耐高温蒸汽的胶筒和压缩式封隔器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及密封领域，特别是涉及一种耐高温蒸汽的胶筒和具有该胶筒的压缩式封隔器。
【背景技术】
[0002]胶筒材料有金属材料(铝、铅、铟、不锈钢等)，也有非金属材料(橡胶、塑料、陶瓷、石墨等)、复合材料(如橡胶-石棉板、气凝胶毡-聚氨酯)，但使用最多的是橡胶类弹性体材料。
[0003]当胶筒需要承受一定的压力来促使其变形来密封时，需要考虑胶筒本身的形变能力，若形变不足会导致其无法起到密封作用;若形变过大，可能导致胶筒因压溃而失效，丧失恢复能力。另外，需要考虑的是，当胶筒受到高温蒸汽作用时，胶筒也容易失效而失去恢复能力。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的一个目的在于提供一种既能起到密封作用又能耐受高温蒸汽的胶筒O
[0005]本实用新型的另一个目的在于提供一种在基本压力不变的情况下实现二次密封的胶筒。
[0006]根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种耐高温蒸汽的胶筒，包括具有弹性的密封体，所述密封体具有沿所述密封体的轴向布置的:
[0007]第一密封段;和
[0008]第二密封段；
[0009]所述密封体的两个端部均设置受力部；
[0010]其中，所述第一密封段较所述第二密封段易被压缩，当所述受力部受轴向压力作用而致所述密封体被轴向压缩时，所述第一密封段进行径向的第一凸起来进行密封，而所述第二密封段进行的径向的第二凸起不足以进行密封;所述第二密封段靠近喷射高温蒸汽的蒸汽孔设置，进而当所述蒸汽孔喷射出所述高温蒸汽时，所述第二密封段受所述高温蒸汽作用而继续进行径向的第三凸起以进行密封，来防止所述高温蒸汽与所述第一密封段直接接触或减少所述高温蒸汽与所述第一密封段直接接触的时间。
[0011 ]优选地，所述第一密封段为，所述第二密封段为聚醚醚酮。
[0012]进一步优选地，所述第三凸起由所述第二密封段的受热膨胀进行的径向的凸起与所述第二密封段受热弹性增加而在所述轴向压力作用下进行的径向的凸起共同产生。
[0013]进一步优选地，当所述第一密封段和所述第二密封段均密封时，所述第一凸起的大小与所述第二凸起和第三凸起之和的大小不同。
[0014]优选地，所述第一密封段的数量为一个，所述第二密封段的数量为两个，所述第一密封段设置在两个所述第二密封段之间。
[0015]优选地，所述第一密封段和所述第二密封段间隔设置。
[0016]优选地，所述第一密封段和所述第二密封段之间具有耐高温的隔环，且所述第一密封段和所述第二密封段分别与所述隔环相抵触。
[0017]进一步优选地，所述隔环为金属的隔环。
[0018]进一步优选地，所述第一密封段和所述第二密封段与所述隔环抵触处均倒角设置。
[0019]优选地，所述第一密封段和所述第二密封段之间具有耐高温的约束套，所述通孔贯穿所述约束套；
[0020]所述第一密封段和所述第二密封段分别与所述约束套相抵触，所述约束套包覆一部分第一密封段和第二密封段的外表面，来减小或阻止该部分进行所述径向的凸起。
[0021]根据本实用新型的另一个方面，本实用新型还提供一种压缩式封隔器，其具有上述技术方案之一所述的胶筒，
[0022]所述胶筒整体为筒状，所述第一密封段和所述第二密封段均为筒状；
[0023]—通孔贯穿所述第一密封段和所述第二密封段。
[0024]根据本实用新型的再一个方面，本实用新型还提供一种使用上述技术方案之一所述胶筒进行密封的方法，包括:
[0025]-对所述受力部施加所述轴向压力，而致所述密封体被轴向压缩时，所述第一密封段进行径向的所述第一凸起来进行密封，而所述第二密封段进行的径向的第二凸起不足以进行密封；
[0026]-蒸汽孔喷射出所述高温蒸汽，所述第二密封段受所述高温蒸汽作用而继续进行径向的第三凸起以进行密封，来防止所述高温蒸汽与所述第一密封段直接接触或减少所述高温蒸汽与所述第一密封段直接接触的时间。
[0027]优选地，所述的密封方法中:
[0028]所述第一密封段选为硅橡胶或氟橡胶，所述第二密封段选为聚醚醚酮；
[0029]所述第三凸起由所述第二密封段的受热膨胀进行的径向的凸起与所述第二密封段受热弹性增加而在所述轴向压力作用下进行的径向的凸起共同产生。
[0030]根据本实用新型的胶筒，由于第一密封段较第二密封段易被压缩，在不通入高温蒸汽时，当受轴向压力作用时，第一密封段进行径向的第一凸起来进行密封，虽第二密封段进行的径向的第二凸起但不足以进行密封，由于第一密封段的密封，此时能够满足胶筒整体对密封的需求。在通入高温蒸汽时，第二密封段受高温蒸汽作用而继续进行径向的第三凸起以进行密封，来防止高温蒸汽与第一密封段直接接触或减少高温蒸汽与第一密封段直接接触的时间。在此过程中，不但维持了第一密封段的密封，而且由于第二段密封段的密封还增加了胶筒整体的密封性能。由此，作为包括第一密封段和第二密封段的胶筒，整体上起到了密封作用又耐受住了高温蒸汽。
[0031]更进一步地，在通入高温蒸汽而致第二密封段受进行径向的第三凸起时，作用在第一密封段上的压力仍然是产生其发生第一凸起时的同等大小的轴向压力，这样第一密封段在第二密封段受进行径向的第三凸起的过程中压缩量基本不变，不会产生继续加大压力而导致第一密封段的失效。
[0032]需要特别注意的是，第一密封段为硅橡胶或氟橡胶，第二密封段为聚醚醚酮。这样，由于硅橡胶或氟橡胶比聚醚醚酮软，所以第一密封段变形更大，更易于密封。后续通入高温蒸汽时，聚醚醚酮材质的第二密封段由于热膨胀，以及在热作用下出现弹性增大的特性，在轴向压力下其外表面形成密封，此时所说的第三凸起由第二密封段的受热膨胀进行的径向的凸起与第二密封段受热弹性增加而在轴向压力作用下进行的径向的凸起共同产生。附带地，当用于封隔器时，同样在轴向压力和高温蒸汽作用下，其内表面同样产生变形而与中心管紧密贴合形成密封。以上选择和设计，避免了聚醚醚酮材质的第二密封段的内外表面与高温蒸汽的直接接触，也防止了高温蒸汽与第一密封段直接接触或减少了高温蒸汽与第一密封段直接接触的时间，在长时间通入高温蒸汽的工况下保证了胶筒的使用寿命O
【附图说明】
[0033]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中:
[0034]图1是中心管与套管的位置关系示意图；
[0035]图2是根据本实用新型一个实施例胶筒的结构示意图；
[0036]图3是低温密封时胶筒的结构示意图；
[0037]图4是高温密封时胶筒的结构示意图。
[0038]图中的附图标记如下:
[0039]10-密封体，101-第一密封段，102-第二密封段，103-通孔，104-上受力部，105-下受力部；
[0040]20-隔环；
[0041 ] 30-中心管；
[0042]40-套管；
[0043]100-胶筒；
[0044]200-压缩式封隔器；
[0045]F-轴向压力；
[0046]Dl-第一凸起；
[0047]D2-第二凸起。
【具体实施方式】
[0048]封隔器是油田井下采油的一种关键工具，广泛使用与油田分注、分层改造、分层采油、机械管道堵水等多种作业目的需要，封隔器需要进行环空的封隔，而实现环空封隔的核心部件是胶筒。胶筒作为封隔器的核心部件，它的质量直接影响封隔器的正常使用效果，使用寿命等，在封隔器中起着决定性的作用。一般胶筒在稠油开采中，橡胶材料难以承受350°C的高温蒸汽，易发生老化、弹性丧失等现象，甚至在强度下降到一定程度时会发动破裂，使胶筒密封失效，需要短时间内定期更换，耗费大量工时与物料。而单独采用耐高温塑料的胶筒时，由于聚醚醚酮材料较硬，达到坐封时的需要油压较大。
[0049]作为一个示例性的应用，如图1所示的压缩式封隔器200具有本实用新型的胶筒100，所述胶筒100整体为筒状，所述第一密封段101和所述第二密封段102均为筒状;一通孔103贯穿所述第一密封段101和所述第二密封段102。压缩式封隔器200需要在井筒中把不同的油层、水层分隔开并承受一定压差，要求既能下到井筒预定位置，封隔严，又能在井下具有耐久性，需要时可顺利起出。如图1所示，图1是中心管30与套管40的位置关系示意图，图2-图4所示的压缩式封隔器200与油管串联使用，并保持在油管与套管40形成的筒状空间内。
[0050]如图2所示，本实用新型提供一种胶筒100，该胶筒100能够耐受高温蒸汽，胶筒100基本上包括具有弹性的密封体10，所述密封体10具有沿所述密封体10的轴向布置的第一密封段101和第二密封段102。
[0051]所述密封体10的两个端部分别设置上受力部104和下受力部105。明显地，当上受力部104受到轴向压力F作用时，下受力部105也承受与轴向压力F相同大小但方向相反的作用，否则胶筒100不能被压缩。
[0052]如图3所示，所述第一密封段101较所述第二密封段102易被压缩，当所述受力部受轴向压力F作用而致所述密封体10被轴向压缩时，所述第一密封段101进行径向的第一凸起Dl来进行密封，而所述第二密封段102进行的径向的第二凸起D2不足以进行密封;所述第二密封段102靠近喷射高温蒸汽的蒸汽孔(图中未示出)设置，进而当所述蒸汽孔喷射出所述高温蒸汽时，如图4所示，所述第二密封段102受所述高温蒸汽作用而继续进行径向的第三凸起以进行密封，来防止所述高温蒸汽与所述第一密封段101直接接触或减少所述高温蒸汽与所述第一密封段101直接接触的时间。
[0053]根据本实用新型的胶筒100，在不通入高温蒸汽时，由于第一密封段101较第二密封段102易被压缩，在轴向压力F作用下，第一密封段101进行径向的第一凸起Dl来进行密封，虽第二密封段102进行的径向的第二凸起D2但不足以进行密封，由于第一密封段101在低温时的密封(在封隔器中为坐封)，此时能够满足胶筒整体对密封的需求。在通入高温蒸汽时，第二密封段102受高温蒸汽作用而继续进行径向的第三凸起以进行高温密封，来防止高温蒸汽与第一密封段101直接接触或减少高温蒸汽与第一密封段101直接接触的时间。很明显地，如图3和图4所示，当密封面(套管40的内表面)平坦时，第三凸起的凸起长度为第一凸起Dl与第二凸起D2之差。在第二密封段102密封过程中，胶筒100不但维持了第一密封段101的密封，而且由于第