱，以解決現(xiàn)有的自封式封隔器因油水井出現(xiàn)井筒結(jié)垢、腐蝕、變形等問題而造成封隔器無法正常解封起出，進而造成管柱卡井，需要大修的問題。

2、本發(fā)明的上述目的可采用下列技術(shù)方案來實現(xiàn)：

3、本發(fā)明提供一種自密封封隔器，包括：擴徑篩管，包括設(shè)有篩孔的擴徑段，所述擴徑段的內(nèi)徑大于油管的內(nèi)徑且小于套管的內(nèi)徑；密封結(jié)構(gòu)，套設(shè)于所述擴徑段外；膨脹結(jié)構(gòu)，設(shè)于所述擴徑段與所述密封結(jié)構(gòu)之間；其中，所述油管內(nèi)的油水在進入所述擴徑段后壓力增大而擠壓所述膨脹結(jié)構(gòu)向外擴張，且所述油水能從所述篩孔流入所述膨脹結(jié)構(gòu)中并使所述膨脹結(jié)構(gòu)膨脹，所述密封結(jié)構(gòu)能在所述膨脹結(jié)構(gòu)的擴張擠壓和膨脹擠壓的作用下向外擴張。

4、本發(fā)明的實施方式中，所述自密封封隔器還包括扶正保護架，所述扶正保護架套設(shè)于所述擴徑篩管外，所述密封結(jié)構(gòu)和所述膨脹結(jié)構(gòu)位于所述扶正保護架內(nèi)，所述扶正保護架能利用其自身的彈性向內(nèi)收縮和向外擴張。

5、本發(fā)明的實施方式中，所述油管包括下部油管和上部油管，所述上部油管通過所述擴徑篩管與所述下部油管相連接，所述扶正保護架的兩端將所述膨脹結(jié)構(gòu)的兩端夾緊固定于所述下部油管和所述上部油管。

6、本發(fā)明的實施方式中，所述擴徑篩管還包括兩變徑段，所述變徑段的內(nèi)徑由所述擴徑段的內(nèi)徑呈圓弧狀漸縮至所述油管的內(nèi)徑，所述擴徑段兩端通過兩所述變徑段與所述下部油管和所述上部油管相連接。

7、本發(fā)明的實施方式中，所述篩孔處設(shè)有堵頭，所述堵頭能被所述油水溶解。

8、本發(fā)明的實施方式中，所述堵頭的溶解時間大于所述自密封封隔器下放至預(yù)設(shè)位置所需的時間。

9、本發(fā)明的實施方式中，所述堵頭的材料為可溶金屬。

10、本發(fā)明的實施方式中，所述密封結(jié)構(gòu)包括橡膠水囊和膨脹橡膠層，所述膨脹橡膠層位于所述橡膠水囊和所述膨脹結(jié)構(gòu)之間，所述膨脹橡膠層能遇水或油膨脹。

11、本發(fā)明的實施方式中，填充于所述擴徑段與所述密封結(jié)構(gòu)之間的膨脹材料形成所述膨脹結(jié)構(gòu)，所述膨脹材料能遇水或油膨脹。

12、本發(fā)明還提供一種自密封封隔器的使用方法，所述自密封封隔器為上述自密封封隔器，所述使用方法包括以下步驟：座封：油水自油管進入擴徑篩管的擴徑段并從篩孔流出至膨脹結(jié)構(gòu)內(nèi)，密封結(jié)構(gòu)在所述擴徑段與油套環(huán)空之間的壓差作用下以及膨脹結(jié)構(gòu)遇油水膨脹后的擠壓作用下向外擴張實現(xiàn)座封；解封：上提所述油管并使所述自密封封隔器受到的軸向壓力增大至大于其軸向密封壓，所述膨脹結(jié)構(gòu)中的所述油水在所述軸向壓力的作用下從所述篩孔回流至所述擴徑篩管內(nèi)而使所述密封結(jié)構(gòu)向內(nèi)回縮實現(xiàn)解封。

13、本發(fā)明的實施方式中，所述座封步驟之前，所述使用方法還包括以下步驟：下放：利用堵頭將所述篩孔堵住，進而將所述自密封封隔器隨所述油管下放至所述套管內(nèi)，且下放過程中所述油水能從所述油管進入所述擴徑段內(nèi)并將所述堵頭溶解，直至所述自密封封隔器下放至預(yù)設(shè)位置后所述堵頭被所述油水全部溶解。

14、本發(fā)明的實施方式中，所述座封步驟之后，所述油套環(huán)空包括位于所述自密封封隔器的下方的下部油套環(huán)空以及位于所述自密封封隔器的上方的上部油套環(huán)空，所述使用方法還包括以下步驟：洗井：洗井液從所述油管流至井底并進入所述下部油套環(huán)空，使得所述下部油套環(huán)空的壓力大于所述下部油套環(huán)空的壓力，直至所述下部油套環(huán)空與所述下部油套環(huán)空之間的壓差大于預(yù)設(shè)壓差，所述下部油套環(huán)空的所述洗井液從所述自密封封隔器與所述套管之間的間隙進入所述上部油套環(huán)空并排出。

15、本發(fā)明還提供一種油水井防腐管柱，包括：油管，包括上部油管和下部油管；至少一上述自密封封隔器，連接所述上部油管和所述下部油管；上部防腐裝置，設(shè)于所述上部油管外，所述上部防腐裝置能將固定緩蝕劑緩釋至所述上部油管和套管之間的環(huán)空中。

16、本發(fā)明的實施方式中，所述自密封封隔器的數(shù)量為多個，所述油管還包括至少一中部油管，多個所述自密封封隔器的所述擴徑篩管由上至下地通過至少一所述中部油管相連接，所述油水井防腐管柱還包括至少一下部防腐裝置，所述下部防腐裝置設(shè)于所述中部油管外，所述下部防腐裝置能將固定緩蝕劑緩釋至所述中部油管和所述套管之間的環(huán)空中。

17、本發(fā)明的特點及優(yōu)點是：

18、本發(fā)明的自密封封隔器及其使用方法和油水井防腐管柱，通過擴徑篩管連接油管，由于油水流入油管使得油管內(nèi)的壓力大于油套環(huán)空內(nèi)的壓力，而本發(fā)明根據(jù)伯努利方程設(shè)置帶有篩孔且內(nèi)徑大于油管的擴徑段，使得油水從油管流入擴徑段后，流速減小而壓力增大，即擴徑段與油套環(huán)空之間的壓差大于油管與油套環(huán)空之間的壓差，使得擴徑段能在內(nèi)外壓差的作用下擠壓膨脹結(jié)構(gòu)向外擴張，同時油水能從篩孔進入膨脹結(jié)構(gòu)而使膨脹結(jié)構(gòu)膨脹，因此密封結(jié)構(gòu)能在膨脹結(jié)構(gòu)的擴張擠壓和膨脹擠壓的雙重作用下向外擴張實現(xiàn)座封，從而能提高密封結(jié)構(gòu)的密封壓，提高座封效果，并且在軸向壓力大于密封結(jié)構(gòu)的軸向密封壓時，膨脹結(jié)構(gòu)內(nèi)的水能從篩孔回流到擴徑段內(nèi)而使密封結(jié)構(gòu)回縮，因此本發(fā)明的自密封封隔器具有更大的變形密封空間，對油套環(huán)空實施軟密封，能達到對油套環(huán)空封而不死，一方面在座封時可以有效封隔油套環(huán)空，密封效果不受套管腐蝕、變形以及套管和管柱上下蠕動等影響，另一方面不會因為結(jié)垢、腐蝕等原因而無法正常解封，從而避免造成卡井而需要大修的問題。

技術(shù)特征：

1.一種自密封封隔器，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自密封封隔器，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自密封封隔器，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自密封封隔器，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自密封封隔器，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自密封封隔器，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自密封封隔器，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自密封封隔器，其特征在于，

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自密封封隔器，其特征在于，

10.一種自密封封隔器的使用方法，其特征在于，所述自密封封隔器為權(quán)利要求1-9中任一項所述的自密封封隔器，所述使用方法包括以下步驟：

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的自密封封隔器的使用方法，其特征在于，所述座封步驟之前，所述使用方法還包括以下步驟：

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的自密封封隔器的使用方法，其特征在于，所述座封步驟之后，所述油套環(huán)空包括位于所述自密封封隔器的下方的下部油套環(huán)空以及位于所述自密封封隔器的上方的上部油套環(huán)空，所述使用方法還包括以下步驟：

13.一種油水井防腐管柱，其特征在于，包括：

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的油水井防腐管柱，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種自密封封隔器及其使用方法和油水井防腐管柱，包括：擴徑篩管，包括設(shè)有篩孔的擴徑段，擴徑段的內(nèi)徑大于油管的內(nèi)徑且小于套管的內(nèi)徑；密封結(jié)構(gòu)，套設(shè)于擴徑段外；膨脹結(jié)構(gòu)，設(shè)于擴徑段與密封結(jié)構(gòu)之間；其中，油管內(nèi)的油水在進入擴徑段后壓力增大而擠壓膨脹結(jié)構(gòu)向外擴張，且油水能從篩孔流入膨脹結(jié)構(gòu)中并使膨脹結(jié)構(gòu)膨脹，密封結(jié)構(gòu)能在膨脹結(jié)構(gòu)的擴張擠壓和膨脹擠壓的作用下向外擴張。本發(fā)明具有更大的變形密封空間，對油套環(huán)空實施軟密封，能達到對環(huán)空封而不死，在座封時可以有效封隔油套環(huán)空，密封效果不受套管腐蝕、變形和管柱上下蠕動等影響，并且不會因為結(jié)垢、腐蝕等原因而無法正常解封，從而避免造成卡井而需要大修的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：王小勇,周志平,劉廣勝,劉愛華,程碧海,呂偉,楊立華,郭鋼,孫雨來,劉寧
受保護的技術(shù)使用者：中國石油天然氣股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2