一种高可靠性的井下封隔胶筒的制作方法

一种高可靠性的井下封隔胶筒
1.技术领域：本发明涉及一种封隔器的生产技术领域，尤其是一种高可靠性的井下封隔胶筒。
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背景技术：
目前，石油开发过程中井下封隔工具主要用来封隔两层或多层油或水层，其中十分关键的密封件绝大多数是密封胶筒，无论何种坐封方式，最后都是通过压缩胶筒实现密封，胶筒一般包括依次排列在封隔器上的三个胶筒，其中，两边胶筒主要起承压作用，其材质属于硬质橡胶，中间位置的胶筒主要起密封的作用，其材质属于软质橡胶。
3.在胶筒对油井内部进行坐封时，压缩后的胶筒会发生不对等变形，特别是中间位置的胶筒，这种变形会导致胶筒和油井内壁之间出现线密封的情况，而这种线密封在遇到斜井或者不规则的油井时，密封很容易变差或者失效，因此，控制中间位置对油井内壁的密封性显得尤为重要。
4.现有技术中，胶筒对油井内壁的坐封大都只能依靠胶筒的自由压缩变形，而胶筒具体的压缩变形量很难控制，降低了胶筒对油井内壁坐封的可靠性，而且，现有技术中的胶筒在解封时需要强制破开胶筒结构，很难重复使用，其次，一些重复使用的胶筒也很难判断胶筒的使用寿命，大多是根据使用次数来判断，而一旦忽略使用次数，很难对胶筒的实际使用寿命进行判断，使用次数超过，则会影响胶筒坐封的密封性，而减少使用次数，又会对好的胶筒形成浪费，增加企业负担。
5.

技术实现要素：
本发明的目的提供一种高可靠性的井下封隔胶筒，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。
6.为解决上述技术问题，本发明提供一种高可靠性的井下封隔胶筒，其结构包括设置在封隔器上的密封胶筒以及对称设置在密封胶筒两侧的承压胶筒，其创新点在于：密封胶筒的内部从外到内依次形成有充气腔室、密封腔室，密封腔室和封隔器的内部之间设有单向阀，充气腔室的内部充满有惰性气体，充气腔室上设有和外界连通的气口，充气腔室的内部设有气压传感器，气口上封闭有泄压锁，气压传感器监测充气腔室内部的气压阈值，气压阈值包括密封气压阈值和泄压气压阈值，密封气压阈值小于泄压气压阈值，当气压传感器检测的压力值大于泄压气压阈值时，泄压锁打开气口。
7.进一步的，上述密封胶筒的材质为软质橡胶，充气腔室和密封腔室之间通过硬质橡胶分隔。
8.进一步的，上述充气腔室的外壁向内凹设有凹槽，凹槽的内壁从外到内依次划分为封闭区、泄气区，气口设置在封闭区上，泄压锁包括密封块、调节弹簧以及若干下压杆，密封块滑动设置在凹槽的内部，调节弹簧固定在凹槽的底部且和密封块固定连接，若干下压杆的一端连接在凹槽开口的端面，若干下压杆的另一端均和密封块固定连接；进一步的，下压杆承受的压力小于泄气气压阈值时，密封块始终位于封闭区，下压杆承受的压力大于泄气气压阈值时，密封块进入泄气区。
9.进一步的，上述气口上设有可活动的气门，气门的活动方向和密封块的活动方向
一致且和密封块连接，密封块位于封闭区时，气门封闭在气口上，密封块位于泄气区时，气门打开气口。
10.进一步的，上述密封腔室的内部设有液位传感器，液位传感器检测密封腔室内部液体的容量值，容量值被划分为坐封容量值和解封容量值，坐封容量值、解封容量值分别对应密封气压阈值、泄压气压阈值。
11.本发明的有益效果在于：1、本发明提供了一种高可靠性的井下封隔胶筒，在充气腔室逐渐坐封在油井的底部时，油井的内壁会对充气腔室产生反作用的压力，充气腔室会出现一定的形变，而充气腔室内部的压力也会逐渐增加，通过气压传感器能够随时检测这种气压压力值的变化，当这种压力值达到密封气压阈值时，停止向封隔器内部施加压力，说明此时密封胶筒完成对油井底部的坐封，达到对油井底部坐封的精准控制，提高了密封胶筒在油井底部坐封的可靠性。
12.2、本发明提供了一种高可靠性的井下封隔胶筒，在封隔胶筒的整个解封过程中，无须破坏密封胶筒的整体结构，在后续需要使用时，只需要重新向充气腔室的内部重新冲入惰性气体就可重复使用，达到密封胶筒重复使用的目的。
13.3、本发明提供了一种高可靠性的井下封隔胶筒，当出现坐封容量值和密封气压阈值之间的数据对应关系出现较大的偏差时，说明此时封隔胶筒的使用寿命已经达到终点，无法形成对油井内部的坐封，此时需要更换新的封隔胶筒，通过坐封容量值和密封气压阈值之间数据关系的判断，能够保证封隔胶筒持续使用的可靠性。
14.附图说明：图1为本发明在油井底部的侧面结构图。
15.图2为本发明局部a的结构放大图具体实施方式：为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
16.如图1到图2为本发明的一种具体实施方式，其结构包括设置在封隔器101上的密封胶筒1以及对称设置在密封胶筒1两侧的承压胶筒2，密封胶筒1的内部从外到内依次形成有充气腔室11、密封腔室12，密封腔室12和封隔器101的内部之间设有单向阀3，充气腔室11的内部充满有惰性气体，充气腔室11上设有和外界连通的气口4，充气腔室11的内部设有气压传感器，气口4上封闭有泄压锁5，气压传感器监测充气腔室11内部的气压阈值，气压阈值包括密封气压阈值和泄压气压阈值，密封气压阈值小于泄压气压阈值，当气压传感器检测的压力值大于泄压气压阈值时，泄压锁5打开气口4。
17.在本发明中，封隔胶筒坐封的工作原理如下：将封隔胶筒下到油井100的底部，在将密封胶筒1对准需要坐封的位置时，通过向封隔器101内部的液体加压，使得液体通过单向阀3流入密封腔室12的内部，随着液体逐渐充入密封腔室12的内部，密封腔室12逐渐向外膨胀，从而带动整个密封胶筒1向外膨胀，最终充有惰性气体的充气腔室11坐封在油井100的内部，在充气腔室11逐渐坐封在油井100的底部时，油井100的内壁会对充气腔室11产生反作用的压力，充气腔室11会出现一定的形变，而充气腔室11内部的压力也会逐渐增加，通过气压传感器能够随时检测这种气压压力值的变化，当这种压力值达到密封气压阈值时，
停止向封隔器101内部施加压力，说明此时密封胶筒1完成对油井100底部的坐封，达到对油井100底部坐封的精准控制，提高了密封胶筒1在油井100底部坐封的可靠性。
18.在本发明中，封隔胶筒解封的工作原理如下：继续向封隔器101内部的液体加压，液体持续通过单向阀3流入密封腔室12的内部，将整个密封胶筒1进一步向外膨胀，从而增加油井100内壁对充气腔室11的反作用力，当充气腔室11内部的压力逐渐增加到泄压气压阈值的时候，此时，停止向封隔器101内部施加压力，而油井100内壁对充气腔室11的反作用力达到一定数值，这种压力使得泄压锁5打开气口4，充气腔室11内部的惰性气体从气口4溢出，充气腔室11瞬间收缩，从而使得封隔胶筒整体收缩，达到对油井100底部解封的目的。
19.在本发明中，在封隔胶筒的整个解封过程中，无须破坏密封胶筒1的整体结构，在后续需要使用时，只需要重新向充气腔室11的内部重新冲入惰性气体就可重复使用，达到密封胶筒1重复使用的目的。
20.在本发明中，作为优选方案，上述密封胶筒1的材质为软质橡胶，充气腔室11和密封腔室12之间通过硬质橡胶分隔。
21.在本发明中，密封胶筒1整体以软质橡胶为材质，这样有利于密封胶筒1整体的膨胀或者收缩，其次，充气腔室11和密封腔室12设置硬质橡胶分隔，确保充气腔室11和密封腔室12相互之间能够保持独立，从而保证彼此内部的压力值不会出现相互干涉的现象。
22.在本发明中，作为优选方案，泄压锁5在充气腔室11的安装结构如下：上述充气腔室11的外壁向内凹设有凹槽6，凹槽6的内壁从外到内依次划分为封闭区61、泄气区62，气口4设置在封闭区61上，泄压锁5包括密封块51、调节弹簧52以及若干下压杆53，密封快51滑动设置在凹槽6的内部，调节弹簧52固定在凹槽6的底部且和密封块51固定连接，若干下压杆53的一端连接在凹槽6开口的端面，若干下压杆53的另一端均和密封块51固定连接；下压杆53承受的压力小于泄气气压阈值时，密封块51始终位于封闭区61，下压杆53承受的压力大于泄气气压阈值时，密封块51进入泄气区62。
23.在本发明中，泄压锁5打开气口4或者封闭气口4的工作原理如下：在封隔胶筒在油井100底部坐封前，油井100内壁还没有对密封胶筒1产生反作用力，此时，调节弹簧52处于自由状态下，密封块51的初始位置位于封闭区61的内部，而且距离泄气区62具有一定距离，密封块51对气口4形成封闭作用，惰性气体封闭在充气腔室11的内部，从而使得充气腔室11处于充盈的状态，封隔胶筒在油井100底部坐封时，油井100内壁逐渐对充气腔室11的外壁产生反作用力，这种反作用力通过下压杆53作用于密封块51，使得密封块51朝向泄气区62的方向移动，而在下压杆53承受的压力小于泄气气压阈值时，密封块51仍然位于封闭区61，充气腔室11能够始终处于充盈的状态，从而确保封隔胶筒对油井100内部的坐封作用，而一旦下压杆53承受的压力大于泄气气压阈值时，说明此时需要将封隔胶筒进行解封，此时，下压杆53在受到大于泄气气压阈值的压力值时，会将密封块51推向泄气区62，气口4漏在凹槽6的外侧，惰性气体从气口4漏出，充气腔室11失去惰性气体的支撑，充气腔室11收缩，从而实现封隔胶筒的解封。
24.在本发明中，作为优选方案，上述气口4上设有可活动的气门41，气门41的活动方向和密封块51的活动方向一致且和密封块51连接，密封块51位于封闭区61时，气门41封闭在气口4上，密封块51位于泄气区62时，气门41打开气口4。
25.在本发明中，气门41随着密封块51进行活动，在对气门41进行密封时，气门41、和
密封块51同时对气口4进行密封，这种双重密封的方式提高了气口4的密封性能。
26.在本发明中，作为优选方案，上述密封腔室12的内部设有液位传感器，液位传感器检测密封腔室12内部液体的容量值，容量值被划分为坐封容量值和解封容量值，坐封容量值、解封容量值分别对应密封气压阈值、泄压气压阈值。
27.在本发明中，封隔胶筒在油井100内部的坐封是通过向密封腔室12内部加液实现的，而封隔胶筒在油井100内部坐封密封性的控制是通过充气腔室11内部的压力阈值控制，因此，密封腔室12内部液体的容量值和充气腔室11内部的气压阈值是存在一定的数据对应关系，当封隔胶筒对油井100的内部进行坐封时，坐封容量值对应密封气压阈值，而当封隔胶筒需要解封时，解封容量值对应泄压气压阈值，然而随着封隔胶筒的持续的坐封、解封、封隔胶筒整体会出现一定的形变，鉴于此，当出现坐封容量值和密封气压阈值之间的数据对应关系出现较大的偏差时，说明此时封隔胶筒的使用寿命已经达到终点，无法形成对油井100内部的坐封，此时需要更换新的封隔胶筒，通过坐封容量值和密封气压阈值之间数据关系的判断，能够保证封隔胶筒持续使用的可靠性。
28.本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。