CN114482917B - 一种自适应式可溶球座 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油开采零部件技术领域，尤其是一种自适应式可溶球座，包括镁基材质外部装配座和可溶性材质密封球塞。本发明的一种自适应式可溶球座在密封锥孔内侧弧形面上设置内置分体式内部密封环和翻转式外侧限位支架的侧向装配调节槽，通过分体式内部密封环可以对密封球塞的冲击力进行缓解，从而保证密封有效性；通过密封球塞挤压分体式内部密封环来联动控制翻转式外侧限位支架，通过翻转式外侧限位支架来从外侧对密封球塞进行限位，大大提升密封球塞密封状态下的结构稳定性，避免因为内外压力变化产生的突发事故，安全性更加优异；通过在外部装配座内部开设内置侧向联动机构的传动孔，有效提升密封球塞的密封效果。

Description

一种自适应式可溶球座

技术领域

本发明涉及石油开采零部件技术领域，尤其是一种自适应式可溶球座。

背景技术

水平井大规模分段压裂是一项复杂的综合技术，其中分段压裂工具起着重要作用，压裂用球是多种分段压裂工具的关键，初期的分段压裂用球不能溶解或者其他方式碎裂，会对油气井的生产或下步作业产生负面影响。

随着致密气和页岩气开发的逐步推进和深入，能溶解的分段压裂球备受重视，可溶球是油田井下分层分段压裂重要的封堵工具之一，依靠滑套球座和可溶球的配合实现滑套开启和可溶球的封堵实现分层分段压裂，从而提升压裂效率和提升改造效果。

目前市面上的可溶球座大多结构简单固定，可溶球通过导入球座开口内部来对球座进行闭合，但是可溶球在导入球座时很容易因为冲击力导致表面和内部密封件受损，影响内部密封性，同时球座只能在内部起到支撑密封的作用，可溶球的限位能力局限，一旦内外压差发生变化的话密封能力便会失效，导致密封稳定性不足，而在球座的安装稳定性也无法根据内外压差自适应增减，导致功能性和实用性有限。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决上述背景技术中存在的问题，提供一种改进的自适应式可溶球座，解决目前市面上的可溶球座大多结构简单固定，可溶球通过导入球座开口内部来对球座进行闭合，但是可溶球在导入球座时很容易因为冲击力导致表面和内部密封件受损，影响内部密封性，可溶球的限位能力局限，一旦内外压差发生变化的话密封能力便会失效，导致密封稳定性不足，而在球座的安装稳定性也无法根据内外压差自适应增减，导致功能性和实用性有限的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自适应式可溶球座，包括镁基材质外部装配座和可溶性材质密封球塞，所述的外部装配座内部开设有内孔径从上往下逐渐变小的密封锥孔和与密封锥孔相连通的底部过水孔，所述的密封锥孔内侧弧形面上多个呈环形阵列排布的侧向装配调节槽，所述的密封锥孔内部通过侧向装配调节槽滑动装配有与密封球塞相配合的分体式内部密封环和翻转式外侧限位支架，所述的密封锥孔内部位于侧向装配调节槽两侧均开设有内置侧向联动机构的传动孔。

所述的分体式内部密封环包括滑动插接在侧向装配调节槽内部的滑动导向块、开设在滑动导向块两侧的侧向传动齿槽、固定在滑动导向块外侧面上的弧形闭合板、固定在弧形闭合板一侧的侧向密封条和开设在弧形闭合板另一侧的侧向密封槽。

所述的侧向装配调节槽内部开设有用于配合翻转式外侧限位支架翻转的侧向翻转槽，所述的侧向翻转槽内侧面上对称开设有侧向装配盲孔，所述的翻转式外侧限位支架包括通过侧向连接轴插入侧向装配盲孔内部与侧向翻转槽活动连接的弧形限位支架、通过弹性连接片弹性安装在弧形限位支架两侧的挤压限位块。

所述的侧向联动机构包括插接在传动孔内部的内部联动轴杆和同轴固定在内部联动轴杆两端的锥形联动齿轮。

所述的滑动导向块外侧面上开设有用于螺栓固定弧形闭合板的内螺纹紧固盲孔，所述的弧形闭合板外侧弧形面上开设有侧置下沉孔的装配通孔，所述的装配通孔内部插接有锁紧螺栓，所述的弧形闭合板通过锁紧螺栓旋入内螺纹紧固盲孔内部与滑动导向块固定连接。

所述的弧形闭合板位于侧向装配调节槽内部连接面上开设有与弧形限位支架相配合的弧形挤压槽，所述的弧形挤压槽内侧面上开设有内侧定位卡槽，所述的弧形限位支架接触面上具有与内侧定位卡槽相配合的内侧定位卡块。

所述的侧向装配调节槽内侧面上开设有内置挤压弹簧的侧向复位盲孔，所述的滑动导向块侧壁上具有向侧向复位盲孔内部凸起的一体结构侧向挤压杆。

所述的外部装配座外侧面对应侧向装配调节槽位置开设有内置翻转限位盖板的外部收纳槽，所述的侧向装配调节槽内侧面上开设有与外部收纳槽相连通的联动挤压槽，所述的弧形限位支架外侧面上具有向联动挤压槽内凸起的弹性挤压支架。

所述的密封锥孔内侧面位于侧向装配调节槽下侧具有向内凸起的一体结构限位闭合环。

所述的侧向传动齿槽内底面上具有用于提升传动支撑力与稳定性的内部导向斜面。

本发明的有益效果是：

（1）本发明的一种自适应式可溶球座在密封锥孔内侧弧形面上设置内置分体式内部密封环和翻转式外侧限位支架的侧向装配调节槽，通过分体式内部密封环可以对密封球塞的冲击力进行缓解，降低密封球塞外表面与密封锥孔内壁之间的磨损，从而保证密封有效性；

（2）通过密封球塞挤压分体式内部密封环来联动控制翻转式外侧限位支架，通过翻转式外侧限位支架来从外侧对密封球塞进行限位，大大提升密封球塞密封状态下的结构稳定性，避免因为内外压力变化产生的突发事故，安全性更加优异；

（3）通过在外部装配座内部开设内置侧向联动机构的传动孔，利用侧向联动机构可以控制所有位置上的分体式内部密封环同步移动，从而有效提升密封球塞的密封效果；

（4）采用密封球塞挤压分体式内部密封环来分别对翻转式外侧限位支架与翻转限位盖板进行控制，使得可溶球座在具备密封性的同时可以同步提升内外部装配稳定性与牢固度，功能性与实用性大大提升；

（5）采用分体式结构设计，可以大大方便加工和维护，同时利用弹性挤压分体式内部密封环复位，可以在溶解后快速将密封球塞分离，提升排出效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的内部剖视图。

图3是本发明的纵向截面图。

图4是本发明中分体式内部密封环的结构示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1、图2和图3所示的一种自适应式可溶球座，包括镁基材质外部装配座1和可溶性材质密封球塞2，外部装配座1内部开设有内孔径从上往下逐渐变小12密封锥孔3和与密封锥孔3相连通的底部过水孔4，密封锥孔3内侧弧形面上多个呈环形阵列排布的侧向装配调节槽5，密封锥孔3内部通过侧向装配调节槽5滑动装配有与密封球塞2相配合的分体式内部密封环和翻转式外侧限位支架，密封锥孔3内部位于侧向装配调节槽5两侧均开设有内置侧向联动机构的传动孔6。

如图4所示，为了配合挤压和密封，分体式内部密封环包括滑动插接在侧向装配调节槽5内部的滑动导向块7、开设在滑动导向块7两侧的侧向传动齿槽8、固定在滑动导向块7外侧面上的弧形闭合板9、固定在弧形闭合板9一侧的侧向密封条10和开设在弧形闭合板9另一侧的侧向密封槽11。

密封球塞2可以采用体积较小的球体，通过注入口导入到密封锥孔3内部，然后挤压分体式内部密封环，分体式内部密封环沿着侧向装配调节槽5向内挤压平移，在密封锥孔内部形成一个环形密封罩，配合密封球塞2进行闭合密封，然后分体式内部密封环向内挤压翻转式外侧限位支架，翻转式外侧限位支架向密封锥孔3内部翻转挤压，从外侧对密封球塞2进行限位。

进一步地，为了配合内部翻转挤压和弹性限位控制，侧向装配调节槽5内部开设有用于配合翻转式外侧限位支架翻转的侧向翻转槽12，侧向翻转槽12内侧面上对称开设有侧向装配盲孔，翻转式外侧限位支架包括通过侧向连接轴插入侧向装配盲孔内部与侧向翻转槽12活动连接的弧形限位支架13、通过弹性连接片14弹性安装在弧形限位支架13两侧的挤压限位块15。

进一步地，为了配合侧向联动控制，侧向联动机构包括插接在传动孔6内部的内部联动轴杆16和同轴固定在内部联动轴杆16两端的锥形联动齿轮17。

进一步地，为了方便装卸，滑动导向块7外侧面上开设有用于螺栓固定弧形闭合板9的内螺纹紧固盲孔，弧形闭合板9外侧弧形面上开设有侧置下沉孔的装配通孔，装配通孔内部插接有锁紧螺栓19，弧形闭合板9通过锁紧螺栓19旋入内螺纹紧固盲孔内部与滑动导向块7固定连接。

滑动导向块7可以做成分体式结构设计，从侧向传动齿槽8位置一分为二，然后通过锁紧螺栓19将三者固定装配，在固定装配的同时可以便于滑动导向块7与侧向联动机构装配啮合。

进一步地，为了提升侧向限位能力，弧形闭合板9位于侧向装配调节槽5内部连接面上开设有与弧形限位支架13相配合的弧形挤压槽20，弧形挤压槽20内侧面上开设有内侧定位卡槽21，弧形限位支架13接触面上具有与内侧定位卡槽21相配合的内侧定位卡块22。

弧形限位支架13通过挤压翻转，从外侧对密封球塞2进行限位，同时内侧定位卡块22插入内侧定位卡槽21内部，从而提升弧形限位支架13的机构稳定性。

进一步地，为了提升弹性复位能力，侧向装配调节槽5内侧面上开设有内置挤压弹簧23的侧向复位盲孔24，滑动导向块7侧壁上具有向侧向复位盲孔24内部凸起的一体结构侧向挤压杆25。

通过挤压弹簧23向外挤压侧向挤压杆25，可以使得滑动导向块7具备弹性缓冲和弹性复位的能力。

进一步地，为了提升外部装配的牢固度与限位性，外部装配座1外侧面对应侧向装配调节槽5位置开设有内置翻转限位盖板26的外部收纳槽27，侧向装配调节槽5内侧面上开设有与外部收纳槽27相连通的联动挤压槽28，弧形限位支架13外侧面上具有向联动挤压槽28内凸起的弹性挤压支架29。

其中翻转限位盖板26通过内侧的复位弹片向内挤压复位，在自我复位的同时还能控制弧形限位支架13向内翻转复位。

弧形限位支架13向外翻转，然后通过弹性挤压支架29向外挤压翻转限位盖板26，控制翻转限位盖板26向外翻转，插入装配面，形成限位斜板，避免位于压力变化导致可溶球座产生位移。

弧形限位支架13的具体结构可以根据座壁厚度还有密封球塞2的结构调节，附图中只是一个示意。

进一步地，为了提升内部限位能力和降低加工难度，密封锥孔3内侧面位于侧向装配调节槽5下侧具有向内凸起的一体结构限位闭合环30。

通过设置限位闭合环30可以解决弧形闭合板9与密封锥孔3内侧面贴合精度要求高的问题。

进一步地，为了提升内部支撑力，提升传动机构的耐用性，侧向传动齿槽8内底面上具有用于提升传动支撑力与稳定性的内部导向斜面31。

本发明的一种自适应式可溶球座在密封锥孔3内侧弧形面上设置内置分体式内部密封环和翻转式外侧限位支架的侧向装配调节槽5，通过分体式内部密封环可以对密封球塞2的冲击力进行缓解，降低密封球塞2外表面与密封锥孔3内壁之间的磨损，从而保证密封有效性；通过密封球塞2挤压分体式内部密封环来联动控制翻转式外侧限位支架，通过翻转式外侧限位支架来从外侧对密封球塞2进行限位，大大提升密封球塞2密封状态下的结构稳定性，避免因为内外压力变化产生的突发事故，安全性更加优异；通过在外部装配座1内部开设内置侧向联动机构的传动孔6，利用侧向联动机构可以控制所有位置上的分体式内部密封环同步移动，从而有效提升密封球塞2的密封效果；采用密封球塞2挤压分体式内部密封环来分别对翻转式外侧限位支架与翻转限位盖板26进行控制，使得可溶球座在具备密封性的同时可以同步提升内外部装配稳定性与牢固度，功能性与实用性大大提升；采用分体式结构设计，可以大大方便加工和维护，同时利用弹性挤压分体式内部密封环复位，可以在溶解后快速将密封球塞2分离，提升排出效率。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种自适应式可溶球座，包括镁基材质外部装配座（1）和可溶性材质密封球塞（2），其特征是：所述的外部装配座（1）内部开设有内孔径从上往下逐渐变小的密封锥孔（3）和与密封锥孔（3）相连通的底部过水孔（4），所述的密封锥孔（3）内侧弧形面上多个呈环形阵列排布的侧向装配调节槽（5），所述的密封锥孔（3）内部通过侧向装配调节槽（5）滑动装配有与密封球塞（2）相配合的分体式内部密封环和翻转式外侧限位支架，所述的密封锥孔（3）内部位于侧向装配调节槽（5）两侧均开设有内置侧向联动机构的传动孔（6），所述的分体式内部密封环包括滑动插接在侧向装配调节槽（5）内部的滑动导向块（7）、开设在滑动导向块（7）两侧的侧向传动齿槽（8）、固定在滑动导向块（7）外侧面上的弧形闭合板（9）、固定在弧形闭合板（9）一侧的侧向密封条（10）和开设在弧形闭合板（9）另一侧的侧向密封槽（11），所述的侧向装配调节槽（5）内部开设有用于配合翻转式外侧限位支架翻转的侧向翻转槽（12），所述的侧向翻转槽（12）内侧面上对称开设有侧向装配盲孔，所述的翻转式外侧限位支架包括通过侧向连接轴插入侧向装配盲孔内部与侧向翻转槽（12）活动连接的弧形限位支架（13）、通过弹性连接片（14）弹性安装在弧形限位支架（13）两侧的挤压限位块（15），所述的侧向联动机构包括插接在传动孔（6）内部的内部联动轴杆（16）和同轴固定在内部联动轴杆（16）两端的锥形联动齿轮（17）。

2.根据权利要求1所述的一种自适应式可溶球座，其特征是：所述的滑动导向块（7）外侧面上开设有用于螺栓固定弧形闭合板（9）的内螺纹紧固盲孔，所述的弧形闭合板（9）外侧弧形面上开设有侧置下沉孔的装配通孔，所述的装配通孔内部插接有锁紧螺栓（19），所述的弧形闭合板（9）通过锁紧螺栓（19）旋入内螺纹紧固盲孔内部与滑动导向块（7）固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种自适应式可溶球座，其特征是：所述的弧形闭合板（9）位于侧向装配调节槽（5）内部连接面上开设有与弧形限位支架（13）相配合的弧形挤压槽（20），所述的弧形挤压槽（20）内侧面上开设有内侧定位卡槽（21），所述的弧形限位支架（13）接触面上具有与内侧定位卡槽（21）相配合的内侧定位卡块（22）。

4.根据权利要求2所述的一种自适应式可溶球座，其特征是：所述的侧向装配调节槽（5）内侧面上开设有内置挤压弹簧（23）的侧向复位盲孔（24），所述的滑动导向块（7）侧壁上具有向侧向复位盲孔（24）内部凸起的一体结构侧向挤压杆（25）。

5.根据权利要求1所述的一种自适应式可溶球座，其特征是：所述的外部装配座（1）外侧面对应侧向装配调节槽（5）位置开设有内置翻转限位盖板（26）的外部收纳槽（27），所述的侧向装配调节槽（5）内侧面上开设有与外部收纳槽（27）相连通的联动挤压槽（28），所述的弧形限位支架（13）外侧面上具有向联动挤压槽（28）内凸起的弹性挤压支架（29）。

6.根据权利要求1所述的一种自适应式可溶球座，其特征是：所述的密封锥孔（3）内侧面位于侧向装配调节槽（5）下侧具有向内凸起的一体结构限位闭合环（30）。

7.根据权利要求1所述的一种自适应式可溶球座，其特征是：所述的侧向传动齿槽（8）内底面上具有用于提升传动支撑力与稳定性的内部导向斜面（31）。

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