組合式膠筒護肩擴徑隔環的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及油田油井鉆采【技術領域】，尤其涉及一種組合式膠筒護肩擴徑隔環，包括中心管、套接在所述中心管上的膠筒以及分別位于所述膠筒兩端的結構相同的上擴徑環組、下擴徑環組，所述下擴徑環組包括下支撐環以及若干個與所述下支撐環配合的下擴徑塊，所述下擴徑塊套接在所述下支撐環上，所述下擴徑塊外部設有下凹槽，所述下凹槽中安裝有下回拉簧，所述下擴徑塊的下端設有下定位銷絲扣孔，所述下定位銷絲扣孔中設有下定位銷，承壓套和承壓接頭之間設有過液孔；本支撐環采用多錐面結構并且通過定位銷進行導向定位，能夠保證擴徑塊均勻的徑向移動，而不會出現擴徑塊翹起的現象，通過回位拉簧能夠保證擴徑塊快速的回到初始位置。
【專利說明】組合式膠筒護肩擴徑隔環
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及油田油井鉆采【技術領域】，尤其涉及一種組合式膠筒護肩擴徑隔環。
【背景技術】
[0002]封隔器密封膠筒的承壓能力對于油田井下施工的成敗起著至關重要的作用，特別是高壓作業的油井和小直徑封隔器，如:需高壓作業的油井，現通常的辦法是選用鋼體外徑較大的封隔器來縮減膠筒在環空中的承壓截面，來提高其抗壓性能。但因此會帶來封隔器在井內通過性能降低的負面影響，給起下管柱作業造成一定風險。再有就是有一些特殊的油井，必須使用小直徑的封隔器輸送至井下進行封隔作業，膠筒在大環空內承壓工作，因截面過大降低了承壓能力，極易造成破損導致封隔器失封。
[0003]中國專利公開了一種封隔器的壓縮式膠筒密封裝置，專利號201120146494.6，其結構主要由中心管、膠筒、保護環、錐環、銅外套和支撐環組成，在中心管的外壁上套有膠筒，其特征在于:在膠筒的兩端分別有保護環，保護環有底，保護環底部有中心孔，保護環底部套在中心管上；在保護環底的外端面有圓環形的錐環，并且錐環套在中心管上；所述的錐環的外端面為圓錐面；在錐環的外端有支撐環，支撐環套在中心管上，支撐環有圓錐面，支撐環的圓錐面與錐環的圓錐面相對；在支撐環的外壁上套有銅外套，銅外套為圓筒形。封隔器坐封時，錐環受膠筒壓縮，發生軸向移動。壓迫支撐環發生徑向擴張。支撐環的徑向擴張并帶動銅外套外徑變大，緊貼套管或井眼內壁，封隔器完成坐封。由于支撐環和銅外套擴張后外徑變大，填充了環空間隙，有效防止了膠筒壓縮后的流變，提高了膠筒的承壓能力；同時，銅外套緊貼套管或井眼內壁，形成第二道密封，使封隔器具有膠筒和金屬雙重密封，密封效果增加。此密封裝置的缺點是:在本方案中支撐環沒有徑向導向裝置，錐環在移動時會使支撐環與其接觸的一端向外翹起，而不是像本方案中所述的支撐環徑向擴張，而是先翹起后擴張，這樣就會影響支撐環的密封效果；另外，錐環只有一個錐度，也會導致支撐環先翅起后擴張。
[0004]設置在支撐塊外部的銅外套會產生永久變形，在起鉆過程中對井筒產生抽吸現象，易誘發井噴事故。另外在起下管柱作業時，已經擴徑變形的銅外套與套管內壁、接箍縫隙產生摩擦和碰撞導致破損，銅外套一旦破損支撐塊也就失去制約沿錐環向外擴張，存在卡鉆事故的隱患。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在于克服上述技術的不足，而提供一種組合式膠筒護肩擴徑隔環，工作時保證擴徑塊能均勻夠徑向擴張，達到保護膠筒承載高壓的作用。封隔器解封后擴徑塊能夠快速復位，避免了對井筒產生抽吸及卡鉆事故的發生，
[0006]本實用新型為實現上述目的，采用以下技術方案:一種組合式膠筒護肩擴徑隔環，包括中心管、套接在所述中心管上的膠筒以及分別位于所述膠筒兩端的上擴徑環組、下擴徑環組，其特征在于:所述下擴徑環組包括具有多個錐面的下支撐環以及若干個與所述下支撐環配合的下擴徑塊，所述下支撐環的頂部與所述膠筒配合，所述下擴徑塊套接在所述下支撐環上，所述下擴徑塊外部設有下凹槽，所述下凹槽中安裝有下回拉簧，所述下擴徑塊的下端設有下定位銷絲扣孔，所述下定位銷絲扣孔中設有下定位銷，所述下定位銷穿過套接在中心管上的承壓套并與其滑動配合，所述承壓套與固定在中心管下端的承壓接頭滑動配合，承壓套和承壓接頭之間設有過液孔；所述上擴徑環組包括具有多個錐面的上支撐環以及若干個與所述上支撐環配合的上擴徑塊，所述上支撐環的底部與所述膠筒配合，所述上擴徑塊套接在所述上支撐環上，所述上擴徑塊外部設有上凹槽，所述上凹槽中安裝有上回拉簧，所述上擴徑塊的上端設有上定位銷絲扣孔，所述上定位銷絲扣孔中設有上定位銷，所述上定位銷穿過套接在中心管上的定位接頭并與其滑動配合；所述上、下支撐環的中部分別設有防脫臺階，上、下支撐環的下方分別設有限位臺階。
[0007]優選地，所述上、下擴徑塊上分別裝有補償板，補償板與上、下擴徑環塊相位安裝。
[0008]優選地，所述上、下支撐環上至少設有三個錐面。
[0009]優選地，所述上、下擴徑塊上與所述中心管接觸的位置分別設有密封圈。
[0010]優選地，所述承壓套上與所述中心管接觸的位置設有密封圈。
[0011]優選地，承壓接頭上與所述承壓套接觸的位置設有密封圈。
[0012]本實用新型的有益效果是:本裝置分別對置安裝在膠筒的兩個端部，工作時受封隔器動力部件的移動產生的軸向力的壓迫，使其徑向擴張變形與套管內壁吻合，補償封隔器鋼體與套管之間環空，使膠筒得到一個完整的環形的支撐環，用于阻擋膠筒因承載高壓導致肩部沿封隔器鋼體與套管內壁之間的環空產生的外凸破損，達到膠筒承載高壓的目的；本支撐環采用多錐面結構并且通過定位銷進行限位，能夠保證擴徑塊均勻的向中心管的徑向移動，而不會出現擴徑塊翹起的現象，通過回位拉簧能夠保證擴徑塊快速的回到初始位置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0014]圖2是本實用新型的工作狀態示意圖；
[0015]圖3是本實用新型中上擴徑環組或下擴徑環組的剖視圖；
[0016]圖4是本實用新型中擴徑塊的立體圖；
[0017]圖中:1、中心管；2、膠筒；3、下支撐環；4、下擴徑塊；5、下凹槽；6、下回拉簧；7、下定位銷；8、過液孔；9、上支撐環；10、上擴徑塊；11、上凹槽；12、上回拉簧；13、上定位銷；14、防脫臺階；15、限位臺階；16、補償板；17、承壓套；18、定位接頭；19、上定位銷絲扣孔；20、下定位銷絲扣孔；21、承壓接頭。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖及較佳實施例詳細說明本實用新型的【具體實施方式】。如圖1所示，一種組合式膠筒護肩擴徑隔環，包括中心管1、套接在所述中心管上的膠筒2以及分別位于所述膠筒兩端的上擴徑環組、下擴徑環組，所述下擴徑環組包括具有多個錐面的下支撐環3以及若干個與所述下支撐環配合的下擴徑塊4，所述下支撐環的頂部與所述膠筒配合，所述下擴徑塊套接在所述下支撐環上，所述下擴徑塊外部設有下凹槽5，所述下凹槽中安裝有下回拉簧6，所述下擴徑塊的下端設有下定位銷絲扣孔20，所述下定位銷絲扣孔中設有下定位銷7，所述下定位銷穿過套接在中心管上的承壓套17并與其滑動配合，所述承壓套與固定在中心管下端的承壓接頭21滑動配合，承壓套和承壓接頭之間設有過液孔8 ;所述上擴徑環組包括具有多個錐面的上支撐環9以及若干個與所述上支撐環配合的上擴徑塊10，所述上支撐環的底部與所述膠筒配合，所述上擴徑塊套接在所述上支撐環上，所述上擴徑塊外部設有上凹槽11，所述上凹槽中安裝有上回拉簧12，所述上擴徑塊的上端設有上定位銷絲扣孔19，所述上定位銷絲扣孔中設有上定位銷13，所述上定位銷穿過套接在中心管上的定位接頭18并與其滑動配合；所述上、下支撐環的中部分別設有防脫臺階14，上、下支撐環的下方分別設有限位臺階15。所述上、下擴徑塊上分別裝有補償板16，補償板與上、下擴徑環塊相位安裝。所述上、下支撐環上至少設有三個錐面。所述上、下擴徑塊上與所述中心管接觸的位置分別設有密封圈。所述承壓套上與所述中心管接觸的位置設有密封圈。承壓接頭上與所述承壓套接觸的位置設有密封圈。
[0019]本裝置分別對置安裝在膠筒的兩個端部，工作時受封隔器動力部件的移動產生的軸向力的壓迫，使其徑向擴張變形與套管內壁吻合，補償封隔器鋼體與套管之間環空，使膠筒得到一個完整的環形的支撐環，用于阻擋膠筒因承載高壓導致肩部沿封隔器鋼體與套管內壁之間的環空產生的外凸破損，達到膠筒承載高壓的目的；本支撐環采用多錐面結構并且通過定位銷進行限位，能夠保證擴徑塊均勻的向中心管的徑向移動，而不會出現擴徑塊翹起的現象，通過回位拉簧能夠保證擴徑塊快速的回到初始位置。
[0020]工作原理:
[0021]下擴徑環組:油管注入的壓力經中心管I上的過液孔8進入承壓套17的內腔，由于中心管1、承壓套17和承壓接頭21三者之間形成密閉腔室，油管注入的壓力推動承壓套17上行，下擴徑環組在承壓套的推動下沿多錐面支撐環7上行。在擴徑環組上行過程中，每個下擴徑塊在下定位銷7和導向孔的引導下帶動補償板一同呈放射狀擴張，利用多錐面的下支撐環3上的限位臺階14與補償板重合后形成的上行死點來限制擴張行程，將擴徑環組的最大擴張量控制在套管內內徑以內近似吻合的位置，目的在于防止因擴徑環組擴張度與套管內壁產生上行阻力，影響膠筒2的壓縮。多錐面的下支撐環3上的限位臺階15與下擴徑塊4上的補償板重合后推動多錐面支撐環沿中心管I上行壓縮膠筒2。
[0022]上擴徑環組:由膠筒2的上行力推動多錐面上支撐環9撐開上擴徑環組，這樣在膠筒2的兩個端面分別形成了兩個環狀的鋼性護肩隔環，有效的控制了因膠筒承載上下壓差導致肩部外凸產生的破損導致失封的現象，大幅提高了膠筒的密封及承壓性能。
[0023]解封:當施加在承壓套上的支撐力消除后，利用膠筒回彈力推動下擴徑環組、承壓套17 —同下行，利用下回位拉簧6、上回位拉簧12將擴張的上、下擴徑環塊復位，并將下多錐面上、下支撐環限制在中心管I上的限位臺階15上，為下擴徑環組完全復位提供支持。當膠筒施加給上擴徑環組的支撐力消失后，由回位拉簧將上、下擴徑塊縮緊復位，設置在上、下擴徑環塊內腔的防脫臺階和多錐面支撐環中部的防脫臺階相碰，用于阻止因多錐面的上、下支撐環下行過度，導致擴徑環組產生二次擴張。為封隔器由井內順利起出提供支持。
[0024]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種組合式膠筒護肩擴徑隔環，包括中心管、套接在所述中心管上的膠筒以及分別位于所述膠筒兩端的上擴徑環組、下擴徑環組，其特征在于:所述下擴徑環組包括具有多個錐面的下支撐環以及若干個與所述下支撐環配合的下擴徑塊，所述下支撐環的頂部與所述膠筒配合，所述下擴徑塊套接在所述下支撐環上，所述下擴徑塊外部設有下凹槽，所述下凹槽中安裝有下回拉簧，所述下擴徑塊的下端設有下定位銷絲扣孔，所述下定位銷絲扣孔中設有下定位銷，所述下定位銷穿過套接在中心管上的承壓套并與其滑動配合，所述承壓套與固定在中心管下端的承壓接頭滑動配合，承壓套和承壓接頭之間設有過液孔；所述上擴徑環組包括具有多個錐面的上支撐環以及若干個與所述上支撐環配合的上擴徑塊，所述上支撐環的底部與所述膠筒配合，所述上擴徑塊套接在所述上支撐環上，所述上擴徑塊外部設有上凹槽，所述上凹槽中安裝有上回拉簧，所述上擴徑塊的上端設有上定位銷絲扣孔，所述上定位銷絲扣孔中設有上定位銷，所述上定位銷穿過套接在中心管上的定位接頭并與其滑動配合；所述上、下支撐環的中部分別設有防脫臺階，上、下支撐環的下方分別設有限位臺階。
2.根據權利要求1所述的組合式膠筒護肩擴徑隔環，其特征在于:所述上、下擴徑塊上分別裝有補償板，補償板與上、下擴徑環塊相位安裝。
3.根據權利要求2所述的組合式膠筒護肩擴徑隔環，其特征在于:所述上、下支撐環上至少設有三個錐面。
4.根據權利要求3所述的組合式膠筒護肩擴徑隔環，其特征在于:所述上、下擴徑塊上與所述中心管接觸的位置分別設有密封圈。
5.根據權利要求3所述的組合式膠筒護肩擴徑隔環，其特征在于:所述承壓套上與所述中心管接觸的位置設有密封圈。
6.根據權利要求3所述的組合式膠筒護肩擴徑隔環，其特征在于:承壓接頭上與所述承壓套接觸的位置設有密封圈。
【文檔編號】E21B33/127GK204024579SQ201420434978
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月31日 優先權日:2014年7月31日
【發明者】闞紅磚, 闞正玉 申請人:天津匯鑄石油設備科技有限公司