一种变径闸板胶芯的制作方法

本发明涉及闸板胶芯领域，特别与一种变径闸板胶芯相关。

背景技术：

在油田作业过程中，当钻具遇到地层中的高压流体时，高压流体就会穿过钻具与钻孔之间的缝隙涌入井眼内，引起井涌或井喷现象。为提高操作及工作人员安全性，在钻井过程中需要利用井控装置来封闭井口，以防止井喷现象的发生。目前，井控装置中常用的防喷部件主要是闸板胶芯，在发生井喷时，能够通过关闭闸板胶芯以封闭井口来达到防喷的目的。现有的闸板胶芯多为定径，对不同直径的钻杆密封时需要更换相应规格的闸板胶芯，操作复杂，当两闸板胶芯进行密封时，闸板胶芯中部首先与钻杆接触，闸板胶芯两端受压力作用逐渐向钻杆移动，该过程对橡胶的扭矩力较大，容易造成橡胶撕裂，且为了提高闸板胶芯承压性，一般会在闸板胶芯顶面和底面添加垫铁组件，当闸板胶芯受到挤压力过大时，容易造成橡胶与垫铁分离，稳定性较差，需要加以改进。

技术实现要素：

针对相关现有技术存在的问题，本发明提供一种变径闸板胶芯，可实现两端的金属骨架向两橡胶芯中心移动，防止橡胶芯撕裂，实现不同直径钻杆的密封，橡胶芯可溢出至溢胶孔内，降低橡胶芯受到的压力，防止橡胶芯与金属骨架分离。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术：

一种变径闸板胶芯，包括：

一对半圆弧形的橡胶芯，橡胶芯沿周向开设有驱动孔，驱动孔贯穿橡胶芯顶面和底面，橡胶芯内径连接有呈圆弧形的内密封层，橡胶芯外径连接有呈圆弧形的外密封层；

金属骨架，设有两组且分别镶嵌于两橡胶芯，金属骨架设有多个且呈圆弧状排列，相邻两金属骨架之间留有间隙，金属骨架包括一对平行设置的扇形板，扇形板之间通过连接杆连接，连接杆设于驱动孔内，扇形板开设有贯穿顶面和底面的溢胶孔，扇形板一侧面开设有装配槽，扇形板另一侧面连接有装配块，装配块可移动于装配槽内；

驱动机构，设于扇形板，当挤压橡胶芯中部向两橡胶芯中心移动时，驱动机构可驱动两端的金属骨架向两橡胶芯中心移动。

进一步地，内密封层和外密封层的顶面和底面均与扇形板平齐。

进一步地，驱动机构包括弧形的外圈，外圈位于橡胶芯中部，外圈中部固定于扇形板，外圈两端内侧配合有弧形的内圈，当两外圈向两橡胶芯中心移动时可驱动内圈向两橡胶芯中心移动。

进一步地，内圈另一端固定于位于端部的扇形板，其中一个内圈端部开设有插槽，另一个内圈端部设有插杆，当两橡胶芯配合时，其中一组金属骨架上的插杆与另一组金属骨架上的插槽完全配合，其中一组金属骨架上的装配块插设于另一组金属骨架上的装配槽内。

进一步地，位于内圈移动范围内的扇形板上均连接有立杆，立杆转动连接有转筒，转筒与内圈接触。

进一步地，内圈与外圈配合端连接有一对支撑杆，支撑杆端部转动连接有转辊，转辊与外圈内壁滚动接触。

进一步地，立杆顶端连接有限位块，限位块底面与内圈顶面贴合。

进一步地，外密封层外部对称连接有一对安装块，其中一组安装块内侧面开设有定位槽，另一组安装块内侧面连接有定位杆，定位杆滑动插设于定位槽内。

进一步地，安装块外侧面连接有安装杆，安装杆沿径向开设有安装孔。

进一步地，定位杆端部呈锥形。

本发明有益效果：

1、利用驱动机构驱动两端的金属骨架向两橡胶芯中心移动，防止对橡胶芯的扭矩力过大，造成橡胶芯撕裂，实现不同直径钻杆的密封，橡胶芯受到挤压力过大时，橡胶芯溢出至扇形板开的溢胶孔内，降低橡胶芯受到的压力，防止橡胶芯与金属骨架分离，提高闸板胶芯稳定性。

2、两组金属骨架上的内圈连接后，当两外圈随金属骨架向两橡胶芯中心移动时，外圈挤压内圈的端部沿外圈内壁滑动，实现内圈向两橡胶芯中心移动。

3、内圈挤压转筒，内圈与转筒产生相对旋转，降低对内圈的磨损，转筒通过立杆驱动位于内圈移动范围内的扇形板向两橡胶芯中心移动。

4、内圈端部通过转辊与外圈内壁滚动接触，可降低外圈内壁磨损，立杆设有限位块，且限位块底面与内圈顶面贴合，可防止橡胶芯挤压变形时内圈与转筒分离，提高驱动机构的结构稳定性。

5、两组两橡胶芯向中心移动时，定位杆插入定位槽，保持两橡胶芯位于同一平面，提高密封效果，定位杆端部呈锥形可实现定位杆快速插入定位槽内。

附图说明

图1为本发明结构示意图一。

图2为本发明结构示意图二。

图3为本发明橡胶芯结构示意图。

图4为本发明金属骨架结构示意图。

图5为图1中a局部结构示意图。

图6为本发明立杆结构示意图。

图7为图2中b局部结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明，但本发明所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1~4所示，一种变径闸板胶芯，包括一对半圆弧形的橡胶芯1，设有两组且分别镶嵌于两橡胶芯1的金属骨架2，金属骨架2设有多个且呈圆弧状排列，相邻两金属骨架2之间留有间隙，还包括驱动机构3。

橡胶芯1沿周向开设有驱动孔101，驱动孔101贯穿橡胶芯1顶面和底面，橡胶芯1内径连接有呈圆弧形的内密封层102，橡胶芯1外径连接有呈圆弧形的外密封层103，内密封层102和外密封层103的顶面和底面均与扇形板201平齐。

金属骨架2包括一对平行设置的扇形板201，扇形板201之间通过连接杆202连接，连接杆202设于驱动孔101内，扇形板201开设有贯穿顶面和底面的溢胶孔203，扇形板201一侧面开设有装配槽204，扇形板201另一侧面连接有装配块205，装配块205可移动于装配槽204内。

驱动机构3设于扇形板201，当挤压橡胶芯1中部向两橡胶芯1中心移动时，驱动机构3可驱动两端的金属骨架2向两橡胶芯1中心移动。

闸板胶芯工作时，首先将闸板胶芯安装于闸板上，利用驱动装置推动两个外密封层103向钻杆移动使两橡胶芯1配合，此时，装配块205位于装配槽204内，当外密封层103继续向钻杆移动时，外密封层103、橡胶芯1和内密封层102均被挤压变形，同时，驱动机构3驱动两端的金属骨架2向两橡胶芯1中心移动，相邻两金属骨架2之间的间隙逐渐变小，由于连接杆202设于驱动孔101内可推动橡胶芯1的两端向两橡胶芯1中心移动，防止对橡胶芯1的扭矩力过大，造成橡胶芯1撕裂，并实现不同直径钻杆的密封，适用范围广，当橡胶芯1受到挤压力过大时，橡胶芯1溢出至扇形板201开的溢胶孔203内，降低橡胶芯1受到的压力，防止橡胶芯1与金属骨架2分离，提高闸板胶芯稳定性，内密封层102和外密封层103的顶面和底面均与扇形板201平齐，增大内密封层102和外密封层103的宽度，提高密封效果。

进一步地，如图5~7所示，驱动机构3包括弧形的外圈301，外圈301位于橡胶芯1中部，外圈301中部固定于扇形板201，外圈301两端内侧配合有弧形的内圈302，当两外圈301向两橡胶芯1中心移动时可驱动内圈302向两橡胶芯1中心移动，内圈302另一端固定于位于端部的扇形板201，其中一个内圈302端部开设有插槽303，另一个内圈302端部设有插杆304，当两橡胶芯1配合时，其中一组金属骨架2上的插杆304与另一组金属骨架2上的插槽303完全配合，其中一组金属骨架2上的装配块205插设于另一组金属骨架2上的装配槽204内，位于内圈302移动范围内的扇形板201上均连接有立杆305，立杆305转动连接有转筒306，转筒306与内圈302接触，内圈302与外圈301配合端连接有一对支撑杆307，支撑杆307端部转动连接有转辊308，转辊308与外圈301内壁滚动接触，立杆305顶端连接有限位块309，限位块309底面与内圈302顶面贴合。

驱动机构3工作时，首先，两橡胶芯1配合使得其中一组金属骨架2上的插杆304与另一组金属骨架2上的插槽303完全配合，两组金属骨架2上的内圈302连接，当两外圈301随金属骨架2向两橡胶芯1中心移动，外圈301挤压内圈302的端部沿外圈301内壁滑动，实现内圈302向两橡胶芯1中心移动，同时，内圈302挤压转筒306，内圈302与转筒306产生相对旋转，降低对内圈302的磨损，转筒306通过立杆305驱动位于内圈302移动范围内的扇形板201向两橡胶芯1中心移动，内圈302端部通过转辊308与外圈301内壁滚动接触，可降低外圈301内壁磨损，立杆305设有限位块309，且限位块309底面与内圈302顶面贴合，可防止橡胶芯1挤压变形时内圈302与转筒306分离，提高驱动机构3的结构稳定性。

进一步地，外密封层103外部对称连接有一对安装块104，其中一组安装块104内侧面开设有定位槽105，另一组安装块104内侧面连接有定位杆106，定位杆106滑动插设于定位槽105内，定位杆106端部呈锥形，安装块104外侧面连接有安装杆107，安装杆107沿径向开设有安装孔108。

一组安装块104内侧面开设有定位槽105，另一组安装块104内侧面连接有定位杆106，当两组两橡胶芯1向中心移动时，定位杆106插入定位槽105，保持两橡胶芯1位于同一平面，提高密封效果，定位杆106端部呈锥形可实现定位杆106快速插入定位槽105内，防止定位杆106端部与安装块104接触导致安装块104受到挤压破坏，通过安装杆107和安装孔108的配合实现安装块104与闸板连接，便于闸板胶芯的快速安装和拆卸。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。