CN204591204U - 扩张式封隔器胶筒的保护机构及使用其的胶筒和封隔器 - Google Patents

Abstract

一种扩张式封隔器胶筒的保护机构及使用其的胶筒和封隔器，包括内承压环、外承压环和压环，其特征在于：外承压环套设在内承压环上，压环套设在外承压环上；所述保护机构分为，活动端和固定端，在保护机构的固定端，内承压环、外承压环和压环固定连接。其优点在于：能够延长扩张式封隔器密封有效期、抗压差能力高、可以在井下多次重复使用、不卡井。

Description

扩张式封隔器胶筒的保护机构及使用其的胶筒和封隔器

技术领域

本实用新型属油气田井下工具，特别涉及扩张式封隔器胶筒的保护机构及使用其的胶筒和封隔器。

背景技术

目前国内外所用扩张式封隔器由中心管上套装胶筒，胶筒上下两端各由一个压环扣压、背帽锁定，胶筒中部内径与中心管外径设有间隙，胶筒两端内径与中心管外径紧密配合，具有密封性能，中心管与胶筒中部对应处设有座封通道，上接头内孔设有连接母扣，下接头外径设有连接公扣。

扩张式封隔器工作原理：扩张式封隔器工作时用油管连接下入油气井套管内，为了顺利下入和起出，扩张式封隔器未座封时的最大外径都小于套管内径。下入到井内预定位置后，向油管内注液打压，液体经扩张式封隔器中心管上的座封通道进入中心管和胶筒之间的间隙，将具有弹性的胶筒扩张，直径增大，使胶筒外径紧密贴在套管内壁上，套管内径和封隔器外径的环形空间被胶筒隔开，此即为扩张式封隔器座封后所要达到的目的。当扩张式封隔器完成预计封隔工作周期后，需要将封隔器解封，然后提出井外。解封时，将油管内压力泄掉，扩张式封隔器胶筒在自身弹性作用下回弹，将胶筒和中心管间液体排回到中心管内腔，胶筒直径恢复到座封前状态，此即为解封。

目前扩张式封隔器存在问题：为了提高扩张式封隔器的性能，目前制作筒胶时采取的措施共有三种，其一是在胶筒内部加网状尼龙线；其二是在胶筒内部加钢丝；其三是在胶筒内加钢带。第一种和第二种胶筒承受压差时，具有沿密封环空向外流动翻转现象，压差越大胶筒向外流动翻转越严重，导致胶筒撕裂损坏、密封失效，并卡死在密封环空中，解封时不能回弹、卡井；第三种胶筒座封后，两端钢带与胶筒直径同步扩张与套管内壁贴合，承受压密封时，胶筒被钢带阻挡，消除了沿密封环空向外流动翻转现象，密封性能得到保障，但由于钢带为永久变形，解封后胶筒受钢带牵制不能回弹，在套管内拖动封隔器时，胶筒和钢带与套管摩擦，使胶筒损坏甚至卡井。可见目前扩张式封隔器存在的问题是：密封有效期短、抗压差能力低、不能在井下多次重复使用、卡井。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服以上不足，提供一种扩张式封隔器胶筒的保护机构，延长扩张式封隔器密封有效期、抗压差能力高、可以在井下多次重复使用、不卡井。

所采用的技术方案为：

扩张式封隔器胶筒的保护机构，包括内承压环、外承压环和压环，其特征在于：外承压环套设在内承压环上，压环套设在外承压环上；所述保护机构分为，活动端和固定端，在保护机构的固定端，内承压环、外承压环和压环固定连接。

使用所述保护机构的扩张式封隔器胶筒，包括胶筒、内承压环、外承压环和压环，其特征在于：胶筒上下端的肩部分别开设有环形凹槽，胶筒上下端的肩部的环形凹槽内分别套设有所述的保护机构，且所述的保护机构与胶筒匹配吻合。

使用所述胶筒的扩张式封隔器，包括中心管、背帽、胶筒、内承压环、外承压环和压环，其特征在于：所述的中心管外套设有胶筒，胶筒上下端的肩部分别套设有内承压环、外承压环、压环，背帽与中心管螺纹连接，压环的一端被背帽夹紧。

所述的压环前端可以为锥孔，斜角为α；内承压环和外承压环的端部喇叭口外径可以为锥面，斜角为β；斜角β值与斜角α值相等，内径圆角与胶筒吻合，斜角α和斜角β的值为1～30度。

所述的外承压环可以开设有多条外承压环轴向缝将其按圆周等分成若干份，内承压环可以开设有多条内承压环轴向缝将其按圆周等分成若干份，内承压环轴向缝与外承压环轴向缝相互错开。

在保护机构的固定端，内承压环、外承压环和压环可以通过销钉固定连接。

中心管外套装胶筒，在胶筒上下端肩部分别套装内承压环、外承压环，压环，压环内孔后端设有挂台与中心管对应处轴肩挂接，背帽与中心管螺纹连接，锁住压环，压环前端为锥孔，斜角为α，内承压环和外承压环设有若干条轴向缝将其按圆周等分成若干份，内承压环与外承压环轴向缝相互错开套装在压环内，用销钉将其定位，端部喇叭口外径为锥面，斜角β值与α值相等，内径圆角与胶筒吻合。

工作原理：未座封时，胶筒、内承压环、外承压环为回缩状态，外承压环与压环间为锥形环空，斜角为α，最大间隙为h，内承压环和外承压环前端喇叭口外径为锥面，斜角β值与α值相等，座封后，胶筒扩张推动内承压环和外承压环扩张直径变大，因内承压环和外承压环开有若干条轴向缝，所以容易张开，摆转α角与压环锥孔贴合后停止，喇叭口外径同步摆转β角后与套管内壁贴合，与压环前端锥面贴合，内承压环和外承压环轴向缝均为前大后小状态，因为内承压环和外承压环轴向缝为相互错开套装在压环内，所以内承压环和外承压环相互盖住了对方的轴向缝，胶筒肩部在内承压环和外承压环构成的喇叭口保护下，不会向外流动翻转，解封时，胶筒、内承压环、外承压环靠自身弹性回缩，外径恢复到座封前状态。

本实用新型具有以下特点：

①内承压环和外承压环设有若干条轴向缝，形成弹性臂，座封时容易张开，解封时容易回收；②内承压环和外承环轴向缝相互错开套装在压环内，相互盖住了对方轴向缝，对胶筒肩部构成了无缝包裹，彻底解决了胶筒肩部向外流动翻转问题；③内承压环和外承压环套装在锥孔压环内，座封时摆转角度为定值，保证其变形量在弹性变形范围内，解封时能彻底回弹到座封前状态；④内承压环和外承压环前端喇叭口外径为锥面，斜角β值与压环锥孔斜角α值相等，座封后喇叭口外径与套管内壁吻合；⑤由于具有如上特点，所以使用扩张式封隔器胶筒肩部保护机构后可延长密封有效期，可以在井下多次重复使用，解封彻底、不卡井。

附图说明  

图1示扩张式封隔器结构图。

图2示图1的A-A剖面图。

图3示图1的B局部放大图。

图中，1-中心管； 2-第一背帽； 3-压环； 4-胶筒； 5-内承压环；5-1内承压环轴向缝；6-销钉；7-外承压环；7-1外承压环轴向缝；8-锥形环空；9-座封通道；10-第二背帽。

以下结合附图以实施例具体说明：

具体实施方式1：

扩张式封隔器胶筒的保护机构，包括内承压环5、外承压环7和压环3，外承压环7套设在内承压环5上，压环3套设在外承压环7上；所述保护机构分为，活动端和固定端，在保护机构的固定端，内承压环5、外承压环7和压环3固定连接。

使用所述保护机构的扩张式封隔器胶筒，包括胶筒4、内承压环5、外承压环7和压环3，胶筒4上下端的肩部分别开设有环形凹槽，胶筒4上下端的肩部的环形凹槽内分别套设有所述的保护机构，且所述的保护机构与胶筒4匹配吻合。

使用所述胶筒的扩张式封隔器，包括中心管1、背帽2、胶筒4、内承压环5、外承压环7和压环3，中心管1外套装胶筒4，在胶筒4肩部套装内承压环5、外承压环7、压环3，胶筒4的内孔后端设有挂台与中心管1对应处轴肩挂接，背帽2与中心管1螺纹连接，锁住压环3，压环3前端为锥孔，斜角为α，内承压环5和外承压环7设有若干条轴向缝将其按圆周等分成若干份，内承压环5与外承压环7的轴向缝均不重合相互错开，且内承压环5与外承压环7套装在压环3内，用销钉6将内承压环5、外承压环7和压环3定位，端部喇叭口外径为锥面，斜角β值与α值相等，斜角α和斜角β的值为1度，内径圆角与胶筒吻合。

具体实施方式2：

扩张式封隔器胶筒的保护机构，包括内承压环5、外承压环7和压环3，外承压环7套设在内承压环5上，压环3套设在外承压环7上；所述保护机构分为，活动端和固定端，在保护机构的固定端，内承压环5、外承压环7和压环3固定连接。

使用所述保护机构的扩张式封隔器胶筒，包括胶筒4、内承压环5、外承压环7和压环3，胶筒4上下端的肩部分别开设有环形凹槽，胶筒4上下端的肩部的环形凹槽内分别套设有所述的保护机构，且所述的保护机构与胶筒4匹配吻合。

使用所述胶筒的扩张式封隔器，包括中心管1、背帽2、胶筒4、内承压环5、外承压环7和压环3，中心管1外套装胶筒4，在胶筒4肩部套装内承压环5、外承压环7、压环3，胶筒4的内孔后端设有挂台与中心管1对应处轴肩挂接，背帽2与中心管1螺纹连接，锁住压环3，压环3前端为锥孔，斜角为α，内承压环5和外承压环7设有若干条轴向缝将其按圆周等分成若干份，内承压环5与外承压环7的轴向缝均不重合相互错开，且内承压环5与外承压环7套装在压环3内，用销钉6将内承压环5、外承压环7和压环3定位，端部喇叭口外径为锥面，斜角β值与α值相等，斜角α和斜角β的值为15度，内径圆角与胶筒吻合。

具体实施方式3：

扩张式封隔器胶筒的保护机构，包括内承压环5、外承压环7和压环3，外承压环7套设在内承压环5上，压环3套设在外承压环7上；所述保护机构分为，活动端和固定端，在保护机构的固定端，内承压环5、外承压环7和压环3固定连接。

使用所述保护机构的扩张式封隔器胶筒，包括胶筒4、内承压环5、外承压环7和压环3，胶筒4上下端的肩部分别开设有环形凹槽，胶筒4上下端的肩部的环形凹槽内分别套设有所述的保护机构，且所述的保护机构与胶筒4匹配吻合。

使用所述胶筒的扩张式封隔器，包括中心管1、背帽2、胶筒4、内承压环5、外承压环7和压环3，中心管1外套装胶筒4，在胶筒4肩部套装内承压环5、外承压环7、压环3，胶筒4的内孔后端设有挂台与中心管1对应处轴肩挂接，背帽2与中心管1螺纹连接，锁住压环3，压环3前端为锥孔，斜角为α，内承压环5和外承压环7设有若干条轴向缝将其按圆周等分成若干份，内承压环5与外承压环7的轴向缝均不重合相互错开，且内承压环5与外承压环7套装在压环3内，用销钉6将内承压环5、外承压环7和压环3定位，端部喇叭口外径为锥面，斜角β值与α值相等，斜角α和斜角β的值为30度，内径圆角与胶筒吻合。

工作过程：向中心管1内腔注入高压液体，经座封通道9进入中心管1和胶筒4间密闭环空，将胶筒4扩张与套管内壁贴合密封，胶筒4肩部推动内承压环5和外承压环7扩张，与压环3锥孔贴合，摆角α确保其变形量在弹性范围内，摆角β与α相等确保前端喇叭口锥面外径与套管内壁贴合，内承压环5和外承压环7对胶筒4肩部构成无缝包裹，阻止胶筒4肩部受压时向外流动翻转，泄掉中心管1压力后，外承压环7、内承压环5和胶筒4同步回弹，将胶筒4和中心管1之间的液体经座封通道9排回中心管内腔。

Claims (6)

1.扩张式封隔器胶筒的保护机构，包括内承压环（5）、外承压环（7）和压环（3），其特征在于：外承压环（7）套设在内承压环（5）上，压环（3）套设在外承压环（7）上；所述保护机构分为，活动端和固定端，在保护机构的固定端，内承压环（5）、外承压环（7）和压环（3）固定连接。

2.根据权利要求1所述的扩张式封隔器胶筒的保护机构，其特征在于：所述的压环（3）前端为锥孔，斜角为α；内承压环（5）和外承压环（7）的端部喇叭口外径为锥面，斜角为β；斜角β值与斜角α值相等，内径圆角与胶筒吻合，斜角α和斜角β的值为1～30度。

3.根据权利要求1所述的扩张式封隔器胶筒的保护机构，其特征在于：所述的外承压环（7）开设有多条外承压环轴向缝（7-1）将其按圆周等分成若干份，内承压环（5）开设有多条内承压环轴向缝（5-1）将其按圆周等分成若干份，内承压环轴向缝（5-1）与外承压环轴向缝（7-1）相互错开。

4.根据权利要求1所述的扩张式封隔器胶筒的保护机构，其特征在于：在保护机构的固定端，内承压环（5）、外承压环（7）和压环（3）通过销钉（6）固定连接。

5.使用权利要求1所述保护机构的扩张式封隔器胶筒，包括胶筒（4）、内承压环（5）、外承压环（7）和压环（3），其特征在于：胶筒（4）上下端的肩部分别开设有环形凹槽，胶筒（4）上下端的肩部的环形凹槽内分别套设有所述的保护机构，且所述的保护机构与胶筒（4）匹配吻合。

6.使用权利要求5所述胶筒的扩张式封隔器，包括中心管（1）、背帽（2）、胶筒（4）、内承压环（5）、外承压环（7）和压环（3），其特征在于：所述的中心管（1）外套设有胶筒（4），胶筒（4）上下端的肩部分别套设有内承压环（5）、外承压环（7）和压环（3），背帽（2）与中心管（1）螺纹连接，压环（3）的一端被背帽（2）夹紧。