技术摘要：
一种热采耐高温碳纤维胶筒封隔器，包括上、下端分别设有上接头、下接头的中心管，及从上至下依次环套在中心管上的泄压套、胶筒套、胶筒、锁套、液压缸、下档环；泄压套盖住中心管管壁上的泄压通道孔，下端与胶筒套上连接段连接为一体，胶筒整体套在胶筒套外壁上，锁套 全部
背景技术：
现在全国各大油田对稠油和高凝油正在开采。稠油和高凝油开采是一项比较难的 项目，特别是稠油开采更难，多年来为了将地层下2000多米的稠油，开采出来，现在最好的 工艺就是向地层注360度的蒸汽，390度的过热蒸汽，还有烟道汽等。将地层下面的稠油通过 高温的作用变稀，实现可以开采。在向地层注汽的工艺中需要下隔热管和热采封隔器。隔热 管是防止管柱内的热量损失，热采封隔器主要是负责油井套管与隔热管柱环套之间的密 封，防止蒸汽上窜油井套管受热伸长，破坏井下原油井套管的固井状态，以及可能发生的油 井套管受热产生变形，影响油井的正常使用，甚至严重时可能造成的油井大修或报废。 热采封隔器在井下注蒸汽过程中起到了很重要的作用。所以对热采封隔器的要求 也应该很严格，应该满足解决如下技术问题： 1)必须能承受360-390度的高温，热采封隔器在井下注蒸汽的过程中，封隔器的胶 筒必须能承受高温的考验，不能碳化。封隔器内部的密封装置也不能碳化(O型圈)。 2)必须承受注汽压力，要高于注汽压力,封隔器标准要求17MPa以上。封隔器胶筒 在工作后，与环套之间密封完好，不渗不漏，长时间不碳化。 3)无卡瓦封隔器，封隔器有卡瓦支撑在长期注汽过程中，可能被水垢覆盖，解封时 卡瓦不动作，造成卡井现象，可能造成油井大修。 4)解封顺利：热采封隔器在井下工作以后应该上提管柱顺利解封，负荷在100KN左 右，应该有锁定和泄压装置。 由于目前的现有的封隔器不能很好的满足以上要求，故，亟需一种新型封隔器以 解决以上技术问题。
技术实现要素：
本发明提供了一种热采耐高温碳纤维胶筒封隔器，其目的在于解决以上技术问 题，实现耐高温、耐高压、胶筒不碳化、长时间密封环套不渗漏，无卡瓦、解封顺利的目的，而 且达到结构设计合理的热采封隔器。 本发明采用以下的技术方案来实现： 一种热采耐高温碳纤维胶筒封隔器，包括：上、下端分别设有上接头、下接头的中 心管，及从上至下依次环套在所述中心管上的泄压套、胶筒套、胶筒、锁套、液压缸、下档环； 所述上接头上端连接井下最末根隔热管的下接头，所述下接头下端连接尾管； 所述泄压套环套在中心管上端外壁上，并盖住中心管上端管壁上设置的泄压通道 4 CN 111594093 A 说 明 书 2/7 页 孔；所述泄压套上端端面被所述中心管管壁上设置的环形凸肩轴向限位；所述泄压套下端 与胶筒套上连接段连接为一体；所述胶筒套为套在所述中心管外壁上的环形套筒； 所述胶筒整体套在所述胶筒套外壁上且两端向内缩进一段，露出所述胶筒套的上 连接段、下连接段；所述下连接段上由上至下依次设置所述坐封剪断销钉、解封剪断销钉、 开口弹簧锁环；所述下连接段外壁套设所述锁套上端，并通过所述坐封剪断销钉径向相互 连接；所述下连接段与所述中心管通过所述解封剪断销钉径向连接；所述下连接段末端设 置所述开口弹簧锁环； 所述液压缸为环套在所述中心管下端外壁上的环形缸筒，并与所述中心管外壁之 间构成密封的内腔室，所述液压缸底部由螺接在所述中心管外壁上的所述下档环轴向限 位；所述锁套下部分位于液压缸内与其呈活塞式配合移动连接； 所述锁套上端设置一体的外翻环形凸肩、下端设置一体的内翻环形凸肩，使其轴 向截面呈Z字形，所述内翻环形凸肩位于所述液压缸内，封堵住所述液压缸内腔室并将其分 割为上腔室、下腔室；所述液压缸下腔室内预先填充受热膨胀液体；所述锁套下部分内壁上 沿轴向设置一段长度的与所述开口弹簧锁环咬合配合的单向棘齿形状的锁环座；所述外翻 环形凸肩位于所述液压缸外； 所述泄压套、锁套贴合在所述胶筒两端设置。 所述泄油通道孔至少为个；所述泄压套的下端设置一段一体结构的带有内螺纹的 螺纹连接套一，所述胶筒套上连接段设置外螺纹，所述泄压套通过所述螺纹连接套一螺接 所述上连接段与所述胶筒套连接成一体结构；所述泄压套下端面与所述胶筒上端面呈倾斜 面贴合，所述倾斜面向斜下方倾斜。 所述液压缸上端部设置一段一体结构的带有内螺纹的螺纹连接套二，所述螺纹连 接套二内径大于所述液压缸缸筒内径，所述螺纹连接套二里端的内壁上设置环形槽，所述 环形槽内设置环形密封圈，所述螺纹连接套二螺接环形的压紧帽，所述压紧帽压紧所述环 形密封圈；所述环形密封圈密封所述锁套与所述液压缸缸筒内壁之间的径向间隙；所述锁 套外翻环形凸肩的上端面与所述胶筒套呈倾斜面贴合，所述倾斜面向斜上方倾斜；所述外 翻环形凸肩通过所述坐封剪断销钉径向连接所述胶筒套。 所述内翻环形凸肩内、外壁上都设置环形垫圈槽并安装O形密封圈，密封所述内翻 环形凸肩与所述中心管、所述液压缸缸筒内壁之间的径向间隙；所述液压缸底端内壁设置 环形垫圈槽并安装O形密封圈密封与所述中心管之间的径向间隙；所述下连接段外壁、且在 所述坐封剪断销钉与所述解封剪断销钉之间，设置环形垫圈槽并安装O形密封圈密封与所 述锁套之间的径向间隙；所述泄压套位于所述泄压通道孔上下两侧设置环形垫圈槽并安装 O形密封圈密封与所述中心管之间的间隙。 所述胶筒是由两个碳纤维胶筒中间被石墨环间隔、及上下端包扣保护罩整体压合 成型；具体结构是所述胶筒上端、下端分别设置紫铜片制作的环形碗形的保护罩，上、下所 述保护罩之间设置两个所述碳纤维胶筒，两个所述碳纤维胶筒之间被所述石墨环隔开，所 述碳纤维胶筒两端被保护罩包扣住，所述保护罩为单层或双层。 上下端的所述保护罩的底面、所述石墨环上下两侧面均具有向石墨环外环中心倾 斜的导向面。 所述胶筒是通过以下方法制备的： 5 CN 111594093 A 说 明 书 3/7 页 步骤一、制作碳纤维胶筒： 1)将至少3000股规格为3K、φ1mm的碳纤维细丝绳和一股φ0.2mm的镍丝合成一粗 股，编织成网布，网孔为2X2mm； 2)将1)中编织好的网布浸泡在由聚四氟乙烯浓缩分散液、石墨粉、铜粉、组成的混 合液中，所述混合液中的各成分所占取的质量百分比为：聚四氟乙烯浓缩分散液85％，石墨 粉10％，铜粉5％，其中聚四氟乙烯浓缩分散液型号为SFN-1、密度1.48-1.53g/cm3、pH值8- 10、运动粘度6-14，其中石墨粉为400 目，铜粉为600目，浸泡后8h拿出来晾晒、晾晒成7-8分 干时待用； 3)石墨环的制造过程：将多层厚度为0.3mm的石墨纸，剪成与模具差不多大的圆 形，放入模具中，压制成内径厚外径薄轴向截面为直角三角形的石墨环； 4)将3)中事先压制好的石墨环，直角边与模具底贴平放入模具下面，再将2)中浸 泡后晾晒好的网布按需要剪成段卷成圆筒，放入模具里石墨环上面，根据半个所述胶筒的 长度，放入几个卷成圆筒的网布后压制成型为碳纤维胶筒，将两个碳纤维胶筒石墨环面对 接贴合，待组合用；这样两个碳纤维胶筒制作完成； 步骤二、制作保护罩，将选择好1-2mm厚度的紫铜皮，先用火烧红后退火，上模具压 成需要的碟状，上车床修整尺寸，制作完成待用； 步骤三、胶筒组合过程：根据封隔器胶筒在井下的承受压力，一端选择一个或者两 个紫铜皮保护罩，按以下顺序：保护罩 碳纤维胶筒 碳纤维胶筒 保护罩，放入模具压制在 一起后完成；其中碳纤维胶筒的石墨环面对接；保护罩选择单层或双层。 所述受热膨胀液体选用98％乙醇或异丁烷。 所述O形密封圈两侧加耐高温护垫，所述耐高温护垫或O形密封圈或密封圈材料选 用聚四氟乙烯材料。 所述泄压套、胶筒套、锁套、液压缸、下档环为金属材料。 本发明有以下积极有益效果： 本发明无卡瓦不卡井，本发明设计有胶筒止退和解封装置，可长时间密封环套空 间，胶筒是由多种耐高温材料合成挤压成型的，能承受360-390度的高温，耐高压，能在井下 长时间注蒸汽工作中不渗不漏，下井和起管柱操作简单，蒸汽区井和SAGD区域井使用时无 须注氮气工艺，可连续注汽和间断注汽。 附图说明 图1本发明封隔器整体结构示意图， 图2本发明封隔器分段放大示意图， 图3本发明封隔器分段放大示意图， 图4本发明封隔器分段放大示意图， 图5本发明胶筒结构分解示意图； 附图编号：上接头1、泄压套2、胶筒套3、胶筒4、锁套5、锁环6、压紧帽7、液压缸8、下 档环9、中心管10，坐封剪断销钉11、解封剪断销钉12、泄压通道孔13、环形凸肩限位101、上 连接段301、下连接段302、外翻环形凸肩501、内翻环形凸肩502、锁环座503、上腔室801、下 腔室802、螺纹连接套一201、螺纹连接套二803、环形槽804、环形密封圈805、保护罩41、石墨 6 CN 111594093 A 说 明 书 4/7 页 环 42、碳纤维胶筒43、O形密封圈14、耐高温护垫15、液压缸注液孔16
