專利名稱：異步自鎖密封段的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及油田注水井所用配水器的測調(diào)和驗(yàn)封所使用的密封段。具體的說 是在橋式偏心配水器的使用中能夠?qū)⒅行耐ǖ劳耆忾]并且密封皮碗不會(huì)卡住儀器，使得 施工操作更安全的異步自鎖密封段。
背景技術(shù)：
目前，在橋式偏心配水器的使用中，常用的密封段是同步壓封的，當(dāng)儀器坐入配水 器中，密封段在加重桿重力的作用下，上下密封段中的兩皮碗很難同步張開密封，當(dāng)上部皮 碗張開后，與密封壁間的阻力增加，并將加重桿托住，下部皮碗不能獲很足夠的壓力，無法 實(shí)現(xiàn)密封，導(dǎo)致施工失敗。并且常用的密封段沒有自鎖功能，只是靠加重桿的重力使其密 封，密封性能會(huì)受注水壓力和注水量的影響和干擾，可靠性低。當(dāng)作業(yè)后的水井驗(yàn)封時(shí)，由 于地層長時(shí)間沒有注水，壓力會(huì)很低，將密封段坐入配水器中后過高的油壓常常會(huì)將皮碗 破壞，并壓入儀器與配水器之的縫隙中造成遇卡事故。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服密封不嚴(yán)和超壓遇卡事故的缺欠，本實(shí)用新型提供一種可將上下兩密封 段的皮碗異步坐封，同時(shí)具有可靠的自鎖和卸壓特點(diǎn)的異步自鎖密封段。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種異步自鎖密封段，包括上接頭，下接頭，皮碗及上 下卡箍，所述的上下接頭間置有內(nèi)鋼套及外鋼套；而內(nèi)鋼套的上端凸沿卡在上接頭的內(nèi)環(huán) 形臺(tái)階上，內(nèi)鋼套的外柱面中間位置帶有臺(tái)階；外鋼套的上端帶有內(nèi)臺(tái)階，與內(nèi)鋼套外柱面 的臺(tái)階間置有小彈簧，外鋼套的內(nèi)壁設(shè)置有上環(huán)形槽及下環(huán)形槽；下接頭的上段薄壁置于 內(nèi)外鋼套間的環(huán)形腔內(nèi)并與腔壁接觸，且薄壁上設(shè)置有與上下環(huán)槽位置對(duì)應(yīng)的通孔，通孔 內(nèi)置有鋼珠；在外鋼套與下接頭的等徑柱面上分別固定上卡箍及下卡箍，上下卡箍間固定 皮碗；上下接頭及內(nèi)鋼套的中心孔道內(nèi)置有異步彈簧。所述的通孔及鋼珠徑向均布，且鋼珠的直徑與下接頭上段薄壁的壁厚差為正值； 所述的上環(huán)形槽的軸向尺寸與皮碗座封及解封所需移動(dòng)距離對(duì)應(yīng)；在下接頭的內(nèi)孔變徑處 固定安全閥。本實(shí)用新型的有益效果是由于該密封段采用迭套在一起的三層圓管狀鋼套對(duì)拉 結(jié)構(gòu)，固定在外鋼套及下接頭上的皮碗通過鋼套的相對(duì)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)密封及解封；而置于內(nèi)外 鋼套環(huán)形腔內(nèi)的下接頭上段的薄壁上設(shè)置有徑向均布的通孔與外鋼套內(nèi)壁上的環(huán)槽對(duì)應(yīng)， 通孔內(nèi)置有鋼珠，且鋼珠的直徑與下接頭上段薄壁的壁厚差為正值，在鋼套的對(duì)拉中實(shí)現(xiàn) 密封和自鎖，從而使密封性能更可靠和精準(zhǔn)，在使用操作中更安全；在兩密封段上下疊加 使用時(shí)，上密封段的中心通道中置有彈簧，下密封段的下接頭內(nèi)孔變徑固定安全閥，其上密 封段內(nèi)彈簧的張力使下密封段的皮碗密封自鎖后，彈簧才能得到足夠的力受壓變形使上部 皮碗密封自鎖，實(shí)現(xiàn)異步自鎖，下密封段內(nèi)的安全閥在井內(nèi)油壓過高時(shí)，會(huì)使油管與地層連 通，避免將皮碗壓壞而遇卡。
附圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為附圖1的實(shí)施例示意圖；附圖3為附圖1中序號(hào)9下接頭上段薄壁的局部結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-上接頭，2-內(nèi)鋼套，3-小彈簧，4-外鋼套，5-鋼珠，6-異步彈簧，7-皮碗， 8-上卡箍，9-下連接頭，10-安全閥螺栓11-安全閥彈簧，12-鋼球，13-密封球座，14-凸 沿，15-內(nèi)環(huán)形臺(tái)階，16-內(nèi)臺(tái)階，17-臺(tái)階，18-上環(huán)槽，19-下環(huán)槽，20-通孔，21-下卡箍。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明由附圖1所示，該異步自鎖密封段主要包括上下接頭(1，9)，內(nèi)外鋼套(2，4)，鋼珠 5，彈簧6，皮碗7及上下卡箍(8，21)，其中上接頭1與下接頭9間置有內(nèi)鋼套2及外鋼套4 ； 而內(nèi)鋼套2的上端帶有凸沿14，卡在上接頭1的內(nèi)環(huán)形臺(tái)階15上，而內(nèi)鋼套2的外柱面中 間位置帶有臺(tái)階17 ；外鋼套4的上端面與上接頭1的下端面接觸，且外鋼套4的上端帶有 內(nèi)臺(tái)階16，臺(tái)階(16，17)與外鋼套4的側(cè)壁形成的環(huán)形腔內(nèi)置有小彈簧3，而外鋼套4的內(nèi) 壁上設(shè)置有上環(huán)槽18及下環(huán)槽19，而上環(huán)槽18的軸向尺寸與皮碗7解封及座封所需移動(dòng) 的距離對(duì)應(yīng)，同時(shí)限制中間層上下移動(dòng)的距離；下接頭9的上段薄壁置于內(nèi)外鋼套(2，4)間 的環(huán)形腔內(nèi)并與內(nèi)外鋼套(2，4)的腔壁接觸，且薄壁上設(shè)置有與上下環(huán)槽(18，19)位置對(duì) 應(yīng)的上下兩圈通孔20，如附圖3所示，其孔20為徑向均布，孔內(nèi)置有鋼珠5，且鋼珠5的直 徑與下接頭9上段薄壁的壁厚差為正值；在外鋼套4與下接頭9的等徑柱面上分別固定上 卡箍8及下卡箍21，上下卡箍(8，21)間固定皮碗7，外鋼套4與下接頭9的相對(duì)軸向移動(dòng) 實(shí)現(xiàn)皮碗7的解封與座封；而環(huán)槽(18，19)的徑向深度略大于鋼珠5的直徑與所在薄壁的 差，當(dāng)上下圈鋼珠5位于外鋼套4上對(duì)應(yīng)的環(huán)形槽(18，19)內(nèi)時(shí)，該密封段處于座封自鎖狀 態(tài)；上下接頭(1，9)及內(nèi)鋼套2的中心孔道內(nèi)置有異步彈簧6。座封過程如附圖2所示，當(dāng)儀器坐入工作筒后外鋼套4被向下推動(dòng)，下接頭9的上 端薄壁鋼套在內(nèi)外層鋼套(2，4)間相對(duì)上移，而鋼珠5的直徑大于薄壁的厚度，使得內(nèi)層鋼 套2被鋼珠5頂著向上推，當(dāng)下圈鋼珠5行至外層鋼套4的下環(huán)槽19處時(shí)，此處縫隙變寬， 內(nèi)層鋼套2又在小彈簧3的作用下向下移動(dòng)，將鋼珠5推進(jìn)下環(huán)槽19內(nèi)，此時(shí)上圈鋼珠5 已行至上環(huán)槽18的最上端并卡住，外鋼套4與下接頭9柱面上的上下卡箍(8，21)間的軸 向距離縮短，使皮碗7徑向膨脹，緊貼工作筒內(nèi)壁，從而完成皮碗座封過程。當(dāng)儀器上提，與儀器連接的上接頭1上移，因內(nèi)鋼套2的上端凸沿14卡在上接頭 1的內(nèi)環(huán)形臺(tái)階15上，內(nèi)鋼套2跟隨上移，當(dāng)內(nèi)層鋼套2的下端提過下圈鋼珠5的位置時(shí)， 縫隙增大后鋼珠5從下環(huán)槽19中脫出，下接頭9在自身重量和皮碗7張力的作用下向下移 動(dòng)，皮碗7的軸向尺寸拉長，恢復(fù)原始狀態(tài)，完成解封過程，如附圖1所示。使用時(shí)，可兩件密封段上下疊加使用，中間由接箍螺紋連接，可將下面的密封段通 道中的彈簧6去掉，且在下接頭9的內(nèi)孔變徑處安裝由空管狀螺栓10，彈簧11，鋼球12，密 封球座13組成的安全閥，如附圖2所示，當(dāng)井內(nèi)油壓過高時(shí)，會(huì)克服彈簧11的作用力，將鋼 球12向上頂起，使油管與地層連通，避免將皮碗7壓壞而遇卡。其上密封段內(nèi)彈簧6的張
4力使下密封段的皮碗7密封自鎖后，彈簧6才能得到足夠的力受壓變形使上密封段的皮碗 7密封自鎖，實(shí)現(xiàn)異步自鎖。該密封段能夠?qū)⑴渌鞯闹行耐ǖ喇惒矫芊猓瑢?shí)現(xiàn)雙重座封自 鎖，從而使密封性能更可靠和精準(zhǔn)，并且密封皮碗不會(huì)因井下壓力過高受破壞而卡住儀器， 使得施工操作更安全。
權(quán)利要求一種異步自鎖密封段，包括上接頭(1)，下接頭(9)，皮碗(7)及上下卡箍(8，21)，其特征在于上下接頭(1，9)間置有內(nèi)鋼套(2)及外鋼套(4)；而內(nèi)鋼套(2)的上端凸沿(14)卡在上接頭(1)的內(nèi)環(huán)形臺(tái)階(15)上，內(nèi)鋼套(2)的外柱面中間位置帶有臺(tái)階(17)；外鋼套(4)的上端帶有內(nèi)臺(tái)階(16)，臺(tái)階(16，17)間置有小彈簧(3)，外鋼套(4)的內(nèi)壁設(shè)置有上環(huán)槽(18)及下環(huán)槽(19)；下接頭(9)的上段薄壁置于內(nèi)外鋼套(2，4)間的環(huán)形腔內(nèi)并與腔壁接觸，且薄壁上設(shè)置有與上下環(huán)槽(18，19)位置對(duì)應(yīng)的兩圈通孔(20)，通孔(20)內(nèi)置有鋼珠(5)；在外鋼套(4)與下接頭(9)的等徑柱面上分別固定上卡箍(8)及下卡箍(21)，上下卡箍(8，21)間固定皮碗(7)；上下接頭(1，9)及內(nèi)鋼套(2)的中心孔道內(nèi)置有異步彈簧(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異步自鎖密封段，其特征在于所述的通孔(20)及鋼珠(5) 徑向均布，且鋼珠(5)的直徑與下接頭(9)上段薄壁的壁厚差為正值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異步自鎖密封段，其特征在于所述的上環(huán)槽(18)的軸向尺 寸與皮碗(7)座封及解封所需移動(dòng)的距離對(duì)應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異步自鎖密封段，其特征在于在下接頭(9)的內(nèi)孔變徑固 定安全閥。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種油田注水井注水時(shí)，在橋式偏心配水器中使用的異步自鎖密封段。其特征在于上下接頭間置有內(nèi)鋼套及外鋼套；而內(nèi)鋼套的上端凸沿卡在上接頭的內(nèi)環(huán)形臺(tái)階上，內(nèi)鋼套的外柱面中間位置帶有臺(tái)階；外鋼套的上端帶有內(nèi)環(huán)形臺(tái)階，與內(nèi)鋼套外柱面的臺(tái)階間置有小彈簧，外鋼套的內(nèi)壁設(shè)置有上環(huán)槽及下環(huán)槽；下接頭的上段薄壁置于內(nèi)外鋼套間的環(huán)形腔內(nèi)并與腔壁接觸，且薄壁上設(shè)置有與上下環(huán)槽位置對(duì)應(yīng)的孔，孔內(nèi)置有鋼珠；在外鋼套與下接頭的等徑柱面上分別固定上卡箍及下卡箍，上下卡箍間固定皮碗；上下接頭及內(nèi)鋼套的中心孔道內(nèi)置有異步彈簧。該密封段疊加使用時(shí)，可實(shí)現(xiàn)上下兩密封段的皮碗異步坐封，同時(shí)具有可靠的自鎖和卸壓特點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21B33/126GK201606032SQ20092027601
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日
發(fā)明者張文杰 申請(qǐng)人:張文杰