橋塞中雙層金屬密封套管結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種密封套管結(jié)構(gòu)，尤其是一種石油井下橋塞用于密封的雙層金屬密封套管結(jié)構(gòu)，屬于石油井下橋塞領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)在石油消耗的量越來越大，淺層石油的可開采量越來越少，所以現(xiàn)在的趨勢是加大開采深度，但隨著開采深度的增加，井下的工況也變得越來越苛刻，深度每增加100m，溫度升高3度，壓力也越來越大，所以作為非金屬密封材料的橡膠，更容易發(fā)生損壞，直接關(guān)系到一口井的采油成敗。為此作為金屬密封的替代技術(shù)變得越來越急迫。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供能夠克服橡膠等非金屬密封材料的一些局限性，更好的適應油田井下的工況，減緩橋塞的腐蝕損壞速度，增加橋塞的工作穩(wěn)定性，降低維修井下工具的費用，提高工作效率的雙層金屬的密封套管結(jié)構(gòu)。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:橋塞中雙層金屬密封套管結(jié)構(gòu)，是由外層金屬套管和內(nèi)層金屬套管圍成的封閉中空回轉(zhuǎn)體，其內(nèi)填充有填充劑。外層金屬套管和內(nèi)層金屬套管在上下尾部處進行無縫連接，形成尾部連接槽。尾部連接槽插入到橋塞的錐體內(nèi)。
[0005]優(yōu)選的，所述的填充劑為聚四氟乙烯。
[0006]優(yōu)選的，所述的外層金屬套管和內(nèi)層金屬套管為鈦合金。
[0007]優(yōu)選的，所述封閉中空回轉(zhuǎn)體的縱截面形狀為多段直線構(gòu)成的多邊形。
[0008]優(yōu)選的，所述的多邊形是一個關(guān)于橫向中線對稱的軸對稱多邊形。
[0009]優(yōu)選的，所述的多邊形包括了四條外凸的豎直線，和兩個由斜線圍成的內(nèi)凹槽。
[0010]優(yōu)選的，所述的多邊形是一個尾部連接槽對稱的軸對稱多邊形。
[0011]當雙層金屬密封套管軸向受壓以后，縱截面多邊形就會發(fā)生變形，其中外凸的四條豎直線會繼續(xù)外凸并分別與橋塞中心管外壁和石油套管內(nèi)壁貼緊形成密封。而內(nèi)凹槽也會繼續(xù)向內(nèi)凹陷。并且在擠壓的過程中，縱截面多邊形圍成的體積始終保持不變，都等于最初填充劑聚四氟乙烯的體積，這樣就避免了填充劑的分層而與內(nèi)壁脫離接觸，由于填充劑的不可壓縮性，也就避免了軸向受壓過程中金屬密封套管的塑性失穩(wěn)破壞。
[0012]本實用新型首先材料為鈦合金，能夠承受的溫度、壓強都比橡膠筒強，其次耐腐蝕性更是克服橡膠的局限性；最后能夠運用在批量生產(chǎn)中，可以更好的控制產(chǎn)品質(zhì)量，因為金屬的外力與變形關(guān)系是線性關(guān)系，而非金屬橡膠則是非線性，在批量生產(chǎn)中，容易產(chǎn)生偏差。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是密封套管未變形的橋塞部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3是密封套管變形后的橋塞部分結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清晰、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0017]實施例
[0018]如圖1所示:橋塞中雙層金屬密封套管結(jié)構(gòu)，是由外層金屬套管2和內(nèi)層金屬套管5圍成的封閉中空回轉(zhuǎn)體，其內(nèi)填充有填充劑3。外層金屬套管2和內(nèi)層金屬套管5在上下尾部處進行無縫連接，形成尾部連接槽4。尾部連接槽5插入到橋塞的錐體I內(nèi)。
[0019]圖2為未受壓時，包含雙層密封套管結(jié)構(gòu)的橋塞部分結(jié)構(gòu)圖。圖2中主要包括了石油外套管6、橋塞中心管8、帶有倒齒形陶瓷粒的卡瓦7、倒齒形陶瓷粒9、帶有尾槽的椎體1，為了配合鈦合金的物理特性，內(nèi)外兩層金屬密封套管縱截面多邊形是一個關(guān)于橫向中線對稱的軸對稱多邊形，同時也關(guān)于尾部連接槽中線對稱。多邊形包括了四條外凸的豎直線，和兩個由斜線圍成的內(nèi)凹槽。
[0020]圖3為雙層金屬套管變形后形成的密封結(jié)構(gòu)示意圖。內(nèi)層金屬套管與橋塞圓柱形之間具有環(huán)形形空隙，外層金屬套管與石油套管也存在環(huán)形空隙。當通過電纜將橋塞下放到指定位置后，通過地面上的相應設(shè)備提供軸向壓縮載荷。其中卡瓦環(huán)是一個由九個卡瓦依次圍成的環(huán)形結(jié)構(gòu)，九個卡瓦用一個圓形塑料圈捆在一起。由于卡瓦和椎體的接觸面是一個斜面，當卡瓦環(huán)受到椎體的反作用力后，圓形塑料圈會被脹開，卡瓦發(fā)生徑向位移并使卡瓦上的陶瓷粒嵌入石油外套管。因為陶瓷粒為倒齒形，故金屬密封套管不會產(chǎn)生回彈位移，這樣就能實現(xiàn)橋塞的錨定。
[0021]此外，因為雙層金屬密封套管縱截面多邊形包含了外凸的直線和內(nèi)凹的直線，這樣當受到軸向載荷時，外凸的直線繼續(xù)向外擴張，并使圍成的體積增大，并最終與內(nèi)外管壁相接觸，形成密封。內(nèi)凹的直線繼續(xù)向凹陷，使圍成的體積縮小，抵消之前的體積增大的因素。這樣在整個變形的過程中，多邊形圍成的體積始終保持不變。
[0022]這樣填充劑的體積也會始終保持不變，避免了填充劑的分層而與內(nèi)壁脫離接觸，由于填充劑的不可壓縮性，也就避免了軸向受壓過程中金屬密封套管的塑性失穩(wěn)破壞，增加了橋塞井下工況的耐受壓強，提高了密封工具的可靠性。
[0023]同時雙層密封套管所用材料為鈦合金，比原有的橡膠膠筒材料具有更高的溫度耐受性和材料穩(wěn)定性，更能適合井下的苛刻的工作環(huán)境。
【主權(quán)項】
1.橋塞中雙層金屬密封套管結(jié)構(gòu)，其特征在于:是由外層金屬套管和內(nèi)層金屬套管圍成的封閉中空回轉(zhuǎn)體，其內(nèi)填充有填充劑；外層金屬套管和內(nèi)層金屬套管在上下尾部處進行無縫連接，形成尾部連接槽，尾部連接槽插入到橋塞的錐體內(nèi)。2.如權(quán)利要求1所述的橋塞中雙層金屬密封套管結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的填充劑為聚四氟乙烯。3.如權(quán)利要求1所述的橋塞中雙層金屬密封套管結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的外層金屬套管和內(nèi)層金屬套管為鈦合金。4.如權(quán)利要求1所述的橋塞中雙層金屬密封套管結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述封閉中空回轉(zhuǎn)體的縱截面形狀為多段直線構(gòu)成的多邊形。5.如權(quán)利要求4所述的橋塞中雙層金屬密封套管結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的多邊形是一個關(guān)于橫向中線對稱的軸對稱多邊形。6.如權(quán)利要求4所述的橋塞中雙層金屬密封套管結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的多邊形包括了四條外凸的豎直線，和兩個由斜線圍成的內(nèi)凹槽。7.如權(quán)利要求4所述的橋塞中雙層金屬密封套管結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的多邊形是一個尾部連接槽對稱的軸對稱多邊形。
【專利摘要】橋塞中雙層金屬密封套管結(jié)構(gòu)，是由外層金屬套管和內(nèi)層金屬套管圍成的封閉中空回轉(zhuǎn)體，其內(nèi)填充有填充劑。外層金屬套管和內(nèi)層金屬套管在上下尾部處進行無縫連接，形成尾部連接槽。尾部連接槽插入到橋塞的錐體內(nèi)。本實用新型首先材料為鈦合金，能夠承受的溫度、壓強都比橡膠筒強，其次耐腐蝕性更是克服橡膠的局限性；最后能夠運用在批量生產(chǎn)中，可以更好的控制產(chǎn)品質(zhì)量，因為金屬的外力與變形關(guān)系是線性關(guān)系，而非金屬橡膠則是非線性，在批量生產(chǎn)中，容易產(chǎn)生偏差。
【IPC分類】E21B33/134
【公開號】CN204804760
【申請?zhí)枴緾N201520522212
【發(fā)明人】尚曉峰, 金平, 尚進, 孫永賀, 馬震
【申請人】吉林市旭峰激光科技有限責任公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年7月17日