CN115637952B - 一种注气双密封封隔器及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于油田注气和注水技术领域，具体涉及一种注气双密封封隔器及方法。本发明的注气双密封封隔器由上接头、上外护筒、坐封销钉、坐封推压筒、抗二氧化碳橡胶压封筒、锁环、中心管、止推环、解封销钉、衬管、坐封套、抗二氧化碳橡胶扩张筒、平衡缸机构和下接头有机构成，使得本发明以双向加压坐封的方式，解决了现有技术中封隔器单向压缩加压能力低的问题。本发明集成高分子胀封环压缩延展密封、抗二氧化碳橡胶压封筒压缩膨胀密封和抗二氧化碳橡胶扩张筒承压扩张密封，形成压缩和扩张双密封形式，增强了气体密封的可靠性。本发明用抗二氧化碳橡胶制成压封筒，抑制了二氧化碳对封隔器中橡胶件的损害，延长了封隔器的使用寿命。

Description

一种注气双密封封隔器及方法

技术领域

本发明属于油田注气和注水技术领域，具体涉及一种注气双密封封隔器及方法。

背景技术

封隔器是分层二氧化碳驱的关键工具。在井底高温、高压和腐蚀环境下，二氧化碳气体在浓度差和压力差的作用下会缓慢地溶解、扩散和渗透到橡胶中，会使密封件软化、变形，造成密封失效；泄压或停注，外部压力迅速下降所形成的“卸爆”效应会引起橡胶密封件出现气泡、肿胀或爆裂等现象，造成橡胶不可恢复的损伤导致密封失效。

发明内容

本发明提供了一种注气双密封封隔器及方法，目的之一在于提供一种能够有效抑制二氧化碳对封隔器中橡胶件损害的抗二氧化碳橡胶，以延长注气双密封封隔器的使用寿命；目的之二在于提供一种加压能力高的封隔器，以解决现有技术中封隔器单向压缩加压能力低的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种注气双密封封隔器，包括上接头、上外护筒、坐封销钉、坐封推压筒、抗二氧化碳橡胶压封筒、锁环、中心管、止推环、解封销钉、衬管、坐封套、抗二氧化碳橡胶扩张筒、平衡缸机构和下接头；所述的上接头和下接头连接在中心管的上下两端；所述的上接头的中部水平设置有贯穿侧壁的上接头注气孔；所述的上外护筒的上部与上接头外侧壁密封连接，平衡缸机构与下接头外侧壁密封连接，平衡缸机构的中部水平设置有平衡活塞导压孔；所述抗二氧化碳橡胶压封筒、止推环和抗二氧化碳橡胶扩张筒从上至下的连接在上外护筒和平衡缸机构之间；所述的上外护筒、抗二氧化碳橡胶压封筒与中心管之间密封连接有坐封推压筒；中心管的外侧壁上且位于坐封推压筒底部位置设置有锁环，且锁环与坐封推压筒啮合连接；坐封推压筒的顶部开有与上接头注气孔相对应的通孔，且所述通孔内连接有坐封销钉；所述抗二氧化碳橡胶扩张筒上部及止推环与中心管之间从内至外的设置有坐封套和衬管；所述的止推环和衬管的上部对应的设置有贯穿侧壁的通孔，且通孔内水平连接有解封销钉；中心管侧壁上开有中心管注气孔，中心管注气孔与平衡缸机构下部连通。

还包括高分子胀封环；所述的高分子胀封环为圆环状结构，其套接在坐封推压筒外周上，且置于上外护筒和抗二氧化碳橡胶压封筒之间。

所述的高分子胀封环采用的是高饱和丁腈橡胶材料制成的。

所述的抗二氧化碳橡胶压封筒和抗二氧化碳橡胶扩张筒均采用的是氟橡胶材料制成。

所述的坐封销钉是中空的，且与上接头注气孔相通。

所述的抗二氧化碳橡胶扩张筒的顶部镶嵌在止推环与衬管之间，抗二氧化碳橡胶扩张筒的底部嵌在平衡活塞上。

所述的平衡缸机构包括平衡活塞、弹簧、平衡缸和下外护筒；所述的平衡活塞的上端面与衬管的底面紧密接触；平衡活塞的中部外侧设置有第一台肩，第一台肩的外檐设置有环状限位凸起，抗二氧化碳橡胶扩张筒的底部镶嵌在环状限位凸起内侧；第一台肩侧壁上水平设置有平衡活塞导压孔；平衡活塞的中部内侧设置有第二台肩，沿第二台肩的内侧壁至少设置有两组环状密封圈，第二台肩与中心管通过环状密封圈紧密接触；平衡活塞的下部外侧壁上设置有至少两组环状密封圈，通过所述密封圈与下外护筒的上部内侧壁密封连接，下外护筒的下部与下接头密封连接；所述的平衡活塞、下外护筒、下接头和中心管围成平衡缸；在平衡缸内部的第二台肩与中心管之间连接有弹簧；平衡缸通过中心管上的中心管注气孔与中心管连通；抗二氧化碳橡胶扩张筒的底部嵌在平衡缸机构上。

所述的抗二氧化碳橡胶压封筒为圆环状结构，其外侧壁均匀设置有多组截面为等腰三角形的环状压缩槽，其内侧壁的上部和下部分别设置有截面为直角三角形的环状压缩槽，且内侧壁上的压缩槽与外侧壁上的压缩槽高低错位设置。

一种注气双密封封隔器的封隔方法，包括如下步骤，

步骤一：坐封

中心管内憋压，高压气体进入上接头注气孔，推动坐封推压筒剪断坐封销钉，并压缩高分子胀封环和抗二氧化碳橡胶压封筒膨胀坐封，锁环与坐封推压筒啮合锁定；同时，高压气体由中心管注气孔进入平衡缸机构中的平衡缸，推动平衡缸机构中的平衡活塞通过抗二氧化碳橡胶扩张筒反向压缩抗二氧化碳橡胶压封筒和高分子胀封环，使高分子胀封环和抗二氧化碳橡胶压封筒承受上下两端的夹持力；

步骤二：当抗二氧化碳橡胶压封筒上面压力高时，高分子胀封环、抗二氧化碳橡胶压封筒和抗二氧化碳橡胶扩张筒保持原来位置不动；当抗二氧化碳橡胶压封筒下面压力高时，进入步骤三；

步骤三：抗二氧化碳橡胶压封筒下面压力通过平衡活塞导压孔，进入平衡活塞与中心管之间的环空，从而推动平衡活塞压缩弹簧下行，使抗二氧化碳橡胶扩张筒释放，抗二氧化碳橡胶压封筒下面压力越高，抗二氧化碳橡胶扩张筒下端张开的越大，密封性能就越好；

步骤四：解封

上提注气双密封封隔器，高分子胀封环、抗二氧化碳橡胶压封筒和抗二氧化碳橡胶扩张筒与油管的摩擦力使其与止推环、抗二氧化碳橡胶扩张筒、平衡活塞产生相对位移剪断解封销钉，继续上提，给高分子胀封环、抗二氧化碳橡胶压封筒提供足够的恢复空间，抗二氧化碳橡胶压封筒靠自身弹力复位后解封。

有益效果：

(1)本发明的注气双密封封隔器由上接头、上外护筒、坐封销钉、坐封推压筒、抗二氧化碳橡胶压封筒、锁环、中心管、止推环、解封销钉、衬管、坐封套、抗二氧化碳橡胶扩张筒、平衡缸机构和下接头有机构成，形成了双向加压坐封的方式，解决了现有技术中封隔器单向压缩加压能力低的问题。

(2)本发明集成了高分子胀封环压缩延展密封、抗二氧化碳橡胶压封筒压缩膨胀密封和抗二氧化碳橡胶扩张筒承压扩张密封，形成压缩和扩张双密封形式，增强了气体密封的可靠性。

(3)本发明采用抗二氧化碳橡胶制成压封筒，有效抑制了二氧化碳对封隔器中橡胶件的损害，解决了橡胶起泡、肿胀、爆裂以及早期密封失效等问题，延长了封隔器的使用寿命。

(4)本发明通过设置高分子胀封环，当中心管内憋压后，高压气体进入上接头注气孔，推动坐封推压筒剪断坐封销钉，并压缩高分子胀封环和抗二氧化碳橡胶压封筒膨胀坐封，锁环与坐封推压筒啮合锁定；同时，高压气体由中心管注气孔进入平衡缸机构中的平衡缸，推动平衡缸机构中的平衡活塞通过抗二氧化碳橡胶扩张筒反向压缩抗二氧化碳橡胶压封筒和高分子胀封环，使高分子胀封环和抗二氧化碳橡胶压封筒共同承受上下两端的夹持力，有效地增强了气密封的可靠性和稳定性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的平衡活塞的剖视图。

图3为本发明的坐封推压筒的剖视图。

图中：1、上接头；2、上外护筒；3、坐封销钉；4、坐封推压筒；5、高分子胀封环；6、抗二氧化碳橡胶压封筒；7、锁环；8、中心管；9、止推环；10、解封销钉；11、衬管；12、坐封套；13、抗二氧化碳橡胶扩张筒；14、平衡活塞；15、弹簧；16、平衡缸；17、下外护筒；18、下接头；19、上接头注气孔；20、平衡活塞导压孔；21、中心管注气孔；22、第一台肩；23、凸起；24、第二台肩。

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的一部分实施例，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。

实施例一：

根据图1-图3所示的一种注气双密封封隔器，其特征在于：包括上接头1、上外护筒2、坐封销钉3、坐封推压筒4、抗二氧化碳橡胶压封筒6、锁环7、中心管8、止推环9、解封销钉10、衬管11、坐封套12、抗二氧化碳橡胶扩张筒13、平衡缸机构和下接头18；所述的上接头1和下接头18连接在中心管8的上下两端；所述的上接头1的中部水平设置有贯穿侧壁的上接头注气孔19；所述的上外护筒2的上部与上接头1外侧壁密封连接，平衡缸机构与下接头18外侧壁密封连接，平衡缸机构的中部水平设置有平衡活塞导压孔20；所述抗二氧化碳橡胶压封筒6、止推环9和抗二氧化碳橡胶扩张筒13从上至下的连接在上外护筒2和平衡缸机构之间；所述的上外护筒2、抗二氧化碳橡胶压封筒6与中心管8之间密封连接有坐封推压筒4；中心管8的外侧壁上且位于坐封推压筒4底部位置设置有锁环7，且锁环7与坐封推压筒4啮合连接；坐封推压筒4的顶部开有与上接头注气孔19相对应的通孔，且所述通孔内连接有坐封销钉3；所述抗二氧化碳橡胶扩张筒13上部及止推环9与中心管8之间从内至外的设置有坐封套12和衬管11；所述的止推环9和衬管11的上部对应的设置有贯穿侧壁的通孔，且通孔内水平连接有解封销钉10；中心管8侧壁上开有中心管注气孔21，中心管注气孔21与平衡缸机构下部连通。

本发明的工作原理如下：

(1)坐封：中心管8内憋压，高压气体进入上接头注气孔19，推动坐封推压筒4剪断坐封销钉3，并压缩高分子胀封环5和抗二氧化碳橡胶压封筒6膨胀坐封，锁环7与坐封推压筒4啮合锁定；同时，高压气体由中心管注气孔21进入平衡缸机构中的平衡缸16，推动平衡缸机构中的平衡活塞14通过抗二氧化碳橡胶扩张筒13反向压缩抗二氧化碳橡胶压封筒6和高分子胀封环5，使高分子胀封环5和抗二氧化碳橡胶压封筒6承受上下两端的夹持力，有效地增强了气密封的可靠性和稳定性。平衡活塞14与坐封推压筒4由于压力作用截面相等，解封销钉10不受力，撤掉油管内压力后不会解封。

(2)承上压：封隔器坐封后，抗二氧化碳橡胶压封筒6把油套环空分割成两个空间，当抗二氧化碳橡胶压封筒6上面压力高时，由于抗二氧化碳橡胶压封筒6与套管内壁有摩擦力，加上解封销钉10的剪切力大于高分子胀封环5、抗二氧化碳橡胶压封筒6和抗二氧化碳橡胶扩张筒13压出的环形截面所产生的推力，高分子胀封环5、抗二氧化碳橡胶压封筒6和抗二氧化碳橡胶扩张筒13保持原来位置不动。

(3)承下压：当抗二氧化碳橡胶压封筒6下面压力高于下面压力时，压力通过平衡缸机构使抗二氧化碳橡胶扩张筒13释放，下压越高抗二氧化碳橡胶扩张筒13下端张开的越大，密封性能就越好；

(4)解封：上提管柱，高分子胀封环5、抗二氧化碳橡胶压封筒6和抗二氧化碳橡胶扩张筒13与油管摩擦力使其与止推环9、抗二氧化碳橡胶扩张筒13、平衡缸机构产生相对位移剪断解封销钉10，继续上提，给抗二氧化碳橡胶压封筒提供足够的恢复空间，压封筒靠自身弹力解封。

本发明采用双向加压坐封的方式，解决了现有技术中封隔器单向压缩加压能力低的问题。本发明集成抗二氧化碳橡胶压封筒6压缩膨胀密封和抗二氧化碳橡胶扩张筒13承压扩张密封，形成压缩和扩张双密封形式，增强了气体密封的可靠性。

实施例二：

根据图1和图3所示的一种注气双密封封隔器，与实施例一不同之处在于：还包括高分子胀封环5；所述的高分子胀封环5为圆环状结构，其套接在坐封推压筒4外周上，且置于上外护筒2和抗二氧化碳橡胶压封筒6之间。

在实际使用时，当中心管8内憋压后，高压气体进入上接头注气孔19，推动坐封推压筒4剪断坐封销钉3，并压缩高分子胀封环5和抗二氧化碳橡胶压封筒6膨胀坐封，锁环7与坐封推压筒4啮合锁定；同时，高压气体由中心管注气孔21进入平衡缸机构中的平衡缸16，推动平衡缸机构中的平衡活塞14通过抗二氧化碳橡胶扩张筒13反向压缩抗二氧化碳橡胶压封筒6和高分子胀封环5，使高分子胀封环5和抗二氧化碳橡胶压封筒6共同承受上下两端的夹持力，有效地增强了气密封的可靠性和稳定性。由于平衡活塞14与坐封推压筒4压力作用截面相等，解封销钉10不受力，撤掉油管内压力后不会解封。

实施例三：

根据图1所示的一种注气双密封封隔器，与实施例一或实施例二不同之处在于：所述的高分子胀封环5采用的是高饱和丁腈橡胶材料制成的。

在实际使用时，更耐磨、抗腐蚀、耐压缩、韧性强，不易变形，增加密封性能，同事对抗二氧化碳橡胶压封筒起到保护作用。

实施例四：

根据图1所示的一种注气双密封封隔器，与实施例一不同之处在于：所述的抗二氧化碳橡胶压封筒6和抗二氧化碳橡胶扩张筒13均采用的是氟橡胶材料制成。

在实际使用时，抗二氧化碳橡胶压封筒6和抗二氧化碳橡胶扩张筒13采用氟橡胶材料制成，使其具有较高的抗压缩永久变形性能，良好耐油性能，具良好的耐热性能，及优良的耐化学腐蚀性能，耐高温性为130～180℃。

针对高温高压状态下，二氧化碳气体对橡胶件的损害，采用上述技术方案制成的抗二氧化碳橡胶扩张筒13，有效抑制了二氧化碳渗入，解决了橡胶起泡、肿胀、爆裂以及早期密封失效等问题，延长了工作寿命。

实施例五：

根据图1所示的一种注气双密封封隔器，与实施例一不同之处在于：所述的坐封销钉3是中空的，且与上接头注气孔19相通。

在实际使用时，坐封销钉3采用中空并与上接头注气孔19相通的技术方案，当中心管8内憋压，高压气体能够通过上接头注气孔19后进入坐封推压筒4上部、上外护筒2和上接头1围成的空间内，推动坐封推压筒4下移，从而剪断坐封销钉3，并压缩高分子胀封环5和抗二氧化碳橡胶压封筒6膨胀坐封，锁环7与坐封推压筒4啮合锁定。

实施例六：

根据图1所示的一种注气双密封封隔器，与实施例一不同之处在于：所述的抗二氧化碳橡胶扩张筒13的顶部镶嵌在止推环9与衬管11之间，抗二氧化碳橡胶扩张筒13的底部嵌在平衡缸机构上。

在实际使用时，当抗二氧化碳橡胶扩张筒13下面压力高时，压力通过平衡活塞导压孔20推动平衡活塞14压缩弹簧15下行，使抗二氧化碳橡胶扩张筒13释放，下压越高抗二氧化碳橡胶扩张筒13下端张开的越大，密封性能就越好，上是技术方案的采用，有效的保护了抗二氧化碳橡胶扩张筒13的密封性不受下压力的破坏。

实施例七：

根据图1和图2所示的一种注气双密封封隔器，与实施例一不同之处在于：所述的平衡缸机构包括平衡活塞14、弹簧15、平衡缸16和下外护筒17；所述的平衡活塞14的上端面与衬管11的底面紧密接触；平衡活塞14的中部外侧设置有第一台肩22，第一台肩22的外檐设置有环状限位凸起23，抗二氧化碳橡胶扩张筒13的底部镶嵌在环状限位凸起23内侧；第一台肩22侧壁上水平设置有平衡活塞导压孔20；平衡活塞14的中部内侧设置有第二台肩24，沿第二台肩24的内侧壁至少设置有两组环状密封圈，第二台肩24与中心管8通过环状密封圈紧密接触；平衡活塞14的下部外侧壁上设置有至少两组环状密封圈，通过所述密封圈与下外护筒17的上部内侧壁密封连接，下外护筒17的下部与下接头18密封连接；所述的平衡活塞14、下外护筒17、下接头18和中心管8围成平衡缸16；在平衡缸16内部的第二台肩24与中心管8之间连接有弹簧15；平衡缸16通过中心管8上的中心管注气孔21与中心管8连通；抗二氧化碳橡胶扩张筒13的底部嵌在平衡活塞14上。

在实际使用时，当抗二氧化碳橡胶压封筒6下面压力高于抗二氧化碳橡胶压封筒6上面压力时，抗二氧化碳橡胶压封筒6下面压力通过平衡活塞导压孔20，进入平衡活塞14与中心管8之间的环空，从而推动平衡活塞14压缩弹簧15下行，使抗二氧化碳橡胶扩张筒13释放，抗二氧化碳橡胶压封筒6下面压力越高，抗二氧化碳橡胶扩张筒13下端张开的越大，密封性能就越好。

实施例八：

根据图1所示的一种注气双密封封隔器，与实施例一、实施例二、实施例四或实施例七不同之处在于：所述的抗二氧化碳橡胶压封筒6为圆环状结构，其外侧壁均匀设置有多组截面为等腰三角形的环状压缩槽，其内侧壁的上部和下部分别设置有截面为直角三角形的环状压缩槽，且内侧壁上的压缩槽与外侧壁上的压缩槽高低错位设置。

在实际使用时，抗二氧化碳橡胶压封筒6采用上述技术方案，当其受到压力时，压缩、外张的效果较好，且当压力解除后，复位的效果较好。

实施例九：

一种注气双密封封隔器的封隔方法，包括如下步骤，

步骤一：坐封

中心管8内憋压，高压气体进入上接头注气孔19，推动坐封推压筒4剪断坐封销钉3，并压缩高分子胀封环5和抗二氧化碳橡胶压封筒6膨胀坐封，锁环7与坐封推压筒4啮合锁定；同时，高压气体由中心管注气孔21进入平衡缸机构中的平衡缸16，推动平衡缸机构中的平衡活塞14通过抗二氧化碳橡胶扩张筒13反向压缩抗二氧化碳橡胶压封筒6和高分子胀封环5，使高分子胀封环5和抗二氧化碳橡胶压封筒6承受上下两端的夹持力；

步骤二：当抗二氧化碳橡胶压封筒6上面压力高时，高分子胀封环5、抗二氧化碳橡胶压封筒6和抗二氧化碳橡胶扩张筒13保持原来位置不动；当抗二氧化碳橡胶压封筒6下面压力高时，进入步骤三；

步骤三：抗二氧化碳橡胶压封筒6下面压力通过平衡活塞导压孔20，进入平衡活塞14与中心管8之间的环空，从而推动平衡活塞14压缩弹簧15下行，使抗二氧化碳橡胶扩张筒13释放，抗二氧化碳橡胶压封筒6下面压力越高，抗二氧化碳橡胶扩张筒13下端张开的越大，密封性能就越好；

步骤四：解封

上提注气双密封封隔器，高分子胀封环5、抗二氧化碳橡胶压封筒6和抗二氧化碳橡胶扩张筒13与油管的摩擦力使其与止推环9、抗二氧化碳橡胶扩张筒13、平衡活塞14产生相对位移剪断解封销钉10，继续上提，给高分子胀封环5、抗二氧化碳橡胶压封筒6提供足够的恢复空间，抗二氧化碳橡胶压封筒6靠自身弹力复位后解封。

在实际使用时，当中心管8内憋压，高压气体经上接头注气孔19，进入进入坐封推压筒4上部、上外护筒2和上接头1围成的空间内，推动坐封推压筒4下移，从而剪断坐封销钉3，并压缩高分子胀封环5和抗二氧化碳橡胶压封筒6膨胀坐封，锁环7与坐封推压筒4啮合锁定；同时，高压气体由中心管注气孔21进入平衡缸机构中的平衡缸16，推动平衡缸机构中的平衡活塞14通过抗二氧化碳橡胶扩张筒13反向压缩抗二氧化碳橡胶压封筒6和高分子胀封环5，使高分子胀封环5和抗二氧化碳橡胶压封筒6承受上下两端的夹持力，有效地增强了气密封的可靠性和稳定性。由于平衡活塞14与坐封推压筒4压力作用截面相等，解封销钉10不受力，即使撤掉油管内压力也不会解封。当封隔器坐封后，抗二氧化碳橡胶压封筒6把油套环空分割成上下两个空间，当抗二氧化碳橡胶压封筒6上面压力高时，由于抗二氧化碳橡胶压封筒6与套管内壁有摩擦力，加上解封销钉10的剪切力大于高分子胀封环5、抗二氧化碳橡胶压封筒6和抗二氧化碳橡胶扩张筒13压出的环形截面所产生的推力，高分子胀封环5、抗二氧化碳橡胶压封筒6和抗二氧化碳橡胶扩张筒13保持原来位置不动，因为上压只作用于高分子胀封环5和抗二氧化碳橡胶压封筒6的上端面，由于高分子胀封环5延展密封保护和增强抗二氧化碳橡胶压封筒6承载能力，抗二氧化碳橡胶压封筒6上部的压力越高，压缩抗二氧化碳橡胶压封筒6的力就越大，密封效果就越好。当抗二氧化碳橡胶压封筒6下面压力高时，抗二氧化碳橡胶压封筒6下面压力通过平衡活塞导压孔20，进入平衡活塞14与中心管8之间的环空，从而推动平衡活塞14压缩弹簧15下行，使抗二氧化碳橡胶扩张筒13释放，抗二氧化碳橡胶压封筒6下面压力越高，抗二氧化碳橡胶扩张筒13下端张开的越大，密封性能就越好。当需要解封时，上提注气双密封封隔器，高分子胀封环5、抗二氧化碳橡胶压封筒6和抗二氧化碳橡胶扩张筒13与油管摩擦力使其与止推环9、抗二氧化碳橡胶扩张筒13、平衡活塞14产生相对位移剪断解封销钉10，继续上提，给高分子胀封环5、抗二氧化碳橡胶压封筒6提供足够的恢复空间，抗二氧化碳橡胶压封筒6靠自身弹力复位解封。

本发明采用双向加压坐封的方式，解决了现有技术中封隔器单向压缩加压能力低的问题。

本发明集成高分子胀封环压缩延展密封、抗二氧化碳橡胶压封筒压缩膨胀密封和抗二氧化碳橡胶扩张筒承压扩张密封，形成压缩和扩张双密封形式，增强了气体密封的可靠性。

在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种注气双密封封隔器，其特征在于：包括上接头（1）、上外护筒（2）、坐封销钉（3）、坐封推压筒（4）、抗二氧化碳橡胶压封筒（6）、锁环（7）、中心管（8）、止推环（9）、解封销钉（10）、衬管（11）、坐封套（12）、抗二氧化碳橡胶扩张筒（13）、平衡缸机构和下接头（18）；所述的上接头（1）和下接头（18）密封连接在中心管（8）的上下两端；所述的上接头（1）的中部水平设置有贯穿侧壁的上接头注气孔（19）；所述的上外护筒（2）的上部与上接头（1）外侧壁密封连接，平衡缸机构与下接头（18）外侧壁密封连接，平衡缸机构的中部水平设置有平衡活塞导压孔（20）；所述抗二氧化碳橡胶压封筒（6）、止推环（9）和抗二氧化碳橡胶扩张筒（13）从上至下的连接在上外护筒（2）和平衡缸机构之间；所述的上外护筒（2）、抗二氧化碳橡胶压封筒（6）与中心管（8）之间密封连接有坐封推压筒（4）；中心管（8）的外侧壁上且位于坐封推压筒（4）底部位置设置有锁环（7），且锁环（7）与坐封推压筒（4）啮合连接；坐封推压筒（4）的顶部开有与上接头注气孔（19）相对应的通孔，且所述通孔内连接有坐封销钉（3）；所述抗二氧化碳橡胶扩张筒（13）上部及止推环（9）与中心管（8）之间从内至外的设置有坐封套（12）和衬管（11）；所述的止推环（9）和衬管（11）的上部对应的设置有贯穿侧壁的通孔，且通孔内水平连接有解封销钉（10）；中心管（8）侧壁上开有中心管注气孔（21），中心管注气孔（21）与平衡缸机构下部连通。

2.如权利要求1所述的一种注气双密封封隔器，其特征在于：还包括高分子胀封环（5）；所述的高分子胀封环（5）为圆环状结构，其套接在坐封推压筒（4）外周上，且置于上外护筒（2）和抗二氧化碳橡胶压封筒（6）之间。

3.如权利要求2所述的一种注气双密封封隔器，其特征在于：所述的高分子胀封环（5）采用的是高饱和丁腈橡胶材料制成的。

4.如权利要求1所述的一种注气双密封封隔器，其特征在于：所述的抗二氧化碳橡胶压封筒（6）和抗二氧化碳橡胶扩张筒（13）均采用的是氟橡胶材料制成。

5.如权利要求1所述的一种注气双密封封隔器，其特征在于：所述的坐封销钉（3）是中空的，且与上接头注气孔（19）相通。

6.如权利要求1所述的一种注气双密封封隔器，其特征在于：所述的抗二氧化碳橡胶扩张筒（13）的顶部镶嵌在止推环（9）与衬管（11）之间，抗二氧化碳橡胶扩张筒（13）的底部嵌在平衡缸机构上。

7.如权利要求3所述的一种注气双密封封隔器，其特征在于：所述的平衡缸机构包括平衡活塞（14）、弹簧（15）、平衡缸（16）和下外护筒（17）；所述的平衡活塞（14）的上端面与衬管（11）的底面紧密接触；平衡活塞（14）的中部外侧设置有第一台肩（22），第一台肩（22）的外檐设置有环状限位凸起（23），抗二氧化碳橡胶扩张筒（13）的底部镶嵌在环状限位凸起（23）内侧；第一台肩（22）侧壁上水平设置有平衡活塞导压孔（20）；平衡活塞（14）的中部内侧设置有第二台肩（24），沿第二台肩（24）的内侧壁至少设置有两组环状密封圈，第二台肩（24）与中心管（8）通过环状密封圈紧密接触；平衡活塞（14）的下部外侧壁上设置有至少两组环状密封圈，通过所述环状密封圈与下外护筒（17）的上部内侧壁密封连接，下外护筒（17）的下部与下接头（18）密封连接；所述的平衡活塞（14）、下外护筒（17）、下接头（18）和中心管（8）围成平衡缸（16）；在平衡缸（16）内部的第二台肩（24）与中心管（8）之间连接有弹簧（15）；平衡缸（16）通过中心管（8）上的中心管注气孔（21）与中心管（8）连通；抗二氧化碳橡胶扩张筒（13）的底部嵌在平衡活塞（14）上。

8.如权利要求7所述的一种注气双密封封隔器，其特征在于：所述的抗二氧化碳橡胶压封筒（6）为圆环状结构，其外侧壁均匀设置有多组截面为等腰三角形的环状压缩槽，其内侧壁的上部和下部分别设置有截面为直角三角形的环状压缩槽，且内侧壁上的压缩槽与外侧壁上的压缩槽高低错位设置。

9.如权利要求8所述的一种注气双密封封隔器的封隔方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一：坐封

中心管（8）内憋压，高压气体进入上接头注气孔（19），推动坐封推压筒（4）剪断坐封销钉（3），并压缩高分子胀封环（5）和抗二氧化碳橡胶压封筒（6）膨胀坐封，锁环（7）与坐封推压筒（4）啮合锁定；同时，高压气体由中心管注气孔（21）进入平衡缸机构中的平衡缸（16），推动平衡缸机构中的平衡活塞（14）通过抗二氧化碳橡胶扩张筒（13）反向压缩抗二氧化碳橡胶压封筒（6）和高分子胀封环（5），使高分子胀封环（5）和抗二氧化碳橡胶压封筒（6）承受上下两端的夹持力；

步骤二：当抗二氧化碳橡胶压封筒（6）上面压力高时，高分子胀封环（5）、抗二氧化碳橡胶压封筒（6）和抗二氧化碳橡胶扩张筒（13）保持原来位置不动；当抗二氧化碳橡胶压封筒（6）下面压力高时，进入步骤三；

步骤三：抗二氧化碳橡胶压封筒（6）下面压力通过平衡活塞导压孔（20），进入平衡活塞（14）与中心管（8）之间的环空，从而推动平衡活塞（14）压缩弹簧（15）下行，使抗二氧化碳橡胶扩张筒（13）释放，抗二氧化碳橡胶压封筒（6）下面压力越高，抗二氧化碳橡胶扩张筒（13）下端张开的越大，密封性能就越好；

步骤四：解封

上提注气双密封封隔器，高分子胀封环（5）、抗二氧化碳橡胶压封筒（6）和抗二氧化碳橡胶扩张筒（13）与油管的摩擦力使其与止推环（9）、抗二氧化碳橡胶扩张筒（13）、平衡活塞（14）产生相对位移剪断解封销钉（10），继续上提，给高分子胀封环（5）、抗二氧化碳橡胶压封筒（6）提供足够的恢复空间，抗二氧化碳橡胶压封筒（6）靠自身弹力复位后解封。