膨脹管用動(dòng)密封裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種膨脹管用動(dòng)密封裝置，包括筒形的連接外套（1），連接外套（1）內(nèi)固定連接有筒形的密封膠芯（2），密封膠芯（2）的外側(cè)壁與連接外套（1）的內(nèi)側(cè)壁密封連接，密封膠芯（2）內(nèi)設(shè)有用于充氣的空腔（21）。該膨脹管用動(dòng)密封裝置可以阻止井內(nèi)異物進(jìn)入膨脹施工工具，使施工過(guò)程中膨脹管和打壓油管環(huán)空保持清潔，從而確保膨脹施工的順利進(jìn)行。
【專利說(shuō)明】膨脹管用動(dòng)密封裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及石油開采設(shè)備領(lǐng)域，特別是一種在石油工業(yè)中的膨脹管施工時(shí)用的動(dòng)密封裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]膨脹管技術(shù)是近年來(lái)蓬勃興起的一項(xiàng)新技術(shù)，它可應(yīng)用于鉆井、完井及采油、修井等作業(yè)過(guò)程。膨脹管膨脹過(guò)程是管體冷作硬化的過(guò)程，膨脹方式有機(jī)械式，液壓式等，目前使用的常規(guī)膨脹管工具，在嚴(yán)重出砂井或稠油井等井下工況較為惡劣時(shí)，尤其是長(zhǎng)段膨脹管施工作業(yè)過(guò)程中很難保證脹錐工作區(qū)的表面清潔，易發(fā)生卡阻，阻礙膨脹的順利進(jìn)行，甚至導(dǎo)致施工失敗。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的異物對(duì)膨脹施工的影響，本實(shí)用新型提供了一種膨脹管用動(dòng)密封裝置，該膨脹管用動(dòng)密封裝置可以阻止井內(nèi)異物進(jìn)入膨脹施工工具，使施工過(guò)程中膨脹管和打壓油管環(huán)空保持清潔，從而確保膨脹施工的順利進(jìn)行。
[0004]本實(shí)用新型為解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是:一種膨脹管用動(dòng)密封裝置，包括筒形的連接外套，連接外套內(nèi)固定連接有筒形的密封膠芯，密封膠芯的外側(cè)壁與連接外套的內(nèi)側(cè)壁密封連接，密封膠芯內(nèi)設(shè)有用于充氣的空腔。
[0005]密封膠芯的內(nèi)側(cè)壁表面設(shè)有多個(gè)環(huán)形突起，相鄰的兩個(gè)環(huán)形突起之間形成環(huán)形凹槽。
[0006]密封膠芯的內(nèi)側(cè)壁表面設(shè)有三個(gè)環(huán)形突起，密封膠芯的內(nèi)側(cè)壁表面形成兩個(gè)環(huán)形凹槽。
[0007]環(huán)形突起在穿過(guò)連接外套軸線的縱截面的投影為圓弧形，該圓弧形所對(duì)應(yīng)的圓心角小于180°，三個(gè)環(huán)形突起的大小和形狀均相同，兩個(gè)環(huán)形凹槽的大小和形狀均相同。
[0008]在空腔內(nèi)，環(huán)形凹槽部位設(shè)有多個(gè)連接片，密封膠芯的內(nèi)側(cè)壁通過(guò)連接片與密封膠芯的外側(cè)壁連接，相鄰的兩個(gè)連接片之間設(shè)有空隙。
[0009]在環(huán)形凹槽處，密封膠芯內(nèi)側(cè)壁的內(nèi)表面固定連接有金屬環(huán)，金屬環(huán)在連接外套軸向上的長(zhǎng)度等于環(huán)形凹槽在連接外套軸向上的長(zhǎng)度；或者，在環(huán)形凹槽處，密封膠芯內(nèi)側(cè)壁的外表面固定連接有金屬環(huán)，金屬環(huán)在連接外套軸向上的長(zhǎng)度等于環(huán)形凹槽在連接外套軸向上的長(zhǎng)度。
[0010]當(dāng)密封膠芯內(nèi)側(cè)壁的外表面固定連接有金屬環(huán)時(shí)，金屬環(huán)的外側(cè)圓周與密封膠芯固定連接，金屬環(huán)的內(nèi)側(cè)圓周的表面設(shè)有橡膠層。
[0011]密封膠芯的兩端分別通過(guò)定位螺釘與連接外套的兩端固定連接，連接外套的一端還設(shè)有環(huán)形的連接端蓋。
[0012]密封膠芯的外側(cè)壁設(shè)有用于充氣的氣嘴，連接外套的側(cè)壁設(shè)有與氣嘴相對(duì)應(yīng)的充氣口，密封膠芯的側(cè)壁包括從外向內(nèi)依次連接的橡膠層、簾線層和橡膠層。[0013]在空腔內(nèi)，環(huán)形凹槽部位設(shè)有環(huán)形的連接片，密封膠芯的內(nèi)側(cè)壁通過(guò)連接片與密封膠芯的外側(cè)壁密封連接，連接片設(shè)有能夠連通相鄰的兩個(gè)環(huán)形突起內(nèi)的空腔的通孔。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0015]1、該膨脹管用動(dòng)密封裝置跟隨最后一根膨脹管下入井筒，能夠從施工伊始就對(duì)膨脹管內(nèi)環(huán)空密封。
[0016]2、該膨脹管用動(dòng)密封裝置在膨脹啟動(dòng)后，油管被頂出井口的過(guò)程中，可以很輕易地對(duì)過(guò)油管接箍實(shí)現(xiàn)動(dòng)密封，保持膨脹管內(nèi)環(huán)空清潔。
[0017]3、其中的密封膠芯為儲(chǔ)氣囊結(jié)構(gòu)，三個(gè)環(huán)形凸起的內(nèi)部聯(lián)通，在過(guò)油管接箍時(shí)提供實(shí)時(shí)壓力分布，保證動(dòng)密封有效。
[0018]4、該膨脹管用動(dòng)密封裝置在膨脹結(jié)束后，可由膨脹錐等外徑較大的工具帶出，實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用。
[0019]5、該膨脹管用動(dòng)密封裝置不但為膨脹施工中動(dòng)密封提供了一種解決方案，還為膨脹管施工適應(yīng)多工況或復(fù)雜工況的井提供了新思路和新技術(shù)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型所述的膨脹管用動(dòng)密封裝置作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0021]圖1是膨脹管用動(dòng)密封裝置的裝配圖。
[0022]圖2是圖1中沿A-A線實(shí)施例1的剖視圖。
[0023]圖3是膨脹管用動(dòng)密封裝置的立體剖視圖。
[0024]圖4是膨脹管用動(dòng)密封裝置在使用時(shí)工序二的示意圖。
[0025]圖5是膨脹管用動(dòng)密封裝置在使用時(shí)工序三的示意圖。
[0026]圖6是膨脹管用動(dòng)密封裝置在使用時(shí)工序四的示意圖。
[0027]圖7是膨脹管用動(dòng)密封裝置在使用時(shí)工序五的示意圖。
[0028]圖8是在實(shí)施例2時(shí)圖1中沿A-A線的剖視圖。
[0029]圖9是在實(shí)施例3時(shí)圖1中沿A-A線的剖視圖。
[0030]圖10是在實(shí)施例4時(shí)圖1中沿A-A線的剖視圖。
[0031]其中1.連接外套，2.密封膠芯，21.空腔，22.環(huán)形突起，23.環(huán)形凹槽，24.連接片，241.通孔，25.空隙，26.氣嘴，3.連接端蓋，4.定位螺釘，5.金屬環(huán)，51.橡膠層，61.膨脹管用動(dòng)密封裝置，62.上油管，63.油管接箍，64.下油管，65.膨脹管。
【具體實(shí)施方式】
[0032]實(shí)施例1
[0033]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型所述的膨脹管用動(dòng)密封裝置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。一種膨脹管用動(dòng)密封裝置，包括筒形的連接外套I，連接外套I內(nèi)固定連接有筒形的密封膠芯2，密封膠芯2的外側(cè)壁與連接外套I的內(nèi)側(cè)壁密封連接，密封膠芯2內(nèi)設(shè)有用于充氣的空腔21，如圖1、圖2、圖3所示。
[0034]該膨脹管用動(dòng)密封裝置中筒形的密封膠芯在充氣后能夠?qū)⒕o緊的抱住打壓油管，并實(shí)現(xiàn)與打壓油管的動(dòng)密封，這樣該膨脹管用動(dòng)密封裝置61可以阻止井內(nèi)異物進(jìn)入膨脹管65，使施工過(guò)程中膨脹管65和打壓油管之間的環(huán)空保持清潔，從而確保膨脹施工的順利進(jìn)行。
[0035]一般在膨脹施工時(shí)油管包括上油管62和下油管64，打壓油管的上油管62和下油管64之間的油管接箍63會(huì)正好穿過(guò)密封膠芯2，突出于上油管62和下油管64表面的油管接箍63在動(dòng)密封的過(guò)程中將與密封膠芯2的內(nèi)壁發(fā)生摩擦。為了確保此過(guò)程中的動(dòng)密封效果，密封膠芯2的內(nèi)側(cè)壁表面設(shè)有多個(gè)環(huán)形突起22，相鄰的兩個(gè)環(huán)形突起22之間形成環(huán)形凹槽23。優(yōu)選密封膠芯2的內(nèi)側(cè)壁表面設(shè)有三個(gè)環(huán)形突起22，密封膠芯2的內(nèi)側(cè)壁表面形成兩個(gè)環(huán)形凹槽23。這種環(huán)形突起22與環(huán)形凹槽23間隔設(shè)置的結(jié)構(gòu)正好與突出于上油管62和下油管64表面的油管接箍63相配合，在油管接箍63經(jīng)過(guò)時(shí)，實(shí)時(shí)調(diào)整密封膠芯2表面的壓力分布，便于密封膠芯2表面與油管接箍63及油管的貼合，從而確保密封膠芯2與油管的動(dòng)密封效果。另外，環(huán)形凹槽23處存放有潤(rùn)滑劑，便于對(duì)油管接箍63進(jìn)行潤(rùn)滑。
[0036]為了使油管接箍6與密封膠芯2接觸時(shí)受力均勻，保持穩(wěn)定的密封效果，優(yōu)選環(huán)形突起22在穿過(guò)連接外套I軸線的縱截面的投影為圓弧形，該圓弧形所對(duì)應(yīng)的圓心角小于180 °，三個(gè)環(huán)形突起22的大小和形狀均相同，兩個(gè)環(huán)形凹槽23的大小和形狀均相同，如圖1和圖3所示。
[0037]密封膠芯2在充氣后，在氣體壓力的作用下，環(huán)形凹槽22部位有向連接外套I軸線方向的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，即如果不對(duì)環(huán)形凹槽22部位加限制，密封膠芯2在充氣后，環(huán)形凹槽22與連接外套I軸線之間的距離會(huì)小于環(huán)形突起22與連接外套I軸線之間的距離，也就是環(huán)形凹槽22看起來(lái)會(huì)更像環(huán)形突起。所以為了避免充氣后環(huán)形凹槽22部位向連接外套I軸線方向的移動(dòng)，在空腔21內(nèi)，環(huán)形凹槽22部位設(shè)有多個(gè)連接片24，密封膠芯2的內(nèi)側(cè)壁通過(guò)連接片24與密封膠芯2的外側(cè)壁連接，相鄰的兩個(gè)連接片24之間設(shè)有空隙25。這樣既可以保證充氣后的環(huán)形凹槽22部位不會(huì)向連接外套I的軸線方向移動(dòng)，又可以使多個(gè)環(huán)形突起22內(nèi)的空腔21保持連通。
[0038]另外，密封膠芯2的外側(cè)壁與連接外套I的內(nèi)側(cè)壁相接觸，密封膠芯2的兩端分別通過(guò)定位螺釘4與連接外套I的兩端固定連接，連接外套I的一端還設(shè)有環(huán)形的連接端蓋
3。密封膠芯2的外側(cè)壁設(shè)有用于充氣的氣嘴26，連接外套I的側(cè)壁設(shè)有與氣嘴26相對(duì)應(yīng)的充氣口。密封膠芯2的側(cè)壁包括從外向內(nèi)依次連接的橡膠層、簾線層和橡膠層。簾線層提供密封膠芯2的骨架支撐，內(nèi)層的橡膠層用于密封空腔21中的壓力氣體，外層的橡膠層實(shí)現(xiàn)對(duì)油管管柱的抱死密封，所以需有一定的彈性和耐磨性能。
[0039]該膨脹管用動(dòng)密封裝置的工作過(guò)程如下:
[0040]工序1:當(dāng)膨脹管65與油管組裝即將完成時(shí)，將該膨脹管用動(dòng)密封裝置61穿過(guò)油管，安裝在最后連接的那根膨脹管65的管口上，使用螺紋密封；
[0041]工序2:連接油管下入該膨脹管用動(dòng)密封裝置61和管柱，直至管柱到位，如圖4所示；
[0042]工序3:地面打高壓，液壓力通過(guò)打壓管柱推動(dòng)膨脹錐上行，于是與膨脹錐相連的油管也開始上行，第一個(gè)油管接箍63逐漸進(jìn)入密封膠芯2的范圍，如圖5、圖6所示；
[0043]工序4:繼續(xù)打壓，上油管62和下油管64繼續(xù)上行，第一個(gè)油管接箍63通過(guò)密封膠芯,如圖?所示；
[0044]工序5:反復(fù)執(zhí)行工序3和工序4，直至膨脹結(jié)束，膨脹錐等外徑較大工具將該膨脹管用動(dòng)密封裝置61與膨脹管脫開，隨著膨脹錐等工具一起起出井口，膨脹管作業(yè)完成。[0045]在安裝密封膠芯2時(shí)，有兩種做法:1、如果井內(nèi)壓差小，可以先充氣到工作壓力，再將其放入連接到外套I ;2、如果井內(nèi)壓差大，那么需要先將密封膠芯2放入連接外套1，與膨脹管5連接后,充氣到工作壓力。因?yàn)檫@個(gè)壓力很大,在大氣壓力環(huán)境下,充氣后的密封膠芯2會(huì)將油管抱死，安裝困難。
[0046]該膨脹管用動(dòng)密封裝置不但為膨脹施工中動(dòng)密封提供了一種解決方案，還為膨脹管施工適應(yīng)多工況或復(fù)雜工況的井提供了新思路和新技術(shù)。
[0047]實(shí)施例2
[0048]本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:在環(huán)形凹槽23處，密封膠芯2內(nèi)側(cè)壁的內(nèi)表面固定連接有金屬環(huán)5。
[0049]在實(shí)施例1中，為了防止密封膠芯2在充氣后，環(huán)形凹槽22部位向連接外套I軸線方向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)保證多個(gè)環(huán)形突起22內(nèi)的空腔21保持連通，在環(huán)形凹槽22部位設(shè)置了多個(gè)連接片24，并且相鄰的兩個(gè)連接片24之間設(shè)有空隙25。這樣設(shè)置雖然可以在一定程度上組織環(huán)形凹槽22部位向連接外套I軸線方向運(yùn)動(dòng)，但是在空隙25的部位，即沒(méi)有連接片24的部位，環(huán)形凹槽22還是會(huì)向連接外套I軸線方向運(yùn)動(dòng)，所以在密封膠芯2內(nèi)側(cè)壁的內(nèi)表面固定連接有金屬環(huán)5，密封膠芯2內(nèi)側(cè)壁與金屬環(huán)5的內(nèi)圓周牢固粘接，這樣環(huán)形凹槽22就不會(huì)有部位向連接外套I的軸線方向運(yùn)動(dòng)了，如圖8所示。
[0050]優(yōu)選金屬環(huán)5在連接外套I軸向上的長(zhǎng)度等于環(huán)形凹槽23在連接外套I軸向上的長(zhǎng)度。其余的技術(shù)特征與實(shí)施例1相同，不再?gòu)?fù)述。
[0051]實(shí)施例3
[0052]在實(shí)施例2中，為了防止環(huán)形凹槽22的周向所有部位都不會(huì)向連接外套I的軸線方向運(yùn)動(dòng)，密封膠芯2內(nèi)側(cè)壁的內(nèi)表面固定連接有金屬環(huán)5。但是，在使用過(guò)程中，如果密封膠芯2內(nèi)的氣體壓力過(guò)大，環(huán)形凹槽22處的側(cè)壁會(huì)有與金屬環(huán)5分離的趨勢(shì)，即金屬環(huán)5容易脫離，使用壽命會(huì)有影響。為了解決該問(wèn)題，密封膠芯2內(nèi)側(cè)壁的外表面固定連接有金屬環(huán)5，如圖9所示。這樣環(huán)形凹槽22處會(huì)對(duì)金屬環(huán)5產(chǎn)生壓應(yīng)力，金屬環(huán)5不容易與環(huán)形凹槽22處的側(cè)壁分離。優(yōu)選金屬環(huán)5在連接外套I軸向上的長(zhǎng)度等于環(huán)形凹槽23在連接外套I軸向上的長(zhǎng)度。
[0053]當(dāng)密封膠芯2內(nèi)側(cè)壁的外表面固定連接有金屬環(huán)5時(shí)，為了減少金屬環(huán)5與油管接箍63的摩擦,金屬環(huán)5的外側(cè)圓周與密封膠芯2固定連接,金屬環(huán)5的內(nèi)側(cè)圓周的表面設(shè)有橡膠層51，用橡膠層51與油管接箍63摩擦。
[0054]其余的技術(shù)特征與實(shí)施例1相同，不再?gòu)?fù)述。
[0055]實(shí)施例4
[0056]雖然實(shí)施例2和實(shí)施例3 —定的積極效果，但是實(shí)施例2存在不利于加工制造，金屬環(huán)5不易放入設(shè)想的位置的缺點(diǎn)，實(shí)施例3增加了生產(chǎn)成本。
[0057]在本實(shí)施例中，為了防止環(huán)形凹槽22的所有部位都不會(huì)向連接外套I的軸線方向運(yùn)動(dòng)，在空腔21內(nèi)，環(huán)形凹槽22部位設(shè)有環(huán)形的連接片24，密封膠芯2的內(nèi)側(cè)壁通過(guò)連接片24與密封膠芯2的外側(cè)壁密封連接，連接片24設(shè)有能夠連通相鄰的兩個(gè)環(huán)形突起22內(nèi)的空腔21的多個(gè)通孔241，多個(gè)通孔241在連接片24的周向均勻分布，如圖10所示。
[0058]這樣既可以解決防止環(huán)形凹槽22的所有部位都不會(huì)向連接外套I的軸線方向運(yùn)動(dòng)的技術(shù)問(wèn)題，又可以克服實(shí)施例2和實(shí)施例3的缺陷。[0059]其余的技術(shù)特征與實(shí)施例1相同，不再?gòu)?fù)述。
[0060]以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，不能以其限定實(shí)用新型實(shí)施的范圍，所以其等同組件的置換，或依本實(shí)用新型專利保護(hù)范圍所作的等同變化與修飾，都應(yīng)仍屬于本專利涵蓋的范疇。
【權(quán)利要求】
1.一種膨脹管用動(dòng)密封裝置，其特征在于，所述膨脹管用動(dòng)密封裝置包括筒形的連接外套(I )，連接外套(I)內(nèi)固定連接有筒形的密封膠芯(2)，密封膠芯(2)的外側(cè)壁與連接外套(I)的內(nèi)側(cè)壁密封連接，密封膠芯(2)內(nèi)設(shè)有用于充氣的空腔(21)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹管用動(dòng)密封裝置，其特征在于:密封膠芯(2)的內(nèi)側(cè)壁表面設(shè)有多個(gè)環(huán)形突起(22)，相鄰的兩個(gè)環(huán)形突起(22)之間形成環(huán)形凹槽(23)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膨脹管用動(dòng)密封裝置，其特征在于:密封膠芯(2)的內(nèi)側(cè)壁表面設(shè)有三個(gè)環(huán)形突起(22)，密封膠芯(2)的內(nèi)側(cè)壁表面形成兩個(gè)環(huán)形凹槽(23)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的膨脹管用動(dòng)密封裝置，其特征在于:環(huán)形突起(22)在穿過(guò)連接外套(I)軸線的縱截面的投影為圓弧形，該圓弧形所對(duì)應(yīng)的圓心角小于180°，三個(gè)環(huán)形突起(22)的大小和形狀均相同，兩個(gè)環(huán)形凹槽(23)的大小和形狀均相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膨脹管用動(dòng)密封裝置，其特征在于:在空腔(21)內(nèi)，環(huán)形凹槽(22)部位設(shè)有多個(gè)連接片(24)，密封膠芯(2)的內(nèi)側(cè)壁通過(guò)連接片(24)與密封膠芯(2)的外側(cè)壁連接，相鄰的兩個(gè)連接片(24)之間設(shè)有空隙(25)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膨脹管用動(dòng)密封裝置，其特征在于:在環(huán)形凹槽(23)處，密封膠芯(2)內(nèi)側(cè)壁的內(nèi)表面固定連接有金屬環(huán)(5)，金屬環(huán)(5)在連接外套(I)軸向上的長(zhǎng)度等于環(huán)形凹槽(23)在連接外套(I)軸向上的長(zhǎng)度； 或者，在環(huán)形凹槽(23)處，密封膠芯(2)內(nèi)側(cè)壁的外表面固定連接有金屬環(huán)(5)，金屬環(huán)(5)在連接外套(I)軸向上的長(zhǎng)度等于環(huán)形凹槽(23)在連接外套(I)軸向上的長(zhǎng)度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的膨脹管用動(dòng)密封裝置，其特征在于:當(dāng)密封膠芯(2)內(nèi)側(cè)壁的外表面固定連接有金屬環(huán)(5)時(shí),金屬環(huán)(5)的外側(cè)圓周與密封膠芯(2)固定連接,金屬環(huán)(5)的內(nèi)側(cè)圓周的表面設(shè)有橡膠層(51)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膨脹管用動(dòng)密封裝置，其特征在于:密封膠芯(2)的兩端分別通過(guò)定位螺釘(4)與連接外套(I)的兩端固定連接，連接外套(I)的一端還設(shè)有環(huán)形的連接端蓋(3)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的膨脹管用動(dòng)密封裝置，其特征在于:密封膠芯(2)的外側(cè)壁設(shè)有用于充氣的氣嘴(26)，連接外套(I)的側(cè)壁設(shè)有與氣嘴(26)相對(duì)應(yīng)的充氣口，密封膠芯(2 )的側(cè)壁包括從外向內(nèi)依次連接的橡膠層、簾線層和橡膠層。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膨脹管用動(dòng)密封裝置，其特征在于:在空腔(21)內(nèi)，環(huán)形凹槽(22)部位設(shè)有環(huán)形的連接片(24)，密封膠芯(2)的內(nèi)側(cè)壁通過(guò)連接片(24)與密封膠芯(2)的外側(cè)壁密封連接，連接片(24)設(shè)有能夠連通相鄰的兩個(gè)環(huán)形突起(22)內(nèi)的空腔(21)的通孔(241)。
【文檔編號(hào)】E21B29/10GK203420664SQ201320403327
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月8日
【發(fā)明者】李濤, 李益良, 明爾揚(yáng), 孫強(qiáng), 韓偉業(yè), 陳強(qiáng), 畢秀玲, 丁愛芹 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司