一種帶鋼骨架的螺旋式封隔器膠筒的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種封隔器膠筒，具體涉及一種帶鋼骨架的螺旋式封隔器膠筒。該膠筒包括膠筒本體，所述的膠筒本體為筒狀，膠筒本體上設(shè)置有螺旋紋，膠筒本體的螺旋紋內(nèi)包裹有螺旋彈簧。該膠筒結(jié)構(gòu)簡單，實用性好，通過膠筒本體內(nèi)包裹的螺旋彈簧可在壓力作用下將軸向壓力均勻傳遞在膠筒本體上，并且螺旋彈簧的軸向變形量與膠筒本體一致，使膠筒本體受力均勻，避免膠筒本體的中間部位發(fā)生彎曲變形，從而增加了膠筒本體與井壁的接觸長度，增加了密封面積以及穩(wěn)定性；減少“肩突”現(xiàn)象。同時螺旋彈簧在壓縮時蓄能，膠筒解封時，螺旋彈簧釋放能量能使膠筒快速恢復(fù)原狀。
【專利說明】
一種帶鋼骨架的螺旋式封隔器膠筒
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種封隔器膠筒，具體涉及一種帶鋼骨架的螺旋式封隔器膠筒。
【背景技術(shù)】
[0002]封隔器是井下采油工藝的一種必不可少的工具，已被廣泛的使用于完井、注水、壓裂、酸化等作業(yè)。封隔器借助彈性密封元件封隔管柱與井壁之間以及管柱與管柱之間的環(huán)形空間，起到隔絕井液和壓力，從而控制產(chǎn)出液體或注入液體和保護套管。其關(guān)鍵組成部分是具有密封性能的彈性膠筒，膠筒的密封性能直接影響到封隔器的密封效果。
[0003]常見的封隔器膠筒有單膠筒或由多個單膠筒組合的多膠筒。使用單膠筒時，為得到所需密封面積需要增加膠筒長度，但是加長后的膠筒容易產(chǎn)生皺褶，膠筒與井壁或套管之間的接觸應(yīng)力會減少，導(dǎo)致密封失效。并且隨著膠筒高度的變化，井壁上的剪切力也隨之變化，當高度增加時，剪切力隨之減小。井壁上的剪切力直接作用在膠筒外壁上，將會使膠筒產(chǎn)生肩部突出。
[0004]使用多膠筒時，在封隔器井下坐封過程中，膠筒的有效密封面積會提高，但是由于通過隔環(huán)傳遞軸向壓縮力，從而軸向壓縮力減少，所有膠筒與井壁或套管之間產(chǎn)生不同的接觸應(yīng)力，造成上下膠筒受力不均勻而且存在突變，使膠筒不能與井壁充分接觸，從而影響了密封性能。如果增加對膠筒的坐封載荷，可以增加中膠筒和下膠筒的接觸應(yīng)力和接觸長度，但上膠筒會在摩擦力的作用下產(chǎn)生很大的肩部突出，而且過大的摩擦力會使膠筒被井壁撕裂，從而使膠筒失去密封的性能。受到最大接觸壓力的膠筒，會出現(xiàn)“肩突”現(xiàn)象，造成較大的應(yīng)力集中，當應(yīng)力達到膠筒破壞極限應(yīng)力后，膠筒就會出現(xiàn)裂紋，在外部壓力作用下裂紋繼續(xù)擴展，最后撕裂膠筒，致使膠筒失效?，F(xiàn)有的常用膠筒都存在各種不足，不能實現(xiàn)很好的有效密封。
[0005]因此，需要設(shè)計一種新型封隔器膠筒從而優(yōu)化封隔器坐封質(zhì)量，改善膠筒結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能，減少膠筒肩部的應(yīng)力集中，增大坐封載荷可以有效的增加膠筒的接觸應(yīng)力，避免膠筒失效，增加密封面積。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的在于:提供一種能夠有效的減小現(xiàn)有膠筒肩部應(yīng)力集中，減小膠筒所受的應(yīng)力，增加膠筒密封面積的帶鋼骨架的螺旋式封隔器膠筒。
[0007]本實用新型的技術(shù)方案是:
[0008]—種帶鋼骨架的螺旋式封隔器膠筒，包括膠筒本體，其特征在于:所述的膠筒本體為筒狀，膠筒本體上設(shè)置有螺旋紋，膠筒本體的螺旋紋內(nèi)包裹有螺旋彈簧。
[0009]所述的螺旋彈簧為鋼質(zhì)螺旋彈簧。
[0010]所述的螺旋彈簧為單線彈簧或雙線彈簧或多線環(huán)形彈簧。
[0011]所述的螺旋彈簧的剛度大于膠筒本體的剛度。
[0012]本實用新型的有益效果在于:
[0013]該帶鋼骨架的螺旋式封隔器膠筒結(jié)構(gòu)簡單，實用性好，通過膠筒本體內(nèi)包裹的螺旋彈簧可在壓力作用下將軸向壓力均勻傳遞在膠筒本體上，并且螺旋彈簧的軸向變形量與膠筒本體一致，使膠筒本體受力均勻，避免膠筒本體的中間部位發(fā)生彎曲變形，從而增加了膠筒本體與井壁的接觸長度，增加了密封面積以及穩(wěn)定性;減少“肩突”現(xiàn)象。同時螺旋彈簧在壓縮時蓄能，膠筒解封時，螺旋彈簧釋放能量能使膠筒快速恢復(fù)原狀。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:1、膠筒本體，2、螺旋彈簧，3、螺旋紋。
【具體實施方式】
[0016]該帶鋼骨架的螺旋式封隔器膠筒包括膠筒本體I;膠筒本體I為筒狀，膠筒本體I上設(shè)置有螺旋紋3，膠筒本體I的螺旋紋3內(nèi)包裹有螺旋彈簧2。螺旋彈簧2為鋼質(zhì)螺旋彈簧。螺旋彈簧2為單線彈簧或雙線彈簧或多線環(huán)形彈簧。
[0017]該螺旋式封隔器膠筒的螺旋彈簧2的剛度大于膠筒本體I的剛度。
[0018]該螺旋式封隔器膠筒在安裝使用時，膠筒本體I包裹在封隔器外軸上，工作過程中隨封隔器隨套管一起下入到指定位置。坐封時，封隔器向膠筒本體I的端部施壓，螺旋彈簧2與膠筒本體I同步被壓縮，從而使膠筒本體I被壓縮膨脹，其外壁與井壁緊密貼合，由此實現(xiàn)坐封。
[0019]膠筒本體I在被壓縮的過程中，由于螺旋彈簧2的作用，螺旋彈簧2的軸向變形量與膠筒本體I 一致，使膠筒本體I受力均勻，避免膠筒本體I的中間部位發(fā)生彎曲變形，從而增加了膠筒本體I與井壁的接觸長度，增加了密封面積以及穩(wěn)定性;減少了 “肩突”現(xiàn)象。同時螺旋彈簧2在壓縮時蓄能，膠筒解封時，螺旋彈簧2釋放能量能使膠筒快速恢復(fù)原狀。
[0020]該螺旋式封隔器膠筒具有較高的承壓和抗變形能力。適用于油氣田行業(yè)完井、注水、壓裂、酸化等。能有效提高工具的入井安全性和密封可靠性。
【主權(quán)項】
1.一種帶鋼骨架的螺旋式封隔器膠筒，包括膠筒本體(I)，其特征在于:所述的膠筒本體(I)為筒狀，膠筒本體(I)上設(shè)置有螺旋紋(3)，螺旋紋(3)內(nèi)包裹有螺旋彈簧(2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶鋼骨架的螺旋式封隔器膠筒，其特征在于:所述的螺旋彈簧(2)為鋼質(zhì)螺旋彈簧。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶鋼骨架的螺旋式封隔器膠筒，其特征在于:所述的螺旋彈簧(2)為單線彈簧或雙線彈簧或多線環(huán)形彈簧。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶鋼骨架的螺旋式封隔器膠筒，其特征在于:所述的螺旋彈簧(2)的剛度大于膠筒本體(I)的剛度。
【文檔編號】E21B33/128GK205532461SQ201620392122
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月4日
【發(fā)明人】吳霽薇, 盧雷, 白武雙, 陳婷, 曾琦, 張海峰, 余家麗, 楊毅誠, 梅雪松, 牟獲, 陳敏
【申請人】長江大學(xué)