CN113323617A - 一种新型可变径闸板胶芯 - Google Patents

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Abstract

一种新型可变径闸板胶芯，包括橡胶芯，橡胶芯内壁开设有弧形的安装槽，安装槽内设有密封层胶，密封层胶安装于安装槽内时，密封层胶两端外壁与橡胶芯之间留有填充间隙；安装块，对称设于橡胶芯两端外壁，安装块内壁开设有驱动槽，驱动槽内设有可拆卸的驱动胶，驱动胶一端与填充间隙配合；限位机构，嵌设于橡胶芯，限位机构环绕驱动胶的端面、顶面和底面；溢胶机构，设于安装块内。本发明驱动胶与密封层胶可根据损坏情况进行单独更换，无需将整个闸板胶芯更换，降低维护成本，驱动胶可对密封层胶两端进行挤压，提高两密封层胶的密封效果，实现不同直径钻杆的密封。

Description

一种新型可变径闸板胶芯
技术领域
本发明涉及橡胶件的密封技术领域，特别与一种新型可变径闸板胶芯相关。
背景技术
防喷器作为重要的井控装置，其在钻井过程中，尤其是欠平衡钻井过程中具有重要作用，防喷器工作原理是在有压力的情况下关闭井眼，对井保持连续的控制，把进入井中的地层流体循环出来。现有的防喷器主要包括闸板防喷器和环形防喷器两种，闸板防喷器主要由壳体、侧门、油缸、缸盖、活塞、活塞杆、锁紧轴、密封件、闸板等组成，其工作过程是利用液压推动活塞，带动闸板关闭或打开，从而封闭或打开井口，达到封井、开井的目的。
现有的闸板胶芯多为定径结构，在不同的钻井环境下需要更换不同型号的闸板胶芯，操作复杂，同时，由于闸板胶芯为一体式结构，闸板胶芯与钻杆接触面磨损时，需要将闸板胶芯整个更换，钻井成本高，需要加以改进。
发明内容
针对相关现有技术存在的问题，本发明提供一种新型可变径闸板胶芯，驱动胶与密封层胶可根据损坏情况进行单独更换，无需将整个闸板胶芯更换，降低维护成本，驱动胶可对密封层胶两端进行挤压，提高两密封层胶的密封效果，实现不同直径钻杆的密封。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术：
一种新型可变径闸板胶芯，包括：
橡胶芯，呈半圆弧形，橡胶芯内壁开设有弧形的安装槽，安装槽内设有密封层胶，密封层胶安装于安装槽内时，密封层胶两端外壁与橡胶芯之间留有填充间隙；
安装块，设有一对，对称设于橡胶芯两端外壁，安装块内壁开设有驱动槽，驱动槽内设有驱动胶，驱动胶一端与填充间隙配合，驱动胶一侧面凸出驱动槽，且驱动胶侧面与安装块内壁平行；
限位机构，嵌设于橡胶芯，限位机构环绕驱动胶的端面、顶面和底面；
溢胶机构，设于安装块内，当密封层胶被挤压时，密封层胶挤压驱动胶变形，驱动胶挤压安装块变形，安装块挤压溢胶机构变形。
进一步地，限位机构包括配合槽，配合槽嵌设于其中一个安装块，配合槽环绕驱动胶的端面、顶面和底面，另一个安装块内壁嵌设有配合块，配合块环绕驱动胶的端面、顶面和底面，且配合块与配合槽内壁结构匹配。
进一步地，溢胶机构包括开设于安装块内的缓冲腔，缓冲腔内均匀设有弹性件，弹性件的弹性小于安装块的弹性。
进一步地，安装块外壁均匀设有多个驱动块。
进一步地，密封层胶外壁中部及驱动胶中心均设有安装杆，安装杆端部为锥形，橡胶芯内侧开设有多个安装孔，当密封层胶和驱动胶装配于橡胶芯时，安装杆插设于安装孔内。
进一步地，橡胶芯内部沿周向均匀设有多个金属骨架，相邻两金属骨架之间留有间隙，金属骨架包括一对平行设置的扇形板，扇形板与橡胶芯顶面平行，上下两扇形板之间通过连接杆连接，扇形板一侧面开设有装配槽，扇形板另一侧面连接有装配块，装配块滑动插设于装配槽内。
进一步地，密封层胶两端壁厚大于密封层胶中心壁厚，密封层胶内壁均匀开设有多个沿密封层胶周向设置的缓冲槽。
进一步地，密封层胶外壁对称嵌设有内螺纹件，内螺纹件螺纹连接有螺杆，螺杆贯穿橡胶芯，当螺杆与内螺纹件完全配合时，螺杆另一端位于橡胶芯内部。
进一步地，安装块两端底面和顶面均嵌设有限位块，限位块开设有限位槽。
进一步地，配合块端部开设有倒角。
本发明有益效果：
1、驱动胶与密封层胶根据损坏情况进行单独更换，无需将整个闸板胶芯更换，降低维护成本，驱动胶可对密封层胶两端进行挤压，提高两密封层胶的密封效果，实现不同直径钻杆的密封。
2、限位机构环绕驱动胶的端面、顶面和底面，使得驱动胶只能向密封层胶的方向变形，从而实现对密封层胶两端的挤压。
3、弹性件的弹性小于安装块的弹性，当安装块被挤压变形时可驱动弹性件变形，扩大安装块的变形范围，适用于不同直径钻杆的密封。
4、驱动块设于安装块外壁，当闸板胶芯安装于闸板时，闸板内壁挤压驱动块，使得安装块变形，提高助封效果。
5、密封层胶中心与橡胶芯中心重合，密封层胶两端长度相同，防止两密封层胶端部接触时压力不均匀，导致密封效果差。
附图说明
图1为本发明配合结构示意图。
图2为本发明橡胶芯结构示意图。
图3为本发明剖面结构俯视示意图。
图4为本发明限位机构结构示意图。
图5为本发明橡胶芯剖面结构示意图。
图6为本发明剖面结构示意图。
图7为本发明驱动胶结构示意图。
图8为本发明金属骨架结构示意图。
图9为本发明扇形板结构示意图。
图10为本发明密封层胶结构示意图。
图11为本发明限位块结构示意图。
图中标记：橡胶芯-1、安装槽-101、密封层胶-102、填充间隙-103、安装孔-104、缓冲槽-105、内螺纹件-106、螺杆-107、安装块-2、驱动槽-201、驱动胶-202、驱动块-203、限位块-204、限位槽-205、限位机构-3、配合槽-301、配合块-302、溢胶机构-4、缓冲腔-401、弹性件-402、安装杆-5、金属骨架-6、扇形板-601、连接杆-602、装配槽-603、装配块-604。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明，但本发明所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1~3所示，一种新型可变径闸板胶芯，包括呈半圆弧形的橡胶芯1，对称设于橡胶芯1两端外壁的一对安装块2，嵌设于橡胶芯1的限位机构3，以及设于安装块2内的溢胶机构4。
橡胶芯1内壁开设有弧形的安装槽101，安装槽101内设有密封层胶102，密封层胶102安装于安装槽101内时，密封层胶102两端外壁与橡胶芯1之间留有填充间隙103。
安装块2内壁开设有驱动槽201，驱动槽201内设有驱动胶202，驱动胶202一端与填充间隙103配合，驱动胶202一侧面凸出驱动槽201，且驱动胶202侧面与安装块2内壁平行。
限位机构3环绕驱动胶202的端面、顶面和底面。
当密封层胶102被挤压时，密封层胶102挤压驱动胶202变形，驱动胶202挤压安装块2变形，安装块2挤压溢胶机构4变形。
闸板胶芯安装时，首先将驱动胶202安装于安装块2内壁开设的驱动槽201内，驱动胶202一侧面凸出驱动槽201，且驱动胶202侧面与安装块2内壁平行，然后将密封层胶102安装于安装槽101内，此时，密封层胶102与橡胶芯1之间的填充间隙103被驱动胶202填充，然后，将两闸板胶芯分别安装于闸板中；闸板胶芯密封时，装有闸板胶芯的两闸板向钻杆中心移动，首先，两闸板胶芯的驱动胶202接触，由于限位机构3可对驱动胶202的端面、顶面和底面进行限制，使得驱动胶202被挤压变形，并挤压密封层胶102两端向钻杆中心移动，实现密封；当两闸板胶芯继续向钻杆中心移动时，溢胶机构4发挥作用，一方面，闸板通过安装块2向溢胶机构4传递作用力，使得驱动胶202被挤压变形，提高密封层胶102两端的密封效果，另一方面，密封层胶102通过驱动胶202对安装块2提供反作用力，使得溢胶机构4和安装块2变形，防止密封层胶102被挤压过度，造成撕裂；驱动胶202与密封层胶102可根据损坏情况进行单独更换，无需将整个闸板胶芯更换，降低维护成本，驱动胶202对密封层胶102两端进行挤压，提高两密封层胶102的密封效果，密封层胶102被挤压时对溢胶机构4提供反作用力，防止密封层胶102挤压变形过度，通过溢胶机构4实现密封层胶102的存储，增大闸板胶芯变形范围，实现不同直径钻杆的密封。
进一步地，如图4所示，限位机构3包括配合槽301，配合槽301嵌设于其中一个安装块2，配合槽301环绕驱动胶202的端面、顶面和底面，另一个安装块2内壁嵌设有配合块302，配合块302端部开设有倒角，配合块302环绕驱动胶202的端面、顶面和底面，且配合块302与配合槽301内壁结构匹配。
限位机构3随闸板胶芯向钻杆中心移动时，其中一个闸板胶芯的配合块302插设于另一个闸板胶芯的配合槽301内，配合槽301和配合块302环绕驱动胶202的端面、顶面和底面，使得驱动胶202只能向密封层胶102的方向变形，从而实现对密封层胶102两端的挤压，配合槽301和配合块302分别嵌设于同一闸板胶芯的两安装块2内，即两闸板胶芯的结构完全相同，两闸板胶芯配合时，只需将其中一个闸板胶芯翻转180度即可，当其中一个闸板胶芯损坏时，只需更换损坏的闸板胶芯，无需将一对闸板胶芯同时更换，降低维护成本，配合块302端部开设有倒角，便于配合块302与配合槽301快速装配。
进一步地，如图5~6所示，溢胶机构4包括开设于安装块2内的缓冲腔401，缓冲腔401内均匀设有弹性件402，弹性件402的弹性小于安装块2的弹性。
弹性件402的弹性小于安装块2的弹性，当安装块2被挤压变形时，安装块2驱动弹性件402变形，扩大安装块2的变形范围，适用于不同直径钻杆的密封，弹性件402设于缓冲腔401内，防止弹性件402脱落，提高闸板胶芯结构稳定性。
进一步地，安装块2外壁均匀设有多个驱动块203。
驱动块203设于安装块2外壁，当闸板胶芯安装于闸板时，闸板内壁挤压驱动块203，使得安装块2变形，提高助封效果。
进一步地，如图7~8所示，密封层胶102外壁中部及驱动胶202中心均设有安装杆5，安装杆5端部为锥形，橡胶芯1内侧开设有多个安装孔104，当密封层胶102和驱动胶202装配于橡胶芯1时，安装杆5插设于安装孔104内。
密封层胶102和驱动胶202装配于橡胶芯1时，安装杆5插设于安装孔104内，具有定位的功能，防止密封层胶102和驱动胶202被挤压时，安装杆5处被挤压移位，保持密封层胶102中心与橡胶芯1中心重合，密封层胶102两端长度相同，防止两密封层胶102端部接触时压力不均匀，导致密封效果差。
进一步地，如图9~10所示，橡胶芯1内部沿周向均匀设有多个金属骨架6，相邻两金属骨架6之间留有间隙，金属骨架6包括一对平行设置的扇形板601，扇形板601与橡胶芯1顶面平行，上下两扇形板601之间通过连接杆602连接，扇形板601一侧面开设有装配槽603，扇形板601另一侧面连接有装配块604，装配块604滑动插设于装配槽603内。
两橡胶芯1配合时，其中一个金属骨架6的装配块604插入另一个金属骨架6的装配槽603内，相邻两金属骨架6之间留有间隙，保证装配块604在装配槽603内可移动，实现橡胶芯1对不同直径钻杆的密封，上下两扇形板601之间通过连接杆602连接，连接杆602设于橡胶芯1内部，对橡胶芯1提供支撑，防止橡胶芯1被撕裂。
进一步地，密封层胶102两端壁厚大于密封层胶102中心壁厚，密封层胶102内壁均匀开设有多个沿密封层胶102周向设置的缓冲槽105。
密封层胶102两端壁厚大于密封层胶102中心壁厚，提高密封层胶102两端的挤压耐受效果，延长密封层胶102使用寿命，密封层胶102被挤压时，缓冲槽105两侧的密封层胶102变形导致缓冲槽105变小，实现对密封层胶102的保护。
进一步地，密封层胶102外壁对称嵌设有内螺纹件106，内螺纹件106螺纹连接有螺杆107，螺杆107贯穿橡胶芯1，当螺杆107与内螺纹件106完全配合时，螺杆107另一端位于橡胶芯1内部。
密封层胶102安装于橡胶芯1时，螺杆107贯穿橡胶芯1并与密封层胶102外壁对称嵌设的内螺纹件106螺纹连接，防止密封层胶102与橡胶芯1分离，由于驱动胶202一端与填充间隙103配合，同时对驱动胶202进行定位，提高闸板胶芯的稳定性。
进一步地，如图11所示，安装块2两端底面和顶面均嵌设有限位块204，限位块204开设有限位槽205。
闸板胶芯安装于闸板时，利用限位机构穿过闸板后插入限位块204内，防止闸板胶芯与闸板分离。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种新型可变径闸板胶芯，其特征在于，包括：
橡胶芯（1），呈半圆弧形，橡胶芯（1）内壁开设有弧形的安装槽（101），安装槽（101）内设有密封层胶（102），密封层胶（102）安装于安装槽（101）内时，密封层胶（102）两端外壁与橡胶芯（1）之间留有填充间隙（103）；
安装块（2），设有一对，对称设于橡胶芯（1）两端外壁，安装块（2）内壁开设有驱动槽（201），驱动槽（201）内设有驱动胶（202），驱动胶（202）一端与填充间隙（103）配合，驱动胶（202）一侧面凸出驱动槽（201），且驱动胶（202）侧面与安装块（2）内壁平行；
限位机构（3），嵌设于橡胶芯（1），限位机构（3）环绕驱动胶（202）的端面、顶面和底面；
溢胶机构（4），设于安装块（2）内，当密封层胶（102）被挤压时，密封层胶（102）挤压驱动胶（202）变形，驱动胶（202）挤压安装块（2）变形，安装块（2）挤压溢胶机构（4）变形。
2.根据权利要求1所述的一种新型可变径闸板胶芯，其特征在于：限位机构（3）包括配合槽（301），配合槽（301）嵌设于其中一个安装块（2），配合槽（301）环绕驱动胶（202）的端面、顶面和底面，另一个安装块（2）内壁嵌设有配合块（302），配合块（302）环绕驱动胶（202）的端面、顶面和底面，且配合块（302）与配合槽（301）内壁结构匹配。
3.根据权利要求1所述的一种新型可变径闸板胶芯，其特征在于：溢胶机构（4）包括开设于安装块（2）内的缓冲腔（401），缓冲腔（401）内均匀设有弹性件（402），弹性件（402）的弹性小于安装块（2）的弹性。
4.根据权利要求1所述的一种新型可变径闸板胶芯，其特征在于：安装块（2）外壁均匀设有多个驱动块（203）。
5.根据权利要求1所述的一种新型可变径闸板胶芯，其特征在于：密封层胶（102）外壁中部及驱动胶（202）中心均设有安装杆（5），安装杆（5）端部为锥形，橡胶芯（1）内侧开设有多个安装孔（104），当密封层胶（102）和驱动胶（202）装配于橡胶芯（1）时，安装杆（5）插设于安装孔（104）内。
6.根据权利要求1所述的一种新型可变径闸板胶芯，其特征在于：橡胶芯（1）内部沿周向均匀设有多个金属骨架（6），相邻两金属骨架（6）之间留有间隙，金属骨架（6）包括一对平行设置的扇形板（601），扇形板（601）与橡胶芯（1）顶面平行，上下两扇形板（601）之间通过连接杆（602）连接，扇形板（601）一侧面开设有装配槽（603），扇形板（601）另一侧面连接有装配块（604），装配块（604）滑动插设于装配槽（603）内。
7.根据权利要求1所述的一种新型可变径闸板胶芯，其特征在于：密封层胶（102）两端壁厚大于密封层胶（102）中心壁厚，密封层胶（102）内壁均匀开设有多个沿密封层胶（102）周向设置的缓冲槽（105）。
8.根据权利要求1所述的一种新型可变径闸板胶芯，其特征在于：密封层胶（102）外壁对称嵌设有内螺纹件（106），内螺纹件（106）螺纹连接有螺杆（107），螺杆（107）贯穿橡胶芯（1），当螺杆（107）与内螺纹件（106）完全配合时，螺杆（107）另一端位于橡胶芯（1）内部。
9.根据权利要求1所述的一种新型可变径闸板胶芯，其特征在于：安装块（2）两端底面和顶面均嵌设有限位块（204），限位块（204）开设有限位槽（205）。
10.根据权利要求1所述的一种新型可变径闸板胶芯，其特征在于：配合块（302）端部开设有倒角。
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