CN111764862A - 胶筒端部全方位防护端环 - Google Patents

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伊明
张胜鹏
乔东宇
柯学
尹书争
王庆国
靳晓伟
李富强
张昕
谢天涯
金志雄
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CNPC Xibu Drilling Engineering Co Ltd
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    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
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Abstract

本发明涉及井下设备技术领域，是一种胶筒端部全方位防护端环，其包括芯轴、胶筒、上端环和下端环，芯轴上部外侧套装有胶筒，对应胶筒上方位置的芯轴外侧设有上端环，对应胶筒下方位置的芯轴外侧设有下端环；上端环包括端环本体，端环本体内设有由上至下依次连通的上锥段、直孔段和下锥段。本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过设置上锥段，便于座封过程中上端环上方的部件提供撕裂端环本体的轴向座封力；通过将胶筒端部装入下锥段，实现对胶筒端部360°保护；通过设置螺旋槽，使得端环在座封过程中，受到轴向座封力，使端环本体沿螺旋槽撕裂，从而随井筒沿径向扩张以支撑胶筒，具有稳定、整体性好和保护性好的特点。

Description

胶筒端部全方位防护端环
技术领域
本发明涉及井下设备技术领域，是一种胶筒端部全方位防护端环。
背景技术
桥塞、封隔器是油气田勘探开发的常用、核心工具之一。为了防止桥塞、封隔器胶筒在承受一端高压时挤出而密封失效，在胶筒两侧常常需要设计端环，保护胶筒。端环一般为圆环状，由于在座封过程中需要随井筒沿径向扩张以支撑胶筒。因此，常规的端环为呈C形的开口环，为避免胶筒在开口环开口处流出，一般设计使用两只以上的端环，且端环的开口处相互错开。这样的设计存在以下问题：（1）工具零件多，组装复杂。（2）在桥塞、封隔器入井过程中，多个端环容易旋转错位，可能导致端环开口处重合，胶筒流出，保护失败。另外，螺旋槽端环存在不易撕裂的问题。
发明内容
本发明提供了一种胶筒端部全方位防护端环，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有整体性差和无法全面保护胶筒两端的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种胶筒端部全方位防护端环包括芯轴、胶筒、上端环和下端环，芯轴上部外侧套装有胶筒，对应胶筒上方位置的芯轴外侧设有上端环，对应胶筒下方位置的芯轴外侧设有下端环；上端环包括端环本体，端环本体内设有由上至下依次连通的上锥段、直孔段和下锥段，上锥段呈上宽下窄的圆台孔，下锥段呈上窄下宽的圆台孔，胶筒上端位于下锥段内，端环本体中部外侧设有内外贯通的螺旋槽；下端环与上端环结构相同且呈上下对称分布，胶筒下端位于下端环上端内侧。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述螺旋槽绕端环外壁旋转的角度可介于300°至420°之间。
上述螺旋槽绕端环外壁旋转的角度可为360°。
上述螺旋槽第一端可位于端环上部后侧中部，螺旋槽的第二端可位于端环下部后侧中部，螺旋槽的第一端可与螺旋槽的第二端位置对应。
上述端环可为金属材料或非金属材料或可溶解金属材料。
本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过设置上锥段，便于座封过程中上端环上方的部件提供撕裂端环本体的轴向座封力；通过将胶筒端部装入下锥段，实现对胶筒端部360°保护；通过在端环本体中部外侧设置螺旋槽，保证端环本体的整体性；通过设置螺旋槽，使得端环在座封过程中，受到轴向座封力，使端环本体沿螺旋槽撕裂，从而随井筒沿径向扩张以支撑胶筒，具有稳定、整体性好和保护性好的特点。
附图说明
附图1为本发明最佳实施例的主视剖视结构示意图。
附图2为附图1中上端环的主视放大剖视结构示意图。
附图3为附图2的立体结构示意图。
附图4为附图2在撕裂状态下的立体结构示意图。
附图中的编码分别为：1为端环本体，2为螺旋槽，3为直孔段，4为下锥段，5为芯轴，6为胶筒，7为下端环。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
如附图1、2、3、4所示，该胶筒端部全方位防护端环包括芯轴5、胶筒6、上端环和下端环7，芯轴5上部外侧套装有胶筒6，对应胶筒6上方位置的芯轴5外侧设有上端环，对应胶筒6下方位置的芯轴5外侧设有下端环7；上端环包括端环本体1，端环本体1内设有由上至下依次连通的上锥段、直孔段3和下锥段4，上锥段呈上宽下窄的圆台孔，下锥段4呈上窄下宽的圆台孔，胶筒6上端位于下锥段4内，端环本体1中部外侧设有内外贯通的螺旋槽2；下端环7与上端环结构相同且呈上下对称分布，胶筒6下端位于下端环7上端内侧。在使用过程，以上端环为例，下端环7的使用及安装方法与上端环相同，通过设置上端环和下端环7，实现对胶筒6端部360°保护；通过在端环本体1中部外侧设有内外贯通的螺旋槽2，保证端环本体1的整体性，避免使用多个本发明对胶筒6的上端进行保护；在座封过程中，端环本体1受到轴向座封力，使端环本体1沿螺旋槽2撕裂，从而随井筒沿径向扩张以支撑并保护胶筒6；通过设置上锥段，便于座封过程中上端环上方的部件提供撕裂端环本体1的轴向座封力；另外，端环本体1具体的撕裂过程为，以螺旋槽2绕端环外壁旋转的角度为360°为例，未撕裂状态下，螺旋槽2第一端位于端环上部后侧中部，螺旋槽2的第二端位于端环下部后侧中部，螺旋槽2的第一端与螺旋槽2的第二端位置对应，当端环本体1受到轴向座封力时，螺旋槽2第一端向左上方延伸并在端环本体1后部上端对应位置裂开，螺旋槽2第二端向右下方延伸并在端环本体1后部下端对应位置裂开，撕裂后的端环本体1呈弹簧状，此时螺旋槽2绕端环外壁旋转的角度大于360°。根据需求，芯轴5和胶筒6均为现有公知的桥塞或封隔器的部件，将上端环和下端环7替代现有呈C形的开口环的端环即可，具体桥塞或封隔器的使用过程及原理不再进行赘述。
可根据实际需要，对上述胶筒端部全方位防护端环作进一步优化或/和改进：
如附图1、2、3、4所示，螺旋槽2绕端环外壁旋转的角度介于300°至420°之间。在使用过程中，通过这样的设置，便于端环本体1受到轴向座封力时沿螺旋槽2撕裂。
如附图1、2、3、4所示，螺旋槽2绕端环外壁旋转的角度为360°。在使用过程中，通过这样的设置，便于端环本体1受到轴向座封力时沿螺旋槽2撕裂。
如附图1、2、3、4所示，螺旋槽2第一端位于端环上部后侧中部，螺旋槽2的第二端位于端环下部后侧中部，螺旋槽2的第一端与螺旋槽2的第二端位置对应。在使用过程中，通过这样的设置，便于端环本体1受到轴向座封力时沿螺旋槽2撕裂。
如附图1、2、3、4所示，端环为金属材料或非金属材料或可溶解金属材料。在使用过程中，满足不同桥塞或封隔器的使用需求，端环本体1的材料可以为现有公知的金属材料、非金属材料（如，聚氨酯、聚四氟乙烯等塑料）和可溶解金属材料（如，铝镁合金材料等，其能够在一定矿化度、一定温度下溶液中可以自行溶解）。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (5)

1.一种胶筒端部全方位防护端环，其特征在于包括芯轴、胶筒、上端环和下端环，芯轴上部外侧套装有胶筒，对应胶筒上方位置的芯轴外侧设有上端环，对应胶筒下方位置的芯轴外侧设有下端环；上端环包括端环本体，端环本体内设有由上至下依次连通的上锥段、直孔段和下锥段，上锥段呈上宽下窄的圆台孔，下锥段呈上窄下宽的圆台孔，胶筒上端位于下锥段内，端环本体中部外侧设有内外贯通的螺旋槽；下端环与上端环结构相同且呈上下对称分布，胶筒下端位于下端环上端内侧。
2.根据权利要求1所述的胶筒端部全方位防护端环，其特征在于螺旋槽绕端环外壁旋转的角度介于300°至420°之间。
3.根据权利要求2所述的胶筒端部全方位防护端环，其特征在于螺旋槽绕端环外壁旋转的角度为360°。
4.根据权利要求3所述的胶筒端部全方位防护端环，其特征在于螺旋槽第一端位于端环上部后侧中部，螺旋槽的第二端位于端环下部后侧中部，螺旋槽的第一端与螺旋槽的第二端位置对应。
5.根据权利要求1或2或3所述的胶筒端部全方位防护端环，其特征在于端环为金属材料或非金属材料或可溶解金属材料。
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