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设计名称 一种油套管用自封式密封总成 技术领域 油套管用自封式密封总成，应用于石油天然气钻井、固井及完井技术领域，特别适合于套管钻井、下套管作业、油套管试压作业用密封。利用该密封总成实施密封具有快捷、方便的特点，适用于油套管内孔的密封，以便钻井液循环或压力测试。 技术背景 在石油天然气工业中，钻井是打通从地面到油气储层通道的过程，在油气资源勘探和开发的过程中发挥着重要的作用，正所谓“钻头不到，油气不冒”。在钻井过程中，钻井液发挥着平衡井筒压力、保持井壁稳定、携砂排出、冷却润滑钻具等作用。在套管钻井、下套管作业中为了方便钻井液的循环，业界多使用自封式密封总成实现套管的密封，从而实现钻井液的灌注和循环。工程应用中，一般泥浆循环压力为35MPa，更高一级为52MPa。为了保证井筒的完整性，特别是气体井，需要对油套管的气密封性能进行测试，油套管的气密封测试压力高达70MPa，利用自封式密封总成是一种简单快捷的方式。由此可见，油套管用自封式密封总成的重要性。基于此，从钻井生产安全和提高效率角度出发，为保证钻井生产的安全进行，设计了该自封式密封总成。 设计内容 本设计的目的是：提供一种适用于油套管的自封式密封总成，该密封总成可用于钻井液循环或油套管柱密封性能测试，具有方便快捷、安全可靠的特点。应用本密封总成可极大地降低劳动强度、提高作业效率。 本设计采用的技术方案是： 一种油套管用自封式密封总成由胶套（1）、支撑网（2）、底座（3）共同组成。 其结构及组成关系如下： a) 胶套通过粘接后与底座硫化为一体，胶套内部包络有支撑网； b) 胶套的外径与油套管的内径配合，直径略大于油套管内径；胶套外圆上端为锥形，其直径小于套管内径；胶套内径为锥形呈喇叭口状； c) 底座内径及端面上加工有密封沟槽，用于安装密封圈；底座与胶套的结合面加工有沟槽，以提高胶套与底座的结合强度； d) 支撑网底部植根于底座内，整体被胶套所包络。 本设计的有益效果是： 该自封式密封总成结构简单，可以方便地进行油套管的密封性能测试，确保钻井液循环通道的密封性；通过通过油套管柱的密封性能测试，可以确保井筒的完整性。 图1是油套管用自封式密封总成的结构示意图，由胶套（1）、支撑网（2）、底座（3）组成。
图 1 自封式密封总成结构示意图
根据实际使用工况，自封式密封总成内部的支撑网可设计为片状支撑网（见图2a），或丝状支撑网（见图2b），也可以为二者的组合或类似变形设计。当自封式密封总成的工作压力较低时，支撑网亦可取消。
图 2a 片状支撑网
图 2b 丝状支撑网 具体实施方式 实施举例： 见图3所示，（1）为自封式密封总成，（2）为自封式密封总成的定位导向机构，（3）为套管柱。作业时，将自封式密封总成（1）安装在自封式密封总成的定位导向机构（2）上，然后在导向结构的引导下，将自封式密封总成插入到套管内孔中。由于自封式密封总成的外径略大于套管内径，因而二者的配合是过盈配合，橡胶紧贴在套管的内径上，这样就建立了初始密封。当钻井液通过内部流道泵入到套管后，内部压力逐步升高，流体压力迫使胶套外张，这样胶套作用于管体内壁的压力增大，密封能力进一步提高，从而形成了自密封。当钻井液压力降低后，胶套作用于管体内壁的压力同步减小。由于支撑网的存在，它在保障胶套强度的同时有助于胶套复位，提高了密封总成的抗压能力，延长了密封总成的使用寿命。 以上为本密封总成的一个应用举例，实际应用中根据套管、油管规格不同，循环或测试压力不同，对应试压方法亦或不同。某些场合，也可两个或多个自封式密封总成串联组合使用。
图 3 自封式密封总成应用示意图
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附件： CAXA原始设计3D文件
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