一种带钢骨架的螺旋式封隔器胶筒的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种封隔器胶筒，具体涉及一种带钢骨架的螺旋式封隔器胶筒。该胶筒包括胶筒本体，所述的胶筒本体为筒状，胶筒本体上设置有螺旋纹，胶筒本体的螺旋纹内包裹有螺旋弹簧。该胶筒结构简单，实用性好，通过胶筒本体内包裹的螺旋弹簧可在压力作用下将轴向压力均匀传递在胶筒本体上，并且螺旋弹簧的轴向变形量与胶筒本体一致，使胶筒本体受力均匀，避免胶筒本体的中间部位发生弯曲变形，从而增加了胶筒本体与井壁的接触长度，增加了密封面积以及稳定性；减少“肩突”现象。同时螺旋弹簧在压缩时蓄能，胶筒解封时，螺旋弹簧释放能量能使胶筒快速恢复原状。
【专利说明】
一种带钢骨架的螺旋式封隔器胶筒
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种封隔器胶筒，具体涉及一种带钢骨架的螺旋式封隔器胶筒。
【背景技术】
[0002]封隔器是井下采油工艺的一种必不可少的工具，已被广泛的使用于完井、注水、压裂、酸化等作业。封隔器借助弹性密封元件封隔管柱与井壁之间以及管柱与管柱之间的环形空间，起到隔绝井液和压力，从而控制产出液体或注入液体和保护套管。其关键组成部分是具有密封性能的弹性胶筒，胶筒的密封性能直接影响到封隔器的密封效果。
[0003]常见的封隔器胶筒有单胶筒或由多个单胶筒组合的多胶筒。使用单胶筒时，为得到所需密封面积需要增加胶筒长度，但是加长后的胶筒容易产生皱褶，胶筒与井壁或套管之间的接触应力会减少，导致密封失效。并且随着胶筒高度的变化，井壁上的剪切力也随之变化，当高度增加时，剪切力随之减小。井壁上的剪切力直接作用在胶筒外壁上，将会使胶筒产生肩部突出。
[0004]使用多胶筒时，在封隔器井下坐封过程中，胶筒的有效密封面积会提高，但是由于通过隔环传递轴向压缩力，从而轴向压缩力减少，所有胶筒与井壁或套管之间产生不同的接触应力，造成上下胶筒受力不均匀而且存在突变，使胶筒不能与井壁充分接触，从而影响了密封性能。如果增加对胶筒的坐封载荷，可以增加中胶筒和下胶筒的接触应力和接触长度，但上胶筒会在摩擦力的作用下产生很大的肩部突出，而且过大的摩擦力会使胶筒被井壁撕裂，从而使胶筒失去密封的性能。受到最大接触压力的胶筒，会出现“肩突”现象，造成较大的应力集中，当应力达到胶筒破坏极限应力后，胶筒就会出现裂纹，在外部压力作用下裂纹继续扩展，最后撕裂胶筒，致使胶筒失效。现有的常用胶筒都存在各种不足，不能实现很好的有效密封。
[0005]因此，需要设计一种新型封隔器胶筒从而优化封隔器坐封质量，改善胶筒结构与力学性能，减少胶筒肩部的应力集中，增大坐封载荷可以有效的增加胶筒的接触应力，避免胶筒失效，增加密封面积。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于:提供一种能够有效的减小现有胶筒肩部应力集中，减小胶筒所受的应力，增加胶筒密封面积的带钢骨架的螺旋式封隔器胶筒。
[0007]本实用新型的技术方案是:
[0008]—种带钢骨架的螺旋式封隔器胶筒，包括胶筒本体，其特征在于:所述的胶筒本体为筒状，胶筒本体上设置有螺旋纹，胶筒本体的螺旋纹内包裹有螺旋弹簧。
[0009]所述的螺旋弹簧为钢质螺旋弹簧。
[0010]所述的螺旋弹簧为单线弹簧或双线弹簧或多线环形弹簧。
[0011]所述的螺旋弹簧的刚度大于胶筒本体的刚度。
[0012]本实用新型的有益效果在于:
[0013]该带钢骨架的螺旋式封隔器胶筒结构简单，实用性好，通过胶筒本体内包裹的螺旋弹簧可在压力作用下将轴向压力均匀传递在胶筒本体上，并且螺旋弹簧的轴向变形量与胶筒本体一致，使胶筒本体受力均匀，避免胶筒本体的中间部位发生弯曲变形，从而增加了胶筒本体与井壁的接触长度，增加了密封面积以及稳定性;减少“肩突”现象。同时螺旋弹簧在压缩时蓄能，胶筒解封时，螺旋弹簧释放能量能使胶筒快速恢复原状。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的截面结构示意图。
[0015]图中:1、胶筒本体，2、螺旋弹簧，3、螺旋纹。
【具体实施方式】
[0016]该带钢骨架的螺旋式封隔器胶筒包括胶筒本体I;胶筒本体I为筒状，胶筒本体I上设置有螺旋纹3，胶筒本体I的螺旋纹3内包裹有螺旋弹簧2。螺旋弹簧2为钢质螺旋弹簧。螺旋弹簧2为单线弹簧或双线弹簧或多线环形弹簧。
[0017]该螺旋式封隔器胶筒的螺旋弹簧2的刚度大于胶筒本体I的刚度。
[0018]该螺旋式封隔器胶筒在安装使用时，胶筒本体I包裹在封隔器外轴上，工作过程中随封隔器随套管一起下入到指定位置。坐封时，封隔器向胶筒本体I的端部施压，螺旋弹簧2与胶筒本体I同步被压缩，从而使胶筒本体I被压缩膨胀，其外壁与井壁紧密贴合，由此实现坐封。
[0019]胶筒本体I在被压缩的过程中，由于螺旋弹簧2的作用，螺旋弹簧2的轴向变形量与胶筒本体I 一致，使胶筒本体I受力均匀，避免胶筒本体I的中间部位发生弯曲变形，从而增加了胶筒本体I与井壁的接触长度，增加了密封面积以及稳定性;减少了 “肩突”现象。同时螺旋弹簧2在压缩时蓄能，胶筒解封时，螺旋弹簧2释放能量能使胶筒快速恢复原状。
[0020]该螺旋式封隔器胶筒具有较高的承压和抗变形能力。适用于油气田行业完井、注水、压裂、酸化等。能有效提高工具的入井安全性和密封可靠性。
【主权项】
1.一种带钢骨架的螺旋式封隔器胶筒，包括胶筒本体(I)，其特征在于:所述的胶筒本体(I)为筒状，胶筒本体(I)上设置有螺旋纹(3)，螺旋纹(3)内包裹有螺旋弹簧(2)。2.根据权利要求1所述的一种带钢骨架的螺旋式封隔器胶筒，其特征在于:所述的螺旋弹簧(2)为钢质螺旋弹簧。3.根据权利要求1所述的一种带钢骨架的螺旋式封隔器胶筒，其特征在于:所述的螺旋弹簧(2)为单线弹簧或双线弹簧或多线环形弹簧。4.根据权利要求1所述的一种带钢骨架的螺旋式封隔器胶筒，其特征在于:所述的螺旋弹簧(2)的刚度大于胶筒本体(I)的刚度。
【文档编号】E21B33/128GK205532461SQ201620392122
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月4日
【发明人】吴霁薇, 卢雷, 白武双, 陈婷, 曾琦, 张海峰, 余家丽, 杨毅诚, 梅雪松, 牟获, 陈敏
【申请人】长江大学