雙缸壓縮式封隔器的製造方法
2023-04-25 04:42:01 2
雙缸壓縮式封隔器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種雙缸壓縮式封隔器，包括中心管，從上至下依次在中心管上套裝上接頭、上液缸、上啟動器、上活塞、上推進環、上移動環、上壓環、上膠筒、隔環、下膠筒、下壓環、下移動環、下推進環、下活塞、下啟動器、下液缸和下接頭，通過在上、下膠筒兩端設置端部銅環和彈性鋼環緩衝封隔器坐封過程中的瞬間衝擊力，防止瞬間衝擊力對封隔器零部件的破壞，使上、下膠筒對套管的密封壓力更均勻，延長使用壽命。通過中心管上設置鋸齒形結構，能夠有效防止上、下膠筒工作過程的蠕動。上、下膠筒上硫化膠筒骨架，並在膠筒骨架上設置鋸齒形結構，從而保護上、下膠筒在封隔器坐封和密封過程中不被破壞，在封隔器解封過程中增加上、下膠筒的彈性恢復力。
【專利說明】雙缸壓縮式封隔器【技術領域】
[0001]本發明涉及一種封隔器，特別是涉及一種石油天然氣開發用的雙缸壓縮式封隔器。
【背景技術】
[0002]隨著深井、大位移水平井和多分支井越來越多，對包括封隔器在內的井下工具提出了越來越高的要求。目前所用的液壓封隔器由於膠筒較長，封隔器坐封后，膠筒肩部突出嚴重，造成膠筒肩部因應力集中而破裂，所以膠筒密封壓力較低，使用壽命不高，封隔器的封隔效果不好。
[0003]封隔器坐封后，由於封隔器受力複雜，易造成封隔器膠筒發生蠕動，使封隔器失去密封作用。
【發明內容】
[0004]本發明的目的就是克服上述現有技術的不足之處，提供一種作用力大、封隔效果好的雙缸壓縮式封隔器，其結構簡單，操作方便，通過設置端部銅環能夠有效的防止上、下膠筒肩部突出，使上、下膠筒對套管密封壓力均勻，在中心管外表面設置鋸齒形結構來防止上、下膠筒在軸向方向上的蠕動，上、下膠筒和膠筒骨架硫化在一起，防止上、下膠筒在封隔器坐封和密封過程中被破壞，在封隔器解封過程中增加上、下膠筒的彈性恢復力。
[0005]本發明的目的通過下述技術方案來實現:
一種雙缸壓縮式封隔器，包括中心管，從上至下依次在中心管上套裝上接頭、上液缸、上啟動器、上活塞、上推進環、上移動環、上壓環、上膠筒、隔環、下膠筒、下壓環、下移動環、下推進環、下活塞、下啟動器、下液缸和下接頭，上接頭與中心管頂端螺紋連接，上液缸上端與上接頭螺紋連接，上啟動器和上活塞位於上液缸的空腔室中，且上啟動器通過上坐封剪釘與中心管連接，上推進環上端插入上液缸內壁與上活塞之間將空腔室密封，中心管上開設與上液缸空腔室相通的第一進液孔，該進液孔位於上坐封剪釘上方，上液缸上開設與上液缸空腔室相通的第二進液孔，該進液孔位於上啟動器下方，下接頭與中心管底端螺紋連接，下液缸下端與下接頭螺紋連接，下啟動器和下活塞位於下液缸的空腔室中，且下啟動器通過下坐封剪釘與中心管連接，下推進環下端插入下液缸內壁與下活塞之間將空腔室密封，中心管上開設與下液缸空腔室相通的第三進液孔，該進液孔位於下坐封剪釘下方，下液缸上開設與下液缸空腔室相通的第四進液孔，該進液孔位於下啟動器上方，上膠筒和下膠筒的兩端均各自依次設置端部銅環和彈性鋼環，端部銅環包覆上、下膠筒的端部，彈性鋼環外端緊壓端部銅環。
[0006]彈性鋼環的作用是緩衝封隔器坐封時的瞬間衝擊力和降低端部銅環的應力集中，端部銅環的作用是防止封隔器上、下膠筒肩部突出，提高封隔器在井下工作的可靠性和使用壽命。
[0007]進一步，上液缸和下液缸與中心管之間均設有O型密封圈，上啟動器與上液缸、中心管之間分別設有O型密封圈，上推進環與上液缸內壁之間設有O型密封圈，下啟動器與下液缸、中心管之間分別設有O型密封圈，下推進環與下液缸內壁之間設有O型密封圈。
[0008]進一步，中心管與上膠筒和下膠筒配合的表面均設有鋸齒形結構。
[0009]這種結構可有效防止上、下膠筒在軸向方向的蠕動，避免封隔器失去密封作用。
[0010]進一步，所述上膠筒和下膠筒中均硫化有膠筒骨架。
[0011]這種結構有利於防止上、下膠筒在封隔器坐封和密封過程中被破壞，並且在封隔器解封過程中增加上、下膠筒的彈性恢復力。
[0012]進一步，所述膠筒骨架表面設有鋸齒形結構，並開設有孔槽。
[0013]這種結構有利於上、下膠筒與膠筒骨架能更好的粘合在一起。
[0014]與現有技術相比，本發明的有益效果在於:
1.該封隔器封隔效果好，能夠有效的防止上、下膠筒肩部突出，使封隔器的密封壓力得到提高。通過中心管上設置的鋸齒形結構，能夠有效的防止上、下膠筒工作過程的蠕動。
[0015]2.通過設置端部銅環和彈性鋼環緩衝封隔器坐封過程中的瞬間衝擊力，防止封隔器坐封過程中瞬間衝擊力對封隔器零部件的破壞，能夠使封隔器上、下膠筒對套管的密封壓力更均勻，延長封隔器使用壽命。
[0016]3.並且設計膠筒骨架與上、下膠筒硫化到一起，並在膠筒骨架上設置有鋸齒形結構，能夠保護上、下膠筒在封隔器坐封和密封過程中不被破壞，在封隔器解封過程中增加上、下膠筒的彈性恢復力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明上半部分主剖視結構示意圖；
圖2是本發明下半部分主剖視結構示意圖；
圖3是圖1中A處的局部放大圖；
圖4是上膠筒的剖面結構示意圖；
圖5是上膠筒的右視圖；
圖6是膠筒骨架的主剖示意圖；
圖7是圖6中A-A劑面不意圖；
圖8是圖7中B-B剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合具體實施例和附圖對本發明作進一步的說明。
[0019]如圖1至圖8所示，一種雙缸壓縮式封隔器，包括中心管2，從上至下依次在中心管2上套裝上接頭1、上液缸3、上啟動器6、上活塞7、上推進環8、上移動環9、上壓環10、上膠筒13、隔環14、下膠筒15、下壓環16、下移動環18、下推進環17、下活塞20、下啟動器21、下液缸19和下接頭23，上接頭I與中心管2頂端螺紋連接，上液缸3上端與上接頭I螺紋連接，上啟動器6和上活塞7位於上液缸3的空腔室中，且上啟動器6分割空腔室上部為液腔室24，上啟動器6通過上坐封剪釘5與中心管2連接，上推進環8上端插入上液缸3內壁與上活塞7之間將空腔室26密封，中心管2上開設與上液缸空腔室26相通的第一進液孔25,該進液孔位於上坐封剪釘5上方,上液缸3上開設與上液缸空腔室26相通的第二進液孔27，該進液孔位於上啟動器6下方，上推進環8內壁設有凸臺與中心管2接觸，上活塞7下端與凸臺上表面接觸，上移動環9上端與凸臺下表面接觸，下接頭23與中心管2底端螺紋連接，下液缸19下端與下接頭23螺紋連接，下啟動器21和下活塞20位於下液缸19的空腔室30中，且下啟動器21分割空腔室下部為液腔室31，下啟動器21通過下坐封剪釘22與中心管2連接，下推進環17下端插入下液缸19內壁與下活塞20之間將空腔室30密封，中心管2上開設與下液缸空腔室30相通的第三進液孔32，該進液孔位於下坐封剪釘22下方，下液缸19上開設與下液缸空腔室30相通的第四進液孔29，該進液孔位於下啟動器21上方，下推進環17內壁設有凸臺與中心管2接觸，下活塞20上端與凸臺下表面接觸，下移動環18下端與凸臺上表面接觸，上膠筒13和下膠筒15的兩端均各自依次設置端部銅環12和彈性鋼環11，端部銅環12包覆上、下膠筒13、15的端部，彈性鋼環11外端緊壓端部銅環12。
[0020]所述第一進液孔25和第三進液孔32各有4個，分別均勻布置在中心管2圓周方向。第二進液孔27有4個，均勻布置在上液缸3圓周方向，第四進液孔29有4個，均勻布置在下液缸19圓周方向。
[0021]彈性鋼環11的作用是緩衝封隔器坐封時的瞬間衝擊力和降低端部銅環12的應力集中，端部銅環12的作用是防止封隔器上、下膠筒13、15肩部突出，提高封隔器在井下工作的可靠性和使用壽命。
[0022]上液缸3和下液缸19與中心管2之間均設有O型密封圈4，上啟動器6與上液缸
3、中心管2之間分別設有O型密封圈4，上推進環8與上液缸3內壁之間設有O型密封圈4，下啟動器21與下液缸19、中心管2之間分別設有O型密封圈4，下推進環17與下液缸19內壁之間設有O型密封圈4。
[0023]中心管2與上膠筒13和下膠筒15配合的表面均設有鋸齒形結構28。這種結構可有效防止上、下膠筒13、15在軸向方向的蠕動，避免封隔器失去密封作用。
[0024]所述上膠筒13和下膠筒15中均硫化有膠筒骨架13-1。這種結構有利於防止上、下膠筒13、15在封隔器坐封和密封過程中被破壞，並且在封隔器解封過程中增加上、下膠筒13、15的彈性恢復力。
[0025]參見圖6至圖8，所述膠筒骨架13-1表面設有鋸齒形結構33，並開設有12個孔槽34。這種結構有利於上、下膠筒13、15與膠筒骨架13-1能更好的粘合在一起。
[0026]該封隔器的工作過程如下:
如圖1和圖2所示，通過液泵對油管打壓，流體通過第一進液孔25和第三進液孔32分別進入上液缸液腔室24和下液缸液腔室31，當流體產生的壓力大於上、下坐封剪釘5、22能承受的剪力時，上、下坐封剪釘5、22被剪斷，上啟動器6和下啟動器21在壓力作用下分別向下和向上運動，上啟動器6使上活塞7、上推進環8、上移動環9、上壓環10向下移動，上壓環10壓縮彈性鋼環11，彈性鋼環11發生變形從而和端部銅環12 —起壓縮上膠筒13，上膠筒13徑向膨脹，密封油套環形空間，下啟動器21使下活塞20、下推進環17、下移動環18、下壓環16向上運動，下壓環16壓縮彈性鋼環11，彈性鋼環11變形從而和端部銅環12 —起壓縮下膠筒15，下膠筒15徑向膨脹，密封油套環形空間，設置雙缸空腔室，在液壓壓力作用下，上膠筒13和下膠筒15同時密封油套環形空間，可以解決上膠筒13和下膠筒15受力不一致的問題，使膠筒對套管的密封壓力更均勻。[0027]該封隔器的解封過程如下:
通過液泵給油套環形空間打壓，流體通過第二進液孔27和第四進液孔29分別進入上液缸空腔室26和下液缸空腔室30，在壓力作用下上啟動器6和下啟動器21分別向上和向下運動，上膠筒13和下膠筒15在橡膠彈性力作用下恢復原狀，封隔器解封，通過雙腔室更容易使封隔器解封。
[0028]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種雙缸壓縮式封隔器，包括中心管，從上至下依次在中心管上套裝上接頭、上液缸、上啟動器、上活塞、上推進環、上移動環、上壓環、上膠筒、隔環、下膠筒、下壓環、下移動環、下推進環、下活塞、下啟動器、下液缸和下接頭，上接頭與中心管頂端螺紋連接，上液缸上端與上接頭螺紋連接，上啟動器和上活塞位於上液缸的空腔室中，且上啟動器通過上坐封剪釘與中心管連接，上推進環上端插入上液缸內壁與上活塞之間將空腔室密封，中心管上開設與上液缸空腔室相通的第一進液孔，該進液孔位於上坐封剪釘上方，上液缸上開設與上液缸空腔室相通的第二進液孔，該進液孔位於上啟動器下方，下接頭與中心管底端螺紋連接，下液缸下端與下接頭螺紋連接，下啟動器和下活塞位於下液缸的空腔室中，且下啟動器通過下坐封剪釘與中心管連接，下推進環下端插入下液缸內壁與下活塞之間將空腔室密封，中心管上開設與下液缸空腔室相通的第三進液孔，該進液孔位於下坐封剪釘下方，下液缸上開設與下液缸空腔室相通的第四進液孔，該進液孔位於下啟動器上方，其特徵在於:上膠筒和下膠筒的兩端均各自依次設置端部銅環和彈性鋼環，端部銅環包覆上、下膠筒的端部，彈性鋼環外端緊壓端部銅環。
2.根據權利要求1所述的雙缸壓縮式封隔器，其特徵在於:上液缸和下液缸與中心管之間均設有O型密封圈，上啟動器與上液缸、中心管之間分別設有O型密封圈，上推進環與上液缸內壁之間設有O型密封圈，下啟動器與下液缸、中心管之間分別設有O型密封圈，下推進環與下液缸內壁之間設有O型密封圈。
3.根據權利要求2所述的雙缸壓縮式封隔器，其特徵在於:中心管與上膠筒和下膠筒配合的表面均設有鋸齒形結構。
4.根據權利要求3所述的雙缸壓縮式封隔器，其特徵在於:所述上膠筒和下膠筒中均硫化有膠筒骨架。
5.根據權利要求4所述的雙缸壓縮式封隔器，其特徵在於:所述膠筒骨架表面設有鋸齒形結構，並開設有孔槽。
【文檔編號】E21B33/126GK103527135SQ201310489266
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月18日 優先權日:2013年10月18日
【發明者】李斌, 楊春雷, 蔣宇鴻, 沈桓宇, 劉婷 申請人:西南石油大學