一種適用于高溫高壓施工條件下的四級壓縮式封隔器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種適用于高溫高壓施工條件下的四級壓縮式封隔器，解決現(xiàn)有的封隔器在高溫高壓條件下難以滿足施工要求的問題。該四級壓縮式封隔器，包括設有中心管、膠筒、缸套及至少為兩個的密封圈的封隔器主體，所述膠筒和缸套均包覆在中心管外，所有的密封圈均設置在缸套中，還包括包覆在中心管外并用于封隔器壓縮時確保膠筒密封性能的膠筒保護機構，以及設置在缸套中、用于輔助密封圈在高溫高壓施工條件下對缸套進行完全密封的輔助密封裝置。本實用新型結構合理，能夠保護膠筒并確保膠筒和密封圈的密封性能，滿足高溫高壓施工要求，并延長封隔器的使用壽命，因此，其適于推廣應用。
【專利說明】—種適用于高溫高壓施工條件下的四級壓縮式封隔器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種封隔器，具體地說，是涉及一種適用于高溫高壓施工條件下的四級壓縮式封隔器。
【背景技術】
[0002]封隔器是油田井下采油的一種關鍵工具，廣泛使用于油田分注、分層改造、壓裂、分層采油、機械管道堵水等多種作業(yè)目的需要。
[0003]膠筒和密封圈作為封隔器的主要組成部分，它們的密封性能直接影響到封隔器的正常使用效果及使用壽命等，因而在封隔器中起著決定性的作用。膠筒在高溫環(huán)境中承受較高壓差時，膠筒肩部易被壓裂，使膠筒密封失效；密封圈則在高溫高壓下會容易發(fā)生形變，不能很好地填補缸套與活塞之間的間隙，以便對封隔器進行有效密封。上述兩點缺陷也造成了在高溫高壓條件下，封隔器耐壓差性能差，不能滿足施工要求，并且使用壽命短。
[0004]因此，隨著鉆井深度的加大，井溫和施工壓力也隨之增高，常規(guī)的壓裂、酸化封隔器已無法滿足苛刻的施工要求。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種適用于高溫高壓施工條件下的四級壓縮式封隔器，主要解決現(xiàn)有的封隔器在高溫高壓條件下難以滿足施工要求的問題。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案如下:
[0007]—種適用于高溫高壓施工條件下的四級壓縮式封隔器，包括設有中心管、膠筒、缸套及至少為兩個的密封圈的封隔器主體，所述膠筒和缸套均包覆在中心管外，所有的密封圈均設置在缸套中，還包括包覆在中心管外并用于封隔器壓縮時確保膠筒密封性能的膠筒保護機構，以及設置在缸套中、用于輔助密封圈在高溫高壓施工條件下對缸套進行完全密封的輔助密封裝置。
[0008]進一步地，本實用新型還包括設置在封隔器主體上、用于超高溫高壓條件下維持膠筒保護機構保護作用的膠筒肩部保護裝置。
[0009]具體地說，所述膠筒保護機構包括均包覆在中心管外、且與膠筒緊密接觸的上膠筒和下膠筒；所述上膠筒和下膠筒分別位于膠筒相對的兩側。
[0010]具體地說，所述輔助密封裝置包括均設置在缸套中、且與密封圈緊密接觸的左密封環(huán)和右密封環(huán)；所述左密封環(huán)和右密封環(huán)分別位于密封圈相對的兩側。
[0011]具體地說，所述膠筒肩部保護裝置包括均設置在封隔器主體上的上擴張環(huán)、上保護碗、下擴張環(huán)和下保護碗；所述上保護碗設置在上膠筒末端，所述上擴張環(huán)與上保護碗相接觸；所述下保護碗設置在下膠筒末端，所述下擴張環(huán)則與下保護碗相接觸。
[0012]作為優(yōu)選，所述上擴張環(huán)、上保護碗、下擴張環(huán)和下保護碗均由銅制成。
[0013]作為優(yōu)選，所述上膠筒、膠筒和下膠筒由HNBR材料制成。
[0014]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:[0015](I)本實用新型設計合理，實用性強，效率高。
[0016](2)本實用新型在常規(guī)封隔器基礎上增設了膠筒保護機構和輔助密封裝置，并采用四級壓縮式結構，從而不僅能夠在封隔器工作時提供更大的座封力，而且在高溫高壓環(huán)境下可以對膠筒及其肩部進行有效保護，確保其密封性，而輔助密封裝置則可以配合密封圈對缸套進行有效的完全密封，試驗表明，在高溫高壓施工條件下，本實用新型中的膠筒基本沒有損壞，因而本實用新型不僅提高了封隔器的耐壓差性能，滿足苛刻環(huán)境下的施工要求，而且也延長了封隔器的使用壽命。
[0017](3)本實用新型還設置了膠筒肩部保護裝置，其可以維持膠筒保護機構的保護作用，解決超高溫高壓環(huán)境下由于膠筒保護機構保護作用減弱而發(fā)生膠筒肩部突出形變的問題，并防止膠筒被壓裂，膠筒肩部保護裝置的設置，不僅確保了膠筒保護機構的作用不被減弱，而且大大提高了膠筒的承壓能力及密封的效果，從而也進一步延長了膠筒的使用壽命。
[0018](4)本實用新型中的上擴張環(huán)、上保護碗、下擴張環(huán)和下保護碗均由銅制成，不僅具有良好的塑性，并且抗剪切能力強，因此，這也大大改善了膠筒的抗溫抗壓性能，能達到高溫高壓(例如180°C、70MPa)環(huán)境下的施工要求。
[0019](5)本實用新型中的上膠筒、膠筒和下膠筒均優(yōu)選由HNBR (即氫化丁腈橡膠)材料制成，由于氫化丁腈橡膠綜合性能出色，具有良好的耐熱、高強度、高撕裂、高耐磨性能，因而其可以使膠筒及其保護機構耐高溫抗壓的性能得到進一步的提高，使之完全適應施工環(huán)境的要求，從而進一步地優(yōu)化了封隔器的整體性能。
[0020](6)本實用新型性價比高，制造成本低廉，適合于油田井采油方面推廣應用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0022]圖2為圖1中A處旋轉后的放大示意圖。
[0023]圖3為圖1中B處密封圈與輔助密封裝置連接的放大示意圖。
[0024]其中，附圖標記對應的零部件名稱為:
[0025]1-封隔器主體，2-上接頭，3-上擴張環(huán)，4-上保護碗，5-上膠筒，6_膠筒，7_中心管，8-下膠筒，9-下保護碗，10-下擴張環(huán)，11-缸套，12-左密封環(huán)，13-密封圈，14-右密封環(huán)，15-第一級活塞，16-第二級活塞，17-第三級活塞，18-第四級活塞，19-剪切銷釘，20-下接頭。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明，本實用新型的實施方式包括但不限于下列實施例。
實施例
[0027]如圖1?3所示，本實用新型包括封隔器主體1、膠筒保護機構和輔助密封裝置。所述封隔器主體I與現(xiàn)有的封隔器一樣，主要由上接頭2、膠筒6、中心管7、缸套11、第一級活塞15、第二級活塞16、第三級活塞17、第四級活塞18、剪切銷釘19、下接頭20以及至少為兩個的密封圈13構成，如圖1所示。施加中心壓時，四級活塞同時上推壓縮膠筒6，實現(xiàn)座封，而由于沒有鎖定機構，因此，泄壓后，在膠筒6的回彈力作用下，封隔器可以實現(xiàn)自動解封。
[0028]所述膠筒6用于封隔器壓縮時對其進行密封，保證封隔器在高溫環(huán)境下的耐壓差性能。而所述膠筒保護機構則用于封隔器壓縮時確保膠筒的密封性能，該膠筒保護機構包括均包覆在中心管7外、且與膠筒緊密接觸的上膠筒5和下膠筒8 ;所述上膠筒5和下膠筒8分別位于膠筒6相對的兩側。在座封力逐漸增大的作用下，為進一步提高膠筒6的密封性能，以及上膠筒5和下膠筒8的保護作用，所述上膠筒5、膠筒6和下膠筒8均由HNBR材料制成。
[0029]另外，本實用新型還設置了膠筒肩部保護裝置，以用于維持膠筒保護機構的保護作用，并進一步地提高膠筒6的承壓能力和確保膠筒6的密封性能，從而使得封隔器在超高溫、高壓施工條件下仍然具有良好的耐高溫抗壓性能，該膠筒肩部保護裝置包括均設置在封隔器主體I上的上擴張環(huán)3、上保護碗4、下擴張環(huán)10和下保護碗9 ;所述上保護碗4設置在上膠筒5末端，所述上擴張環(huán)3與上保護碗4相接觸，所述下保護碗9設置在下膠筒8末端，所述下擴張環(huán)10則與下保護碗9相接觸。所述上擴張環(huán)3和下擴張環(huán)10結構、大小完全相同，所述上保護碗4和下保護碗9結構、大小完全相同，并且上擴張環(huán)3、上保護碗4、下擴張環(huán)10和下保護碗9均由銅制成。膠筒6在對封隔器進行密封時，上膠筒5和下膠筒8會隨著座封力的增大而逐漸變形，然后對膠筒6、特別是膠筒6肩部起到保護作用，使封隔器在高溫、高壓施工條件下仍能保持良好的耐壓差性能。但在超高溫、高壓條件下，膠筒6的密封性能和上膠筒5、下膠筒8的保護作用會逐漸減弱，因此在膠筒6肩部受到擠壓力變形張大的同時，上擴張環(huán)3、上保護碗4、下擴張環(huán)10和下保護碗9會因為受擠壓力的變大而自動張開，并適應膠筒6肩部的變形，然后對其形變進行穩(wěn)固，從而繼續(xù)維持上膠筒5、下膠筒8對膠筒6的保護作用，防止膠筒6肩部由于變形過大而被壓裂，使得膠筒6在高溫高壓條件下仍然能夠很好地對封隔器進行密封，以便于封隔器的工作性依然能夠滿足施工要求。
[0030]此外，在高溫高壓條件下，缸套11僅通過常規(guī)的密封圈13來進行密封是無法達到封隔器整體密封要求的，因此，為提高密封圈13的密封性能，本實用新型設置了輔助密封裝置，用于輔助密封圈13對缸套11進行完全密封。具體地說，該輔助密封裝置包括均設置在缸套11中、且與密封圈緊密接觸的左密封環(huán)12和右密封環(huán)14 ;所述左密封環(huán)12和右密封環(huán)14分別位于密封圈13相對的兩側。在高溫和高壓的同時作用下，密封圈13會發(fā)生形變，而在密封圈13發(fā)生形變的同時，左密封環(huán)12和右密封環(huán)14也會隨著密封圈13的變形而變形，并無縫填入到缸套11與各級活塞之間的間隙中，從而保證密封圈13在高溫高壓(例如180°C、70MPa)施工條件下依然能夠對封隔器進行完全密封。
[0031]本實用新型是特別針對高溫高壓的施工條件來進行設計的，其具有良好的耐壓差性能，能夠滿足高溫高壓施工條件下對封隔器的應用要求。
[0032]按照上述實施例，便可很好地實現(xiàn)本實用新型。值得說明的是，基于上述結構設計的前提下，為解決同樣的技術問題，即使在本實用新型上做出的一些無實質性的改動或潤色，所采用的技術方案的實質仍然與本實用新型一致的，也應當在本實用新型的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種適用于高溫高壓施工條件下的四級壓縮式封隔器，包括設有中心管(7)、膠筒(6)、缸套(11)及至少為兩個的密封圈(13)的封隔器主體(1)，所述膠筒(6)和缸套(11)均包覆在中心管(7)外，所有的密封圈(13)均設置在缸套(11)中，其特征在于，還包括包覆在中心管(7)外并用于封隔器壓縮時確保膠筒密封性能的膠筒保護機構，以及設置在缸套(11)中、用于輔助密封圈(13)在高溫高壓施工條件下對缸套進行完全密封的輔助密封裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種適用于高溫高壓施工條件下的四級壓縮式封隔器，其特征在于，還包括設置在封隔器主體(I)上、用于超高溫高壓條件下維持膠筒保護機構保護作用的膠筒肩部保護裝置。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種適用于高溫高壓施工條件下的四級壓縮式封隔器，其特征在于，所述膠筒保護機構包括均包覆在中心管(7)外、且與膠筒緊密接觸的上膠筒(5)和下膠筒(8);所述上膠筒(5)和下膠筒(8)分別位于膠筒相對的兩側。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種適用于高溫高壓施工條件下的四級壓縮式封隔器，其特征在于，所述輔助密封裝置包括均設置在缸套(11)中、且與密封圈緊密接觸的左密封環(huán)(12)和右密封環(huán)(14);所述左密封環(huán)(12)和右密封環(huán)(14)分別位于密封圈相對的兩側。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種適用于高溫高壓施工條件下的四級壓縮式封隔器，其特征在于，所述膠筒肩部保護裝置包括均設置在封隔器主體(I)上的上擴張環(huán)(3)、上保護碗(4)、下擴張環(huán)(10)和下保護碗(9);所述上保護碗(4)設置在上膠筒(5)末端，所述上擴張環(huán)(3)與上保護碗(4)相接觸；所述下保護碗(9)設置在下膠筒(8)末端，所述下擴張環(huán)(10)則與下保護碗(9)相接觸。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種適用于高溫高壓施工條件下的四級壓縮式封隔器，其特征在于，所述上擴張環(huán)(3)、上保護碗(4)、下擴張環(huán)(10)和下保護碗(9)均由銅制成。
7.根據(jù)權利要求3?6任意一項所述的一種適用于高溫高壓施工條件下的四級壓縮式封隔器，其特征在于，所述上膠筒(5)、膠筒(6)和下膠筒(8)均由HNBR材料制成。
【文檔編號】E21B33/127GK203685113SQ201420001042
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年1月2日 優(yōu)先權日:2014年1月2日
【發(fā)明者】何偉, 卿顯君, 易建國 申請人:四川省威爾敦化工有限公司