本實用新型涉及石油工程技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種防爆裂套管外封隔器。
背景技術(shù):
封隔器是指具有彈性密封原件,并借此封隔各種尺寸管柱與井眼之間以及管柱之間環(huán)形空間,并隔絕產(chǎn)層,以控制產(chǎn)注液保護套管的井下工具。
套管外封隔器設(shè)置于套管和井眼之間,以封隔套管和井眼之間的環(huán)形空間。常用的套管外封隔器是水力膨脹式的,其工作原理是:在固井碰壓后向套管內(nèi)施加一定的壓力,通過封隔器的特定裝置使套管內(nèi)鉆井液填充進封隔器的膠筒內(nèi),使膠筒膨脹,封隔環(huán)形空間。
由于井眼內(nèi)壁不規(guī)整,膨脹后的膠筒各處受力不均,且膨脹后的膠筒厚度減薄,易導致封隔器爆裂,失去封隔作用。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的在于提供一種防爆裂套管外封隔器。
為實現(xiàn)上述實用新型目的,本實用新型采用如下技術(shù)方案:
一種防爆裂套管外封隔器,包括:
同軸設(shè)置的中心管、外管、滑套,所述外管通過螺紋與所述中心管連接,所述滑套設(shè)置于所述中心管和所述外管之間并通過剪銷與所述外管連接,所述滑套的一端端部與所述外管、中心管合圍形成有環(huán)形腔室,所述環(huán)形腔室通過所述中心管上設(shè)有的水眼與所述中心管內(nèi)部聯(lián)通;
還包括:
膠筒,所述膠筒包括筒體和用于固定所述筒體兩端的上托盤和下托盤,所述下托盤可沿中心管軸向滑動,所述滑套的另一端端部與所述下托盤相抵靠,所述上托盤與所述中心管固定連接;
其中,所述中心管與所述膠筒位置相匹配的外周設(shè)有馬牙扣,所述下托盤內(nèi)周向嵌設(shè)有卡簧;
所述膠筒的筒體包括位于內(nèi)側(cè)的主體部和由所述主體部外壁上突出形成的環(huán)形接觸部;所述主體部內(nèi)側(cè)設(shè)有若干環(huán)形槽,所述環(huán)形槽的寬度由內(nèi)至外逐漸減小,所述接觸部的外表面為軸向中部向內(nèi)側(cè)凹陷的環(huán)狀弧面;
所述接觸部由橡膠材質(zhì)所制成,所述主體部由硬度高于所述接觸部的聚氨酯材質(zhì)所制成。
作為本實用新型進一步改進的技術(shù)方案,所述筒體的主體部兩端分別被安裝在所述上、下托盤的環(huán)槽內(nèi)。
作為本實用新型進一步改進的技術(shù)方案,所述主體部內(nèi)側(cè)的若干環(huán)形槽和所述接觸部均位于所述筒體軸向中部。
相對于現(xiàn)有技術(shù),本實用新型的技術(shù)效果在于:
本實用新型通過液壓推動滑套,驅(qū)使下托盤移動,下托盤擠壓筒體使主體部彎曲,外徑增大,以封隔套管和井眼之間的環(huán)形空間,卡簧和馬牙扣配合止退,實現(xiàn)永久性座封,座封時主體部厚度不變,同時,主體部采用硬度較高的聚氨酯制成,筒體不容易爆裂,封隔效果可靠。
附圖說明
圖1是本實用新型實施方式中一種防爆裂套管外封隔器的半剖視結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是圖1中A處的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是圖1中B處的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是本實用新型實施方式中一種防爆裂套管外封隔器的使用狀態(tài)示意圖。
具體實施方式
以下將結(jié)合附圖所示的具體實施方式對本實用新型進行詳細描述。但這些實施方式并不限制本實用新型,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
請參見圖1至4,一種防爆裂套管外封隔器100,包括:
同軸設(shè)置的中心管1、外管2、滑套3,所述外管2通過螺紋與所述中心管1連接,所述滑套3設(shè)置于所述中心管1和所述外管2之間并通過剪銷4與所述外管2連接,所述滑套3的一端端部與所述外管2、中心管1合圍形成有環(huán)形腔室5,所述環(huán)形腔室5通過所述中心管1上設(shè)有的水眼6與所述中心管1內(nèi)部聯(lián)通;
還包括:
膠筒7,所述膠筒7包括筒體71和用于固定所述筒體71兩端的上托盤72和下托盤73,所述下托盤73可沿中心管1軸向滑動,所述滑套3的另一端端部與所述下托盤73相抵靠,所述上托盤72與所述中心管1固定連接;
其中,所述中心管1與所述膠筒7位置相匹配的外周設(shè)有馬牙扣8,所述下托盤73內(nèi)周向嵌設(shè)有卡簧9;
所述膠筒7的筒體71包括位于內(nèi)側(cè)的主體部711和由所述主體部711外壁上突出形成的環(huán)形接觸部712;所述主體部711內(nèi)側(cè)設(shè)有若干環(huán)形槽,所述環(huán)形槽的寬度由內(nèi)至外逐漸減小,所述接觸部712的外表面為軸向中部向內(nèi)側(cè)凹陷的環(huán)狀弧面;
所述接觸部712由橡膠材質(zhì)所制成,所述主體部711由硬度高于所述接觸部712的聚氨酯材質(zhì)所制成。
需要說明的是,馬牙扣8為數(shù)道帶有斜面的環(huán)形槽,其斜面與中心管1軸線的夾角為30-45度,斜面底部有一垂直于中心管1軸線的平面。
由于主體部711內(nèi)側(cè)設(shè)有寬度由內(nèi)至外遞減的環(huán)形槽,下托盤73擠壓筒體71時,主體部711自然向外突出彎曲,外徑變大。但是不同于水力膨脹式封隔器,主體部711外徑變大的同時,厚度不變,而且主體部711采用硬度較高的聚氨酯制成,不易因受力不均爆裂。
同時,主體部711內(nèi)側(cè)設(shè)置的環(huán)形槽使得主體部711更容易彎曲變形,座封時所需的液壓強度較小,而座封彎曲過程中由于主體部711內(nèi)外兩側(cè)的直徑不同(內(nèi)徑小于外徑),主體部711上的環(huán)形槽逐漸收攏消失(請參見圖4),使得主體部711結(jié)構(gòu)連續(xù),以保證主體部711的抗壓強度。
主體部711外側(cè)采用較軟的橡膠材質(zhì)制作有接觸部712,座封時接觸部712在井眼內(nèi)壁和主體部711之間起到彈性緩沖作用,可以進一步防止筒體71爆裂。
由于主體部711彎曲時筒體71與井眼內(nèi)壁相抵持接觸的表面為一弧面,弧面曲率越大則與井眼內(nèi)壁的接觸面積越小,單位面積壓強越大,越容易爆裂;將接觸部712的外表面設(shè)置為內(nèi)凹的,主體部711彎曲時筒體71與井眼內(nèi)壁相接觸的表面(接觸部外表面)曲率較小(相對于外表面為平面或者外凸而言,外表面常規(guī)狀態(tài)下為內(nèi)凹狀,彎曲突出時曲率較小;可以參見圖1,常規(guī)狀態(tài)下主體部711外側(cè)是外凸狀的,接觸部712外側(cè)是內(nèi)凹狀,進一步參看圖4中主體部711和接觸部712的形狀,對比可見彎曲突出時接觸部712的曲率較小),可以獲得更大的接觸面積,有益于防止筒體71爆裂。
進一步的,在本實施方式中所述筒體71的主體部711兩端分別被安裝在所述上、下托盤的環(huán)槽內(nèi)。
進一步的,所述主體部711內(nèi)側(cè)的若干環(huán)形槽和所述接觸部712均位于所述筒體71軸向中部,以使筒體71彎曲時外徑最大處位于軸向中部。
使用時將本實用新型接于套管串中,當固井碰壓后套管底端已堵塞,向套管內(nèi)蹩壓,當壓力上升到一定值時,高壓液體經(jīng)水眼6進入環(huán)形腔室5內(nèi),作用在滑套3上剪斷剪銷4,推動滑套3和下托盤73上行,因主體部711內(nèi)側(cè)環(huán)形槽的存在,主體部711內(nèi)外兩側(cè)強度不均,受壓后自然向外彎曲,外徑變大(厚度不變),塞滿環(huán)形空間,卡簧9卡在相應(yīng)位置的馬牙扣8上,下托盤73不能下行而被鎖定,膠筒7牢固地座封在套管外的環(huán)形空間里。
相對于現(xiàn)有技術(shù),本實用新型的技術(shù)效果在于:
本實用新型通過液壓推動滑套,驅(qū)使下托盤移動,下托盤擠壓筒體使主體部彎曲,外徑增大,以封隔套管和井眼之間的環(huán)形空間,卡簧和馬牙扣配合止退,實現(xiàn)永久性座封,座封時主體部厚度不變,同時,主體部采用硬度較高的聚氨酯制成,筒體不容易爆裂,封隔效果可靠。
最后應(yīng)說明的是:以上實施方式僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案,而非對其限制;盡管參照前述實施方式對本實用新型進行了詳細的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:其依然可以對前述各實施方式所記載的技術(shù)方案進行修改,或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施方式技術(shù)方案的精神和范圍。