闭式压缩胶筒密封单元的制作方法
【专利摘要】本发明提供了闭式压缩胶筒密封单元。所述闭式压缩胶筒密封单元，安装于套管组件内，包括支撑环、保护环、端面胶筒及中心胶筒，所述支撑环、保护环、端面胶筒的数量均为两个，所述两个端面胶筒对称设于所述中心胶筒的两相对端部，所述保护环和所述支撑环依次覆盖于所述端面胶筒远离所述中心胶筒的一端。本发明的所述支撑环及保护环因采用了特有的尺寸及结构设计，在胶筒压缩膨胀的同时，支撑环及保护环变形后，在端面胶筒、中心胶筒、端面胶筒的胶筒组合两端，形成了一个封闭式的密封槽，封闭了通径规与套管之间的环形间隙，可避免胶筒在高温及高压差下挤入通径规与套管之间的环形间隙而出现损坏，提高了封隔器的密封能力及密封可靠性。
【专利说明】
闭式压缩胶筒密封单元
技术领域
[0001]本发明涉及一种石油天然气井下工具，尤其是闭式压缩胶筒密封单元。
【背景技术】
[0002]目前套管封隔器上使用的开式压缩胶筒密封单元，胶筒上、下为通径规，为了使封隔器顺利入井，上、下通径规与套管内壁之间有较大的间隙，胶筒压缩膨胀后，胶筒两端凸缘部位就会挤入上、下通径规与套管内壁之间较大的间隙，造成胶筒损坏，井底温度越高，胶筒上下压差越大，这种损坏程度就会越严重，直至导致封隔器失封。
【发明内容】
[0003 ]本发明为一种闭式压缩胶筒密封单元。
[0004]本发明的技术方案如下:
[0005]—种闭式压缩胶筒密封单元，安装于套管组件内，包括支撑环、保护环、端面胶筒及中心胶筒，所述支撑环、保护环、端面胶筒的数量均为两个，所述两个端面胶筒对称设于所述中心胶筒的两相对端部，所述保护环和所述支撑环依次覆盖于所述端面胶筒远离所述中心胶筒的一端。
[0006]优选的，所述中心胶筒的内部形成有圆弧槽。
[0007]优选的，所述端面胶筒和所述中心胶筒的相对端面为相互配合的斜面。
[0008]优选的，所述套管组件包括胶筒心轴与套管，所述闭式压缩胶筒密封单元环设于所述胶筒心轴与套管内，所述闭式压缩胶筒密封单元具初始结构或压缩结构。
[0009]优选的，所述闭式压缩胶筒密封单元还包括环设于所述胶筒心轴与套管内且分别设于所述支撑环远离所述中心胶筒一端的两个通径规。
[0010]优选的，所述通径规与所述套管之间形成环形间隙。
[0011]优选的，所述闭式压缩胶筒密封单元的初始结构的所述支撑环、保护环、端面胶筒及中心胶筒均与所述套管间隔。
[0012]优选的，所述闭式压缩胶筒密封单元的压缩结构的所述保护环和所述支撑环与所述胶筒心轴与套管围合形成收容所述端面胶筒和所述中心胶筒的封闭式的密封槽。
[0013]优选的，所述闭式压缩胶筒密封单元的压缩结构的所述端面胶筒和所述中心胶筒与所述套管的内壁抵接。
[0014]优选的，所述通径规和所述支撑环之间形成V字形环状间隙。
[0015]本发明的有益效果在于:
[0016]1、支撑环及保护环因采用了特有的尺寸及结构设计，在胶筒压缩膨胀的同时，支撑环及保护环变形后，在端面胶筒、中心胶筒、端面胶筒的胶筒组合两端，形成了一个封闭式的密封槽，封闭了通径规与套管之间的环形间隙，可避免胶筒在高温及高压差下挤入通径规与套管之间的环形间隙而出现损坏，提高了封隔器的密封能力及密封可靠性。
[0017]2、端面胶筒在密封单元中主要起支撑作用，中心胶筒在密封单元中主要起密封作用，所以端面胶筒在硬度配比上比密封胶筒硬度高;端面胶筒与中心胶筒之间的配合斜面，不仅增大了胶筒的压缩受力面积，而且产生了一个朝向胶筒心轴的分力，使中心胶筒与胶筒心轴之间的密封更加可靠。
[0018]3、端面胶筒与中心胶筒两者合理的硬度配比及斜面的配合结构，可以保证端面胶筒与中心胶筒能可靠密封胶筒心轴与套管之间的环形空间。
[0019]4、圆弧槽可以使中心胶筒在较小的压缩力下就可以产生较大的膨胀变形，可以有效降低封隔器的坐封力；且圆弧槽可以有效增大中心胶筒与套管内壁的接触应力，提高了胶筒的密封能力及密封可靠性。
【附图说明】
[0020]图1是本发明闭式压缩胶筒密封单元第一使用状态的部分结构示意图；
[0021]图2是本发明闭式压缩胶筒密封单元第二使用状态的部分结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
[0023]请同时参阅图1和图2，一种闭式压缩胶筒密封单元，安装于套管组件内，包括支撑环1、保护环2、端面胶筒3及中心胶筒4，所述支撑环1、保护环2、端面胶筒3的数量均为两个，所述两个端面胶筒3对称设于所述中心胶筒4的两相对端部，所述保护环2和所述支撑环I依次覆盖于所述端面胶筒3远离所述中心胶筒4的一端。
[0024]所述中心胶筒4的内部形成有圆弧槽5。
[0025]所述圆弧槽5可以使中心胶筒4在较小的压缩力下就可以产生较大的膨胀变形，可以有效降低封隔器的坐封力;且圆弧槽5可以有效增大中心胶筒4与套管9内壁的接触应力，提高了胶筒的密封能力及密封可靠性。
[0026]所述端面胶筒3和所述中心胶筒4的相对端面为相互配合的斜面6;所述端面胶筒3与中心胶筒4两者合理的硬度配比及斜面6的配合结构，可以保证端面胶筒3与中心胶筒4能可靠密封胶筒心轴8与套管9之间的环形空间。
[0027]所述端面胶筒3在密封单元中主要起支撑作用，所述中心胶筒4在密封单元中主要起密封作用，所以端面胶筒在硬度配比上比密封胶筒硬度高;所述端面胶筒3与中心胶筒4之间的配合斜面6，不仅增大了胶筒的压缩受力面积，而且产生了一个朝向胶筒心轴8的分力，使中心胶筒4与胶筒心轴8之间的密封更加可靠。
[0028]所述套管组件包括胶筒心轴8与套管9，所述闭式压缩胶筒密封单元环设于所述胶筒心轴8与套管9内，所述闭式压缩胶筒密封单元具初始结构或压缩结构。
[0029]所述闭式压缩胶筒密封单元还包括环设于所述胶筒心轴8与套管9内且分别设于所述支撑环I远离所述中心胶筒4 一端的两个通径规7。
[0030]所述通径规7与所述套管9之间形成环形间隙10。
[0031]所述闭式压缩胶筒密封单元的初始结构的所述支撑环1、保护环2、端面胶筒3及中心胶筒4均与所述套管9间隔。
[0032]所述闭式压缩胶筒密封单元的压缩结构的所述保护环2和所述支撑环I与所述胶筒心轴8与套管9围合形成收容所述端面胶筒3和所述中心胶筒4的封闭式的密封槽11。
[0033]所述闭式压缩胶筒密封单元的压缩结构的所述端面胶筒3和所述中心胶筒4与所述套管9的内壁抵接。
[0034]所述通径规7和所述支撑环I之间形成V字形环状间隙，所述V字形环状间隙为所述闭式压缩胶筒密封单元自初始结构变为压缩结构提供了支撑形变的空间。
[0035]所述支撑环I及所述保护环2因采用了特有的尺寸及结构设计，在胶筒压缩膨胀的同时，支撑环I及保护环2变形后，在端面胶筒3、中心胶筒4、端面胶筒3的胶筒组合两端，形成了一个封闭式的密封槽11，封闭了通径规7与套管9之间的环形间隙10，可避免胶筒在高温及高压差下挤入通径规7与套管9之间的环形间隙10而出现损坏，提高了封隔器的密封能力及密封可靠性。
[0036]当所述闭式压缩胶筒密封单元坐封时，施加的轴向坐封力通过通径规7压缩端面胶筒3及中心胶筒4，使其内、外径膨胀增大，密封胶筒心轴8与套管9之间的环形空间；与此同时，轴向坐封力挤压支撑环I及保护环2，使其外圆变形增大并贴上套管内壁，形成一个封闭式的密封槽11，这个闭式的密封槽11可以有效防止两端的端面胶筒3挤入通径规7与套管9之间的环形间隙10，造成胶筒损坏，影响封隔器的密封能力和密封可靠性。
[0037]以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种闭式压缩胶筒密封单元，安装于套管组件内，其特征在于，包括支撑环(I)、保护环(2)、端面胶筒(3)及中心胶筒(4)，所述支撑环(1)、保护环(2)、端面胶筒(3)的数量均为两个，所述两个端面胶筒(3)对称设于所述中心胶筒(4)的两相对端部，所述保护环(2)和所述支撑环(I)依次覆盖于所述端面胶筒(3)远离所述中心胶筒(4)的一端。2.根据权利要求1所述的闭式压缩胶筒密封单元，其特征在于:所述中心胶筒(4)的内部形成有圆弧槽(5)。3.根据权利要求1所述的闭式压缩胶筒密封单元，其特征在于:所述端面胶筒(3)和所述中心胶筒(4)的相对端面为相互配合的斜面(6)。4.根据权利要求1所述的闭式压缩胶筒密封单元，其特征在于:所述套管组件包括胶筒心轴(8)与套管(9)，所述闭式压缩胶筒密封单元环设于所述胶筒心轴(8)与套管(9)内，所述闭式压缩胶筒密封单元具初始结构或压缩结构。5.根据权利要求4所述的闭式压缩胶筒密封单元，其特征在于:所述闭式压缩胶筒密封单元还包括环设于所述胶筒心轴(8)与套管(9)内且分别设于所述支撑环(I)远离所述中心胶筒(4) 一端的两个通径规(7)。6.根据权利要求5所述的闭式压缩胶筒密封单元，其特征在于:所述通径规(7)与所述套管(9)之间形成环形间隙(10)。7.根据权利要求4所述的闭式压缩胶筒密封单元，其特征在于:所述闭式压缩胶筒密封单元的初始结构的所述支撑环(I)、保护环(2)、端面胶筒(3)及中心胶筒(4)均与所述套管(9)间隔。8.根据权利要求4所述的闭式压缩胶筒密封单元，其特征在于:所述闭式压缩胶筒密封单元的压缩结构的所述保护环(2)和所述支撑环(I)与所述胶筒心轴(8)与套管(9)围合形成收容所述端面胶筒(3)和所述中心胶筒(4)的封闭式的密封槽(11)。9.根据权利要求4所述的闭式压缩胶筒密封单元，其特征在于:所述闭式压缩胶筒密封单元的压缩结构的所述端面胶筒(3)和所述中心胶筒(4)与所述套管(9)的内壁抵接。10.根据权利要求5所述的闭式压缩胶筒密封单元，其特征在于:所述闭式压缩胶筒密封单元的初始结构的所述通径规(7)和所述支撑环(I)之间形成V字形环状间隙。
【文档编号】E21B33/127GK105909206SQ201610466397
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月23日
【发明人】郭钢, 王显维, 陈娟, 苏小会
【申请人】宝鸡市元亨石油设备有限责任公司