CN209040803U - 一种用于可溶性桥塞的胶筒组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于可溶性桥塞的胶筒组件，涉及石油工程技术领域。本实用新型包括由第一胶筒密封件、隔环以及与第二胶筒密封件，第一胶筒密封件与第二胶筒密封件关于隔环对称设置；第一胶筒密封件包括主胶筒以及副胶筒，副胶筒位于胶筒主胶筒远离隔环一端的端部，副胶筒的直径自其顶部至底部递增，且副胶筒的底部设有碗状的槽部，主胶筒远离隔环的端部与槽部的形状相同，且主胶筒的端部伸入槽部内，副胶筒的外表面、主胶筒两端的端部上均包裹有金属层。本实用新型提供的胶筒组件具有较高的稳定性，同时具有较好的密封、封隔效果。

Description

一种用于可溶性桥塞的胶筒组件

技术领域

本实用新型涉及石油工程技术领域，更具体的是涉及一种用于可溶性桥塞的胶筒组件。

背景技术

在页岩气开发试油作业的过程中，必须使用相关有效的试油工具进行有效的，具有目的性的，逐步的分阶段的试油作业，要想有效的完成这一施工作业工艺，必须要有与之相适应的，满足工艺要求的配套工具，桥塞分段工具就是这样可满足该工艺的一类分段工具，但是传统机械桥塞施工作业完成后，必须通过钻磨消除机械桥塞在井筒内的存在，使井内套管保持完全畅通，才能有效保证施工作业馋液的高效排出和天然气的无阻产出，为了较好的满足这一工艺要求，目前现场主要采用有可溶桥塞和易钻大通径桥塞。易钻大通径桥塞相对机械桥塞主要是提高了易钻性，试油施工作业完成后，必须通过连续油管机械再次钻磨，而可溶桥塞由于自身的可溶性，方可减少这一钻磨过程，实现降本增效，缩短施工周期的目的。

可溶性桥塞中起封隔、密封作用的是密封胶筒，其材料为橡胶，当可溶性桥塞的胶筒承受轴向坐封载荷时，胶筒产生轴向压缩和径向膨胀变形，使得佳通外表面与套管内壁接触，以实现其密封和隔开不同目的层的功能。然而由于井下压力过大、压力的不稳定性、井下温度高会导致胶筒过早发生破损，影响可溶性桥塞的封闭效果。传统的可溶性桥塞的胶筒通常由三个相同的胶筒组成密封单元，各个胶筒的受力极不均匀，上胶筒承受的接触应力最大，而中胶筒和下胶筒的接触应力要小得多，不到最上方胶筒的二分之一，就容易造成上胶筒的表层撕裂，从而导致密封失效；另外目前有的可溶性桥塞上仅设置一个胶筒时，胶筒与套管的接触面积有限，其密封效果不佳。除此之外，胶筒头部在坐封中受力较大、变形程度较大，更容易发生破裂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于可溶性桥塞的胶筒组件，以解决目前的可溶性桥塞的胶筒在坐封过程中受力极不均匀且易发生破裂的问题，从而提高可溶性桥塞的密封效果和密封时间。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种用于可溶性桥塞的胶筒组件，包括由上至下依次套装在中心管上的第一胶筒密封件、隔环以及与所述第一胶筒密封件结构相同的第二胶筒密封件，所述第一胶筒密封件与第二胶筒密封件关于隔环对称设置；所述第一胶筒密封件包括在外界压力作用下可与套管作用的主胶筒以及副胶筒，所述副胶筒位于胶筒主胶筒远离隔环一端的端部，所述副胶筒的直径自其顶部至底部递增，且所述副胶筒的底部设有碗状的槽部，所述主胶筒远离隔环的端部与所述槽部的形状相同，且所述主胶筒的端部伸入所述槽部内，所述副胶筒的外表面、所述主胶筒两端的端部上均包裹有金属层。

在本实用新型较佳的实施例中，所述金属层是由紫铜、铝或者铜铝合金中的任意一种材质制成的金属层。

在本实用新型较佳的实施例中，所述副胶筒的顶部设有由紫铜材料制成的垫片。

在本实用新型较佳的实施例中，所述垫片的厚度为1.4mm。

在本实用新型较佳的实施例中，所述主胶筒的厚度为9mm，所述主胶筒的倒角角度为40度。

在本实用新型较佳的实施例中，所述主胶筒与套管相对的外表面设有若干粗糙颗粒，且所述粗糙颗粒的半径为0.5-1.0mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：本实用新型提供的一种用于可溶性桥塞的胶筒组件在坐封过程中，副胶筒可以起到缓冲的作用，防止主胶筒在被压实的过程中与可溶性桥塞的其它部件直接接触并发生磨损；此外，轴向载荷较大时，主胶筒的顶部与副胶筒之间所受的接触应力是最大的，通过设置金属层可防止主胶筒和副胶筒因受力过大而被撕裂，起到一定的保护作用。除此之外，通过设置第一胶筒密封件和第二胶筒密封件可有效减少单个胶筒密封件的所受的接触应力的压力，通常第一胶筒密封件所受的接触应力远大于第二胶筒密封件所受的接触应力，当第一胶筒发生破损时，可以通过隔环作用于第二胶筒密封组件继续进行工作，同时亦能增加胶筒与套管的接触长度，提高可溶性桥塞的密封、封隔效果。

附图说明

为了更清楚地说明本使用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本实用新型提供的一种用于可溶性桥塞的胶筒组件的示意图。

附图标记：1-中心管，2-第一胶筒密封件，21-副胶筒，23-主胶筒，25-金属层，3-垫片，4-隔环，5-第二胶筒密封件，6-套管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

请参照图1，本实施例提供一种用于可溶性桥塞的胶筒组件，其主要包括由上至下依次套装在中心管1上的第一胶筒密封件2、隔环4以及与第一胶筒密封件2结构相同的第二胶筒密封件5，第一胶筒密封件2与第二胶筒密封件5关于隔环4对称设置。

其中，第一胶筒密封件2包括在外界压力作用下可与套管6作用的主胶筒23以及副胶筒21，副胶筒21位于胶筒主胶筒23远离隔环4一端的端部，副胶筒21的直径自其顶部至底部递增，且副胶筒21的底部设有碗状的槽部，主胶筒23远离隔环4的端部与槽部的形状相同，且主胶筒23的端部伸入槽部内，副胶筒21的外表面、主胶筒23两端的端部上均包裹有金属层25。其中主胶筒23与副胶筒21的材质均采用橡胶材质制成，隔环4采用钢性材质制成。

在坐封过程中，轴向载荷逐渐提高，此时套设在中心管1上方的组件在外部压力作用下压缩第一胶筒密封件2的副胶筒21和主胶筒23，与此同时，套设于中心管1下方的组件在井下液压的作用下压缩第二胶筒密封件5的副胶筒21和主胶筒23，第一胶筒密封件2和第二胶筒密封件5的外表面向外鼓，在继续压缩变形的过程中，向外鼓的内表面挤向中心管1，直至主胶筒23的中部位置与套管6的内壁接触，此时套管6对主胶筒23产生摩擦力，随着轴向载荷的增加，以及主胶筒23在套管6的摩擦力和挤压力的作用下，主胶筒23的两端亦向外鼓，主胶筒23与套管6的接触长度增大，主胶筒23的外表面径向变形受到限制，主胶筒23的内表面亦向外鼓，直至主胶筒23被压实。与此同时，主胶筒23的端部会伸入副胶筒21槽部，副胶筒21在压力作用下沿套管6的长度方向被压缩，同时副胶筒21向外鼓，直至与套管6的内壁接触、压实。副胶筒21可以起到缓冲的作用，防止主胶筒23在被压实的过程中与可溶性桥塞的其它部件直接接触并发生磨损。此外，轴向载荷较大时，主胶筒23的顶部与副胶筒21之间所受的接触应力是最大的，通过设置金属层25可防止主胶筒23和副胶筒21因受力过大而被撕裂，起到一定的保护作用。

相应的，通过设置第一胶筒密封件2和第二胶筒密封件5可有效减少单个胶筒密封件的所受的接触应力的压力，通常第一胶筒密封件2所受的接触应力远大于第二胶筒密封件5所受的接触应力，当第一胶筒发生破损时，可以通过隔环4作用于第二胶筒密封组件继续进行工作，同时亦能增加胶筒与套管6的接触长度，提高可溶性桥塞的密封、封隔效果。

较佳地，金属层25是由紫铜、铝或者铜铝合金中的任意一种材质制成的金属层25。紫铜是比较纯净的一种铜，一般可近似认为是纯铜，具有优良的导热性、延展性和耐蚀性。此外，铝和铜铝合金同样具有加好的延展性，可在主胶筒23和副胶筒21发生形变时继续进行贴附，防止其在挤压、压实的过程中发生被撕裂。

进一步地，副胶筒21的顶部设有由紫铜材料制成的垫片3，其中垫片3的厚度为1.4mm。副胶筒21的顶部与中心管1上的推动部件之间设置垫片3，而推动部件一般采用刚性材质制成，其在推动过程中会挤压副胶筒21，而紫铜具有较高的延展性，有效起到保护副胶筒21的作用。

较佳地，主胶筒23的厚度为9mm，主胶筒23的倒角角度为40度。一般情况下，在主胶筒23厚度一定时，通过增大倒角防止主胶筒23出现肩突的现象，而胶筒的倒角值增大，胶筒与套管6的接触面积减小，会导致接触压力增大，本实施例中选用主胶筒23厚度和倒角角度可降低接触压力增大的同时，防止主胶筒23出现肩突的现象，从而提高可溶性桥塞的稳定性。

更为较佳地，主胶筒23与套管6相对的外表面设有若干粗糙颗粒，且粗糙颗粒的半径为0.5-1.0mm。主胶筒23的外表面为设有粗糙颗粒的表面，在坐封过程中可增大与套管6内壁的静摩擦力，提高密封效果，另外通过增大主胶筒23与套管6内壁的静摩擦可有效防止主胶筒23发生肩突现象。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于可溶性桥塞的胶筒组件，其特征在于，包括由上至下依次套装在中心管上的第一胶筒密封件、隔环以及与所述第一胶筒密封件结构相同的第二胶筒密封件，所述第一胶筒密封件与第二胶筒密封件关于隔环对称设置；所述第一胶筒密封件包括在外界压力作用下可与套管作用的主胶筒和副胶筒，所述副胶筒位于胶筒主胶筒远离隔环一端的端部，所述副胶筒的直径自其顶部至底部递增，且所述副胶筒的底部设有碗状的槽部，所述主胶筒远离隔环的端部与所述槽部的形状相同，且所述主胶筒的端部伸入所述槽部内，所述副胶筒的外表面、所述主胶筒两端的端部上均包裹有金属层。

2.根据权利要求1所述的一种用于可溶性桥塞的胶筒组件，其特征在于，所述金属层是由紫铜、铝或者铜铝合金中的任意一种材质制成的金属层。

3.根据权利要求2所述的一种用于可溶性桥塞的胶筒组件，其特征在于，所述副胶筒的顶部设有由紫铜材料制成的垫片。

4.根据权利要求3所述的一种用于可溶性桥塞的胶筒组件，其特征在于，所述垫片的厚度为1.4mm。

5.根据权利要求2所述的一种用于可溶性桥塞的胶筒组件，其特征在于，所述主胶筒的厚度为9mm，所述主胶筒的倒角角度为40度。

6.根据权利要求1所述的一种用于可溶性桥塞的胶筒组件，其特征在于，所述主胶筒与套管相对的外表面设有若干粗糙颗粒，且所述粗糙颗粒的半径为0.5-1.0mm。