閉式壓縮膠筒密封單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了閉式壓縮膠筒密封單元。所述閉式壓縮膠筒密封單元，安裝于套管組件內(nèi)，包括支撐環(huán)、保護(hù)環(huán)、端面膠筒及中心膠筒，所述支撐環(huán)、保護(hù)環(huán)、端面膠筒的數(shù)量均為兩個(gè)，所述兩個(gè)端面膠筒對(duì)稱設(shè)于所述中心膠筒的兩相對(duì)端部，所述保護(hù)環(huán)和所述支撐環(huán)依次覆蓋于所述端面膠筒遠(yuǎn)離所述中心膠筒的一端。本發(fā)明的所述支撐環(huán)及保護(hù)環(huán)因采用了特有的尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在膠筒壓縮膨脹的同時(shí)，支撐環(huán)及保護(hù)環(huán)變形后，在端面膠筒、中心膠筒、端面膠筒的膠筒組合兩端，形成了一個(gè)封閉式的密封槽，封閉了通徑規(guī)與套管之間的環(huán)形間隙，可避免膠筒在高溫及高壓差下擠入通徑規(guī)與套管之間的環(huán)形間隙而出現(xiàn)損壞，提高了封隔器的密封能力及密封可靠性。
【專利說明】
閉式壓縮膠筒密封單元
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種石油天然氣井下工具，尤其是閉式壓縮膠筒密封單元。
【背景技術(shù)】
[0002]目前套管封隔器上使用的開式壓縮膠筒密封單元，膠筒上、下為通徑規(guī)，為了使封隔器順利入井，上、下通徑規(guī)與套管內(nèi)壁之間有較大的間隙，膠筒壓縮膨脹后，膠筒兩端凸緣部位就會(huì)擠入上、下通徑規(guī)與套管內(nèi)壁之間較大的間隙，造成膠筒損壞，井底溫度越高，膠筒上下壓差越大，這種損壞程度就會(huì)越嚴(yán)重，直至導(dǎo)致封隔器失封。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003 ]本發(fā)明為一種閉式壓縮膠筒密封單元。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]—種閉式壓縮膠筒密封單元，安裝于套管組件內(nèi)，包括支撐環(huán)、保護(hù)環(huán)、端面膠筒及中心膠筒，所述支撐環(huán)、保護(hù)環(huán)、端面膠筒的數(shù)量均為兩個(gè)，所述兩個(gè)端面膠筒對(duì)稱設(shè)于所述中心膠筒的兩相對(duì)端部，所述保護(hù)環(huán)和所述支撐環(huán)依次覆蓋于所述端面膠筒遠(yuǎn)離所述中心膠筒的一端。
[0006]優(yōu)選的，所述中心膠筒的內(nèi)部形成有圓弧槽。
[0007]優(yōu)選的，所述端面膠筒和所述中心膠筒的相對(duì)端面為相互配合的斜面。
[0008]優(yōu)選的，所述套管組件包括膠筒心軸與套管，所述閉式壓縮膠筒密封單元環(huán)設(shè)于所述膠筒心軸與套管內(nèi)，所述閉式壓縮膠筒密封單元具初始結(jié)構(gòu)或壓縮結(jié)構(gòu)。
[0009]優(yōu)選的，所述閉式壓縮膠筒密封單元還包括環(huán)設(shè)于所述膠筒心軸與套管內(nèi)且分別設(shè)于所述支撐環(huán)遠(yuǎn)離所述中心膠筒一端的兩個(gè)通徑規(guī)。
[0010]優(yōu)選的，所述通徑規(guī)與所述套管之間形成環(huán)形間隙。
[0011]優(yōu)選的，所述閉式壓縮膠筒密封單元的初始結(jié)構(gòu)的所述支撐環(huán)、保護(hù)環(huán)、端面膠筒及中心膠筒均與所述套管間隔。
[0012]優(yōu)選的，所述閉式壓縮膠筒密封單元的壓縮結(jié)構(gòu)的所述保護(hù)環(huán)和所述支撐環(huán)與所述膠筒心軸與套管圍合形成收容所述端面膠筒和所述中心膠筒的封閉式的密封槽。
[0013]優(yōu)選的，所述閉式壓縮膠筒密封單元的壓縮結(jié)構(gòu)的所述端面膠筒和所述中心膠筒與所述套管的內(nèi)壁抵接。
[0014]優(yōu)選的，所述通徑規(guī)和所述支撐環(huán)之間形成V字形環(huán)狀間隙。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:
[0016]1、支撐環(huán)及保護(hù)環(huán)因采用了特有的尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在膠筒壓縮膨脹的同時(shí)，支撐環(huán)及保護(hù)環(huán)變形后，在端面膠筒、中心膠筒、端面膠筒的膠筒組合兩端，形成了一個(gè)封閉式的密封槽，封閉了通徑規(guī)與套管之間的環(huán)形間隙，可避免膠筒在高溫及高壓差下擠入通徑規(guī)與套管之間的環(huán)形間隙而出現(xiàn)損壞，提高了封隔器的密封能力及密封可靠性。
[0017]2、端面膠筒在密封單元中主要起支撐作用，中心膠筒在密封單元中主要起密封作用，所以端面膠筒在硬度配比上比密封膠筒硬度高;端面膠筒與中心膠筒之間的配合斜面，不僅增大了膠筒的壓縮受力面積，而且產(chǎn)生了一個(gè)朝向膠筒心軸的分力，使中心膠筒與膠筒心軸之間的密封更加可靠。
[0018]3、端面膠筒與中心膠筒兩者合理的硬度配比及斜面的配合結(jié)構(gòu)，可以保證端面膠筒與中心膠筒能可靠密封膠筒心軸與套管之間的環(huán)形空間。
[0019]4、圓弧槽可以使中心膠筒在較小的壓縮力下就可以產(chǎn)生較大的膨脹變形，可以有效降低封隔器的坐封力；且圓弧槽可以有效增大中心膠筒與套管內(nèi)壁的接觸應(yīng)力，提高了膠筒的密封能力及密封可靠性。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明閉式壓縮膠筒密封單元第一使用狀態(tài)的部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明閉式壓縮膠筒密封單元第二使用狀態(tài)的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0023]請(qǐng)同時(shí)參閱圖1和圖2，一種閉式壓縮膠筒密封單元，安裝于套管組件內(nèi)，包括支撐環(huán)1、保護(hù)環(huán)2、端面膠筒3及中心膠筒4，所述支撐環(huán)1、保護(hù)環(huán)2、端面膠筒3的數(shù)量均為兩個(gè)，所述兩個(gè)端面膠筒3對(duì)稱設(shè)于所述中心膠筒4的兩相對(duì)端部，所述保護(hù)環(huán)2和所述支撐環(huán)I依次覆蓋于所述端面膠筒3遠(yuǎn)離所述中心膠筒4的一端。
[0024]所述中心膠筒4的內(nèi)部形成有圓弧槽5。
[0025]所述圓弧槽5可以使中心膠筒4在較小的壓縮力下就可以產(chǎn)生較大的膨脹變形，可以有效降低封隔器的坐封力;且圓弧槽5可以有效增大中心膠筒4與套管9內(nèi)壁的接觸應(yīng)力，提高了膠筒的密封能力及密封可靠性。
[0026]所述端面膠筒3和所述中心膠筒4的相對(duì)端面為相互配合的斜面6;所述端面膠筒3與中心膠筒4兩者合理的硬度配比及斜面6的配合結(jié)構(gòu)，可以保證端面膠筒3與中心膠筒4能可靠密封膠筒心軸8與套管9之間的環(huán)形空間。
[0027]所述端面膠筒3在密封單元中主要起支撐作用，所述中心膠筒4在密封單元中主要起密封作用，所以端面膠筒在硬度配比上比密封膠筒硬度高;所述端面膠筒3與中心膠筒4之間的配合斜面6，不僅增大了膠筒的壓縮受力面積，而且產(chǎn)生了一個(gè)朝向膠筒心軸8的分力，使中心膠筒4與膠筒心軸8之間的密封更加可靠。
[0028]所述套管組件包括膠筒心軸8與套管9，所述閉式壓縮膠筒密封單元環(huán)設(shè)于所述膠筒心軸8與套管9內(nèi)，所述閉式壓縮膠筒密封單元具初始結(jié)構(gòu)或壓縮結(jié)構(gòu)。
[0029]所述閉式壓縮膠筒密封單元還包括環(huán)設(shè)于所述膠筒心軸8與套管9內(nèi)且分別設(shè)于所述支撐環(huán)I遠(yuǎn)離所述中心膠筒4 一端的兩個(gè)通徑規(guī)7。
[0030]所述通徑規(guī)7與所述套管9之間形成環(huán)形間隙10。
[0031]所述閉式壓縮膠筒密封單元的初始結(jié)構(gòu)的所述支撐環(huán)1、保護(hù)環(huán)2、端面膠筒3及中心膠筒4均與所述套管9間隔。
[0032]所述閉式壓縮膠筒密封單元的壓縮結(jié)構(gòu)的所述保護(hù)環(huán)2和所述支撐環(huán)I與所述膠筒心軸8與套管9圍合形成收容所述端面膠筒3和所述中心膠筒4的封閉式的密封槽11。
[0033]所述閉式壓縮膠筒密封單元的壓縮結(jié)構(gòu)的所述端面膠筒3和所述中心膠筒4與所述套管9的內(nèi)壁抵接。
[0034]所述通徑規(guī)7和所述支撐環(huán)I之間形成V字形環(huán)狀間隙，所述V字形環(huán)狀間隙為所述閉式壓縮膠筒密封單元自初始結(jié)構(gòu)變?yōu)閴嚎s結(jié)構(gòu)提供了支撐形變的空間。
[0035]所述支撐環(huán)I及所述保護(hù)環(huán)2因采用了特有的尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在膠筒壓縮膨脹的同時(shí)，支撐環(huán)I及保護(hù)環(huán)2變形后，在端面膠筒3、中心膠筒4、端面膠筒3的膠筒組合兩端，形成了一個(gè)封閉式的密封槽11，封閉了通徑規(guī)7與套管9之間的環(huán)形間隙10，可避免膠筒在高溫及高壓差下擠入通徑規(guī)7與套管9之間的環(huán)形間隙10而出現(xiàn)損壞，提高了封隔器的密封能力及密封可靠性。
[0036]當(dāng)所述閉式壓縮膠筒密封單元坐封時(shí)，施加的軸向坐封力通過通徑規(guī)7壓縮端面膠筒3及中心膠筒4，使其內(nèi)、外徑膨脹增大，密封膠筒心軸8與套管9之間的環(huán)形空間；與此同時(shí)，軸向坐封力擠壓支撐環(huán)I及保護(hù)環(huán)2，使其外圓變形增大并貼上套管內(nèi)壁，形成一個(gè)封閉式的密封槽11，這個(gè)閉式的密封槽11可以有效防止兩端的端面膠筒3擠入通徑規(guī)7與套管9之間的環(huán)形間隙10，造成膠筒損壞，影響封隔器的密封能力和密封可靠性。
[0037]以上所述的僅是本發(fā)明的實(shí)施方式，在此應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出改進(jìn)，但這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種閉式壓縮膠筒密封單元，安裝于套管組件內(nèi)，其特征在于，包括支撐環(huán)(I)、保護(hù)環(huán)(2)、端面膠筒(3)及中心膠筒(4)，所述支撐環(huán)(1)、保護(hù)環(huán)(2)、端面膠筒(3)的數(shù)量均為兩個(gè)，所述兩個(gè)端面膠筒(3)對(duì)稱設(shè)于所述中心膠筒(4)的兩相對(duì)端部，所述保護(hù)環(huán)(2)和所述支撐環(huán)(I)依次覆蓋于所述端面膠筒(3)遠(yuǎn)離所述中心膠筒(4)的一端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉式壓縮膠筒密封單元，其特征在于:所述中心膠筒(4)的內(nèi)部形成有圓弧槽(5)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉式壓縮膠筒密封單元，其特征在于:所述端面膠筒(3)和所述中心膠筒(4)的相對(duì)端面為相互配合的斜面(6)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉式壓縮膠筒密封單元，其特征在于:所述套管組件包括膠筒心軸(8)與套管(9)，所述閉式壓縮膠筒密封單元環(huán)設(shè)于所述膠筒心軸(8)與套管(9)內(nèi)，所述閉式壓縮膠筒密封單元具初始結(jié)構(gòu)或壓縮結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的閉式壓縮膠筒密封單元，其特征在于:所述閉式壓縮膠筒密封單元還包括環(huán)設(shè)于所述膠筒心軸(8)與套管(9)內(nèi)且分別設(shè)于所述支撐環(huán)(I)遠(yuǎn)離所述中心膠筒(4) 一端的兩個(gè)通徑規(guī)(7)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的閉式壓縮膠筒密封單元，其特征在于:所述通徑規(guī)(7)與所述套管(9)之間形成環(huán)形間隙(10)。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的閉式壓縮膠筒密封單元，其特征在于:所述閉式壓縮膠筒密封單元的初始結(jié)構(gòu)的所述支撐環(huán)(I)、保護(hù)環(huán)(2)、端面膠筒(3)及中心膠筒(4)均與所述套管(9)間隔。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的閉式壓縮膠筒密封單元，其特征在于:所述閉式壓縮膠筒密封單元的壓縮結(jié)構(gòu)的所述保護(hù)環(huán)(2)和所述支撐環(huán)(I)與所述膠筒心軸(8)與套管(9)圍合形成收容所述端面膠筒(3)和所述中心膠筒(4)的封閉式的密封槽(11)。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的閉式壓縮膠筒密封單元，其特征在于:所述閉式壓縮膠筒密封單元的壓縮結(jié)構(gòu)的所述端面膠筒(3)和所述中心膠筒(4)與所述套管(9)的內(nèi)壁抵接。10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的閉式壓縮膠筒密封單元，其特征在于:所述閉式壓縮膠筒密封單元的初始結(jié)構(gòu)的所述通徑規(guī)(7)和所述支撐環(huán)(I)之間形成V字形環(huán)狀間隙。
【文檔編號(hào)】E21B33/127GK105909206SQ201610466397
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年6月23日
【發(fā)明人】郭鋼, 王顯維, 陳娟, 蘇小會(huì)
【申請(qǐng)人】寶雞市元亨石油設(shè)備有限責(zé)任公司