CN109339732A - 一种橄榄球状胶筒防砂封隔器 - Google Patents

一种橄榄球状胶筒防砂封隔器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种橄榄球状胶筒防砂封隔器，包括芯轴，所述芯轴中间部位设置有环形凹槽，所述环形凹槽与芯轴两端之间对称设置有凸台，所述环形凹槽上套设有橄榄球状胶筒机构，所述橄榄球状胶筒机构两端对称设置有弹簧机构。通过设置的橄榄状橄榄球状胶筒机构，实现了橄榄球状胶筒机构可以在大小孔径之间来回穿梭，而所述碗状胶筒内镶嵌有伞型骨架，使碗状胶具有很好的弹性，当大直径的橄榄球状中部在进入小尺寸内径时，碗口部位受到压缩后钢骨架产生弹性变形缩小后使得整个胶筒都能够顺利进入小尺寸内径中，而当整个胶筒在进入大直径内径中时，产生弹性变形的骨架又恢复至变形前的尺寸，使得胶筒也能紧贴在大直径的套管内壁上。

Description

一种橄榄球状胶筒防砂封隔器
技术领域
本发明属于采油技术领域，具体涉及一种橄榄球状胶筒防砂封隔器。
背景技术
随着油井开采时间的延长，油层压力越来越低，因此，需要下入采油电泵到井下把油泵送至地面，采油电泵一般要下至井下油层的位置。
在油层出油的过程中，一般还会将地层的沙子带出来。为了防止沙子向上堆积，一般都要在采油管柱上连接一个防砂封隔器，防砂封隔器通常采用皮碗结构型式。常规的采油管柱组成为：(自上至下)油管+防砂皮碗封隔器+油管+采油电泵+防砂筛管。
对于塔里木油田，采油电泵下入的深度通常在距离井口2-3千米的位置，这个位置一般都是技术套管所处位置，因此，此处的套管内径要比井口四通大一个规格。比如，当油层套管采用7”套管时，井口四通的内径也是7”，而技术套管的内径为9 5/8”，因此，我们要做的封隔器就必须先从井口四通的7”套管内径下去后，当进入到技术套管的9 5/8”内径中时会自动张开至贴紧套管内壁,这样才能达到防砂的效果。
目前，国内外还没有一种可以先通过小井眼后在大井眼里面正常工作的封隔器，因为，现有的封隔器种类还无法满足这样一种作业需求。
1、常规压缩式封隔器的胶筒目前最大只能达到1.15的压缩比，而我们所要求的压缩比都在1.20以上，最大超过了1.30，这样大的压缩比采用常规压缩式胶筒结构根本无法满足要求；
2、常规扩张式胶筒虽然其能够满足压缩比的要求，但是，扩张式胶筒需要从胶筒内腔打液压才能达到膨胀密封的效果，而在正常采油管柱中是无法提供这样一个能使胶筒膨胀的内压，因此，常规扩张式封隔器也无法满足我们的这种作业要求；
3、自封式封隔器采用的也是碗状结构胶筒型式，但是，由于其结构设计的原因，正常情况下胶筒最大直径只能比井筒内径大1-6mm左右，如果压缩量过大，一则会导致胶筒损坏，二则会使胶筒很快磨损。因此，常规自封式封隔器也无法满足我们的这种作业要求。
发明内容
本发明解决了现有技术的不足，提供一种橄榄球状胶筒防砂封隔器，其通过设置的橄榄球状胶筒机构，实现了封隔器在先通过小孔径，然后在大孔径内实现防砂的功能。
本发明所采用的技术方案是：一种橄榄球状胶筒防砂封隔器，包括芯轴，所述芯轴中间部位开设有环形凹槽，所述环形凹槽与芯轴两端相接处对称设置有凸台，所述环形凹槽上套设有橄榄球状胶筒机构，所述橄榄球状胶筒机构两端对称设置有弹簧机构，所述弹簧机构套设于芯轴两端部，所述橄榄球状胶筒机构包括一对对扣在一起的碗状胶筒，且所述碗状胶筒碗口之间通过连接板固定连接于一体，所述碗状胶筒碗底一端设置有底座，所述底座套设于芯轴上，且其位于弹簧机构与凸台之间。
优选的，所述碗状胶筒包括胶筒，所述胶筒中间镶嵌有弹性骨架，所述弹性骨架为伞型骨架结构。
所述碗状胶筒碗口端设置有连接板，所述连接板之间通过螺栓连接，且所述连接板在所述碗状胶筒碗口之间形成一个凹型槽。
优选的，所述弹簧机构包括弹簧，所述弹簧套设于芯轴上，所述弹簧一端与碗状胶筒碗底设置有挡圈，其另一端与套设于芯轴上的螺母相抵。
优选的，所述底座为锥形结构，且其锲入挡圈开设的锥形孔内。
相较于现有技术，本发明具有的有益效果：本发明通过设置的橄榄球状胶筒机构，实现了橄榄球状胶筒机构可以在大小孔径之间来回穿梭，而所述碗状胶筒内镶嵌有伞型骨架，使碗状胶筒具有很好的弹性，当大直径的橄榄球状中部在进入小尺寸内径时，碗口部位受到压缩后钢骨架产生弹性变形缩小后使得整个胶筒都能够顺利进入小尺寸内径中，而当整个胶筒在进入大直径内径中时，产生弹性变形的骨架又恢复至变形前的尺寸，另外，碗状胶筒两端的弹簧力也能够促使碗状胶筒使得胶筒也能紧贴在大直径的套管内壁上。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明橄榄球状胶筒剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
一种橄榄球状胶筒防砂封隔器，参阅图1，包括芯轴1，所述芯轴1中间部位开设有环形凹槽11，所述环形凹槽11与芯轴1两端相接处对称设置有凸台12，所述环形凹槽11上套设有橄榄球状胶筒机构3，所述橄榄球状胶筒机构3两端对称设置有弹簧机构2，所述弹簧机构2套设于芯轴1两端部，所述橄榄球状胶筒机构3为橄榄球状结构，其包括一对对扣在一起的碗状胶筒32，所述碗状胶筒32碗口之间固定连接于一体，所述碗状胶筒32 碗底一端设置有底座31，所述底座31套设于芯轴1上，且其位于弹簧机构 2与凸台12之间。
为了增加碗状胶筒32的弹力，参阅图2，所述碗状胶筒32包括胶筒321，所述胶筒321中间镶嵌有骨架322，所述骨架322为伞型骨架结构。
为了使其在变形过程中有一个缓冲，参阅图2，所述碗状胶筒32碗口端设置有连接板323，所述连接板323之间通过螺栓连接，且所述连接板323 在所述碗状胶筒32碗口之间形成一个凹型槽。
为了给胶筒提供变形空间和回弹力，参阅图1，所述弹簧机构2包括弹簧22，所述弹簧22套设于芯轴1上，所述弹簧22一端设置有挡圈23，其另一端与套设于芯轴1上的螺母21相抵。
为了使底座31与挡圈23紧密配合，参阅图1，所述底座31为锥形结构，且其锲入挡圈23开设的锥形孔内。
弹簧机构2的作用：
第一是当橄榄球状胶筒机构3进入直径较小的套管内时，由于皮碗胶筒 32外径被压缩变小后，皮碗胶筒32轴向被拉长，弹簧22则会被压缩回退给皮碗产生一个变形空间，保证皮碗胶筒32不至于被损坏。
第二是当橄榄球状胶筒机构3进入直径较大的套管内时，弹簧22的弹力又会推动皮碗胶筒32向芯轴中心靠拢使得皮碗胶筒32轴向距离变短而直径胀大，可以很好地与较大直径的套管内壁贴紧。
两个皮碗直径能够同时涨大的原理是：
当橄榄球状胶筒机构3进入直径较大的套管内时，首先，皮碗胶筒里面的弹性骨架会恢复到其被压缩前的形状而使胶筒直径变大，其二，弹簧机构2的弹力又会推动两个皮碗胶筒32向芯轴中心靠拢使得橄榄球状胶筒机构3 向距离变短而直径胀大，可以很好地与较大直径的套管内壁贴紧。
本发明采用的是用一对皮碗胶筒32对扣在一起，使其变成一个橄榄球状胶筒机构3，利用橄榄球状胶筒机构3两端直径较小的特点，可以很好的进入较小直径的内孔中。又通过皮碗胶筒32两端设置的弹簧机构2，使得橄榄球状胶筒机构3在进入较大直径内孔时，弹簧机构2的弹力推动皮碗胶筒 32向一起靠拢，从而使得碗口尺寸恢复到原始状态，使得胶筒贴紧套管内壁。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明的实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等同变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种橄榄球状胶筒防砂封隔器，包括芯轴(1)，其特征在于，所述芯轴(1)中部开设有环形凹槽(11)，所述环形凹槽(11)与芯轴(1)两端相接处对称设置有凸台(12)，所述环形凹槽(11)上套设有橄榄球状胶筒机构(3)，所述橄榄球状胶筒机构(3)两端对称设置有弹簧机构(2)，所述弹簧机构(2)套设于芯轴(1)两端部，所述橄榄球状胶筒机构(3)包括一对对扣在一起的碗状胶筒(32)，且所述碗状胶筒(32)碗口之间固定连接于一体，所述碗状胶筒(32)碗底一端设置有底座(31)，所述底座(31)套设于芯轴(1)上，且其位于弹簧机构(2)与凸台(12)之间。
2.根据权利要求1所述的一种橄榄球状胶筒防砂封隔器，其特征在于，所述碗状胶筒(32)包括胶筒(321)，所述胶筒(321)中间镶嵌有骨架(322)，所述骨架(322)为伞型骨架结构。
3.根据权利要求2所述的一种橄榄球状胶筒防砂封隔器，其特征在于，所述碗状胶筒(32)碗口端设置有连接架(323)，所述连接架(323)之间通过螺栓连接，且所述连接架(323)在所述碗状胶筒(32)碗口之间形成一个凹型槽。
4.根据权利要求3所述的一种橄榄球状胶筒防砂封隔器，其特征在于，所述弹簧机构(2)包括弹簧(22)，所述弹簧(22)套设于芯轴(1)上，所述弹簧(22)一端设置有挡圈(23)，其另一端与套设于芯轴(1)上的螺母(21)相抵。
5.根据权利要求4所述的一种橄榄球状胶筒防砂封隔器，其特征在于，所述底座(31)为锥形结构，且其锲入挡圈(23)开设的锥形孔内。
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