雙缸壓縮式封隔器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)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(jìn)環(huán)、上移動環(huán)、上壓環(huán)、上膠筒、隔環(huán)、下膠筒、下壓環(huán)、下移動環(huán)、下推進(jìn)環(huán)、下活塞、下啟動器、下液缸和下接頭，通過在上、下膠筒兩端設(shè)置端部銅環(huán)和彈性鋼環(huán)緩沖封隔器坐封過程中的瞬間沖擊力，防止瞬間沖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(shè)置鋸齒形結(jié)構(gòu)，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，并在膠筒骨架上設(shè)置鋸齒形結(jié)構(gòu)，從而保護(hù)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(fù)力。
【專利說明】雙缸壓縮式封隔器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種封隔器，特別是涉及一種石油天然氣開發(fā)用的雙缸壓縮式封隔器。
【背景技術(shù)】
[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(nèi)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于膠筒較長，封隔器坐封后，膠筒肩部突出嚴(yán)重，造成膠筒肩部因應(yīng)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，由于封隔器受力復(fù)雜，易造成封隔器膠筒發(fā)生蠕動，使封隔器失去密封作用。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的就是克服上述現(xiàn)有技術(shù)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(jié)構(gòu)簡單，操作方便，通過設(shè)置端部銅環(huán)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(shè)置鋸齒形結(jié)構(gòu)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(fù)力。
[0005]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn):
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(jìn)環(huán)、上移動環(huán)、上壓環(huán)、上膠筒、隔環(huán)、下膠筒、下壓環(huán)、下移動環(huán)、下推進(jìn)環(huán)、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于上液缸的空腔室中，且上啟動器通過上坐封剪釘與中心管連接，上推進(jìn)環(huán)上端插入上液缸內(nèi)壁與上活塞之間將空腔室密封，中心管上開設(shè)與上液缸空腔室相通的第一進(jìn)液孔，該進(jìn)液孔位于上坐封剪釘上方，上液缸上開設(shè)與上液缸空腔室相通的第二進(jìn)液孔，該進(jìn)液孔位于上啟動器下方，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于下液缸的空腔室中，且下啟動器通過下坐封剪釘與中心管連接，下推進(jìn)環(huán)下端插入下液缸內(nèi)壁與下活塞之間將空腔室密封，中心管上開設(shè)與下液缸空腔室相通的第三進(jìn)液孔，該進(jìn)液孔位于下坐封剪釘下方，下液缸上開設(shè)與下液缸空腔室相通的第四進(jìn)液孔，該進(jìn)液孔位于下啟動器上方，上膠筒和下膠筒的兩端均各自依次設(shè)置端部銅環(huán)和彈性鋼環(huán)，端部銅環(huán)包覆上、下膠筒的端部，彈性鋼環(huán)外端緊壓端部銅環(huán)。
[0006]彈性鋼環(huán)的作用是緩沖封隔器坐封時的瞬間沖擊力和降低端部銅環(huán)的應(yīng)力集中，端部銅環(huán)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(jìn)一步，上液缸和下液缸與中心管之間均設(shè)有O型密封圈，上啟動器與上液缸、中心管之間分別設(shè)有O型密封圈，上推進(jìn)環(huán)與上液缸內(nèi)壁之間設(shè)有O型密封圈，下啟動器與下液缸、中心管之間分別設(shè)有O型密封圈，下推進(jìn)環(huán)與下液缸內(nèi)壁之間設(shè)有O型密封圈。
[0008]進(jìn)一步，中心管與上膠筒和下膠筒配合的表面均設(shè)有鋸齒形結(jié)構(gòu)。
[0009]這種結(jié)構(gòu)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(jìn)一步，所述上膠筒和下膠筒中均硫化有膠筒骨架。
[0011]這種結(jié)構(gòu)有利于防止上、下膠筒在封隔器坐封和密封過程中被破壞，并且在封隔器解封過程中增加上、下膠筒的彈性恢復(fù)力。
[0012]進(jìn)一步，所述膠筒骨架表面設(shè)有鋸齒形結(jié)構(gòu)，并開設(shè)有孔槽。
[0013]這種結(jié)構(gòu)有利于上、下膠筒與膠筒骨架能更好的粘合在一起。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
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(shè)置的鋸齒形結(jié)構(gòu)，能夠有效的防止上、下膠筒工作過程的蠕動。
[0015]2.通過設(shè)置端部銅環(huán)和彈性鋼環(huán)緩沖封隔器坐封過程中的瞬間沖擊力，防止封隔器坐封過程中瞬間沖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.并且設(shè)計膠筒骨架與上、下膠筒硫化到一起，并在膠筒骨架上設(shè)置有鋸齒形結(jié)構(gòu)，能夠保護(hù)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(fù)力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明上半部分主剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明下半部分主剖視結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)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(jìn)環(huán)8、上移動環(huán)9、上壓環(huán)10、上膠筒13、隔環(huán)14、下膠筒15、下壓環(huán)16、下移動環(huán)18、下推進(jìn)環(huán)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位于上液缸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(jìn)環(huán)8上端插入上液缸3內(nèi)壁與上活塞7之間將空腔室26密封，中心管2上開設(shè)與上液缸空腔室26相通的第一進(jìn)液孔25,該進(jìn)液孔位于上坐封剪釘5上方,上液缸3上開設(shè)與上液缸空腔室26相通的第二進(jìn)液孔27，該進(jìn)液孔位于上啟動器6下方，上推進(jìn)環(huán)8內(nèi)壁設(shè)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(huán)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位于下液缸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(jìn)環(huán)17下端插入下液缸19內(nèi)壁與下活塞20之間將空腔室30密封，中心管2上開設(shè)與下液缸空腔室30相通的第三進(jìn)液孔32，該進(jìn)液孔位于下坐封剪釘22下方，下液缸19上開設(shè)與下液缸空腔室30相通的第四進(jìn)液孔29，該進(jìn)液孔位于下啟動器21上方，下推進(jìn)環(huán)17內(nèi)壁設(shè)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(huán)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(shè)置端部銅環(huán)12和彈性鋼環(huán)11，端部銅環(huán)12包覆上、下膠筒13、15的端部，彈性鋼環(huán)11外端緊壓端部銅環(huán)12。
[0020]所述第一進(jìn)液孔25和第三進(jìn)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(jìn)液孔27有4個，均勻布置在上液缸3圓周方向，第四進(jìn)液孔29有4個，均勻布置在下液缸19圓周方向。
[0021]彈性鋼環(huán)11的作用是緩沖封隔器坐封時的瞬間沖擊力和降低端部銅環(huán)12的應(yīng)力集中，端部銅環(huán)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(shè)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(shè)有O型密封圈4，上推進(jìn)環(huán)8與上液缸3內(nèi)壁之間設(shè)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(shè)有O型密封圈4，下推進(jìn)環(huán)17與下液缸19內(nèi)壁之間設(shè)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(shè)有鋸齒形結(jié)構(gòu)28。這種結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)有利于防止上、下膠筒13、15在封隔器坐封和密封過程中被破壞，并且在封隔器解封過程中增加上、下膠筒13、15的彈性恢復(fù)力。
[0025]參見圖6至圖8，所述膠筒骨架13-1表面設(shè)有鋸齒形結(jié)構(gòu)33，并開設(shè)有12個孔槽34。這種結(jié)構(gòu)有利于上、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(jìn)液孔25和第三進(jìn)液孔32分別進(jìn)入上液缸液腔室24和下液缸液腔室31，當(dāng)流體產(chǎn)生的壓力大于上、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(jìn)環(huán)8、上移動環(huán)9、上壓環(huán)10向下移動，上壓環(huán)10壓縮彈性鋼環(huán)11，彈性鋼環(huán)11發(fā)生變形從而和端部銅環(huán)12 —起壓縮上膠筒13，上膠筒13徑向膨脹，密封油套環(huán)形空間，下啟動器21使下活塞20、下推進(jìn)環(huán)17、下移動環(huán)18、下壓環(huán)16向上運動，下壓環(huán)16壓縮彈性鋼環(huán)11，彈性鋼環(huán)11變形從而和端部銅環(huán)12 —起壓縮下膠筒15，下膠筒15徑向膨脹，密封油套環(huán)形空間，設(shè)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(huán)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(huán)形空間打壓，流體通過第二進(jìn)液孔27和第四進(jìn)液孔29分別進(jìn)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(fù)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(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)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(jìn)環(huán)、上移動環(huán)、上壓環(huán)、上膠筒、隔環(huán)、下膠筒、下壓環(huán)、下移動環(huán)、下推進(jìn)環(huán)、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于上液缸的空腔室中，且上啟動器通過上坐封剪釘與中心管連接，上推進(jìn)環(huán)上端插入上液缸內(nèi)壁與上活塞之間將空腔室密封，中心管上開設(shè)與上液缸空腔室相通的第一進(jìn)液孔，該進(jìn)液孔位于上坐封剪釘上方，上液缸上開設(shè)與上液缸空腔室相通的第二進(jìn)液孔，該進(jìn)液孔位于上啟動器下方，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于下液缸的空腔室中，且下啟動器通過下坐封剪釘與中心管連接，下推進(jìn)環(huán)下端插入下液缸內(nèi)壁與下活塞之間將空腔室密封，中心管上開設(shè)與下液缸空腔室相通的第三進(jìn)液孔，該進(jìn)液孔位于下坐封剪釘下方，下液缸上開設(shè)與下液缸空腔室相通的第四進(jìn)液孔，該進(jìn)液孔位于下啟動器上方，其特征在于:上膠筒和下膠筒的兩端均各自依次設(shè)置端部銅環(huán)和彈性鋼環(huán)，端部銅環(huán)包覆上、下膠筒的端部，彈性鋼環(huán)外端緊壓端部銅環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙缸壓縮式封隔器，其特征在于:上液缸和下液缸與中心管之間均設(shè)有O型密封圈，上啟動器與上液缸、中心管之間分別設(shè)有O型密封圈，上推進(jìn)環(huán)與上液缸內(nèi)壁之間設(shè)有O型密封圈，下啟動器與下液缸、中心管之間分別設(shè)有O型密封圈，下推進(jìn)環(huán)與下液缸內(nèi)壁之間設(shè)有O型密封圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙缸壓縮式封隔器，其特征在于:中心管與上膠筒和下膠筒配合的表面均設(shè)有鋸齒形結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙缸壓縮式封隔器，其特征在于:所述上膠筒和下膠筒中均硫化有膠筒骨架。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙缸壓縮式封隔器，其特征在于:所述膠筒骨架表面設(shè)有鋸齒形結(jié)構(gòu)，并開設(shè)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(yōu)先權(quán)日:2013年10月18日
【發(fā)明者】李斌, 楊春雷, 蔣宇鴻, 沈桓宇, 劉婷 申請人:西南石油大學(xué)