一种井下工具用密封结构制造技术

本发明专利技术公开了一种井下工具用密封结构，井下工具至少具有以内、外层套在一起的结构件一和结构件二，它们之间套叠区域的任一侧开设有密封槽，密封槽内按上、下位置间距排布有多道橡胶密封圈，最上侧位橡胶密封圈的上侧部位与密封槽的上端部之间填装有上挡圈，上挡圈的底面与最上侧位橡胶密封圈的上侧部位弧形轮廓相吻合，最下侧位橡胶密封圈的下侧部位与密封槽的下端部之间填装有下挡圈，下挡圈的顶面与最下侧位橡胶密封圈的下侧部位弧形轮廓相吻合，相邻两道橡胶密封圈之间填装有中挡圈，中挡圈的顶、底面分别与对应橡胶密封圈的对应部位弧形轮廓相吻合，密封槽内的各道橡胶密封圈分别与密封槽相对的结构件壁面以密封接触配合。本发明专利技术稳定、可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种井下工具用密封结构
本专利技术涉及密封结构，具体是一种井下工具（特别是封隔器）用的密封结构。
技术介绍
油气井的开采工艺是依赖于诸多井下工具而实现的。大部分井下工具是由至少两个结构件组装成型的，例如封隔器，这些井下工具为了保障开采工艺中的压力、气体、液体等介质能够按照工艺设计要求而控制实施，需要对组装在一起的两个结构件之间进行相应的密封控制，而密封控制必然依赖于密封结构。井下工具的两个结构件之间的密封结构通常是以橡胶密封圈实现的。具体的，以橡胶密封圈进行密封的井下工具的两个结构件基本上是以内、外层套在一起的，它们之间的套叠区域内的任一侧（通常是外层结构件的内壁面）开设有密封槽，该密封槽的槽型大小正好容置的下一道橡胶密封圈，横截面呈圆形或椭圆形的橡胶密封圈嵌置其中，密封槽内的橡胶密封圈与密封槽相对的结构件壁面以密封接触配合；当然，为了增强两个结构件之间的密封性能，通常会在套叠区域内的上、下方向上开设多道密封槽，各密封槽内嵌置对应的橡胶密封圈。井下工具的此种密封结构虽然结构简单、成型方便、成型成本低。但是，由于油气井的钻进需要深达地下几百米、甚至上千米，井下处于高温（近200℃）、高压（近100MPa）的工况环境。具有上述密封结构的井下工具深入井下时，橡胶密封圈会因高温、高压的工况环境而变软，随着井下工具的各结构件之间的相对动作或井下压力作用，橡胶密封圈在密封槽内因缺乏行之有效的束缚结构而容易产生流变现象，随之就会使井下工具的相对结构件之间的密封结构失效，影响油气开采工艺的可靠实施，这尤其在深井、超深井中更为显见，增大了深井、超深井的开采难度。
技术实现思路
本专利技术的技术目的在于：针对上述井下工具应用工况的特殊性及现有井下工具密封结构技术的不足，提供一种在井下不易产生流变失效问题、密封性能可靠、能够适应井下高温、高压工况环境的井下工具用密封结构。本专利技术实现其技术目的所采用的技术方案是：一种井下工具用密封结构，所述井下工具至少具有以内、外层套在一起的结构件一和结构件二，所述结构件一和结构件二之间套叠区域的任一侧开设有密封槽，所述密封槽内按上、下位置间距排布有多道橡胶密封圈，最上侧位橡胶密封圈的上侧部位与所述密封槽的上端部之间填装有上挡圈，所述上挡圈的底面与最上侧位橡胶密封圈的上侧部位弧形轮廓相吻合，最下侧位橡胶密封圈的下侧部位与所述密封槽的下端部之间填装有下挡圈，所述下挡圈的顶面与最下侧位橡胶密封圈的下侧部位弧形轮廓相吻合，相邻两道橡胶密封圈之间填装有中挡圈，所述中挡圈的顶面与对应橡胶密封圈的下侧部位弧形轮廓相吻合、底面与对应橡胶密封圈的上侧部位弧形轮廓相吻合，所述密封槽内的各道橡胶密封圈分别与所述密封槽相对的结构件壁面以密封接触配合。作为优选方案之一，所述密封槽内按上、下位置间距排布有两道橡胶密封圈。作为优选方案之一，所述密封槽内的各道橡胶密封圈分别与所述密封槽的槽底壁面以密封接触配合。作为优选方案之一，所述密封槽内的各挡圈分别与所述密封槽的对应槽壁面以面接触配合。作为优选方案之一，所述橡胶密封圈为全氟醚橡胶结构。作为优选方案之一，所述上挡圈、中挡圈和下挡圈分别为聚酰亚胺结构。作为优选方案之一，所述井下工具为封隔器。进一步的，所述封隔器为5½"小尺寸RTTS-112封隔器。本专利技术的有益技术效果是：1.本专利技术针对油气井开采的井下工具而设计，在两个结构件套叠区域的同一个密封槽内按上、下位置排布多道橡胶密封圈，且各橡胶密封圈在密封槽内由对应的、与之相吻合的挡圈限位束缚，其既不影响两个结构件之间的正常组装配合关系，又能够在两个结构件之间的套叠区域内形成稳定、可靠地密封效果；具有本专利技术密封结构的井下工具深入井下时，密封槽内的橡胶密封圈因有挡圈的行之有效束缚而不易产生流变失效问题，密封性能可靠，能够适应包括深井、超深井在内的井下高温、高压工况环境，实用性强，应用前景好；2.本专利技术在同一个密封槽内按上、下位置排布的两道橡胶密封圈，既有利于简化密封结构的组装成型、控制组装成本，又能够使密封槽内的橡胶密封圈稳定、可靠地成型及服役，密封性能可靠，在井下高温、高压的工况环境下不易窜位故障失效；3.本专利技术的各挡圈在密封槽内嵌装稳定，不易变形、窜位，对密封槽内的各橡胶密封圈能够形成稳定、可靠地限位束缚效果；4.本专利技术的橡胶密封圈以全氟醚橡胶结构成型，其耐温性能高达300℃，抗软化和老化性能好，能够适应包括深井、超深井在内的井下高温、高压工况环境，此结构的橡胶密封圈辅以挡圈限位束缚，在高温、高压的工况环境下不会发生变软而在密封槽内产生流变失效的问题，可靠性高；5.本专利技术的挡圈以聚酰亚胺结构成型，其耐温性能高达400℃以上，抗软化和老化性能好，能够适应包括深井、超深井在内的井下高温、高压工况环境，在高温、高压的工况环境下能够对橡胶密封圈形成稳定、可靠地纤维束缚；6.本专利技术应用在井下工具封隔器上时，将封隔器深入井下205℃高温、105MPa高压的超深井工况环境下进行测试，封隔器上的密封结构能够保持良好的密封性能，密封结构并未因工况环境的高温、高压而失效，可见，本专利技术的密封结构耐温、承压性能高。附图说明图1是本专利技术的一种结构示意图。图2是图1中局部A的放大图。图中代号含义：1—结构件一；2—结构件二；3—密封槽；4—橡胶密封圈一；5—橡胶密封圈二；6—上挡圈；7—中挡圈；8—下挡圈。具体实施方式本专利技术涉及密封结构，具体是一种井下工具用的密封结构。由于井下工具众多，为了避免模糊本专利技术贡献于现有技术的技术方案本身，在此不作具体罗列各井下工具，只要任一井下工具具有套叠在一起的、需要以橡胶密封圈进行密封的，基本上都能够适用本专利技术；当然，本专利技术特别适用于封隔器，特别是需要适应于深井、超深井工况开采的小尺寸封隔器-5½"小尺寸RTTS-112封隔器。下面以封隔器为例，通过多个实施例对本专利技术的主体
技术实现思路
进行详细说明，其中，实施例1结合说明书附图-即图1和图2对本专利技术的内容进行详细、具体的说明，其它实施例未单独绘制附图，但其主体结构仍可参照实施例1的附图。在此需要特别说明的是，本专利技术的附图是示意性的，其为了清楚本专利技术的技术目的已经简化了不必要的细节，以避免模糊了本专利技术贡献于现有技术的技术方案。实施例1参见图1和图2所示，应用本专利技术的封隔器包括有容积管和水力锚体，容积管套装在水力锚体内，二者以内、外层套在一起，二者之间具有套叠区域，容积管作为本专利技术的结构件一1，水力锚体作为本专利技术的结构件二2。在容积管和水力锚体之间的套叠区域内，水力锚体的内壁上径向内凹开设有一道密封槽3，在该密封槽3内，按上、下位置间距排布有两道橡胶密封圈，处于上侧位的橡胶密封圈为橡胶密封圈一4，处于下侧位的橡胶密封圈为橡胶密封圈二5，这两道橡胶密封圈分别以全氟醚橡胶结构成型，这两道橡胶密封圈的横截面呈圆形状（当然也可以为椭圆形状，具体视密封设计要求而定）。在上述密封槽3内，橡胶密封圈一4的上侧部位与密封槽3的上端部之间填装有上挡圈6，该上挡圈6以聚酰亚胺结构成型。上挡圈6的底面具有内凹弧形结构的限位卡槽，上挡圈6底面的限位卡槽弧形轮廓匹配于橡胶密封圈一4的上侧部位弧形轮廓，当然，上挡圈6底面限位卡槽的弦长是小于橡胶密封圈一4的直径的；上挡圈6的顶面为平面结构，上挡圈6的顶面匹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下工具用密封结构，所述井下工具至少具有以内、外层套在一起的结构件一（1）和结构件二（2），所述结构件一（1）和结构件二（2）之间套叠区域的任一侧开设有密封槽（3），其特征在于：所述密封槽（3）内按上、下位置间距排布有多道橡胶密封圈，最上侧位橡胶密封圈的上侧部位与所述密封槽（3）的上端部之间填装有上挡圈（6），所述上挡圈（6）的底面与最上侧位橡胶密封圈的上侧部位弧形轮廓相吻合，最下侧位橡胶密封圈的下侧部位与所述密封槽（3）的下端部之间填装有下挡圈（8），所述下挡圈（8）的顶面与最下侧位橡胶密封圈的下侧部位弧形轮廓相吻合，相邻两道橡胶密封圈之间填装有中挡圈（7），所述中挡圈（7）的顶面与对应橡胶密封圈的下侧部位弧形轮廓相吻合、底面与对应橡胶密封圈的上侧部位弧形轮廓相吻合，所述密封槽（3）内的各道橡胶密封圈分别与所述密封槽（3）相对的结构件壁面以密封接触配合。

【技术特征摘要】
1.一种井下工具用密封结构，所述井下工具至少具有以内、外层套在一起的结构件一（1）和结构件二（2），所述结构件一（1）和结构件二（2）之间套叠区域的任一侧开设有密封槽（3），其特征在于：所述密封槽（3）内按上、下位置间距排布有多道橡胶密封圈，最上侧位橡胶密封圈的上侧部位与所述密封槽（3）的上端部之间填装有上挡圈（6），所述上挡圈（6）的底面与最上侧位橡胶密封圈的上侧部位弧形轮廓相吻合，最下侧位橡胶密封圈的下侧部位与所述密封槽（3）的下端部之间填装有下挡圈（8），所述下挡圈（8）的顶面与最下侧位橡胶密封圈的下侧部位弧形轮廓相吻合，相邻两道橡胶密封圈之间填装有中挡圈（7），所述中挡圈（7）的顶面与对应橡胶密封圈的下侧部位弧形轮廓相吻合、底面与对应橡胶密封圈的上侧部位弧形轮廓相吻合，所述密封槽（3）内的各道橡胶密封圈分别与所述密封槽（3）相对的结构件壁面以密封接触...

【专利技术属性】
技术研发人员：张朝举，任俊松，李晖，吴方益，蒋才军，王宁，杨桢，杨金辉，
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井下作业分公司，
类型：发明
国别省市：北京,11