可溶解桥塞用密封组合体、可溶解桥塞及间隙的密封方法与流程

文档序号:24339892发布日期:2021-03-19 12:21阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种可溶解桥塞用密封组合体,其特征在于,包括密封圈以及支撑环,其中:

所述支撑环的刚度强于所述密封圈的刚度;

所述支撑环包括至少两个彼此能沿径向滑动的支撑零件组成,所述支撑环的轴向端面与所述密封圈的轴向端面相抵接;

所述支撑环以及所述密封圈各自的中心孔均能套设在可溶解桥塞的中心杆上的部件之外;

所述支撑环受到朝接近密封圈方向的轴向推力以及从内往外的径向推力后其支撑零件能沿径向滑动至膨胀状态,处于膨胀状态的所述支撑环的支撑零件能对所述密封圈施加轴向推力以阻止密封圈沿轴向发生形变并能阻挡所述密封圈生成的溶解物泄露。

2.根据权利要求1所述的可溶解桥塞用密封组合体,其特征在于,所述支撑环为可溶解或可降解材质制成并能阻挡所述密封圈在所述支撑环溶解前泄露。

3.根据权利要求1所述的可溶解桥塞用密封组合体,其特征在于,所述支撑环为可溶解或可降解金属材质制成;和/或,

所述密封圈为可溶解或可降解金属制成,或者,所述密封圈为可溶解或可降解橡胶制成。

4.根据权利要求1所述的可溶解桥塞用密封组合体,其特征在于,所述支撑零件的横截面外轮廓和/或内轮廓呈o形或c型,每个所述支撑零件的轴向端面上均设置有滑动坡面,相邻的所述支撑零件的滑动坡面之间彼此相抵接。

5.根据权利要求1所述的可溶解桥塞用密封组合体,其特征在于,所述支撑环包含的所述支撑零件的数目为两个或两个以上,且两个所述支撑零件中其中一个轴向上厚度最大的部分与其中另一个轴向上厚度最小的部分相抵接。

6.一种可溶解桥塞,其特征在于,包括中心杆、权利要求1-5任一所述的可溶解桥塞用密封组合体,所述可溶解桥塞用密封组合体的所述支撑环以及所述密封圈均套设在可溶解桥塞的中心杆上的部件之外。

7.根据权利要求6所述的可溶解桥塞,其特征在于,所述可溶解桥塞包括支撑锥体以及轴向挤压件,其中:

所述支撑锥体设置有中心孔以及下部外锥面,且所述支撑锥体的中心孔套设在所述中心杆上;

所述支撑环以及所述密封圈均套设在所述支撑锥体的下部外锥面上,所述密封圈的位置相对更接近所述下部外锥面外径最大的位置;

所述轴向挤压件对所述支撑环以及所述密封圈施加轴向推力推动所述支撑环以及所述密封圈在所述下部外锥面上朝外径尺寸渐大的方向滑动时,所述下部外锥面对所述密封圈施加的从内往外的径向推力能使所述密封圈发生径向变形并在所述可溶解桥塞坐封于油气井内的套管时密封所述支撑锥体与所述套管之间的间隙,同时,所述下部外锥面对所述支撑环施加的从内往外的径向推力能使所述支撑环的支撑零件沿径向滑动至膨胀状态,处于膨胀状态的所述支撑环的支撑零件能对膨胀状态的所述密封圈施加轴向推力以阻止密封圈沿轴向发生形变并能阻挡所述密封圈生成的溶解物泄露。

8.根据权利要求7所述的可溶解桥塞,其特征在于,所述支撑锥体的材质与所述支撑环的材质相同。

9.根据权利要求7所述的可溶解桥塞,其特征在于,所述轴向挤压件的上端面设置有限位凸缘,所述支撑环的中心孔的端口处设置有与所述限位凸缘匹配的限位槽,所述限位凸缘嵌于所述限位槽与所述支撑锥体的所述下部外锥面之间;和/或,所述支撑环以及所述密封圈各自的内壁均设置有与所述支撑锥体的下部外锥面适配的滑动内坡面。

10.根据权利要求7所述的可溶解桥塞,其特征在于,所述轴向挤压件为下卡瓦,所述下卡瓦的中心孔的端口处设置有上端内锥面,所述上端内锥面套设在所述下部外锥面上,所述下卡瓦的外表面设置有若干下锚定齿牙,所述中心杆的底部连接有可脱落支撑体,所述可脱落支撑体设置有若干限位凸齿,所述限位凸齿与所述下卡瓦上的导向凸齿相啮合且该啮合结构能使所述下卡瓦的下部只在径向方向上滑动,所述中心杆拉动所述可脱落支撑体上行过程中,所述可脱落支撑体会拉动所述下卡瓦一并上行,在所述下部外锥面以及所述上端内锥面共同的作用下所述下卡瓦逐渐膨胀当所述可溶解桥塞坐封时所述下卡瓦的所述下锚定齿牙卡在所述套管,所述可脱落支撑体从所述中心杆脱落,所述可溶解桥塞坐封时至少所述支撑锥体、所述下卡瓦、所述支撑环以及所述密封圈坐封于所述套管内。

11.根据权利要求10所述的可溶解桥塞,其特征在于,所述中心杆设置有连接轴环,所述连接轴环的下部设置有限位外锥面,所述支撑锥体中心孔的上端设置有与所述限位外锥面匹配的限位内锥面;

所述支撑锥体的上端面还设置有连接凸缘,所述连接凸缘与所述连接轴环的上部螺纹连接;

所述可溶解桥塞坐封时所述支撑锥体、所述下卡瓦、所述支撑环以及所述密封圈坐封于所述套管内,所述密封圈、所述支撑环以及所述下卡瓦介于所述支撑锥体与所述套管之间。

12.根据权利要求10所述的可溶解桥塞,其特征在于,所述中心杆设置有连接轴环,所述连接轴环套设有中心筒,所述中心筒上部设置有止位凸缘,所述中心筒的止位凸缘的下方从上往下依次套设有压环、上卡瓦以及所述支撑锥体的部分区段,其中:

所述止位凸缘与所述压环的上端面相抵接;

所述压环上的限位凸齿与所述上卡瓦上的导向凸齿相啮合且该啮合结构能使所述上卡瓦的上部只能沿径向方向滑动;

所述支撑锥体还设置有上部外锥面,所述上卡瓦的外表面设置有若干上锚定齿牙,所述上卡瓦中心孔的下端口处设置有与所述上部外锥面适配的下端内锥面;

所述中心杆以及所述中心筒上行时,所述压环会压着所述上卡瓦下行,所述上卡瓦在所述支撑锥体的上部外锥面、所述下端内锥面的共同作用下沿径向逐渐膨胀,当所述可溶解桥塞坐封时所述上卡瓦的所述上锚定齿牙卡在所述套管的内壁上,所述中心筒、所述压环、所述上卡瓦、所述支撑锥体、所述下卡瓦、所述支撑环以及所述密封圈坐封于所述套管内。

13.根据权利要求12所述的可溶解桥塞,其特征在于,所述中心筒与所述中心杆之间螺纹连接,所述上部外锥面与所述下端内锥面之间螺纹连接,所述中心筒的外壁与所述上卡瓦的中心孔的内壁之间螺纹连接;

所述支撑锥体的下部外锥面与所述下卡瓦的上端内锥面之间、所述支撑锥体的上部外锥面与所述上卡瓦的下端内锥面之间以及所述中心筒的外壁与所述支撑锥体的中心孔的内壁之间均设置有防退齿牙结构,所述防退齿牙结构能阻止所述支撑锥体上行后退回。

14.根据权利要求7所述的可溶解桥塞,其特征在于,所述中心杆连接有中心筒,所述中心筒上部设置有止位凸缘,所述中心筒的止位凸缘的下方从上往下依次套设有压环、上卡瓦、所述支撑锥体以及所述轴向挤压件,其中:

所述支撑锥体上部设置有上部外锥面,所述上部外锥面与所述上卡瓦的中心孔端口处的下端内锥面相适配;

所述密封圈与所述支撑环从上往下依次套设在所述支撑锥体的下部外锥面上;

所述轴向挤压件为带中心孔的锥体结构且其上端面抵压在所述支撑环的下端面上;

所述止位凸缘与所述压环的上端面相抵接;

所述压环上的限位凸齿与所述上卡瓦上的导向凸齿相啮合,且该啮合结构能使所述上卡瓦的上部只能沿径向方向滑动;

所述轴向挤压件的底端外坡面上套设有下卡瓦,所述下卡瓦以及所述上卡瓦各自均包括环箍以及若干套设在环箍上的齿牙基座,每个所述齿牙基座外壁上设置有若干锚定齿牙;

所述中心杆的底部连接有可脱落支撑体,所述可脱落支撑体的端面上设置有若干限位凸齿,所述限位凸齿与所述下卡瓦上的导向凸齿相啮合且该啮合结构能使所述下卡瓦只在径向方向上膨胀,所述中心杆拉动所述可脱落支撑体上行过程中,所述可脱落支撑体会拉动所述下卡瓦一并上行,在所述轴向挤压件的底端外坡面以及所述下卡瓦的中心孔端口处的上端口内坡面共同的作用下所述下卡瓦逐渐膨胀,在所述支撑锥体的上部外锥面以及所述上卡瓦的中心孔端口处的下端口内坡面共同的作用下所述上卡瓦逐渐膨胀,当所述下卡瓦以及所述上卡瓦各自的锚定齿牙均卡在所述套管内壁上时,所述可脱落支撑体从所述中心杆脱落,所述中心筒、所述压环、所述上卡瓦、所述支撑锥体、所述密封圈、所述支撑环、所述轴向挤压件以及所述下卡瓦共同坐封于所述套管内使所述可溶解桥塞坐封。

15.一种间隙的密封方法,该间隙为权利要求7-14任一所述的可溶解桥塞与套管之间的间隙,其特征在于,该间隙的密封方法包括以下步骤:

所述轴向挤压件对所述支撑环以及所述密封圈施加轴向推力推动所述支撑环以及所述密封圈在所述下部外锥面上朝外径尺寸渐大的方向滑动时,所述下部外锥面对所述密封圈施加的从内往外的径向推力使所述密封圈发生径向变形并在所述可溶解桥塞坐封于油气井内的套管时密封所述支撑锥体与所述套管之间的间隙;同时,所述下部外锥面对所述支撑环施加的从内往外的径向推力使所述支撑环的支撑零件沿径向滑动至膨胀状态,处于膨胀状态的所述支撑环的支撑零件对膨胀状态的所述密封圈施加轴向推力以阻止密封圈沿轴向发生形变并能阻挡所述密封圈在所述支撑环溶解前泄露。


技术总结
本发明公开了一种可溶解桥塞用密封组合体、可溶解桥塞以及间隙的密封方法,属于油气开采技术领域。解决了现有技术存在的密封持久性、温度适应性较差的技术问题。该可溶解桥塞用密封组合体包括密封圈以及支撑环,支撑环包括至少两个彼此能沿径向滑动的支撑零件组成,支撑环的轴向端面与密封圈的轴向端面相抵接;支撑环以及密封圈各自的中心孔均能套设在可溶解桥塞的部件之外,处于膨胀状态的支撑环的支撑零件能对密封圈施加轴向推力以阻止密封圈沿轴向发生形变。本发明用于减少密封件尺寸,增加桥塞的密封性、扩大桥塞的适用范围。

技术研发人员:陈爱民;张亚东
受保护的技术使用者:陈爱民
技术研发日:2020.12.21
技术公布日:2021.03.19
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