CN217028859U - 一种全金属可溶桥塞用高延展率密封环 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及石油开采技术领域，特别涉及一种全金属可溶桥塞用高延展率密封环，包括密封环本体以及金属密封圈，密封环本体内侧呈与桥塞锥体外侧相匹配的锥面，密封环本体外侧开设有至少两个密封槽，至少两个金属密封圈分别设于密封槽内，且金属密封圈外侧凸出于所述密封槽，密封环本体以及金属密封圈采用高延展性的可溶金属材料制成。本实用新型中的全金属可溶桥塞用高延展率密封环，密封环本体及金属密封圈均采用高延展性的可溶金属材料制成，其温度适应性强，能适应大部分不同温度等级的桥塞井下工作，且其溶解速度与桥塞本体速度相同，不会发生溶解不完全导致堵井的问题，且不需真空密封保存，常温暴露保存即可，不易过期老化。

Description

一种全金属可溶桥塞用高延展率密封环

技术领域

本实用新型涉及石油开采技术领域，更具体地说，特别涉及一种全金属可溶桥塞用高延展率密封环。

背景技术

在石油工业领域，通常使用封隔器或者桥塞实现封隔层间等工序，桥塞的作用是油气井封层，它具有施工工序少、卡封位置准确、压裂规模大等特点。在油气田压裂增产技术领域，利用可溶桥塞进行压裂增产是逐渐被采用的新一代工艺方法。可溶桥塞在完全溶解后，可达到全井筒通径，有利于后续的生产及修井作业。目前常规可溶桥塞采用可溶胶筒作为密封机构，但是可溶胶筒由于体积大，不容易溶解完全，并且在桥塞溶解时，可溶金属本体会比可溶胶筒先完成溶解，导致未完成溶解的胶筒由于失去金属本体的固定，在放喷返排时会堆积到一起堵塞井筒。

中国专利201910440151.1公开了一种金属密封可溶桥塞，包括引头、卡瓦、球座和可溶球，卡瓦包括与引头抵紧的挤压端和与球座外壁紧配合的锥形挤压腔，引头、卡瓦和球座依次紧配合形成桥塞本体，球座内部与卡瓦内部连通形成中心孔一，中心孔一内设有与可溶球配合实现对中心孔一封闭效果的可溶球支撑台；球座上还套设有密封机构，密封机构的下端与卡瓦的上端抵接，其有效的克服了可溶胶筒的溶解问题。但是其不足之处在于，密封机构采用可溶橡胶材质，井下温度差别大，橡胶受温度影响，表面溶解后，中心部分往往无法完全溶解而导致堵井，或反冲地面给后续工作造成麻烦，且密封橡胶圈弹性大，容易将锥体挤出来而导致无法工作；还有密封后，经常出现密封橡胶圈形变大，而导致流体从密封橡胶圈薄弱处喷出的情况。

因此，本实用新型提出了一种全金属可溶桥塞用高延展率密封环。

实用新型内容

本实用新型为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的全金属可溶桥塞用高延展率密封环。

一种全金属可溶桥塞用高延展率密封环，包括密封环本体以及金属密封圈，所述密封环本体内侧呈与桥塞锥体外侧相匹配的锥面，所述密封环本体外侧开设有至少两个密封槽，至少两个所述金属密封圈分别设于所述密封槽内，且所述金属密封圈外侧凸出于所述密封槽，所述密封环本体以及金属密封圈采用高延展性的可溶金属材料制成。

进一步的，所述密封环本体外侧开设有四个所述密封槽，四个所述金属密封圈分别套设于所述密封槽内且设有一个缺口，相邻所述金属密封圈上的所述缺口呈180度交错排列。

进一步的，还包括垫环，所述垫环设于所述密封环本体与桥塞卡瓦之间，且所述垫环与所述密封环本体连接，所述垫环外径小于所述金属密封圈外径，所述垫环采用高延展性的可溶金属材料制成。

进一步的，所述密封环本体下端设有外螺纹，所述垫环包括垫环本体及连接套，所述连接套设有内螺纹且与所述密封环本体下端螺纹连接。

进一步的，所述垫环还包括卡套，所述卡套卡嵌于所述桥塞卡瓦内侧壁与所述桥塞锥体外侧壁之间。

进一步的，所述金属密封圈外侧壁为弧形。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

①本实用新型中的全金属可溶桥塞用高延展率密封环，密封环本体及金属密封圈均采用高延展性的可溶金属材料制成，与现有技术中的可溶金属配合可溶橡胶制成密封橡胶圈相比，其温度适应性强，能适应大部分不同温度等级的桥塞井下工作，且其溶解速度与桥塞本体速度相同，不会发生溶解不完全导致堵井的问题，且不需真空密封保存，常温暴露保存即可，不易过期老化。

在密封环本体外侧开设密封槽并设置至少两个金属密封圈，使得密封环受到挤压膨胀时，密封环本体向外侧挤压金属密封圈，金属密封圈能够形成层层密封结构，克服了传统全金属密封圈密封不严的问题。

②本实用新型中的全金属可溶桥塞用高延展率密封环，密封环本体外侧设有四个密封槽及金属密封圈，且金属密封圈上开设有一个缺口，使得当密封环本体受到挤压向外侧挤压金属密封圈时，能够将金属密封圈有效胀大，使金属密封圈与桥塞外侧的套筒紧密接触，形成密封结构。而相邻金属密封圈的缺口呈180度交错排列，能够防止缺口胀大产生密封不严的问题。

③本实用新型中的全金属可溶桥塞用高延展率密封环，通过设置垫环，且垫环顶端通过连接套与密封环本体螺纹连接，垫环底端的卡套卡嵌于桥塞卡瓦与桥塞椎体之间，使得桥塞椎体、密封环与卡瓦形成有效连接，当桥塞椎体向下挤压密封环及卡瓦时，垫环起到保护密封环、防止密封环在承受高压差时被挤出的作用，防止密封环与卡瓦分离。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型实施例中的全金属可溶桥塞用高延展率密封环的整体结构示意图。

图2是本实用新型实施例中的全金属可溶桥塞用高延展率密封环的剖视图。

图3是本实用新型实施例中的金属密封圈的结构示意图。

图4是本实用新型实施例中的全金属可溶桥塞用高延展率密封环的使用状态示意图。

图5是图4的剖视图。

图6是图2中A处放大图。

图中：1、密封环本体；2、金属密封圈；3、桥塞锥体；4、密封槽；5、缺口；6、垫环本体；7、桥塞卡瓦；8、连接套；9、卡套。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

具体实施例：

如图1、图2所示，本实施例中的全金属可溶桥塞用高延展率密封环，包括密封环本体1以及金属密封圈2。其中，密封环本体1套设于桥塞椎体3外侧，且密封环本体1内侧呈与桥塞锥体3外侧相匹配的锥面。密封环本体1外侧开设有至少两个密封槽4，密封槽4呈环形结构，至少两个金属密封圈2分别设于密封槽4内，金属密封圈2的内径等于密封槽4的内径，且金属密封圈2外侧凸出于密封槽4，具体的，金属密封圈2外侧呈弧形结构。密封环本体1以及金属密封圈2采用高延展性的可溶金属材料制成。具体的，密封环本体1以及金属密封圈2采用高延展性的可溶镁锂合金材料制成。

本实施例中的全金属可溶桥塞用高延展率密封环，密封环本体1及金属密封圈2均采用高延展性的可溶镁合金材料制成，其温度适应性强，能适应大部分不同温度等级的桥塞井下工作，且其溶解速度与桥塞本体速度相同，不会发生溶解不完全导致堵井的问题，且不需真空密封保存，常温暴露保存即可，不易过期老化。

本实施例中的全金属可溶桥塞用高延展率密封环，在密封环本体1外侧开设密封槽4 并设置至少两个金属密封圈2，使得密封环受到挤压膨胀时，密封环本体1向外侧挤压金属密封圈2，金属密封圈2能够形成层层密封结构，克服了传统全金属密封圈密封不严的问题。

在本实施例中，密封环本体1外侧开设有四个密封槽4，且四密封槽4之间间隔均匀。四个金属密封圈2分别套设于密封槽4内，且各金属密封圈2上均开设有一个缺口5。金属密封圈2套设于密封槽4内时，相邻两金属密封圈2上的缺口呈180度交错排列。

本实施例中的全金属可溶桥塞用高延展率密封环，密封环本体1外侧设有四个密封槽 4及金属密封圈2，如图3所示，且金属密封圈2上开设有一个缺口5，使得当密封环本体1受到挤压向外侧挤压金属密封圈2时，能够将金属密封圈2有效胀大，使金属密封圈2 与桥塞外侧的套筒紧密接触，形成密封结构。而相邻金属密封圈2的缺口呈180度交错排列，能够防止缺口5胀大产生密封不严的问题。而设置四个密封槽4及金属密封圈2，在满足有效密封的前提下，不至于使得密封环本体1太高，造成桥塞锥体3无法将密封环胀开的问题。

本实施例中的全金属可溶桥塞用高延展率密封环，还包括垫环。垫环设于密封环本体 1与桥塞卡瓦7之间，且垫环与密封环本体1连接，垫环外径小于金属密封圈2外径，垫环采用高延展性的可溶金属材料制成。具体的，垫环采用高延展性的可溶镁锂合金材料制成。

在本实施例中，如图6所示，垫环包括垫环本体6及连接套8，垫环本体6内侧呈与桥塞锥体3外侧相匹配的锥面，连接套8固定连接于垫环本体6顶端外侧，且连接套8的内径小于垫环本体6的内径，连接套8的外径小于金属密封圈2的外径，连接套8内侧壁上设置有内螺纹。密封环本体1下端设有连接环，且连接环的内侧呈与桥塞锥体3外侧相匹配的锥面，连接环的外径小于密封环本体1的外径，且连接环外侧设有与连接套8内侧的内螺纹相适配的外螺纹，密封环本体1通过连接环与连接套8螺纹连接。

在本实施例中，垫环还包括卡套9，卡套9固定连接于垫环本体6底端，且卡套9卡嵌于桥塞卡瓦7内侧壁与桥塞锥体3外侧壁之间，卡套9内侧呈与桥塞锥体3外侧相匹配的锥面，卡套9外侧呈与桥塞卡瓦7内侧相匹配的锥面。

本实施例中的全金属可溶桥塞用高延展率密封环，通过设置垫环，且垫环顶端通过连接套8与密封环本体1螺纹连接，垫环底端的卡套9卡嵌于桥塞卡瓦7与桥塞锥体3之间，使得桥塞锥体3、密封环与桥塞卡瓦7形成有效连接，当桥塞锥体3向下挤压密封环及桥塞卡瓦7时，垫环起到保护密封环本体1、防止密封环本体1在承受高压差时被挤出的作用，防止密封环本体1与桥塞卡瓦7分离。

在本实施例中，高延展性的可溶镁锂合金由以下质量百分比的组分组成：Li： 9.0～12.0％，Al:0～2.5％，Zn：0.1-1.0％，Ni：0.1-1.0％，Cu：0.2-1.0％，RE≤1.0％，余量为Mg。这种高延展性的可溶镁锂合金的抗拉强度不低于120MPa，屈服强度不低于 90MPa，延伸率不低于45％，使用该种高延展性的可溶镁锂合金制造的密封环的密封作用良好，坐封一段时间后可以实现完全溶解，因此适用于本实施例中的全金属可溶桥塞用高延展率密封环。

本实施例中的全金属可溶桥塞用高延展率密封环的工作原理是：

如图4、图5所示，可溶桥塞下入到预定深度后，通过电缆点火或液压启动坐封，坐封工具产生推力推动坐封适配器推筒下移，从而推动桥塞锥体3下移，桥塞锥体3外侧的密封环本体1受到桥塞锥体3的挤压向外膨胀，密封环本体1同时向外挤压金属密封圈2，使得金属密封圈2向外胀开，金属密封圈2外侧的弧形结构与井壁紧密接触并受到挤压变形，从而能够起到密封作用。垫环在密封环本体1下方且卡套9位于桥塞锥体3与桥塞卡瓦7之间，与桥塞锥体3、密封环与桥塞卡瓦7形成有效连接，在桥塞锥体3下移的过程中，垫环受到挤压，不仅能够保护密封环本体1、防止密封环本体1在承受高压差时被挤出，而且能够防止密封环本体1与桥塞卡瓦7分离，增强密封效果。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (6)

1.一种全金属可溶桥塞用高延展率密封环，其特征在于：包括密封环本体(1)以及金属密封圈(2)，所述密封环本体(1)内侧呈与桥塞锥体(3)外侧相匹配的锥面，所述密封环本体(1)外侧开设有至少两个密封槽(4)，至少两个所述金属密封圈(2)分别设于所述密封槽(4)内，且所述金属密封圈(2)外侧凸出于所述密封槽(4)，所述密封环本体(1)以及金属密封圈(2)采用高延展性的可溶金属材料制成。

2.根据权利要求1所述的全金属可溶桥塞用高延展率密封环，其特征在于：所述密封环本体(1)外侧开设有四个所述密封槽(4)，四个所述金属密封圈(2)分别套设于所述密封槽(4)内且设有一个缺口(5)，相邻所述金属密封圈(2)上的所述缺口(5)呈180度交错排列。

3.根据权利要求2所述的全金属可溶桥塞用高延展率密封环，其特征在于：还包括垫环，所述垫环设于所述密封环本体(1)与桥塞卡瓦(7)之间，且所述垫环与所述密封环本体(1)连接，所述垫环外径小于所述金属密封圈(2)外径，所述垫环采用高延展性的可溶金属材料制成。

4.根据权利要求3所述的全金属可溶桥塞用高延展率密封环，其特征在于：所述密封环本体(1)下端设有外螺纹，所述垫环包括垫环本体(6)及连接套(8)，所述连接套(8)设于所述垫环本体(6)顶端，所述连接套(8)设有内螺纹且与所述密封环本体(1)下端螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的全金属可溶桥塞用高延展率密封环，其特征在于：所述垫环还包括卡套(9)，所述卡套(9)设于所述垫环本体(6)底端，所述卡套(9)卡嵌于所述桥塞卡瓦(7)内侧壁与所述桥塞锥体(3)外侧壁之间。

6.根据权利要求5所述的全金属可溶桥塞用高延展率密封环，其特征在于：所述金属密封圈(2)外侧壁为弧形。

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