一种带有变形元件的压缩式封隔器胶筒制造技术

本发明专利技术提供了一种带有变形元件的压缩式封隔器胶筒，包括中心管和套管之间的胶筒和防突压环，所述胶筒两侧制有凸缘，靠近上下肩部的内侧分别硫化有金属弹力环，所述金属弹力环由扩张段和承压段组成轮廓呈“蹄形”的变形腔，受压后变形向外扩张，支撑和补偿胶筒变形，增大密封面接触压力。所述防突压环设置在胶筒上下肩部，防突压环外缘由外侧的肩颈和靠近胶筒处的蝶翼两段组成，蝶翼最高处呈圆弧状突出结构，防突压环内缘在靠近胶筒的端部开有轴向环槽，与胶筒两端的凸缘配合并在轴向设置加压间隙，与胶筒凸缘配合部径向开有半圆槽。本发明专利技术结构简单，弹性补偿能力强，保证持久的密封性能，可有效防止胶筒工作时产生的肩突现象，使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
一种带有变形元件的压缩式封隔器胶筒
本专利技术涉及石油开采井下高压压裂用压缩式封隔器，具体涉及一种带有变形元件的压缩式封隔器胶筒。
技术介绍
压缩式封隔器是石油开采工艺中使用最广泛的一种封隔器类型，为石油开采正常生产和各种井下工艺措施的顺利进行提供有效的保障。胶筒是封隔器发挥封隔环空、隔绝产层等密封作用的核心部件，其性能的优劣以及可靠与否直接影响石油开采工艺措施的成功率和开采成本。工作时，轴向载荷作用下，胶筒轴向受压，径向膨胀变形，靠其与套管和中心管之间产生的接触应力密封环形空隙。传统的桶状胶筒受压时中间径向变形大而两端变形小，有效密封宽度小，且高压下胶筒肩部应力集中易引起“肩突”现象，影响胶筒的密封性能和使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有桶状胶筒的不足，提供一种带有变形元件的压缩式封隔器胶筒，提高胶筒两端的接触应力和实际密封宽度，并可有效避免胶筒肩部的应力集中现象导致的“肩突”破坏，提高胶筒的密封性能和使用寿命。本专利技术解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：一种带有变形元件的压缩式封隔器胶筒，包括中心管和套管之间的胶筒和套装在胶筒上下端部的防突压环。所述胶筒两侧制有凸缘，在靠近上下肩部的内侧硫化有金属弹力环，金属弹力环是由扩张段和承压段组成的变形腔。所述套装在胶筒上下端部的防突防突压环的外缘由外侧的肩颈段和内侧的蝶翼段组成，所述防突压环内缘在与胶筒凸缘配合部径向设置半圆槽，与胶筒两端的凸缘配合并在轴向设置加压间隙。进一步，所述金属弹力环由扩张段和承压段组成轮廓的变形腔，其外形呈“蹄形”状。受压后向外扩张变形，辅助和支撑胶筒的变形，增大胶筒两端接触面上的接触压力，增大有效密封宽度，提高密封可靠性。进一步，所述金属弹力环的承压段和扩张段之间的夹角为θ，120°≤θ≤140°；变形腔的宽度为B，40≤B≤55。进一步，所述防突压环外缘由外侧的肩颈段和内侧的蝶翼段组成，蝶翼最高处呈圆弧状突出结构，高压时突出的圆弧结构可有效阻止胶筒肩部材料的挤出，提高胶筒的使用寿命。进一步，所述防突压环的外缘蝶翼段圆弧高于胶筒外径4mm-4.15mm。防突压环与胶筒两端的凸缘配合处，在轴向设置加压间隙，便于安装和均匀加压。进一步，所述防突压环内缘在与胶筒凸缘配合部径向设置半圆槽，加载时在防突压环外缘蝶翼段产生较大的变形。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：金属弹力环设计成蹄形的变形腔结构硫化在靠近胶筒两端内侧，承压后向外扩张变形，增强胶筒两端的变形能力，提高了胶筒的有效密封宽度，增加了胶筒的密封可靠性。防突压环外缘靠近胶筒肩部的蝶翼段最高处呈圆弧状突出结构，不仅可防止高压下胶筒材料的突出，还对胶筒端部提供一个完整的连续面支撑，极大程度上保护了胶筒免受油气侵蚀。所述防突压环内缘在与胶筒凸缘配合部设置半圆槽，受轴向载荷时可在防突压环外缘蝶翼段产生较大的变形，阻止胶筒肩部材料的突出，提高胶筒的使用寿命。防突压环与胶筒两端的凸缘配合处，在轴向设置加压间隙，便于安装和均匀加压。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。附图中标记及对应的零部件名称：1-中心管，2-套管，3-胶筒，4-金属弹力环，5-扩张段，6-承压段，7-防突防突压环，8-蝶翼段，9-半圆槽，10-肩颈段，11-加压间隙。具体实施方式结合附图对本专利技术的实施进一步说明。如图1所示，一种带有变形元件的压缩式封隔器胶筒，包括中心管1和套管2之间的胶筒3和套装在胶筒3上下端部的防突压环7。所述胶筒3两侧制有凸缘，在靠近上下肩部的内侧硫化有金属弹力环4，金属弹力环4是由扩张段5和承压段6组成的变形腔。所述套装在胶筒3上下端部的防突防突压环7的外缘由外侧的肩颈段10和内侧的蝶翼段8组成，所述防突压环7内缘在与胶筒凸缘配合部径向设置半圆槽9，与胶筒两端的凸缘配合并在轴向设置加压间隙11。所述金属弹力环4由扩张段5和承压段6组成轮廓的变形腔，其外形呈“蹄形”状。所述金属弹力环的承压段和扩张段之间的夹角为θ，120°≤θ≤140°；变形腔的宽度为B，40≤B≤55。变形腔受压后向外扩张变形，辅助和支撑胶筒3的变形，增大胶筒3两端接触面上的接触压力，增大有效密封宽度，提高密封可靠性。所述防突压环7外缘由外侧的肩颈段10和内侧的蝶翼段8组成，蝶翼最高处呈圆弧状突出结构，外缘蝶翼段8圆弧高于胶筒3外径4mm-4.15mm。高压时突出的圆弧结构可有效阻止胶筒3肩部材料的挤出，提高胶筒的使用寿命。防突压环7与胶筒3两端的凸缘配合处设置加压间隙11，便于安装和均匀加压。综上所述，本专利技术所述的一种带有变形元件的压缩式封隔器胶筒，结构紧凑，设计合理，有效地改善了封隔器胶筒长时间井下工作过程中密封面接触应力下降和密封胶筒上下端部向环形空间突出甚至挤出的问题，提高了胶筒在高温高压井下工作环境中的可靠性和密封能力。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有变形元件的压缩式封隔器胶筒，其特征在于，包括中心管(1)和套管(2)之间的胶筒(3)和套装在胶筒(3)上下端部的防突压环(7)。所述胶筒(3)两侧制有凸缘，在靠近上下肩部的内侧硫化有金属弹力环(4)，金属弹力环(4)是由扩张段(5)和承压段(6)组成的变形腔。所述套装在胶筒(3)上下端部的防突防突压环(7)的外缘由外侧的肩颈段(10)和内侧的蝶翼段(8)组成，防突压环(7)在与胶筒(3)凸缘配合部径向设置半圆槽(9)，与胶筒(3)两端的凸缘配合并在轴向设置加压间隙(11)。/n

【技术特征摘要】
1.一种带有变形元件的压缩式封隔器胶筒，其特征在于，包括中心管(1)和套管(2)之间的胶筒(3)和套装在胶筒(3)上下端部的防突压环(7)。所述胶筒(3)两侧制有凸缘，在靠近上下肩部的内侧硫化有金属弹力环(4)，金属弹力环(4)是由扩张段(5)和承压段(6)组成的变形腔。所述套装在胶筒(3)上下端部的防突防突压环(7)的外缘由外侧的肩颈段(10)和内侧的蝶翼段(8)组成，防突压环(7)在与胶筒(3)凸缘配合部径向设置半圆槽(9)，与胶筒(3)两端的凸缘配合并在轴向设置加压间隙(11)。


2.如权利要求1所述的一种带有变形元件的压缩式封隔器胶筒，其特征在于，所述金属弹力环(4)由扩张段(5)和承压段(6)组成轮廓的变形腔，其外形呈“蹄形”状。


3.如权利要求1所述的一种带有变形元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：张付英，董城城，水浩澈，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津;12