CN110500059B - 一种快速回缩的扩张封隔器胶筒 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速回缩的扩张封隔器胶筒，包括胶筒，还包括支架总成、支架回位驱动机构，所述胶筒的上端连接硫化上接头，下端连接硫化下接头，所述支架回位驱动机构包括上支架回位驱动机构、下支架回位驱动机构，所述支架总成包括至少三个均角度设置在胶筒内部的支架，所述支架包括骨架板、基杆、斜杆，所述骨架板硫化镶嵌在胶筒中，所述斜杆位于胶筒内腔中，斜杆包括相对称的上斜段和下斜段，所述斜杆中部通过基杆连接骨架板。胶筒在自身恢复力下反弹恢复，同时密闭腔内活塞在腔内压力和弹簧作用下推动活塞，辅助并加速胶筒的回缩，是封隔器解封能力提升，保护胶筒，提高胶筒再利用可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及油井开采领域，具体地说是一种快速回缩的扩张封隔器胶筒。
背景技术
随着油藏精细开发的需求，对油水井井下层间封隔及作业技术提出了更高的要求，目前由于洗井、井下配套设备检修等需要，年均坐封解封作业3到4次以上，而且因为井下油套压差和层间压差的存在，导致扩张封隔器胶筒解封失败，或胶筒回缩缓慢，或解封不彻底使胶筒外壁与套管刮擦，破坏了胶筒重复使用的可能性。
申请号：201610287713.X，公开日2016-07-20公开了一种封隔器胶筒，具体涉及一种带钢骨架的螺旋式封隔器胶筒。该胶筒包括胶筒本体，所述的胶筒本体为筒状，胶筒本体上设置有螺旋纹，胶筒本体的螺旋纹内包裹有螺旋弹簧。该胶筒结构简单，实用性好，通过胶筒本体内包裹的螺旋弹簧可在压力作用下将轴向压力均匀传递在胶筒本体上，并且螺旋弹簧的轴向变形量与胶筒本体一致，使胶筒本体受力均匀，避免胶筒本体的中间部位发生弯曲变形，从而增加了胶筒本体与井壁的接触长度，增加了密封面积以及稳定性；减少“肩突”现象。同时螺旋弹簧在压缩时蓄能，胶筒解封时，螺旋弹簧释放能量能使胶筒快速恢复原状。
以上公开专利是一个压缩封隔器胶筒，现场实施过程中，压缩型胶筒密封过程是靠胶筒轴向缩短和径向向外扩张复合形变完成油套环空密封，但该专利中的螺旋弹簧明显不具备径向形变的功能，在现场实施时容易产生胶筒本体与螺旋弹簧剥离，破坏胶筒导致密封失败的情况，具有明显的现场应用技术缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种快速回缩的扩张封隔器胶筒，创新地设计了一对压缩弹簧，坐封时压缩弹簧，在密闭腔内储存能量，同时让开坐封位置，使胶筒在液压力作用下扩张坐封；释放液压力后，胶筒在自身恢复力下反弹恢复，同时密闭腔内活塞在腔内压力和弹簧作用下推动活塞，辅助并加速胶筒的回缩，是封隔器解封能力提升，保护胶筒，提高胶筒再利用可靠性。
为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种快速回缩的扩张封隔器胶筒，包括胶筒，还包括支架总成、支架回位驱动机构，所述胶筒的上端连接硫化上接头，下端连接硫化下接头，所述支架回位驱动机构包括上支架回位驱动机构、下支架回位驱动机构，所述支架总成包括至少三个均角度设置在胶筒内部的支架，所述支架包括骨架板、基杆、斜杆，所述骨架板硫化镶嵌在胶筒中，所述斜杆位于胶筒内腔中，斜杆包括相对称的上斜段和下斜段，所述斜杆中部通过基杆连接骨架板，所述硫化上接头上设置有用来挤迫斜杆上斜段径向内移的上支架回位驱动机构，所述硫化下接头上设置有用来挤迫斜杆下斜段径向内移的下支架回位驱动机构。
所述斜杆为台阶斜杆或者直斜杆，台阶斜杆包括上台阶斜段和下台阶斜段，直斜杆包括上直斜段和下直斜段。
所述骨架板设置矩形的硫化孔。
所述上支架回位驱动机构包括上活塞、上弹簧、上活塞下台阶圆筒，所述硫化上接头开设上活塞腔，上活塞腔中安装上活塞和上弹簧，所述上活塞和上活塞腔通过密封圈密封，所述上活塞腔只有一个下端口，所述下端口往上连通至上活塞下端面，往下连通胶筒内腔，所述上活塞上端与上弹簧下端接触，上活塞下端连接上活塞下台阶圆筒，通过上活塞下台阶圆筒轴向移动，上活塞下台阶圆筒内壁挤迫斜杆上斜段径向内移，斜杆上斜段带着骨架板及胶筒快速径向回缩。
所述下支架回位驱动机构包括下活塞、下弹簧、下活塞上台阶圆筒，所述硫化下接头开设下活塞腔，下活塞腔中安装下活塞和下弹簧，所述下活塞和下活塞腔通过密封圈密封，所述下活塞腔只有一个上端口，所述上端口往下连通至下活塞上端面，往上连通胶筒内腔，所述下活塞下端与下弹簧上端接触，下活塞上端连接下活塞上台阶圆筒，通过下活塞上台阶圆筒轴向移动，下活塞上台阶圆筒内壁挤迫斜杆下斜段径向内移，斜杆下斜段带着骨架板及胶筒快速径向回缩。
所述硫化上接头外壁、硫化下接头外壁均开设硫化环槽，硫化环槽和胶筒硫化在一起。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
(1)压缩弹簧及密闭空间辅助胶筒回缩；
(2)胶筒内硫化支架，承压密封能力强；
(3)设计形成坐封锁机构，避免因油套压差而自坐封。
附图说明
图1为本发明的一种快速回缩的扩张封隔器胶筒的结构示意图；
图2为本发明的第一种支架的主视图；
图3为图2的左视图；
图4为本发明的第二种支架的主视图；
图5为支架在胶筒内的圆周分布示意图；
图6为本发明胶筒在液控封隔器实施示意图；
图7为本发明胶筒在液压封隔器实施示意图。
图中：1-硫化上接头，2-上弹簧，3-胶筒，4-上活塞，5-支架，6-下活塞，7-下弹簧，8-硫化下接头；
101、上活塞腔；102、密封圈；301、硫化环槽；401、密封圈；402、上活塞下台阶圆筒；501、骨架板；502、基杆；503、台阶斜杆；504硫化孔；505、直斜杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：一种快速回缩的扩张封隔器胶筒，包括胶筒3，还包括支架总成、支架回位驱动机构，所述胶筒的上端连接硫化上接头1，下端连接硫化下接头8，所述支架回位驱动机构包括上支架回位驱动机构、下支架回位驱动机构，所述支架总成包括至少三个均角度设置在胶筒内部的支架5，所述支架包括骨架板501、基杆502、斜杆，所述骨架板硫化镶嵌在胶筒中，所述斜杆位于胶筒内腔中，斜杆包括相对称的上斜段和下斜段，所述斜杆中部通过基杆连接骨架板，所述硫化上接头上设置有用来挤迫斜杆上斜段径向内移的上支架回位驱动机构，所述硫化下接头上设置有用来挤迫斜杆下斜段径向内移的下支架回位驱动机构。所述斜杆为台阶斜杆503或者直斜杆505，台阶斜杆包括上台阶斜段和下台阶斜段，直斜杆包括上直斜段和下直斜段。所述骨架板设置矩形的硫化孔504。所述硫化上接头外壁、硫化下接头外壁均开设硫化环槽，硫化环槽和胶筒硫化在一起。
所述上支架回位驱动机构包括上活塞4、上弹簧2、上活塞下台阶圆筒402，所述硫化上接头开设上活塞腔，上活塞腔中安装上活塞4和上弹簧2，所述上活塞和上活塞腔通过密封圈密封，所述上活塞腔只有一个下端口，所述下端口往上连通至上活塞下端面，往下连通胶筒内腔，所述上活塞上端与上弹簧下端接触，上活塞下端连接上活塞下台阶圆筒402，通过上活塞下台阶圆筒轴向移动，上活塞下台阶圆筒内壁挤迫斜杆上斜段径向内移，斜杆上斜段带着骨架板及胶筒快速径向回缩。
所述下支架回位驱动机构包括下活塞6、下弹簧7、下活塞上台阶圆筒，所述硫化下接头开设下活塞腔，下活塞腔中安装下活塞和下弹簧，所述下活塞和下活塞腔通过密封圈密封，所述下活塞腔只有一个上端口，所述上端口往下连通至下活塞上端面，往上连通胶筒内腔，所述下活塞下端与下弹簧上端接触，下活塞上端连接下活塞上台阶圆筒，通过下活塞上台阶圆筒轴向移动，下活塞上台阶圆筒内壁挤迫斜杆下斜段径向内移，斜杆下斜段带着骨架板及胶筒快速径向回缩。
实施例1：
按图6所示，本发明可实施的一种液控扩张封隔器，本发明的胶筒3安装在在中心管10上，上下各安装一个密封接头12，密封接头12上设置有连接液控管线的螺纹扣及液压孔11，在油水井现场实施时，通过该液控扩张封隔器上的上接头9的螺纹扣和中心管10下端的螺纹扣连接到管柱中下入到井中实施段。然后在地面向液控管线内打液压，液压力促使上活塞4和下活塞6向上和向下移动，胶筒3向外扩张实现油套环空密封。当液压力卸掉后，上活塞4和下活塞6在上弹簧2和下弹簧7作用下移动，通过圆筒402作用，推动支架5的台阶杆503或直斜杆505径向内缩，加速胶筒3回缩解封。
实施例2：
按图7所示，本发明实施的一种压裂井用液压扩张封隔器，本发明的胶筒安装在在中心管10上，上下各安装一个密封接头12，中心管10中部设有传压孔1001，在油水井现场实施时，通过该液压扩张封隔器上的上接头9的螺纹扣和中心管10下端的螺纹扣连接到管柱中下入到井中实施段。然后在地面向油管内打液压，液压力促使上活塞4和下活塞6向上和向下移动，胶筒3向外扩张实现油套环空密封。当液压力卸掉后，上活塞4和下活塞6在上弹簧2和下弹簧7作用下移动，通过圆筒402作用，推动支架5的台阶杆503或直斜杆505径向内缩，加速胶筒3回缩解封。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位指示或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种快速回缩的扩张封隔器胶筒，包括胶筒，其特征在于，还包括支架总成、支架回位驱动机构，所述胶筒的上端连接硫化上接头，下端连接硫化下接头，所述支架回位驱动机构包括上支架回位驱动机构、下支架回位驱动机构，所述支架总成包括至少三个均角度设置在胶筒内部的支架，所述支架包括骨架板、基杆、斜杆，所述骨架板硫化镶嵌在胶筒中，所述斜杆位于胶筒内腔中，斜杆包括相对称的上斜段和下斜段，所述斜杆中部通过基杆连接骨架板，所述硫化上接头上设置有用来挤迫斜杆上斜段径向内移的上支架回位驱动机构，所述硫化下接头上设置有用来挤迫斜杆下斜段径向内移的下支架回位驱动机构；
所述上支架回位驱动机构包括上活塞、上弹簧、上活塞下台阶圆筒，硫化上接头开设上活塞腔，上活塞腔中安装上活塞和上弹簧，上活塞和上活塞腔通过密封圈密封，上活塞腔只有一个下端口，下端口往上连通至上活塞下端面，往下连通胶筒内腔，上活塞上端与上弹簧下端接触，上活塞下端连接上活塞下台阶圆筒，通过上活塞下台阶圆筒轴向移动，上活塞下台阶圆筒内壁挤迫斜杆上斜段径向内移，斜杆上斜段带着骨架板及胶筒快速径向回缩；
所述下支架回位驱动机构包括下活塞、下弹簧、下活塞上台阶圆筒，硫化下接头开设下活塞腔，下活塞腔中安装下活塞和下弹簧，下活塞和下活塞腔通过密封圈密封，下活塞腔只有一个上端口，上端口往下连通至下活塞上端面，往上连通胶筒内腔，下活塞下端与下弹簧上端接触，下活塞上端连接下活塞上台阶圆筒，通过下活塞上台阶圆筒轴向移动，下活塞上台阶圆筒内壁挤迫斜杆下斜段径向内移，斜杆下斜段带着骨架板及胶筒快速径向回缩。
2.根据权利要求1所述的一种快速回缩的扩张封隔器胶筒，其特征在于，所述斜杆为台阶斜杆或者直斜杆，台阶斜杆包括上台阶斜段和下台阶斜段，直斜杆包括上直斜段和下直斜段。
3.根据权利要求1或2所述的一种快速回缩的扩张封隔器胶筒，其特征在于，所述骨架板设置矩形的硫化孔。
4.根据权利要求1所述的一种快速回缩的扩张封隔器胶筒，其特征在于，所述硫化上接头外壁、硫化下接头外壁均开设硫化环槽，硫化环槽和胶筒硫化在一起。
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