具有胶筒组件的桥塞制造技术

技术编号:21910115 阅读:29 留言:0更新日期:2019-08-21 11:16
本发明专利技术涉及机械结构领域,旨在解决现有的桥塞的胶筒组件无法再较高温度下保持较大承压能力的问题,提供一种桥塞,包括中心管,包括具有柱状外周面的柱段、柱段的轴向前端为径向扩大的管头段,管头段和柱段之间形成轴肩;胶筒组件套设在柱段的外周面;挤压环,螺纹连接于柱段的轴向后端的外周面,且挤压环能够在柱段上沿轴向推进自锁,且以轴肩为位置限定对胶筒组件施加沿轴向的挤压力;其中,胶筒组件包括沿轴向依次抵接并套设在柱段外周的前扩张环组、前锥垫、中部胶筒、后锥垫以及后扩张环组。本发明专利技术的有益效果是胶筒组件收到多项保护,使其在加温130℃时的承压能力仍然能够达到70MPa。

Bridge plug with rubber drum assembly

【技术实现步骤摘要】
具有胶筒组件的桥塞
本专利技术涉及机械结构领域,具体而言,涉及一种具有胶筒组件的桥塞。
技术介绍
胶筒组件是桥塞的一个功能结构,其作用是在套管中形成座封。然而现有技术中的胶筒结构存在座封
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种具有胶筒组件的桥塞,以解决现有的桥塞的胶筒组件无法再较高温度下保持较大承压能力的问题。本专利技术的实施例是这样实现的:本专利技术提供一种桥塞,其具有胶筒组件,包括:中心管,包括具有柱状外周面的柱段、柱段的轴向前端为径向扩大的管头段,管头段和柱段之间形成轴肩;胶筒组件套设在柱段的外周面;挤压环,螺纹连接于柱段的轴向后端的外周面,且挤压环能够在柱段上沿轴向推进自锁,且以轴肩为位置限定对胶筒组件施加沿轴向的挤压力;其中,胶筒组件包括沿轴向依次抵接并套设在柱段外周的前扩张环组、前锥垫、中部胶筒、后锥垫以及后扩张环组;所述前扩张环组、所述后扩张环组分别通过开设切缝的方式形成可变形结构,以使其在受挤压时能够沿径向向外扩张;所述中部胶筒结构为由柔性材料制成,且其在受挤压时能够发生沿径向向外的变形,以使得在胶筒组件受到沿轴向的挤压力时:a)挤压环和后锥垫两者对后扩张环组的作用力的合力驱使后扩张环沿径向向外扩张、b)前锥垫和后锥垫两者对中部胶筒的作用力的合力驱使中部胶筒沿径向向外扩张、c)轴肩和前锥垫两者对前扩张环组的作用力的合力驱使前扩张环沿径向向外扩张。在一种实施方式下:轴肩处的台阶面设置为朝外的台阶面,挤压环的前端面设置为朝外的挤压面;前锥垫的前端面、后锥垫的后端面均设置为朝外的锥面;所述前扩张环组的轴向两端面均设置为朝内的锥面;所述后扩张环组的轴向两端面均设置为朝内的锥面;轴肩的台阶面和前扩张环的前端面之间形成第一斜楔配合、前锥垫的前端面和前扩张环组的后端面之间形成第二斜楔配合,以使在胶筒组件受到沿轴向的挤压力时,前扩张环组受到轴肩通过第一斜楔配合施加的力和前锥垫通过第二斜楔配合施加的力的合力驱使前扩张环沿径向向外扩张;挤压环的挤压面和后扩张环的后端面之间形成第三斜楔配合、后锥垫的后端面和后扩张环组的前端面之间形成第四斜楔配合,以使在胶筒组件受到沿轴向的挤压力时,后扩张环组受到挤压环通过第三斜楔配合施加的力和后锥垫通过第四斜楔配合施加的力的合力驱使后扩张环沿径向向外扩张。在一种实施方式下:中部胶筒包括中胶筒和两个分设于中胶筒轴向两端的端胶筒;所述端胶筒远离所述中胶筒的一端外表面套接有刚性材料构成的保护碗;保护碗的碗沿沿周向分布有多个切缝,以使保护碗受挤压时碗沿能够沿径向向外张开。在一种实施方式下:所述中胶筒的两端面设置为朝外的锥面;所述端胶筒靠近所述中胶筒的端面分别为朝内的锥面,以分别和中胶筒的两端面形成斜楔配合。在一种实施方式下:中胶筒的轴向长度大于端胶筒,且中胶筒从其内周面凹入形成环形凹槽,环形凹槽位于中胶筒的轴向中间位置。在一种实施方式下:前扩张环组包括相互配合的前凹扩张环和前凸扩张环;前凹扩张环靠近前凸扩张环的端面内凹形成环槽、前凸扩张环靠近前凹扩张环的端面外凸形成配合所述环槽的环凸,以使后内扩张环和后外扩张环两者能够通过环槽和环凸形成轴向配合;前凹扩张环靠近前凸扩展环的端面还设有沿周向间隔分布的多个凸柱,前凸扩展环靠近前凹扩张环的端面设有对应配合各个凸柱的凹孔,各个凸柱一一对应地插接在各个凹孔中形成插接配合;前凹扩张环和前凸扩张环分别沿周向分布有多个切缝,且在两者在配合连接状态下,前凹扩张环上的切缝与前凸扩张环上的切缝彼此错开。在一种实施方式下:所述前凸扩张环上的切缝开设在各个凹孔处,所述前凹扩张环上的切缝设置在每组相邻的凸柱之间,以使在前凹扩张环和前凸扩张环的配合连接状态下,前凹扩张环上的切缝和前凸扩张环上的切缝彼此错开。在一种实施方式下:后扩张环组包括相互配合的后内扩张环和后外扩张环;所述后内扩张环靠近后外扩张环的端面内凹形成凹环、所述后外扩张环靠近后内扩张环的端面外凸形成配合所述凹环的凸环,以使后内扩张环和后外扩张环两者能够通过凹环和凸环形成轴向配合;所述后内扩张环远离所述后外扩张环的一端的内周面为用于和后锥垫形成斜楔配合的朝内的锥面、所述后外扩张环远离所述后内扩张环的一端的内周面为用于和挤压环的挤压面形成斜楔配合的朝内的锥面;所述后内扩张环的环壁和所述后外扩张环的环壁分别开设有沿各自周向分布的切缝,该切缝从各自锥面的外沿起并向内延伸,但不沿轴向贯穿环壁,以使环壁部分保持封闭的环形。在一种实施方式下:所述后内扩张环和后外扩张环上的切缝设置为近似Z型,其包括依次连接的第一缝段、第二缝段和第三缝段;所述第二缝段沿近似平行于径向的方向延伸;第一缝段连接于第二缝段的一端,并和第一缝段呈钝角;第三缝段连接于第二缝段的一端,并和第一缝段呈钝角;所述切缝将后内扩张环和后外扩张环分割出活动部,活动部的周向一端固定,另一端自由且在受所述挤压时,能向外扩张。在一种实施方式下:舍去胶筒组件的前锥垫和后锥垫,而将中部胶筒的轴向两端面分别设置为朝外的锥面,以替代前锥垫和前扩张环组形成第二斜楔配合、替代后锥垫和后扩张环组形成第四斜楔配合。本实施例中,当胶筒组件受到来自挤压环的挤压力时,该作用力沿着后内扩张环向前凹扩张环依次传递。各零件受力的同时,后外扩张环和后内扩张环向外张开,直至外圆贴住套管;中胶筒受挤压向外缘膨胀时,保护碗随之张开,对中胶筒起到保护作用,同时,前凹扩张环和前凸扩张环张开直至贴住套管。桥塞座封时,后外扩张环和后内扩张环的受力最大,所以斜Z字形割缝的设计有助于其承受更高的座封力,前凹扩张环和前凸扩张环在桥塞座封时受力最小,所以其沿径向的割缝更有利于向外张开。后外扩张环和后内扩张环、前凹扩张环和前凸扩张环在张开后贴住套管,其作用是使保护碗得到保护,在这种情况前,中胶筒受到的保护作用不仅来自于保护碗,也来自于前扩张环组和后扩张环组对保护碗的保护,所以胶筒组件在加温130℃时的承压能力仍然能够达到70MPa。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1中示出了本实施例中的桥塞的一种实施方式;图2中示出了桥塞的立体视图(部分剖开展示);图3为防卡组件的结构示意图;图4为中心管的立体视图;图5为端头件的立体视图;图6为卡瓦片的立体视图;图7中示出了胶筒组件的结构视图;图8为前凹扩张环的结构视图;图9为前凹扩张环的剖视图;图10为前凸扩张环的结构视图;图11为前凸扩张环的剖视图;图12为中胶筒的结构视图;图13为端胶筒的结构视图;图14为前锥垫的结构视图;图15为前锥垫的剖视图;图16为保护碗的结构视图;图17为保护碗的剖视图;图18为后锥垫的结构视图;图19为后锥垫的剖视图;图20为后内扩张环的结构视图;图21为后内扩张环的剖视图;图22为后外扩张环的结构视图;图23为后外扩张环的剖视图;图24为胶筒组件处于座封状态的结构示意图。图标:100-桥塞;1-防卡组件;2-中心管;3-端头件;4-卡瓦片;5-胶筒组件;6-挤压环;7-柱段;8-管头段;9-轴肩;10-套管;11-锁套;12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种桥塞,其具有胶筒组件,其特征在于,包括:中心管,包括具有柱状外周面的柱段、柱段的轴向前端为径向扩大的管头段,管头段和柱段之间形成轴肩;胶筒组件套设在柱段的外周面;挤压环,螺纹连接于柱段的轴向后端的外周面,且挤压环能够在柱段上沿轴向推进自锁,且以轴肩为位置限定对胶筒组件施加沿轴向的挤压力;其中,胶筒组件包括沿轴向依次抵接并套设在柱段外周的前扩张环组、前锥垫、中部胶筒、后锥垫以及后扩张环组;所述前扩张环组、所述后扩张环组分别通过开设切缝的方式形成可变形结构,以使其在受挤压时能够沿径向向外扩张;所述中部胶筒结构为由柔性材料制成,且其在受挤压时能够发生沿径向向外的变形,以使得在胶筒组件受到沿轴向的挤压力时:a)挤压环和后锥垫两者对后扩张环组的作用力的合力驱使后扩张环沿径向向外扩张、b)前锥垫和后锥垫两者对中部胶筒的作用力的合力驱使中部胶筒沿径向向外扩张、c)轴肩和前锥垫两者对前扩张环组的作用力的合力驱使前扩张环沿径向向外扩张。

【技术特征摘要】
1.一种桥塞,其具有胶筒组件,其特征在于,包括:中心管,包括具有柱状外周面的柱段、柱段的轴向前端为径向扩大的管头段,管头段和柱段之间形成轴肩;胶筒组件套设在柱段的外周面;挤压环,螺纹连接于柱段的轴向后端的外周面,且挤压环能够在柱段上沿轴向推进自锁,且以轴肩为位置限定对胶筒组件施加沿轴向的挤压力;其中,胶筒组件包括沿轴向依次抵接并套设在柱段外周的前扩张环组、前锥垫、中部胶筒、后锥垫以及后扩张环组;所述前扩张环组、所述后扩张环组分别通过开设切缝的方式形成可变形结构,以使其在受挤压时能够沿径向向外扩张;所述中部胶筒结构为由柔性材料制成,且其在受挤压时能够发生沿径向向外的变形,以使得在胶筒组件受到沿轴向的挤压力时:a)挤压环和后锥垫两者对后扩张环组的作用力的合力驱使后扩张环沿径向向外扩张、b)前锥垫和后锥垫两者对中部胶筒的作用力的合力驱使中部胶筒沿径向向外扩张、c)轴肩和前锥垫两者对前扩张环组的作用力的合力驱使前扩张环沿径向向外扩张。2.根据权利要求1所述的桥塞,其特征在于:轴肩处的台阶面设置为朝外的台阶面,挤压环的前端面设置为朝外的挤压面;前锥垫的前端面、后锥垫的后端面均设置为朝外的锥面;所述前扩张环组的轴向两端面均设置为朝内的锥面;所述后扩张环组的轴向两端面均设置为朝内的锥面;轴肩的台阶面和前扩张环的前端面之间形成第一斜楔配合、前锥垫的前端面和前扩张环组的后端面之间形成第二斜楔配合,以使在胶筒组件受到沿轴向的挤压力时,前扩张环组受到轴肩通过第一斜楔配合施加的力和前锥垫通过第二斜楔配合施加的力的合力驱使前扩张环沿径向向外扩张;挤压环的挤压面和后扩张环的后端面之间形成第三斜楔配合、后锥垫的后端面和后扩张环组的前端面之间形成第四斜楔配合,以使在胶筒组件受到沿轴向的挤压力时,后扩张环组受到挤压环通过第三斜楔配合施加的力和后锥垫通过第四斜楔配合施加的力的合力驱使后扩张环沿径向向外扩张。3.根据权利要求1所述的桥塞,其特征在于:中部胶筒包括中胶筒和两个分设于中胶筒轴向两端的端胶筒;所述端胶筒远离所述中胶筒的一端外表面套接有刚性材料构成的保护碗;保护碗的碗沿沿周向分布有多个切缝,以使保护碗受挤压时碗沿能够沿径向向外张开。4.根据权利要求3所述的桥塞,其特征在于:所述中胶筒的两端面设置为朝外的锥面;所述端胶筒靠近所述中胶筒的端面分别为朝内的锥面,以分别和中胶筒的两端面形成斜楔配合。5.根据权利要求4所述的桥塞,其特征在于:中胶筒的轴向...

【专利技术属性】
技术研发人员:王荣强张正玉铁忠银颜磊刘殿清孙玉刚刘兴春李孟来刘虎李坤刘俊
申请(专利权)人:中石化石油工程技术服务有限公司中石化西南石油工程有限公司测井分公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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