CN202325377U - 封隔器金属密封机构 - Google Patents
封隔器金属密封机构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN202325377U CN202325377U CN2011203838169U CN201120383816U CN202325377U CN 202325377 U CN202325377 U CN 202325377U CN 2011203838169 U CN2011203838169 U CN 2011203838169U CN 201120383816 U CN201120383816 U CN 201120383816U CN 202325377 U CN202325377 U CN 202325377U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cylinder
- packer
- round platform
- platform hole
- slit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
本实用新型公开一种封隔器金属密封机构,由圆筒4、胀头3和压力弹簧5组成。圆筒4内孔的一段呈圆台孔,在圆筒4的外圆柱面上,制有两组数量相同、平行于轴线、均匀、相间分布的缝隙,一组缝隙从圆筒4的圆台孔下底面向上底面延伸;另一组缝隙中的每一条缝隙都分别位于前一组相邻两缝隙的正中,并从距圆筒4的圆台孔下底面一定距离起,向圆筒4的另一端面延伸。胀头3为带中心孔的圆台体。在圆筒4的内孔中,设置有压力弹簧5。通过胀头3与圆筒4的楔入式配合,使金属圆筒4的外圆柱直径胀大,对油套环空起到牢固、严密的封隔作用。密封机构采用了金属材料,其耐温、耐压和耐腐蚀能力都显著超过普通封隔器上的胶筒密封,特别适合高温、高压油气井。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种油气田井下工具,尤其涉及封隔器上的密封机构。
背景技术
在油气田开发领域,封隔器是实施分层采油、分层注水、分层压裂、酸化或机械卡堵等井下注采工艺的重要元器件,压缩式封隔器是封隔器中较常用的一种,具有弹性的密封筒是压缩式封隔器的核心部件,它将直接影响到封隔器的工作质量。
封隔器密封筒一般由弹性复合材料制备而成,可分为强制型、自封型和复合型等。强制型中的压缩式封隔器是最为普遍的一种,如Y211型封隔器,主要由上下接头、胶筒密封机构、座封机构组成,它的密封工作原理是:封隔器下井到预定位置后,通过上提下放管柱使座封机构的卡瓦咬合在套管内壁上形成支撑,同时在管柱的重力作用下,上接头推动胶筒压缩,使胶筒的直径变大,从而封隔油套环形空间。通过对胶筒的两端挤压使其变形成对油套环形空间的密封,但压力过大时,胶筒的压缩量更大,极易使其损坏。而且封隔器胶筒的使用工况是非常复杂和苛刻的:高压、高温、处于油介质中、同时还受到硫化氢、蒸汽、酸等的侵蚀。在这样的环境中,弹性体复合材料将会发生油溶胀、老化、过度交联等现象,导致材料的硬度上升、强度下降、弹性下降、抗裂口增长能力也明显降低。因此容易在单次使用时就产生早期破坏,导致密封失败。在油气田开发中,油气井的开采深度越来越深,随着油气井深度的增加,封隔器胶筒的工作环境温度、压力也随之增加,化学腐蚀性也越强,因此,就对封隔器的胶筒提出了适应上述恶劣工况的更高要求。
中国专利公开号CN1356452A,实用新型创造的名称为“高温热采封隔器”。该申请案公开了一种金属强制密封结构,它性能可靠,可耐450℃高温,但由于起密封作用的是胀头胀开金属波纹管,使其紧贴套管内壁达到密封作用,而金属波纹管胀开前处于折叠状,管壁不可能做的很厚,胀头的直径必须接近被密封的套管内径,故膨胀幅度小,不适合内壁粗糙,尺寸精度差的套管。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术的缺点,提供一种封隔器用的金属密封机构,替代封隔器中的胶筒密封机构,大幅提升封隔器密封机构的承压、耐高温和耐腐蚀性能,以适应当前油气田深井工况使用要求。
本实用新型的上述目的通过下述技术方案予以实现。
本实用新型的封隔器金属密封机构由金属材料制成的圆筒、胀头和压力弹簧组成;圆筒内孔的一段呈圆台孔,圆台孔的下底面与圆筒的一端面共面;在圆筒的外圆柱面上,制有两组数量相同、平行于轴线、沿圆周均匀、相间分布的缝隙,一组缝隙从圆筒的圆台孔下底面向上底面延伸,延伸的长度小于圆台孔的深度;另一组缝隙中的每一条缝隙都分别位于前一组相邻两缝隙的正中,并从距圆筒的圆台孔下底面一定距离起,向圆筒的另一端面延伸,延伸的长度大于前一组缝隙的长度;所述胀头为带中心孔的圆台体,所述胀头的最大端直径大 于圆筒上圆台孔的大端,高度大于圆筒上圆台孔的深度,所述胀头的上底面与圆筒上圆台孔下底面相对;所述圆台体的锥度与圆筒的圆台孔的锥度相等;在所述圆筒的内孔中,设置有压力弹簧;圆筒、胀头、压力弹簧三者同轴。
所述圆筒上圆台孔的深度小于圆筒总长的二分之一。所述另一组缝隙的长度是前一组缝隙长度的1-3倍。所述每组缝隙至少为12条。所述胀头的内孔直径与压缩式封隔器中的中心管相配。所述圆筒的材料为弹簧钢,其外圆柱面铺焊一层紫铜。
本实用新型的有益效果是,通过胀头和制有若干条缝隙的、能产生较大弹性变形的金属圆筒配合,能够使圆筒的直径胀大,这种胀头与具有内圆台孔的圆筒的楔入配合,可以产生很大的径向推力,即使椭圆度误差大的套管,也可以被胀力所纠正,甚至将套管直径胀大,它的胀力远大于胶筒,因而起到牢固、严密的封隔作用,特别是密封机构采用了金属材料,其耐温、耐压和耐腐蚀能力都显著超过普通封隔器上的密封胶筒,特别适合高温、高压油气井。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型中3个零件拉大间距后的立体图。
图2是本实用新型中圆筒的主视图。
图3是本实用新型中圆筒的左视图。
图4是本实用新型在压缩式封隔器上应用的结构示意图。
图中:1.上接头,2.中心管,3.胀头,4.圆筒,5.压力弹簧,6.限位锥体,7.卡瓦,8.卡瓦座,9.扶正体座,10.弹簧,11.扶正块,12.滑环套,13.滑环销钉,14.滑环,15.下接头。
具体实施方式
如图1所示,本实用新型封隔器金属密封机构,包括一个金属材料制成的圆筒4、一个圆台状的胀头3和一个压力弹簧5。圆筒4的总长为100毫米,内孔的一段呈圆台孔,其深度为45毫米,圆台孔的下底面与圆筒4的一端面共面。在圆筒4的筒壁上,制有两组各24条平行于轴线、沿圆周均匀、相间分布的、贯通圆筒4壁厚的缝隙,一组缝隙从圆筒4的圆台孔下底面向上底面延伸40毫米;另一组缝隙中的每一条缝隙都分别位于前一组相邻两缝隙的正中,并从距圆筒4的圆台孔下底面5毫米开始,向圆筒4的另一端面延伸至距另一端面约10毫米。
为了使圆筒4具有大的弹性,圆筒4除圆台孔外,其余部分呈圆柱孔,其壁厚不大于圆台孔部分的最大壁厚。圆筒4的外圆柱面在轴线方向可成阶梯状,直径大的外圆柱位于圆台下底面一侧,长度约为45毫米。胀头3为带中心孔的圆台体,胀头3的最大端直径大于圆筒的圆台孔的大端直径,高度为46毫米,其锥度与圆筒4的圆台孔的锥度相等,取6-10度。胀头3的上底面与圆筒4的圆台孔下底面相对;在圆筒4的内孔中,设置有与其同心的压力弹簧5。圆筒4、胀头3、压力弹簧5三者同轴。在胀头3完全进入圆筒4的圆台孔之后,即胀头3的圆台面与圆筒4的内圆台孔面完全接触后,圆筒4上最大外圆柱面应与油井套管(图中未画出)内壁全面接触并过赢配合。
为了使圆筒4与粗糙的油井套管接触紧密,可在套筒4的外圆柱面铺焊上一层软金属,如退火紫铜,在圆筒4被胀大时,由于紫铜较软,可以填塞油井套管的凹凸表面,使密封更加可靠。
如图4所示,本实用新型尤其适合应用在有胶筒密封机构的压缩式封隔器中,取代原密封胶筒,本实用新型中的胀头3的下底面一侧与上接头1固定连接,另一端与圆筒4的内圆台孔大端相对,圆筒4的内圆台孔小端一侧与限位锥体5固定连接,压力弹簧5套在胀头3与圆管4之间的中心管2上。配备本实用新型的封隔器其密封原理与一般压缩式封隔器相近,即:封隔器下井过程中,扶正块11在弹簧10的张力作用下紧贴套管内壁下行,卡瓦7和扶正总成(包括:扶正体座9,弹簧10,扶正块11,滑环套12,滑环销钉13,滑环14)位于短轨道上死点;当封隔器下到预定位置时上提下放管柱,卡瓦7和扶正总成由短轨道进入长轨道上死点,在管柱的重力作用下,上接头1推动胀头3下行,胀头3推动压力弹簧5,压力弹簧5被压缩的同时推动圆筒4,圆筒4与限位锥体6推动卡瓦7张开,使卡瓦7咬合在套管内壁上形成支撑;上接头1、中心管2、胀头3继续下行,压力弹簧5进一步被压缩,由于制有两组缝隙的圆筒4具有了较大的弹性变形能力,其直径逐渐被胀大,当圆筒4的最大外圆柱表面紧密接触了套管内壁时,胀头3的锥面也与圆筒4的内圆锥孔面完全吻合,此时,便封隔了中心管2外径和油井套管内径的环形空间。上提管柱时,卡瓦7和扶正总成由长轨道进入短轨道上死点,并带动限位锥体6上行,使限位锥体6退出卡瓦7,胀头3也自动回收,圆筒4直径缩小而解封。
Claims (6)
1.一种封隔器金属密封机构,包括:胀头(3)、圆筒(4),其特征在于:圆筒(4)的内孔的一段呈圆台孔,圆台孔的下底面与圆筒(4)的一端面共面;在圆筒(4)的外圆柱面上,制有两组数量相同、平行于轴线、沿圆周均匀、相间分布的缝隙,一组缝隙从圆筒(4)的圆台孔下底面向上底面延伸,延伸的长度小于圆台孔的深度;另一组缝隙中的每一条缝隙都分别位于前一组相邻两缝隙的正中,并从距圆筒(4)的圆台孔下底面一定距离开始,向圆筒(4)的另一端面延伸,延伸的长度大于前一组缝隙的长度;所述胀头(3)为带中心孔的圆台体,圆台体的最大端直径大于圆筒的圆台孔的大端,高度大于圆筒(4)的圆台孔深度,圆台体的上底面与圆筒(4)的圆台孔下底面相对;圆台体的锥度与圆筒(4)的圆台孔的锥度相等;在圆筒(4)的内孔中,设置有压力弹簧(5);胀头(3)、压力弹簧(5)、圆筒(4)三者同轴。
2.如权利要求1所述封隔器金属密封机构,其特征在于:所述圆筒(4)的圆台孔的深度小于圆筒(4)总长的二分之一。
3.如权利要求1所述封隔器金属密封机构,其特征在于:所述另一组缝隙的长度是前一组缝隙长度的1-3倍。
4.如权利要求1所述封隔器金属密封机构,其特征在于:所述每组缝隙至少为12条。
5.如权利要求1所述封隔器金属密封机构,其特征在于:胀头(3)的内孔直径与中心管(2)相配。
6.如权利要求1所述封隔器金属密封机构,其特征在于:圆筒(4)的材料为弹簧钢,其外圆柱面铺焊一层紫铜。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2011203838169U CN202325377U (zh) | 2011-09-26 | 2011-09-26 | 封隔器金属密封机构 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2011203838169U CN202325377U (zh) | 2011-09-26 | 2011-09-26 | 封隔器金属密封机构 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN202325377U true CN202325377U (zh) | 2012-07-11 |
Family
ID=46437359
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2011203838169U Expired - Fee Related CN202325377U (zh) | 2011-09-26 | 2011-09-26 | 封隔器金属密封机构 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN202325377U (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103015943A (zh) * | 2011-09-26 | 2013-04-03 | 王桂录 | 封隔器金属密封机构 |
CN113187431A (zh) * | 2020-01-14 | 2021-07-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种封隔器 |
CN113216894A (zh) * | 2020-02-06 | 2021-08-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 耐高温膨胀式封隔器 |
-
2011
- 2011-09-26 CN CN2011203838169U patent/CN202325377U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103015943A (zh) * | 2011-09-26 | 2013-04-03 | 王桂录 | 封隔器金属密封机构 |
CN113187431A (zh) * | 2020-01-14 | 2021-07-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种封隔器 |
CN113216894A (zh) * | 2020-02-06 | 2021-08-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 耐高温膨胀式封隔器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101087926B (zh) | 膨胀清管器 | |
CN202181876U (zh) | 可钻式复合桥塞 | |
CN108756812A (zh) | 多级压裂滑套 | |
CN105484695A (zh) | 适用于膨胀管钻井的机械液压双作用膨胀装置 | |
CN102828721A (zh) | 页岩气水平井选择性提高固井质量的技术 | |
CN202325377U (zh) | 封隔器金属密封机构 | |
CN107893641B (zh) | 一种井下作业用金属封隔器及方法 | |
CN107893642B (zh) | 一种井下作业用金属封隔器的使用方法 | |
CN102937008B (zh) | 一种顶部多级承压式膨胀管膨胀施工装置 | |
CN103470195A (zh) | 耐高温耐高压注采一体化双层空心抽油杆 | |
CN103541681A (zh) | 一种用于套管及裸眼的耐高温高压的跨磅级压缩式密封组件 | |
CN211314158U (zh) | 一种改进的封隔器的骨架胶筒 | |
CN201021612Y (zh) | 稠油sagd蒸汽驱注汽井封隔装置 | |
CN210134883U (zh) | 同井注采一体化管柱 | |
CN205172493U (zh) | 一种高锚定力水力锚 | |
CN201934054U (zh) | 一种新型复合材质的桥塞 | |
CN209339903U (zh) | 一种耐高温高压的小尺寸封隔器 | |
CN103174398B (zh) | 一种可钻式压裂桥塞 | |
CN103015943A (zh) | 封隔器金属密封机构 | |
CN202970610U (zh) | 油气井井下套管封隔器胶筒 | |
CN211314159U (zh) | 一种封隔器的骨架胶筒 | |
CN206439023U (zh) | 具有碟簧的胶筒、封隔器和桥塞 | |
CN206448795U (zh) | 具有金属密封环的胶筒、封隔器和桥塞 | |
CN109356547A (zh) | 一种耐高温高压的小尺寸封隔器 | |
CN201865652U (zh) | 油气深井压裂管柱 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120711 Termination date: 20130926 |