一种密封胶筒的制作方法

本发明属于石油开发设备技术领域，具体涉及一种密封胶筒。

背景技术：

裸眼酸压作为一项成熟的技术，是碳酸盐岩区块开发的重要增产措施之一，投产前必须进行酸压来沟通缝洞，裸眼酸压通常采用封上压下的方式，这种压裂方式能为提高储层的导流能力、增加开采井的产量或注入井的注入量做出了贡献，但随着井深不断增加，井底温度也随之增加。目前常用的裸眼封隔器不能有效的改善胶筒膨胀过程中的受力状态，胶筒在承压状态下有爆破的风险，加之封隔器自身锚定力不足，工艺管柱的配置不注重对封隔器的锚定，导致封隔器失效概率高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够降低入井损伤风险，可靠性高，降低封隔器失效概率的密封胶筒。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种密封胶筒，包括上接头、胶筒主体和下接头。其中，胶筒主体包括至少两层以上重叠的金属骨架和分别布置在金属骨架外部和内部的外胶筒和内胶筒。胶筒主体的两端分别与上接头和下接头连接。

根据本发明的密封胶筒，由于采用多层重叠布置的金属骨架，因此相比现有技术，能够增加支撑骨架的强度，从而能够更好地为封隔器提供锚定力和对封隔器的支撑，降低封隔器失效概率。外胶筒与井壁贴合能够很好地确保密封性能，降低了入井损伤风险，因此可靠性高。内胶筒位于金属骨架内侧，压裂施工时内胶筒压力随着施工压力提高持续增加，为外胶筒与井壁的持续贴合提供足够的挤压力。

对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。

根据本发明的密封胶筒，在一个优选的实施方式中，金属骨架包括至少两片以上截面呈渐开线弧度的金属片重叠排列成类似圆筒形。

由于金属片之间具有的互相重叠的部分，且胀封张开后，依然能够保持至少两片以上重叠，彼此重叠的结构使骨架成为一个桶形整体并且具有较高的强度，防止内胶筒的橡胶材料从骨架金属片之间挤出破坏，从而能够使得金属骨架在密封胶筒扩张后在接触密封过程中实现高承压能力和较大的锚定力。

进一步地，在一个优选的实施方式中，胶筒主体上靠近上接头的端部套设有柔性锚瓦，上接头套设在柔性锚瓦上。

通过设置柔性锚瓦，能够在胀封过程中随金属骨架和胶筒一同膨胀，实现防止端部橡胶挤出、减少骨架变形和锚定地层的功能。

具体地，在一个优选的实施方式中，柔性锚瓦为类似喇叭形状，并且柔性锚瓦外壁上设有齿状结构。

柔性锚瓦构造为喇叭状，有利于柔性锚瓦随金属骨架和外胶筒一起膨胀，胀开后楔入地层，通过外壁上的齿状结构能够进一步地解决封隔器胀封后锚定力不足和金属骨架承压作用下出现硬弯曲的问题，从而通过柔性锚瓦的过渡保护使得密封胶筒坐封后具有很高的承压和抗变形能力，提高封隔器在高温高压工况下的耐压差能力，解封时，可以自然收缩，避免由于密封胶筒肩部破损造成的密封失效现象发生。

具体地，在一个优选的实施方式中，内胶筒通过模具挤压成型，内胶筒内部设有钢丝帘线结构。

增加了钢丝帘线结构和通过模具挤压成型的内胶筒，结构强度更好从而使得整个密封胶筒整体强度能够进一步提升，扩张后在接触密封过程中实现高承压和较大的锚定力。

进一步地，在一个优选的实施方式中，内胶筒两端分别与硫化接头硫化成整体。

通过硫化接头与内胶筒主体硫化形成整体能够增加内胶筒的结构强度和密封段长度。

进一步地，在一个优选的实施方式中，内胶筒两端通过锁紧套固定在金属骨架上。

通过锁紧套能够确保内胶筒非常牢靠地固定在金属骨架上，从而提高密封胶筒端部的密封性。

进一步地，在一个优选的实施方式中，锁紧套的外表面设有导向齿螺纹结构。

通过设置导向齿螺纹结构能够有效防止锁紧套倒退。

进一步地，在一个优选的实施方式中，锁紧套上远离金属骨架的端部设有压环。

通过在锁紧套两端设置压环，能够进一步确保内胶筒非常牢靠地固定在金属骨架上，从而进一步提高密封胶筒的密封性。

具体地，在一个优选的实施方式中，金属骨架、上接头和下接头均由铝合金材质制成。

密封胶筒的金属部件采用7系高强度铝合金材质制成，具有韧性强、变形均匀，易于焊接，不容易割伤内胶筒的优点，从而能够有效保障封隔器胶筒的扩张和回复动作顺利进行，同时可以钻除或者通过泵注特定酸液使其溶解，因此能够免密封胶筒破损导致的卡钻和修井风险，能够提高测试、压裂过程中的安全性和可靠性。

相比现有技术，本发明的优点在于：能够降低入井损伤风险，可靠性高，降低封隔器失效概率。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1示意性显示了本发明实施例的密封胶筒的整体剖面结构；

图2示意性显示了本发明实施例的密封胶筒的截面结构。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。

图1示意性显示了本发明实施例的密封胶筒10的整体剖面结构。图2示意性显示了本发明实施例的密封胶筒10的截面结构。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的密封胶筒10，包括上接头1、胶筒主体2和下接头3。其中，胶筒主体2包括至少两层以上重叠的金属骨架21和分别布置在金属骨架21外部和内部的外胶筒22和内胶筒23。胶筒主体2的两端分别与上接头和下接头焊接固定。根据本发明实施例的密封胶筒，由于采用多层重叠布置的金属骨架，因此相比现有技术，能够增加支撑骨架的强度，从而能够更好地为封隔器提供锚定力和对封隔器的支撑降低封隔器失效概率。外胶筒与井壁贴合能够很好地确保密封性能，降低了入井损伤风险，因此可靠性高。内胶筒位于金属骨架内侧，压裂施工时内胶筒压力随着施工压力提高持续增加，能够进一步降低封隔器失效概率。优选地，外胶筒22采用粘接或硫化的方式布置在金属骨架21的外层。

根据本发明实施例的密封胶筒10，优选地，金属骨架21包括至少两片以上截面呈渐开线弧度的金属薄片重叠排列成类似圆筒形。由于金属薄片之间具有的互相重叠的部分，因此结构强度较高，从而能够使得金属骨架在密封胶筒扩张后在接触密封过郑重实现高承压能力和较大的锚定力。优选地，金属薄片之间的面积重叠度优选为55％～90％。

进一步地，如图1和图2所示，在本实施例中，胶筒主体2上靠近上接头1的端部套设有柔性锚瓦4，上接头1套设在柔性锚瓦4上。通过设置柔性锚瓦，能够在胀封过程中随金属骨架和胶筒一同膨胀，实现防止橡胶挤出、减少骨架变形和锚定地层的功能。优选地，在本实施例中，柔性锚瓦4为类似喇叭形状，并且柔性锚瓦4外壁上设有齿状结构。柔性锚瓦构造为喇叭状，有利于柔性锚瓦随金属骨架和外胶筒一起膨胀，胀开后楔入地层，通过外壁上的齿状结构能够进一步地解决封隔器胀封后锚定力不足和金属骨架承压作用下出现硬弯曲的问题，从而通过柔性锚瓦的过渡保护使得密封胶筒坐封后具有很高的承压和抗变形能力，提高封隔器在高温高压工况下的耐压差能力，解封时，可以自然收缩使封隔器顺利解封起出，避免由于密封胶筒肩部破损造成的密封失效现象发生。

如图1和图2所示，在本实施例中，优选地，内胶筒23通过模具挤压成型，内胶筒23内部设有通过竖直或者交叉的方式布置的钢丝帘线结构5。具体地，钢丝帘线结构5布置在模具内腔中与橡胶硫化成一体，钢丝帘线结构5位于内胶筒23厚度的二分之一处。增加了钢丝帘线结构和通过模具挤压成型的内胶筒，结构强度更好从而使得整个密封胶筒能够进一步使得密封胶筒扩张后在接触密封过程中实现高承压和较大的锚定力。进一步地，在本实施例中，内胶筒23两端分别与硫化接头6硫化成整体。通过硫化接头与内胶筒主体硫化形成整体能够增加内胶筒的结构强度和密封段长度。

优选地，如图1和图2所示，在本实施例中，内胶筒23两端通过锁紧套7固定在金属骨架21上。通过锁紧套能够确保确保内胶筒非常牢靠地固定在金属骨架上，从而提高密封胶筒的密封性。进一步地，在本实施例中，锁紧套7的外表面设有导向齿螺纹结构。通过设置导向齿螺纹结构能够有效防止锁紧套倒退。更进一步地，在本实施例中，锁紧套7上远离金属骨架21的端部设有压环8。通过在锁紧套两端设置压环，能够进一步确保内胶筒非常牢靠地固定在金属骨架上，从而进一步提高密封胶筒的密封性。具体地，压环8内部设有螺纹，可与硫化接头6连接，保证了锁紧套的压紧。柔性锚瓦4内部与外胶筒22端部粘接为整体，内胶筒23膨胀使金属骨架21扩张，金属骨架21扩张使外胶筒22膨胀压紧井壁，随着内部压力的增高，柔性锚瓦4张开咬紧井壁。解封后，柔性锚瓦4的喇叭口朝下，上提过程中自然收缩能够随内胶筒23一起膨胀和收缩。

具体地，在本实施例中，金属骨架21、上接头1和下接头3均优先采用铝合金材质制成。密封胶筒的金属部件采用7系高强度铝合金材质制成，具有韧性强、变形均匀，易于焊接，不容易割伤内胶筒的优点，从而能够有效保障封隔器胶筒的扩张和回复动作顺利进行，同时可以钻除或者通过泵注特定酸液使其溶解，因此能够免密封胶筒破损导致的卡钻和修井风险，能够提高测试、压裂过程中的安全性和可靠性。

根据上述实施例，可见，本发明涉及的密封胶筒，能够降低入井损伤风险，可靠性高，降低封隔器失效概率。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。