油气田用压缩式封隔器密封筒制造技术

本实用新型专利技术公开了一种油气田用压缩式封隔器密封筒，包括用于套在封隔器内芯上使用的胶筒，所述胶筒内套设置有承压套筒，承压套筒内圆沿周向设置环形槽，环形槽内嵌有密封圈，使用时，胶筒受压后向径向膨胀，其外表面膨胀后紧贴油气井外套管也形成轴向密封，满足封隔器的工作要求。当压缩一定距离后，承压套筒起到支承作用，承受继续增加的压力，避免胶筒的变形量继续增大而受到损坏，使密封筒的承压能力大幅提升，另外，通过外加PTFE外套筒，利用PTFE耐高温、强度比橡胶大、静摩擦系数小且耐腐蚀等特性，提高密封面的接触强度，可使密封筒满足压力为90～105MPa、温度为160～180℃、腐蚀性工况下的使用要求。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油气田用封隔设备，特别涉及一种油气田用封隔器中的部件。
技术介绍
在油气田开发领域，封隔器是实施分层采油、分层注水、分层压裂、酸化或机械卡 堵等井下注采工艺的重要元器件，压缩式封隔器是封隔器中较常用的一种，具有弹性的密 封筒是压缩式封隔器的核心部件，它将直接影响到封隔器的工作质量。现有密封筒一般是由橡胶制成的胶筒(如图3所示)，通过两端挤压使其变形形成 对油气井外套管和内芯(轴或管)的密封，但压力过大时，胶筒受到的压缩量更大，极易使其 损坏。在油气田的开发中，油气井的开采深度越来越深，随着油气井深度的增加，开采工作 环境的温度、压力越大，化学腐蚀性也越强，因此，就对封隔器的胶筒提出了适应上述恶劣 工况的更高要求，即密封部件的承压能力、耐高温能力和耐腐蚀能力等。为提高胶筒的承压能力，出现了带金属肩保的胶筒(如图4所示)，但由于材料本 身特性的限制，其承压能力、耐高温和耐腐蚀能力仍然有限，尤其是当工作环境压力达到 70 105Mpa，温度达到160°C左右时，国内外几乎所有的封隔器胶筒均不能满足使用要求 (如比较有代表性的贝克公司生产的封隔器胶筒也只能满足在84Mpa、160°C工况下短时间 工作，不能在100Mpa、160°C的工况下正常工作)。甚至化工部标准HG/T 2701-95《油气田 用压缩(Ys)式封隔器胶筒》中的要求也已经远远不能适应当前油气田深井开采的要求。因此，需探索一种油气田用的压缩式封隔器密封筒，使其承压、耐高温和耐腐蚀能 力更强，以适应当前油气田开采深井工况的要求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种油气田用压缩式封隔器密封筒，通过全新的结构设计 和选材，大幅提升封隔器密封筒的承压、耐高温和耐腐蚀性能，以达到适应当前油气田深井 工况使用要求的目的。本专利技术的油气田用压缩式封隔器密封筒，包括用于套在封隔器内芯上使用的胶 筒，所述胶筒内套设置有承压套筒，承压套筒内圆沿周向设置环形槽，环形槽内嵌有密封 圈。进一步，所述油气田用压缩式封隔器密封筒还包括以滑动配合方式套于承压套筒 内的压环，所述压环一端伸出承压套筒端部，压环另一端与设置于承压套筒内壁的周向台 阶之间形成宽度可变的压缩槽，压缩槽内嵌有耐压密封圈；进一步，所述耐压密封圈由开口沿径向向外的聚四氟乙烯环槽和嵌在聚四氟乙烯 环槽内的胶环构成；进一步，所述胶筒外套设置有由聚四氟乙烯制成的外套筒；进一步，所述外套筒的一端设置径向向内延伸并包覆胶筒端面的环形压边；进一步，所述承压套筒的长度短于胶筒的长度与环形压边的厚度之和形成压缩距；进一步，所述环形压边内侧设置横截面为半圆形的环形凸起，所述胶筒端部设置 与环形凸起配合的环形凹槽；进一步，所述外套筒筒壁的纵截面形状为沿轴向并列且开口沿径向朝内的弧形首 尾相接形成的轮廓；进一步，所述承压套筒由金属制成；进一步，所述胶筒和胶环均由丙烯酸酯、硅胶或氢化丁晴橡胶制成；进一步，所述胶筒、承压套筒和外套筒通过硫化模一次硫化粘接制成一体；进一步，所述承压套筒外壁沿轴向并列设置有周向槽，所述胶筒内圆设置有与周 向槽配合的凸起；进一步，所述聚四氟乙烯由玻璃纤维、二硫化钼、铜粉、石墨、聚苯酯或三氧化二铬 填充改性。专利技术的有益效果本专利技术的油气田用压缩式封隔器密封筒，包括用于套在封隔器 内芯上使用的胶筒，所述胶筒内套设置有承压套筒，承压套筒内圆沿周向设置环形槽，环形 槽内嵌有密封圈，使用时，胶筒受压后向径向膨胀变形，其外表面膨胀后紧贴油气井外套管 形成轴向密封，同时，承压套筒上也设置有封隔器内芯的轴向密封，满足封隔器的工作要 求。当压缩一定距离后，承压套筒起到支承作用，承受继续增加的压力，避免胶筒的变形量 继续增大而受到损坏，使密封筒的承压能力大幅提升，使用寿命延长。另外，通过外加聚四 氟乙烯(PTFE)外套筒的进一步改进，利用PTFE耐高温、强度比橡胶大、静摩擦系数小且耐 腐蚀等特性，提高密封面的接触强度，可使密封筒满足压力为90 105Mpa、温度为160 180 0C和腐蚀性工况下的使用要求。以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为外套筒的另一种结构示意图；图3为现有技术中的胶筒示意图；图4为现有技术中带肩保的胶筒示意图。具体实施方式图1为本专利技术的结构示意图，图2为外套筒的另一种结构示意图，图3为现有技术 中的胶筒示意图，图4为现有技术中带肩保的胶筒示意图，如图所示本实施例的油气田用 压缩式封隔器密封筒，包括用于套在封隔器内芯上使用的胶筒1，所述胶筒1内套设置有承 压套筒2，承压套筒2内圆沿周向设置环形槽加，环形槽加内嵌有密封圈3，密封圈可起到 初时的自然密封作用，环形槽可沿承压套筒轴向并列设置为多个，增加密封效果。使用时， 胶筒受压后向径向膨胀变形，其外表面膨胀后紧贴油气井外套管形成轴向密封，同时，承压 套筒上也设置有封隔器内芯的轴向密封，满足封隔器的工作要求。当压缩一定距离后，承压 套筒起到支承作用，承受继续增加的压力，避免胶筒的变形量继续增大而受到损坏，使密封 筒的承压能力大幅提升，使用寿命延长。卸压以后，通过胶筒的弹性回弹，解除密封。本实施例中，所述油气田用压缩式封隔器密封筒还包括以滑动配合方式套于承压 套筒2内的压环4，所述压环4 一端伸出承压套筒2端部，压环4另一端与设置于承压套筒 2内壁的周向台阶2b之间形成宽度可变的压缩槽5，压缩槽5内嵌有耐压密封圈，密封筒处 于工作状态时，压环在压力的作用下与承压套筒端部平齐，使压缩槽宽度小于初始状态时 的宽度，从而对承压密封圈形成挤压，让其沿径向向内膨胀变形，对封隔器内芯形成可靠的 密封，满足深井封隔器的工作要求。本实施例中，所述耐压密封圈由开口沿径向向外的聚四氟乙烯环槽6和嵌在聚四 氟乙烯环槽6内的胶环7构成，禾Ij用聚四氟乙烯(PTFE)材料耐高温、强度比橡胶大、静摩擦 系数小且耐腐蚀等特性，提高密封面的接触强度，可使密封筒满足压力为90 105Mpa、温 度为160 180°C和腐蚀性工况下的使用要求，同时，利用胶环的弹性，使其受挤压时能产 生膨胀实现密封，卸压时，也能回弹解除密封。本实施例中，所述胶筒1外套设置有由聚四氟乙烯制成的外套筒8，利用聚四氟乙 烯(PTFE)材料耐高温、强度比橡胶大、静摩擦系数小且耐腐蚀等特性，提高密封面的接触强 度，可使密封筒满足压力为90 105Mpa、温度为160 180°C和腐蚀性工况下的使用要求。本实施例中，所述外套筒8的一端设置径向向内延伸并包覆胶筒1端面的环形压 边8a，提高受压面的接触强度，使密封筒的承压能力更好。本实施例中，在增加了外套筒的情况下，所述承压套筒2的长度短于胶筒1的长度 与环形压边8a的厚度之和形成压缩距，在化工部标准HG/T 2701-95《油气田用压缩(Ys) 式封隔器胶筒》中压缩距的定义是胶筒在座封时，其轴向被压缩的长度。使胶筒被压缩长 度等于压缩距时即可转由承压芯骨承压，使胶筒恰好达到座封要求而不继续受压变形，避 免损坏。压缩距是根据体积相等原则计算得出的长度加上该长度的1/3的补偿值得出。当 然，压缩距也可通过封隔器上的压缩部件留出，即在压缩部件上设置一个用于对承压套筒 让位的盲孔，承压套筒顶住盲孔底部时，胶筒座本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种油气田用压缩式封隔器密封筒，包括用于套在封隔器内芯上使用的胶筒（１），其特征在于：所述胶筒（１）内套设置有承压套筒（２），承压套筒（２）内圆沿周向设置环形槽（２ａ），环形槽（２ａ）内嵌有密封圈（３）。

【技术特征摘要】
1.一种油气田用压缩式封隔器密封筒，包括用于套在封隔器内芯上使用的胶筒(1)， 其特征在于所述胶筒(1)内套设置有承压套筒(2)，承压套筒(2)内圆沿周向设置环形槽 (2a)，环形槽(2a)内嵌有密封圈(3)。2.根据权利要求1所述的油气田用压缩式封隔器密封筒，其特征在于还包括以滑动 配合方式套于承压套筒(2)内的压环(4)，所述压环(4) 一端伸出承压套筒(2)端部，压环 (4)另一端与设置于承压套筒(2)内壁的周向台阶(2b)之间形成宽度可变的压缩槽(5)，压 缩槽(5)内嵌有耐压密封圈。3.根据权利要求2所述的油气田用压缩式封隔器密封筒，其特征在于所述耐压密封 圈由开口沿径向向外的聚四氟乙烯环槽(6)和嵌在聚四氟乙烯环槽(6)内的胶环(7)构成。4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的油气田用压缩式封隔器密封筒，其特征在 于所述胶筒(1)外套设置有由聚四氟乙烯制成的外套筒(8)。5.根据权利要求4所述的油气田用压缩式封隔器密封筒，其特征在于所述外套筒(8) 的一端设置径向向内延伸并包覆胶筒(1)端面的环形压边(8a)。6.根据权利要求5所述的油气田用压缩式封隔器密封筒，其特征在于所述承压套筒 (2)的长度短于胶筒(1)的长度与环形压边(8...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢煜，徐逸飞，
申请(专利权)人：重庆智延科技发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：85