專(zhuān)利名稱(chēng)：高密封壓縮式封隔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油氣田勘探、開(kāi)發(fā)過(guò)程中封隔油氣井各油層或油管套管的封隔裝置， 尤其是能提供安全、穩(wěn)定、可靠密封性能的壓縮式封隔器。
技術(shù)背景目前，公知的壓縮式封隔器無(wú)論是Y241型還是Y341型，其構(gòu)造主要是由上下連接頭、 膠筒密封機(jī)構(gòu)、座封機(jī)構(gòu)組成。膠筒密封機(jī)構(gòu)包括套在外芯管上的若干串聯(lián)的膠筒及設(shè)在 相鄰膠筒之間的金屬隔環(huán)。封隔器下入油井后，通過(guò)液壓或其他外力使封隔器的膠筒徑向 漲起與套管緊密接觸，座封機(jī)構(gòu)鎖定，從而封隔油井的上下油層或油管套管。存在的主要 問(wèn)題有封隔器工作時(shí)封隔膠筒易損壞導(dǎo)致密封不穩(wěn)定或容易失效，起管柱時(shí)容易造成事 故而進(jìn)行修井。 發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的壓縮式封隔器工作時(shí)膠筒易損壞而導(dǎo)致密封機(jī)構(gòu)密封不穩(wěn)定或容易 失效的不足，本發(fā)明提供一種高密封壓縮式封隔器，該壓縮式封隔器的膠筒不易破壞，密 封機(jī)構(gòu)密封穩(wěn)定，施工時(shí)安全可靠。本發(fā)明人在研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，壓縮式封隔器的膠筒密封機(jī)構(gòu)的破壞通常是由端部膠筒 的破壞而引起的。封隔器在座封時(shí)需要對(duì)膠筒施加壓力，如圖l所示，端部膠筒4被壓縮變 形，并在封隔器鋼體2與套管14的間隙處形成肩突13，該肩突隨著施加在膠筒上的壓力增大 而顯著增大，如果壓力增加到一定值時(shí)會(huì)導(dǎo)致其肩突過(guò)長(zhǎng)，當(dāng)油管輕微蠕動(dòng)時(shí)端部膠筒的 肩突部位極易遭到破壞；端部膠筒破壞后，整個(gè)膠筒密封機(jī)構(gòu)受力不均，繼而導(dǎo)致其它膠 筒遭受破壞，導(dǎo)致封隔器密封失效。當(dāng)端部膠筒壓縮量達(dá)到極限壓縮量時(shí)，其肩突極易遭 到破壞。如果端部膠筒的壓縮量能夠控制在低于極限壓縮量的一定范圍內(nèi)，則端部膠筒在 封隔器鋼體與套管的間隙處形成的肩突不會(huì)被破壞，對(duì)中間膠筒就可起到保護(hù)作用，從而 使整個(gè)膠筒密封機(jī)構(gòu)穩(wěn)定、可靠。本發(fā)明正是基于上述思路而設(shè)計(jì)的。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是高密封壓縮式封隔 器，包括上下連接頭、膠筒密封機(jī)構(gòu)、座封機(jī)構(gòu)，膠筒密封機(jī)構(gòu)包括套在外芯管上的若干 串聯(lián)的膠筒及設(shè)在相鄰膠筒之間的金屬隔環(huán)，所述膠筒密封機(jī)構(gòu)還包括對(duì)端部膠筒的壓縮 量進(jìn)行限制的限位套筒，所述限位套筒設(shè)在端部膠筒與外芯管之間，限位套筒的軸向長(zhǎng)度 小于相應(yīng)端膠筒的軸向長(zhǎng)度。由于端部膠筒內(nèi)設(shè)有限位套筒，當(dāng)膠筒壓縮至限位套筒處時(shí)就不再被繼續(xù)壓縮，其壓 縮量的最大值就是端部膠筒與限位套筒的長(zhǎng)度差，因此，可以通過(guò)設(shè)定限位套筒的長(zhǎng)度來(lái) 控制端部膠筒的壓縮量，使端部膠筒不會(huì)達(dá)到壓縮極限，這樣，端部膠筒在封隔器鋼體與 套管的間隙處形成的肩突不致過(guò)長(zhǎng)而破壞，使端部膠筒始終處于完好狀態(tài)，對(duì)中間膠筒起 到較好的保護(hù)作用，因此可以提高膠筒密封機(jī)構(gòu)的密封穩(wěn)定性，不會(huì)因膠筒損壞而導(dǎo)致密 封失效。由于封隔器座封后，端部膠筒和中間膠筒都產(chǎn)生肩突，中間膠筒肩突到一定程度后要 繼續(xù)伸長(zhǎng)時(shí)，受到端部膠筒肩突的限制，因此，座封時(shí)端部膠筒在金屬隔環(huán)頂部的肩突具 有限制中間膠筒的肩突在此處繼續(xù)伸長(zhǎng)的作用，即中間膠筒的肩突長(zhǎng)度被有效地控制，不 會(huì)伸長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)，從而保護(hù)中間膠筒不被破壞。為了便于端部膠筒在金屬隔環(huán)頂部形成一定量 的肩突，本發(fā)明的限位套筒設(shè)在端部膠筒的外端，使得端部膠筒上多出限位套筒的部分位 于金屬隔環(huán)一側(cè)，這樣，在座封時(shí)，端部膠筒在金屬隔環(huán)一側(cè)容易變形，容易在金屬隔環(huán) 頂部形成一定量的肩突，從而對(duì)中間膠筒在此處的肩突進(jìn)行阻擋，以防止其延伸過(guò)長(zhǎng)而遭 到破壞。端部膠筒與中間膠筒之間的金屬隔環(huán)在膠筒的唇部外緣的兩側(cè)端面有向頂部過(guò)渡的曲 面。使得其兩側(cè)的膠筒在金屬隔環(huán)頂部形成的肩突曲率較大，便于膠筒沿該曲面向外爬升 和向內(nèi)收縮，可對(duì)膠筒起到較好的保護(hù)作用。本發(fā)明端部膠筒主要起到保護(hù)中間膠筒作用，中間膠筒承擔(dān)密封作用。因此，本發(fā)明 的優(yōu)先方案是單個(gè)端部膠筒軸向長(zhǎng)度小于中間膠筒的軸向長(zhǎng)度。這樣可以設(shè)定較小的端部 膠筒壓縮量，從而使座封活塞行程縮短，.使得整個(gè)封隔器的長(zhǎng)度縮短，便于施工，減少事 故發(fā)生。本發(fā)明的有益效果是，端部膠筒的壓縮量可以控制在低于其極限壓縮量的一定范圍內(nèi)， 端部膠筒始終處于完好狀態(tài)，實(shí)施對(duì)中間膠筒的保護(hù)，從而提高膠筒密封機(jī)構(gòu)的密封穩(wěn)定 性，從而保證施工準(zhǔn)確、高效、可靠同時(shí)，完好的膠筒可以保證起下管柱方便，減少或 避免了修井等事故；本發(fā)明機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單；設(shè)定較短的端部膠筒，可以使端部膠筒壓縮后處于 完好時(shí)的壓縮量減小，可使座封時(shí)縮短活塞行程，縮短整個(gè)封隔器的長(zhǎng)度，便于施工，減 少事故發(fā)生。


圖1為座封后膠筒形成肩突的原理圖。 圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明座封后膠筒端部肩突形狀示意圖。圖中，1、上接頭，2、外芯管套接頭，3、限位套筒，4、端部膠筒，5、金屬隔環(huán),6、中間 膠筒，7、金屬隔環(huán)，8、外芯管，9、金屬擋環(huán)，10、座封活塞，11、下接頭，12、曲面，13、 肩突，14、套管。
具體實(shí)施方式
如圖2所示，本發(fā)明高密封壓縮式封隔器，包括上接頭l、下接頭ll、膠筒密封機(jī)構(gòu)、 座封機(jī)構(gòu)，膠筒密封機(jī)構(gòu)的膠筒4、 6套在外芯管8上，相鄰膠筒之間設(shè)有金屬隔環(huán)5和7。 本實(shí)施例中所用膠筒為四個(gè)，兩個(gè)端部膠筒4的外端分別與封隔器鋼體外芯管接頭2、金 屬擋環(huán)9接觸，端部膠筒4與外芯管8之間裝有限位套筒3，該限位套筒3的軸向長(zhǎng)度小 于端部膠筒4的軸向長(zhǎng)度，限位套筒3設(shè)在端部膠筒4的外端，使得端部膠筒上多出限位 套筒的部分位于金屬隔環(huán)5—側(cè)，在座封時(shí)，端部膠筒壓縮到限位套筒的長(zhǎng)度時(shí)受到限位 套筒的阻擋不再被繼續(xù)壓縮，因此，兩者的軸向長(zhǎng)度差即為該端部膠筒設(shè)定的座封壓縮量， 改變限位套筒的長(zhǎng)度可以改變?cè)撟鈮嚎s量。這樣，在座封時(shí)，端部膠筒4在套管與外芯 管接頭2和金屬擋環(huán)9的間隙處形成的肩突13可以控制得完好無(wú)損壞，如圖3所示,并且， 由于端部膠筒的座封最大壓縮量是恒定的，該肩突不會(huì)隨座封壓力的增大而增大。端部膠筒4與中間膠筒6之間的金屬隔環(huán)5在膠筒的唇部外緣的兩側(cè)端面有向頂部過(guò) 渡的曲面12，使得其兩側(cè)的膠筒在金屬隔環(huán)頂部形成的肩突曲率較大，便于膠筒沿該曲面 向外爬升和向內(nèi)收縮，可對(duì)膠筒起到較好的保護(hù)作用。
權(quán)利要求
1、一種高密封壓縮式封隔器，包括上接頭[1]、膠筒密封機(jī)構(gòu)、座封機(jī)構(gòu)和下接頭[11]，膠筒密封機(jī)構(gòu)包括套在外芯管[8]上的若干串聯(lián)的膠筒[4、6]及設(shè)在相鄰膠筒之間的金屬隔環(huán)[5、7]，其特征是所述膠筒密封機(jī)構(gòu)還包括對(duì)端部膠筒[4]的壓縮量進(jìn)行限制的限位套筒[3]，所述限位套筒[3]設(shè)在端部膠筒[4]與外芯管[8]之間，限位套筒的軸向長(zhǎng)度小于相應(yīng)的端部膠筒的軸向長(zhǎng)度。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高密封壓縮式封隔器，其特征是所述限位套筒[3]設(shè)在端部 膠筒[4]的外端，使得端部膠筒上多出限位套筒的部分位于金屬隔環(huán)[5] —側(cè)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高密封壓縮式封隔器，其特征是端部膠筒[4]與中間膠筒[6] 之間的金屬隔環(huán)[5]在膠筒的唇部外緣的兩側(cè)端面有向頂部過(guò)渡的曲面[12]。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的高密封壓縮式封隔器，其特征是單個(gè)端部膠筒[4] 的軸向長(zhǎng)度小于中間膠筒[6]的軸向長(zhǎng)度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高密封壓縮式封隔器，包括上接頭[1]、膠筒密封機(jī)構(gòu)、座封機(jī)構(gòu)和下接頭[11]，膠筒密封機(jī)構(gòu)包括對(duì)一個(gè)限位套筒[3]，限位套筒[3]設(shè)在端部膠筒[4]與外芯管[8]之間，限位套筒的軸向長(zhǎng)度小于相應(yīng)的端部膠筒的軸向長(zhǎng)度。本發(fā)明的端部膠筒的壓縮量可以控制，使得端部膠筒始終處于完好狀態(tài)，對(duì)中間膠筒起到較好的保護(hù)作用，可以提高膠筒密封機(jī)構(gòu)的密封穩(wěn)定性，不會(huì)因膠筒損壞而導(dǎo)致密封失效。設(shè)定較短的端部膠筒，可使座封活塞行程縮短，縮短整個(gè)封隔器的長(zhǎng)度，便于施工，減少事故發(fā)生。
文檔編號(hào)E21B33/128GK101165307SQ20061013709
公開(kāi)日2008年4月23日 申請(qǐng)日期2006年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月18日
發(fā)明者劉宜貴 申請(qǐng)人:劉宜貴