一种双作用超高压卡封胶筒的制作方法

本发明涉及一种在井筒里密封井内管柱与井筒之间环空的卡封胶筒，具体就是一种双作用超高压卡封胶筒。

背景技术：

卡封胶筒一般安装于封隔器或桥塞上，其主要作用是封堵井段，进而进行如压裂、酸化、分层注水或采油等作业。油田开采时使用的密封胶筒主要有扩张式和压缩式两种，其中扩张式胶筒的原理是液力作用于胶筒内腔，使胶筒直径变大实现密封，但此种胶筒有密封时间短、承受工作压差小、密封压力小等缺点；压缩式胶筒的原理是利用橡胶材料受力后，产生大位移、大变形的性质，通过轴向挤压胶筒，使其产生径向扩张，以致贴合井壁达到密封井段的效果。然而就现场应用来看，此种胶筒在其工作面与套管壁完全贴合时，轴向压缩量达到最大值，容易在肩部产生应力集中，从而导致胶筒损坏密封失效。现有的压缩式胶筒要达到径向扩张的效果，大的轴向压缩位移是无法避免的，肩部裂纹和破损也成为了胶筒密封失效的主要原因之一。

因此，如何有效提升压缩式胶筒的工作性能及使用寿命是现目前的技术难点，本发明将基于帕斯卡定律(即加在密闭液体上的压强，能够大小不变地被液体向各个方向传递)，特提供一种双作用超高压卡封胶筒，以解决油田开采中密封胶筒存在的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是结合扩张式胶筒与压缩式胶筒各自的优点，特提供一种双作用超高压卡封胶筒，以解决油田开采中密封胶筒存在的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种双作用超高压卡封胶筒，其结构包括上支撑环，下支撑环，上胶筒，中胶筒，下胶筒，防突环，中心管，橡胶内胆，不可压缩流体(硅油)和注油嘴。上胶筒内圆弧面与中胶筒上部外圆弧面贴合，中胶筒下部外圆弧面与下胶筒内圆弧面贴合，上胶筒、中胶筒和下胶筒共同组成密封机构；传力机构由橡胶内胆、不可压缩流体(硅油)、注油嘴组成，传力机构位于密封机构与中心管构成的封闭内腔内，所述不可压缩流体(硅油)充满橡胶内胆内部空间；防突机构由上、下两个防突环组成；上支撑环和防突环均套在中心管上，上支撑环下端面与防突环上端面接触，防突环下端面与上胶筒上端面贴合；防突环和下支撑环套在中心管上，防突环上端面与下胶筒下端面贴合，防突环下端面与下支撑环上端面接触。

所述橡胶内胆外侧顶部打有一孔，注油嘴从孔中插入，注油嘴顶部的圆形胶垫粘贴在橡胶内胆表皮上，再对橡胶内胆充气硫化定型。

所述注油嘴从上到下设有竖直的注油缝，顶部中心有半圆凹槽，顶部周围为圆形胶垫。

本发明的有益效果是：本发明基于帕斯卡原理，在密封机构内设置传力机构，可达到密封时间长、承受工作压差大、密封压力大等优点，同时能解决因轴向位移过大而产生的肩部裂纹和破损的问题。

附图说明

图1是本发明的双作用超高压卡封胶筒结构示意图。

图2是本发明的注油嘴结构示意图。

图中：1—上支撑环，2—防突环，3—上胶筒，4—注油嘴，5—橡胶内胆，6—中胶筒，7—不可压缩流体(硅油)，8—中心管，9—下胶筒，10—下支撑环。

具体实施方式

为了能更加清楚地理解本发明的目的、技术方案及有益效果，以下通过实施例来做进一步说明，但此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，针对本发明的一个实施例，一种双作用超高压卡封胶筒，其结构包括上支撑环1，下支撑环10，上胶筒3，中胶筒6，下胶筒9，防突环2，中心管8，橡胶内胆5，不可压缩流体(硅油)7和注油嘴4。上胶筒3内圆弧面与中胶筒6上部外圆弧面贴合，中胶筒6下部外圆弧面与下胶筒9内圆弧面贴合，上胶筒3、中胶筒6和下胶筒9共同组成密封机构；传力机构由橡胶内胆5、不可压缩流体(硅油)7、注油嘴4组成，传力机构位于密封机构与中心管8构成的封闭内腔内，所述不可压缩流体(硅油)7充满橡胶内胆5内部空间；防突机构由上、下两个防突环2组成；上支撑环1和防突环2均套在中心管8上，上支撑环1下端面与防突环2上端面接触，防突环2下端面与上胶筒3上端面贴合；防突环2和下支撑环10套在中心管8上，防突环2上端面与下胶筒9下端面贴合，防突环2下端面与下支撑环10上端面接触。

上述防突环2为聚四氟乙烯材料，上述上胶筒3、中胶筒6和下胶筒9为丁腈橡胶材料。上述橡胶内胆5、注油嘴4为丁基橡胶材料，不可压缩流体为硅油。

参见图2，本发明的双作用超高压卡封胶筒，注油嘴4自上而下设有竖直的注油缝，顶部中心有半圆凹槽，起导向作用，便于注油针插入注油缝，顶部四周为圆形胶垫。

橡胶内胆5外侧顶部打有一孔，注油嘴4从孔内插入，注油嘴4顶部的圆形胶垫粘贴于橡胶内胆5表皮，从注油嘴4插入气针向橡胶内胆5中充气并放入硫化机中硫化定型。

注油时，注油针插入注油嘴4，先将橡胶内胆5抽至真空，然后注入硅油，直至注满，继续注入一定量硅油，形成预压力，最后将注油针拔出，液压作用使注油缝闭合。

本发明在工作时，首先对本发明施加一个轴向压力，轴向施加的压力经上胶筒3和下胶筒9传递到不可压缩流体(硅油)7中，再由不可压缩流体(硅油)7传递到径向方向，作用于中胶筒6上，使中胶筒6直径变大与套管壁贴合。同时上胶筒3和下胶筒9在轴向力的作用下也会产生径向变形，并与井壁贴合。因此只需施加一定轴向载荷，本发明便可在轴向力与径向力双重作用下，产生较大的径向扩张，减小胶筒肩部负荷，提高抗压能力，从而实现密封时间长、承受工作压差大、密封压力大等优点。