CN212249938U - 一种用于井下工具的可变形组件及井下工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及石油井下施工领域，具体涉及一种用于井下工具的可变形组件及井下工具，包括可变形组件主体，所述可变形组件主体具有变形件外表面和变形件内表面，所述变形件内表面用于与芯轴变表面配合安装，所述可变形组件主体的变形件外表面周向上设置有至少一圈完整的螺旋凹槽结构，所述螺旋凹槽结构的深度方向为由变形件外表面向所述变形件内表面延伸，所述螺旋凹槽结构中设置有密封材料。可变形组件主体的周向上设置有至少一圈完整的螺旋凹槽结构，这样可变形组件主体的表面积就会增大，提高了可变形组件主体的膨胀率，由于所述螺旋凹槽结构中设置有密封材料，密封材料实现了与井筒内壁的密封。

Description

一种用于井下工具的可变形组件及井下工具

技术领域

本实用新型涉及石油井下施工领域，具体涉及一种用于井下工具的可变形组件及井下工具。

背景技术

目前市面上的桥塞、压裂塞等井筒封隔工具，通常由轴向运动的锚定组件和密封机构、心轴组成，在井下座封时，膨胀后能实现有效密封的环空间隙有限，通常膨胀率3％-20％，这样密封机构就会较大。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于井下工具的可变形组件及井下工具，提高可变形组件的膨胀率。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于井下工具的可变形组件，包括可变形组件主体，所述可变形组件主体具有变形件外表面和变形件内表面，所述变形件内表面用于与芯轴变表面配合安装，所述可变形组件主体的变形件外表面周向上设置有至少一圈完整的螺旋凹槽结构，所述螺旋凹槽结构的深度方向为由变形件外表面向所述变形件内表面延伸，所述螺旋凹槽结构中设置有密封材料。

本实用新型的工作原理及有益效果是：所述可变形组件主体的周向上设置有至少一圈完整的螺旋凹槽结构，这样可变形组件主体的表面积就会增大，提高了可变形组件主体的膨胀率，由于所述螺旋凹槽结构中设置有密封材料，密封材料实现了与井筒内壁的密封；在同时，由于设置的是螺旋凹槽结构，在可变形组件主体受到轴向压力时，也会产生径向压力，为可变形组件主体膨胀提供额外动力，进一步提高可变形组件主体的膨胀率。由于可变形组件主体的膨胀率增大，可变形组件主体就可以设置为体积较小的部件，从而使得整个井下工具体积变小。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述螺旋凹槽结构贯穿所述可变形组件主体的整个周向。

采用上述进一步方案的有益效果是：由于螺旋凹槽结构贯穿可变形组件主体的整个周向，使得可变形组件主体的表面积进一步增大。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述螺旋凹槽结构的横截面呈梯形结构，所述梯形结构在所述变形件外表面上的边为第一底边，所述梯形结构的另一底边为第二底边，所述第一底边的长度大于所述第二底边的长度。

采用上述进一步方案的有益效果是：螺旋凹槽结构的横截面呈梯形结构，开口端较大，当密封材料收到挤压式，螺旋凹槽结构的侧面也会挤压并维持压力给密封材料，确保密封材料一井筒内壁的密封效果。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述螺旋凹槽结构在所述可变形组件主体的径向上的深度与所述可变形组件主体的径向厚度的比值位于1/2到2/3之间。

采用上述进一步方案的有益效果是：螺旋凹槽结构的深度是可变形组件主体的厚度的1/2到2/3之间，确保可变形组件主体对密封材料的足够支撑作用，同时，也对螺旋凹槽结构中的密封材料产生足够的压力。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述螺旋凹槽结构在所述可变形组件主体的变形件外表面上的面积与所述可变形组件主体的变形件外表面面积的比值位于1/2到2/3之间。

采用上述进一步方案的有益效果是：可以使可变形组件主体的表面积增大1倍到2倍之间，进一步确保了可变形组件主体的膨胀率增加到最高45％；同时，在螺旋凹槽结构设置有足够多的密封材料，确保密封材料与井筒内部的可靠密封效果。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述螺旋凹槽结构的深度方向贯穿整个所述可变形组件主体。

采用上述进一步方案的有益效果是：由于螺旋凹槽结构深度方向贯穿整个可变形组件主体，使得可变性组件整体呈弹簧状，当密封材料设置在螺旋凹槽结构中，密封材料可以在可变形组件主体的外侧和可变形组件主体的内侧形成密封结构，确保密封效果。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述可变形组件主体的变形件内表面呈锥形结构。

采用上述进一步方案的有益效果是：内表面呈锥形结构，便于与锥形轴芯适配，整个井下工具较短。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述螺旋凹槽结构在所述可变形组件主体的两端的螺距小于所述螺旋凹槽结构在所述可变形组件主体的中间的螺距。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置成两端螺距小，中间螺距大的结构，两端螺距较小，可以快速将压力传递到可变形组件主体的中间位置。

本实用新型还提一种井下工具，包括芯轴，所述芯轴的外表面上套设有可变形组件，所述可变形组件为上述的可变形组件。

本实用新型的井下工具工作原理及有益效果是：由于井下工具的可变形组件主体的周向上设置有至少一圈完整的螺旋凹槽结构，这样可变形组件主体的表面积就会增大，提高了可变形组件主体的膨胀率，由于所述螺旋凹槽结构中设置有密封材料，密封材料实现了与井筒内壁的密封；在同时，由于设置的是螺旋凹槽结构，在可变形组件主体受到轴向压力时，也会产生径向压力，为可变形组件主体膨胀提供额外动力，进一步提高可变形组件主体的膨胀率。由于可变形组件主体的膨胀率增大，可变形组件主体就可以设置为体积较小的部件，从而使得整个井下工具体积变小。

附图说明

图1是本实用新型实施例一立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例一的一个方向视图；

图3是本实用新型实施例二的一个方向视图；

图4是实施例一的剖视图；

图5是实施例二的剖视图；

图6是实施例三的剖视图；

图7是实施例四的剖视图；

图8是实施例五的立体图；

图9是实施例五不包括密封材料的剖视图；

图10是实施例五的剖视图；

图11是井下工具实施例一剖视图；

图12是井下工具实施例一工作状态剖视图。

图13是井下工具实施例二剖视图；

图14是井下工具实施例二工作状态剖视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、可变形组件主体，2、可变形组件主体，3、密封材料，4、锚定组件， 5、轴芯，6、下接头，7、丢手工具，8、井筒。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

本实用新型实施例一立体结构示意图参见图1、图2和图4。

一种用于井下工具的可变形组件，包括可变形组件主体1，可变形组件主体1具有变形件外表面和变形件内表面，变形件内表面用于与芯轴变表面配合安装，可变形组件主体1的变形件外表面周向上设置有螺旋凹槽结构2，螺旋凹槽结构2贯穿可变形组件主体1的整个周向，螺旋凹槽结构2深度方向为由变形件外表面向变形件内表面延伸，螺旋凹槽结构2中设置有密封材料(未在图中示出)。

本实用新型的工作原理及有益效果是：螺旋凹槽结构2贯穿可变形组件主体1的整个周向。这样可变形组件主体的表面积就会增大，提高了可变形组件主体的膨胀率，由于螺旋凹槽结构2中设置有密封材料3，密封材料实现了与井筒内壁的密封；在同时，由于设置的是螺旋凹槽结构，在可变形组件主体受到轴向压力时，也会产生径向压力，为可变形组件主体膨胀提供额外动力，进一步提高可变形组件主体的膨胀率。由于可变形组件主体的膨胀率增大，可变形组件主体就可以设置为体积较小的部件，从而使得整个井下工具体积变小。

在具体实施例中，可变形组件主体1的变形件外表面周向上设置有至少一圈完整的螺旋凹槽结构2，比如一圈、两圈或者三圈等，可以根据具体使用条件和膨胀率的要求进行调整。

在本实施例中，螺旋凹槽结构2的横截面正方形结构。在具体实施例中，螺旋凹槽结构2的横截面呈梯形结构，梯形结构的在变形件外表面上为第一底边，梯形结构的另一底边为第二底边，第一底边的长度大于第二底边的长度。

螺旋凹槽结构2的横截面呈梯形结构，开口端较大，当密封材料收到挤压式，螺旋凹槽结构的侧面也会挤压并维持压力给密封材料，确保密封材料一井筒内壁的密封效果。

在本实施例中，螺旋凹槽结构2在可变形组件主体1的径向上的深度与可变形组件主体1径向厚度的比值位于1/2。

螺旋凹槽结构的深度是可变形组件主体的厚度的1/2，确保可变形组件主体对密封材料的足够支撑作用，同时，也对螺旋凹槽结构中的密封材料产生足够的压力。

在本实施例中，螺旋凹槽结构2在可变形组件主体1变形件外表面上的面积与可变形组件主体1变形件外表面面积的比值为4/7。

可以使可变形组件主体的表面积增大1.2倍之间，进一步确保了可变形组件主体的膨胀率增加到25％；同时，在螺旋凹槽结构设置有足够多的密封材料，确保密封材料与井筒内部的可靠密封效果。

在具体实施例中，螺旋凹槽结构2在可变形组件主体1变形件外表面上的面积与可变形组件主体1变形件外表面面积的比值为2/3时，其可变形组件主体的膨胀率增加到45％。

在本实施例中，可变形组件主体1的变形件内表面呈圆柱形结构。

在本实施例中，螺旋凹槽结构2在可变形组件主体1的螺距相等。在具体实施例中，螺旋凹槽结构2在可变形组件主体1的两端的螺距小于螺旋凹槽结构2在可变形组件主体1的中间的螺距。

通过设置成两端螺距小，中间螺距大的结构，两端螺距较小，可以快速将压力传递到可变形组件主体的中间位置。

本实用新型实施例二的结构参见图3和图5。与实施例相比，其区别在于，在螺旋凹槽结构2中设置有密封材料3。密封材料可是橡胶或可降解可膨胀材料。

实施例三剖视图参见图6，与实施例一相比，其区别在于，可变形组件主体1的变形件内表面呈锥形结构。内表面呈锥形结构，便于与锥形轴芯适配，整个井下工具较短。

实施例四剖视图参见图7，与实施例二相比，其区别在于，可变形组件主体1的变形件内表面呈锥形结构。内表面呈锥形结构，便于与锥形轴芯适配，整个井下工具较短。

实施例五的结构图参见图8、图9和图10，与实施例三相比，其区别在于，螺旋凹槽结构2深度方向贯穿整个可变形组件主体1；在螺旋凹槽结构 2中填充满密封材料3。

由于螺旋凹槽结构2深度方向贯穿整个可变形组件主体1，使得可变性组件整体呈弹簧状，当密封材料3设置在螺旋凹槽结构中，密封材料3可以在可变形组件主体1的外侧和可变形组件主体的内侧形成密封结构，确保密封效果。

井下工具实施例一结构及工作状态图参见图11和图12。包括芯轴5，可变形组件为实施例四的可变形组件。同时，锚定组件4为常规锚定组件，锚定组件的一端抵接有下接头6，丢手工具7穿过轴芯与下接头6通过剪切销钉连接。

即是通过丢手工具7施加轴向压力，将锚定组件中向可变形组件1方向挤压，由于轴芯5为圆锥体，这样可变形组件1和锚定组件4会在径向上膨胀，使得可变形组件1与井筒8内壁进行密封，而锚定组件4与井筒8内壁锚定，确保可变形组件1与井筒8内壁的密封效果。

井下工具实施例二结构及工作状态图参见图13和图14。与井下工具实施例一相比，其区别在于，可变形组件中的螺旋凹槽结构2深度方向贯穿整个可变形组件主体1；在螺旋凹槽结构2中填充满密封材料3。其他的工作方式和井下工具实施例一一致。

由于螺旋凹槽结构2深度方向贯穿整个可变形组件主体1，使得可变性组件整体呈弹簧状，当密封材料3设置在螺旋凹槽结构中，密封材料3可以在可变形组件主体1的外侧和可变形组件主体的内侧形成密封结构，确保密封效果。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于井下工具的可变形组件，包括可变形组件主体，所述可变形组件主体具有变形件外表面和变形件内表面，所述变形件内表面用于与芯轴变表面配合安装，其特征在于，所述可变形组件主体的变形件外表面周向上设置有至少一圈完整的螺旋凹槽结构，所述螺旋凹槽结构的深度方向为由变形件外表面向所述变形件内表面延伸，所述螺旋凹槽结构中设置有密封材料。

2.根据权利要求1所述的一种用于井下工具的可变形组件，其特征在于，所述螺旋凹槽结构贯穿所述可变形组件主体的整个周向。

3.根据权利要求2所述的一种用于井下工具的可变形组件，其特征在于，所述螺旋凹槽结构的横截面呈梯形结构，所述梯形结构在所述变形件外表面上的边为第一底边，所述梯形结构的另一底边为第二底边，所述第一底边的长度大于所述第二底边的长度。

4.根据权利要求2所述的一种用于井下工具的可变形组件，其特征在于，所述螺旋凹槽结构在所述可变形组件主体的径向上的深度与所述可变形组件主体的径向厚度的比值位于1/2到2/3之间。

5.根据权利要求2所述的一种用于井下工具的可变形组件，其特征在于，所述螺旋凹槽结构在所述可变形组件主体的变形件外表面上的面积与所述可变形组件主体的变形件外表面面积的比值位于1/2到2/3之间。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种用于井下工具的可变形组件，其特征在于，所述螺旋凹槽结构的深度方向贯穿整个所述可变形组件主体。

7.根据权利要求6所述的一种用于井下工具的可变形组件，其特征在于，所述可变形组件主体的变形件内表面呈锥形结构。

8.根据权利要求2或3所述的一种用于井下工具的可变形组件，其特征在于，所述螺旋凹槽结构在所述可变形组件主体的两端的螺距小于所述螺旋凹槽结构在所述可变形组件主体的中间的螺距。

9.一种井下工具，包括芯轴，所述芯轴的外表面上套设有可变形组件，其特征在于，所述可变形组件为权利要求1至8任一项所述的可变形组件。

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