桥塞中双层金属密封套管结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种密封套管结构，尤其是一种石油井下桥塞用于密封的双层金属密封套管结构，属于石油井下桥塞领域。
【背景技术】
[0002]随着现在石油消耗的量越来越大，浅层石油的可开采量越来越少，所以现在的趋势是加大开采深度，但随着开采深度的增加，井下的工况也变得越来越苛刻，深度每增加100m，温度升高3度，压力也越来越大，所以作为非金属密封材料的橡胶，更容易发生损坏，直接关系到一口井的采油成败。为此作为金属密封的替代技术变得越来越急迫。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于提供能够克服橡胶等非金属密封材料的一些局限性，更好的适应油田井下的工况，减缓桥塞的腐蚀损坏速度，增加桥塞的工作稳定性，降低维修井下工具的费用，提高工作效率的双层金属的密封套管结构。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:桥塞中双层金属密封套管结构，是由外层金属套管和内层金属套管围成的封闭中空回转体，其内填充有填充剂。外层金属套管和内层金属套管在上下尾部处进行无缝连接，形成尾部连接槽。尾部连接槽插入到桥塞的锥体内。
[0005]优选的，所述的填充剂为聚四氟乙烯。
[0006]优选的，所述的外层金属套管和内层金属套管为钛合金。
[0007]优选的，所述封闭中空回转体的纵截面形状为多段直线构成的多边形。
[0008]优选的，所述的多边形是一个关于横向中线对称的轴对称多边形。
[0009]优选的，所述的多边形包括了四条外凸的竖直线，和两个由斜线围成的内凹槽。
[0010]优选的，所述的多边形是一个尾部连接槽对称的轴对称多边形。
[0011]当双层金属密封套管轴向受压以后，纵截面多边形就会发生变形，其中外凸的四条竖直线会继续外凸并分别与桥塞中心管外壁和石油套管内壁贴紧形成密封。而内凹槽也会继续向内凹陷。并且在挤压的过程中，纵截面多边形围成的体积始终保持不变，都等于最初填充剂聚四氟乙烯的体积，这样就避免了填充剂的分层而与内壁脱离接触，由于填充剂的不可压缩性，也就避免了轴向受压过程中金属密封套管的塑性失稳破坏。
[0012]本实用新型首先材料为钛合金，能够承受的温度、压强都比橡胶筒强，其次耐腐蚀性更是克服橡胶的局限性；最后能够运用在批量生产中，可以更好的控制产品质量，因为金属的外力与变形关系是线性关系，而非金属橡胶则是非线性，在批量生产中，容易产生偏差。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的结构示意图。
[0014]图2是密封套管未变形的桥塞部分结构示意图。
[0015]图3是密封套管变形后的桥塞部分结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0017]实施例
[0018]如图1所示:桥塞中双层金属密封套管结构，是由外层金属套管2和内层金属套管5围成的封闭中空回转体，其内填充有填充剂3。外层金属套管2和内层金属套管5在上下尾部处进行无缝连接，形成尾部连接槽4。尾部连接槽5插入到桥塞的锥体I内。
[0019]图2为未受压时，包含双层密封套管结构的桥塞部分结构图。图2中主要包括了石油外套管6、桥塞中心管8、带有倒齿形陶瓷粒的卡瓦7、倒齿形陶瓷粒9、带有尾槽的椎体1，为了配合钛合金的物理特性，内外两层金属密封套管纵截面多边形是一个关于横向中线对称的轴对称多边形，同时也关于尾部连接槽中线对称。多边形包括了四条外凸的竖直线，和两个由斜线围成的内凹槽。
[0020]图3为双层金属套管变形后形成的密封结构示意图。内层金属套管与桥塞圆柱形之间具有环形形空隙，外层金属套管与石油套管也存在环形空隙。当通过电缆将桥塞下放到指定位置后，通过地面上的相应设备提供轴向压缩载荷。其中卡瓦环是一个由九个卡瓦依次围成的环形结构，九个卡瓦用一个圆形塑料圈捆在一起。由于卡瓦和椎体的接触面是一个斜面，当卡瓦环受到椎体的反作用力后，圆形塑料圈会被胀开，卡瓦发生径向位移并使卡瓦上的陶瓷粒嵌入石油外套管。因为陶瓷粒为倒齿形，故金属密封套管不会产生回弹位移，这样就能实现桥塞的锚定。
[0021]此外，因为双层金属密封套管纵截面多边形包含了外凸的直线和内凹的直线，这样当受到轴向载荷时，外凸的直线继续向外扩张，并使围成的体积增大，并最终与内外管壁相接触，形成密封。内凹的直线继续向凹陷，使围成的体积缩小，抵消之前的体积增大的因素。这样在整个变形的过程中，多边形围成的体积始终保持不变。
[0022]这样填充剂的体积也会始终保持不变，避免了填充剂的分层而与内壁脱离接触，由于填充剂的不可压缩性，也就避免了轴向受压过程中金属密封套管的塑性失稳破坏，增加了桥塞井下工况的耐受压强，提高了密封工具的可靠性。
[0023]同时双层密封套管所用材料为钛合金，比原有的橡胶胶筒材料具有更高的温度耐受性和材料稳定性，更能适合井下的苛刻的工作环境。
【主权项】
1.桥塞中双层金属密封套管结构，其特征在于:是由外层金属套管和内层金属套管围成的封闭中空回转体，其内填充有填充剂；外层金属套管和内层金属套管在上下尾部处进行无缝连接，形成尾部连接槽，尾部连接槽插入到桥塞的锥体内。2.如权利要求1所述的桥塞中双层金属密封套管结构，其特征在于:所述的填充剂为聚四氟乙烯。3.如权利要求1所述的桥塞中双层金属密封套管结构，其特征在于:所述的外层金属套管和内层金属套管为钛合金。4.如权利要求1所述的桥塞中双层金属密封套管结构，其特征在于:所述封闭中空回转体的纵截面形状为多段直线构成的多边形。5.如权利要求4所述的桥塞中双层金属密封套管结构，其特征在于:所述的多边形是一个关于横向中线对称的轴对称多边形。6.如权利要求4所述的桥塞中双层金属密封套管结构，其特征在于:所述的多边形包括了四条外凸的竖直线，和两个由斜线围成的内凹槽。7.如权利要求4所述的桥塞中双层金属密封套管结构，其特征在于:所述的多边形是一个尾部连接槽对称的轴对称多边形。
【专利摘要】桥塞中双层金属密封套管结构，是由外层金属套管和内层金属套管围成的封闭中空回转体，其内填充有填充剂。外层金属套管和内层金属套管在上下尾部处进行无缝连接，形成尾部连接槽。尾部连接槽插入到桥塞的锥体内。本实用新型首先材料为钛合金，能够承受的温度、压强都比橡胶筒强，其次耐腐蚀性更是克服橡胶的局限性；最后能够运用在批量生产中，可以更好的控制产品质量，因为金属的外力与变形关系是线性关系，而非金属橡胶则是非线性，在批量生产中，容易产生偏差。
【IPC分类】E21B33/134
【公开号】CN204804760
【申请号】CN201520522212
【发明人】尚晓峰, 金平, 尚进, 孙永贺, 马震
【申请人】吉林市旭峰激光科技有限责任公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年7月17日