本發(fā)明涉及油氣田及煤層氣開采領(lǐng)域的積液排出技術(shù)，尤其涉及一種變徑組件，本發(fā)明還涉及一種具有上述變徑組件的變徑密封設備。

背景技術(shù)：

在低壓油氣田及煤層氣的開采過程中，井筒積液是制約油氣井穩(wěn)產(chǎn)與高產(chǎn)的主要問題之一。為了保證油、氣井正常生產(chǎn)，就需要將井筒中的積液及時排出。

利用變徑密封設備是常用的排液方法之一，其工作原理為：變徑密封設備處于井下設定位置，變徑密封設備的變徑組件實施氣、液隔離。開井時，井筒自身氣體壓縮儲備能量或油氣井能量推動變徑密封設備上行，將變徑密封設備上部積液排出井筒；關(guān)井時，變徑密封設備移動到井下設定位置；再次開井，重復上述循環(huán)，實現(xiàn)連續(xù)排液生產(chǎn)。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，需要解決變徑組件與井筒內(nèi)壁之間及變徑組件內(nèi)部的良好密封，以滿足油氣井正常排液生產(chǎn)的需求。

由于井下工況復雜及井筒內(nèi)壁會有一定的不規(guī)則，因此，變徑密封設備在井筒中上行和下行時，需要保證其順暢的通過性能。現(xiàn)有變徑密封設備的變徑組件的變徑幅度較小和變徑時密封性能差，降低了通過性能和密封性能。

另一種方面，為保證密封效果，已知的密封方式通過非金屬或金屬與非金屬的配合的方式來保證密封，這種方式降低了變徑組件的使用壽命。

因此，如何提高變徑組件的密封性能和通過性能，提高排液效果，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一個目的是提供一種變徑組件，利用該變徑組件可以提高密封設備的密封效果和通過性能。

本發(fā)明的第二個目的是提供一種包括上述變徑組件的變徑密封設備。

本發(fā)明提供的變徑組件包括滑動套、第一限位套、第二限位套、密封套和內(nèi)固定套；所述第一限位套和第二限位套分別設置于內(nèi)固定套的兩端；

所述滑動套至少由兩個滑動支瓣拼成，所述滑動支瓣兩端分別安裝在所述第一限位套和第二限位套中，且至少一個所述滑動支瓣的兩端分別與第一限位套和第二限位套的徑向滑動配合；

所述密封套的外壁與所述滑動套的內(nèi)壁面密封配合，所述密封套至少由兩個密封支瓣拼成，且所述滑動支瓣的每個拼合間隙與一個密封支瓣相對應密封。

可選的，所述內(nèi)固定套外壁和所述密封套的內(nèi)壁之間設置有彈性裝置。

可選的，所述滑動套為金屬結(jié)構(gòu)件。

可選的，所述密封套內(nèi)壁設置有徑向?qū)虿?；所述?nèi)固定套外壁設置有徑向?qū)蛲蛊穑鰪较驅(qū)蛲蛊鹋c所述徑向?qū)虿蹚较蚧瑒优浜?；或者?/p>

所述密封套內(nèi)壁設置有徑向?qū)蛲蛊穑凰鰞?nèi)固定套外壁設置有徑向?qū)虿?；所述徑向?qū)蛲蛊鹋c所述徑向?qū)虿蹚较蚧瑒优浜稀?/p>

可選的，至少部分所述滑動支瓣之間的拼縫包括由橫向延伸部分形成端面滑動密封縫隙。

可選的，所述內(nèi)固定套外壁設置向外伸出的外凸臺；所述滑動套內(nèi)壁設置有向內(nèi)伸出的內(nèi)凸臺；所述外凸臺第一端面與所述內(nèi)凸臺的第一端面形成端面密封配合；

所述密封套的第一端設有臺階，所述臺階的外圓柱面與所述內(nèi)凸臺的內(nèi)圓柱面形成圓柱面密封配合；所述臺階的臺階底端面與所述內(nèi)凸臺的第二端面之間形成端面密封配合；所述臺階的臺階頂端面與所述外凸臺的第一端面形成端面密封配合。

可選的，所述密封套的第二端端面與所述第一限位套內(nèi)端面或第二限位套內(nèi)端面之間具有間距。

本發(fā)明提供的一種變徑密封設備包括連接桿件和變徑組件，變徑組件為上述任一種變徑組件；所述內(nèi)固定套內(nèi)壁與所述連接桿件的外壁配合或為一體件。

本發(fā)明提供的另一種變徑密封設備包括連接桿件和變徑組件，變徑組件不同于上述變徑密封設備的變徑組件，即上下方向倒裝的變徑組件；所述內(nèi)固定套內(nèi)壁安裝在所述連接桿件上，所述內(nèi)凸臺位于所述外凸臺上方。

可選的，所述連接桿件設置上限位面和下限位面；所述內(nèi)固定套內(nèi)壁與所述連接桿件的外壁旋轉(zhuǎn)配合，所述變徑組件位于所述上限位面和下限位面之間。

可選的，所述第一限位套的外端面與所述下限位面密封配合；所述上限位面和下限位面之間的距離大于所述變徑組件軸向長度，所述內(nèi)固定套內(nèi)壁與所述連接桿件的外壁軸向滑動配合；所述連接桿件的外壁面上設置有通流溝槽；所述變徑組件上端與所述上限位面抵觸時具有連通所述通流溝槽的通流間隙。

可選的，所述內(nèi)固定套設有內(nèi)外溝通的排砂孔，且所述排砂孔與所述通流溝槽相互溝通。

本發(fā)明提供的變徑組件包括滑動套、第一限位套、第二限位套、密封套和內(nèi)固定套；所述第一限位套和第二限位套分別設置于內(nèi)固定套的兩端；所述滑動套至少由兩個滑動支瓣拼成，所述滑動支瓣兩端分別安裝在所述第一限位套和第二限位套中，且至少一個所述滑動支瓣的兩端分別與第一限位套和第二限位套的徑向滑動配合，相對于內(nèi)固定套可以徑向移動；變徑密封設備在上行或下行過程中，遇到工況不同或井筒內(nèi)徑發(fā)生變化時，滑動支瓣產(chǎn)生徑向移動，即單瓣或多瓣或整體變徑，適應井筒內(nèi)徑變化，進而提高變徑組件的通過性能。所述密封套的外壁與所述滑動套的內(nèi)壁面密封配合，所述密封套至少由兩個密封支瓣拼成，且所述滑動支瓣的每個拼合間隙與一個密封支瓣相對應；在變徑組件外徑發(fā)生變化的同時，變徑組件的內(nèi)部始終保持密封。

進一步的技術(shù)方案中，所述內(nèi)固定套外壁和所述密封套的內(nèi)壁之間設置有彈性裝置，彈性裝置使密封套外壁和所述滑動套內(nèi)壁保持貼合，進而保證變徑組件的密封可靠性。

進一步的技術(shù)方案中，所述密封套內(nèi)壁設置有徑向?qū)虿郏凰鰞?nèi)固定套外壁設置有徑向?qū)蛲蛊?，所述徑向?qū)虿叟c所述徑向?qū)蛲蛊饛较蚧瑒优浜希换蛘?，所述密封套?nèi)壁設置有徑向?qū)蛲蛊?，所述?nèi)固定套外壁設置有徑向?qū)虿郏鰪较驅(qū)蛲蛊鹋c所述徑向?qū)虿蹚较蚧瑒优浜稀Ｃ芊馓纂S滑動套徑向移動時，由于滑動套、密封套、內(nèi)固定套、第一限位套與第二限位套五者間的連接關(guān)系不變，保證了密封套與滑動套支瓣拼合間隙相對應密封，保證了變徑組件內(nèi)部在變徑的過程中始終保持密封。

進一步的技術(shù)方案中，所述滑動套為金屬結(jié)構(gòu)件，提升了滑動套的耐磨性能，延長變徑組件的使用壽命。

進一步技術(shù)方案中，所述滑動套最大外徑不小于或接近井筒內(nèi)壁內(nèi)徑，保證了變徑組件外壁與井筒內(nèi)壁之間配合的密封性能，保證排液效果。

進一步技術(shù)方案中，至少部分所述滑動支瓣之間的拼縫包括由橫向延伸部分形成端面滑動密封縫隙。在外力作用下滑動支瓣之間的拼縫可以變化，即擴大或縮小，所述橫向間隙端面相應滑動來實現(xiàn)滑動套的變徑，同時所述橫向間隙保持滑動支瓣之間的拼縫的密封。

進一步的技術(shù)方案中，所述內(nèi)固定套外壁設置向外伸出的外凸臺；所述滑動套內(nèi)壁設置有向內(nèi)伸出的內(nèi)凸臺；所述外凸臺第一端面與所述內(nèi)凸臺的第一端面之間形成端面密封配合。在外力(氣相、液相、混合相或者外部驅(qū)動力)作用下，在軸向上保持密封，提高變徑組件的密封效果。

進一步的技術(shù)方案中，所述密封套的第一端設有臺階，且所述臺階的外圓柱面與所述滑動套內(nèi)凸臺的內(nèi)圓柱面形成圓柱面密封配合。在壓力的作用下，所述臺階的外圓柱面與所述內(nèi)凸臺的內(nèi)圓柱面保持貼合密封，避免或減少了滑動套拼合支瓣間的間隙泄漏，提高變徑組件的密封效果。

進一步的技術(shù)方案中，所述臺階的臺階底端面與所述滑動套內(nèi)凸臺的第二端面之間形成端面密封配合；所述臺階的臺階頂端面與所述內(nèi)固定套外凸臺的第一端面之間形成端面密封配合，提高了密封套與滑動套之間，密封套與內(nèi)固定套之間的密封性能，避免或減少了壓力損失，提高變徑組件的密封效果。

進一步的技術(shù)方案中，所述密封套的第二端為非臺階端，所述密封套的第二端與所述第一限位套內(nèi)端面或第二限位套內(nèi)端面之間具有間距縫隙。氣相或液相可以通過所述間距縫隙和滑動支瓣之間的拼合間隙進入密封套內(nèi)側(cè)，作用于密封套內(nèi)壁，使密封套外壁與滑動套內(nèi)壁、密封套臺階頂端面與內(nèi)固定套外凸臺第一端面、滑動套內(nèi)凸臺第一端面與內(nèi)固定套外凸臺第一端面緊密貼合，保證變徑組件的密封效果。

本發(fā)明提供的變徑密封設備包括上述變徑組件和連接桿件，由于具有上述變徑組件，變徑密封設備也具有相應的技術(shù)效果。

進一步的技術(shù)方案提供的變徑密封設備中，不排除所述內(nèi)固定套與所述連接桿為固連或一體件，以適應其他類型井況。

進一步的技術(shù)方案提供的變徑密封設備中，所述連接桿為空心的，所述連接桿下端連接有下接頭，以適應其他類型井況。

可選的技術(shù)方案提供的變徑密封設備中，所述內(nèi)固定套內(nèi)壁安裝在所述連接桿件上，所述滑動套的內(nèi)凸臺位于內(nèi)固定套的外凸臺上方，即所述變徑組件上下方向上整體倒裝；變徑密封設備在外力牽引驅(qū)動作用下上行時，變徑密封設備上部積液的反作用力對密封套施加向外的徑向作用力和向下的軸向作用力，使變徑組件發(fā)揮內(nèi)密封、外密封的作用，保證在外力牽引驅(qū)動下上行工況排液的需要。

進一步的技術(shù)方案提供的變徑密封設備中，所述連接桿件設置上限位面和下限位面；所述變徑組件位于所述上限位面和下限位面之間。所述內(nèi)固定套內(nèi)壁與所述連接桿件的外壁旋轉(zhuǎn)配合，提高了變徑密封設備的適應性。不排除，所述內(nèi)固定套內(nèi)壁與所述連接桿件的外壁固連或為一體件，使變徑密封設備的適應其他井況。

進一步的技術(shù)方案提供的變徑密封設備中，所述第一限位套的外端面與所述下限位面密封配合，所述上限位面和下限位面距離大于所述軸向長度，所述內(nèi)固定套內(nèi)壁與所述連接桿件的外壁軸向滑動配合；所述連接桿件的外壁面上設置有通流溝槽；所述變徑組件上端與所述上限位面抵觸時具有連通所述通流溝槽的通流間隙。變徑密封設備在外力牽引驅(qū)動作用下上行時，所述第一限位套的外端面與所述下限位面之間的密封配合，降低壓力損失，提高排液效率；在變徑密封設備下行時，變徑組件與上限位面接觸，氣相、液相、固相或混相可以通過通流溝槽及所述變徑組件上端與所述上限位面之間通流間隙到達變徑密封設備上方，進而使變徑密封設備順暢下行。

進一步的可選技術(shù)方案中，內(nèi)固定套設有內(nèi)外溝通的排砂孔，且所述排砂孔與所述通流溝槽相互溝通。下行的變徑組件為非密封過流狀態(tài)，在變徑組件下行時，在內(nèi)固定套外側(cè)的積砂可以通過排砂孔，利用通流溝槽排出變徑密封設備之外，進而使變徑密封設備具有一定的排砂自凈功能，減少卡死現(xiàn)象，提高變徑密封設備的可靠性。在變徑組件上行時，變徑組件與下限位面之間形成密封配合，排砂孔和通流溝槽無漏失通道，保持變徑組件的密封，進而可以實現(xiàn)排液操作。

附圖說明

包含在說明書中并且構(gòu)成說明書的一部分的附圖與說明書示出了本發(fā)明的示例性、特征和方面，并且用于解釋本發(fā)明的原理。

圖1是本發(fā)明實施例一提供的一種變徑密封設備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中A部分放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為一種井下卡定器結(jié)構(gòu)簡圖(局部)；

圖4為圖3井下卡定器與實施例一提供的變徑密封設備結(jié)合原理示意圖(局部)；

圖5是一種井口撞擊桿結(jié)構(gòu)簡圖；

圖6是圖5中所示井口撞擊桿撞擊變徑密封設備開啟旁通孔原理示意圖。

圖7是本發(fā)明實施例二提供的一種變徑密封設備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明實施例三提供的變徑密封設備的上行狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明實施例三提供的變徑密封設備的下行狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，圖中：

旁通閥桿1、定位鋼球2、下接頭3、下限位套4(第二限位套)、密封套5、彈性裝置6、滑動套7、內(nèi)固定套8、上限位套9(第一限位套)、連接管10、氣液進口11、固定螺絲12、彈簧13、連接桿14、絲堵下接頭15、固定環(huán)16、連接螺母17、連接螺桿18、上限位面S1、下限位面S2、通流溝槽91、下卡瓦20、膠筒21、上卡瓦22、卡定器主體23、卡定器撞擊頭24、井口撞擊桿25、井口撞擊桿主體26、臺階51、排砂孔81、密封配合M1、端面密封配合M2、圓柱面密封配合M3、端面密封配合M4、端面密封配合M5、滑動密封縫隙M6。

具體實施方式

以下將參考附圖詳細說明本發(fā)明的各種示例性實施例、特征和方面。附圖中相同的附圖標記表示功能相同或者相似的元件。盡管在附圖中示出了實施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實施例或者說明性”。這里作為“示例性”所說明的任何實施例不必解釋為優(yōu)于或者好于其他實施例。

另外，為了更好的說明本發(fā)明，在下文的具體實施方式中給出了眾多的具體細節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，沒有某些具體細節(jié)，本發(fā)明同樣可以實施。在一些實例中，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法、手段、元件未作詳細描述，以便于凸顯本發(fā)明的主旨。

本文件中，除非結(jié)合上下文有其他表示或有特別說明，所述“內(nèi)”、“外”、“端”、“橫向”、“縱向”、“上”、“下”等方位詞，是以示例性變徑組件中心軸線為基礎確定的。另外，本文件中所述的密封配合，并不是表示二者之間不存在間隙，根據(jù)實際需要，可以使配合面之間保持預定的間隙，以在保持相應密封同時，為滑動、裝配或其他實際需要提供方便。

本部分中，為了節(jié)省篇幅，也為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，在對本發(fā)明提供的變徑密封設備實施例進行描述的同時，由于變徑密封設備實施例的描述包括對變徑組件實施例的描述，所以對本發(fā)明提供的變徑組件實施例不再進行單獨描述。

請參考圖1，圖1為本發(fā)明實施例一提供的一種變徑密封設備的結(jié)構(gòu)示意圖。該實施例提供的變徑密封設備包括連接桿件和安裝在連接桿件上的變徑組件。本實施例中，連接桿件為連接管10和下接頭3；連接管10的外徑圓柱面套裝有變徑組件。

連接管10的下端設有下接頭3，連接管10與下接頭3之間安裝有旁通閥。本實施例中，連接管10與下接頭3之間通過絲扣連接，并通過固定螺絲12使二者保持固定連接；當然，連接管10和下接頭3之間也可以通過現(xiàn)有的其他方式保持相連接。

本實施例中，變徑組件包括滑動套7、上限位套9(第一限位套)、下限位套4(第二限位套)、內(nèi)固定套8、密封套5及彈性裝置6。上限位套9和下限位套4分別安裝在內(nèi)固定套8的兩端；內(nèi)固定套8可轉(zhuǎn)動地套裝于連接管10小外徑長圓柱面上，因此，變徑組件可以相對于連接管10轉(zhuǎn)動，以提高變徑組件適用性?？梢岳斫?，內(nèi)固定套8可以與連接管10保持固定；在二者保持固定的情形下，也可以將二者設置為一體件，以適應其他井況。

本實施例中，上限位套9、下限位套4內(nèi)側(cè)有徑向齒槽；內(nèi)固定套8上下端有插接齒筋。內(nèi)固定套8上下兩端的插接齒筋插接上限位套9、下限位套4的徑向齒槽，進而保持相對固定。

本實施例中，滑動套7為由多個滑動支瓣拼成的套形結(jié)構(gòu)，且每個滑動支瓣上下兩端具有徑向移動腳；徑向移動腳與上限位套9、下限位套4內(nèi)側(cè)徑向齒槽插入并保持徑向移動連接。每個滑動支瓣可以獨立相對于上限位套9、下限位套4及內(nèi)固定套8徑向移動；這樣，變徑密封設備在上行或下行過程中，在由于井況不同或井筒內(nèi)徑發(fā)生變化時，滑動支瓣可以徑向移動，適應井筒內(nèi)徑變化，保證變徑組件及變徑密封設備的通過適應性。

本實施例中，滑動套7為由多瓣T形滑動支瓣拼成，每個滑動支瓣為T形，多個T形滑動支瓣互扣形成滑動套7。相鄰T形滑動支瓣之間有縱向變徑間隙和橫向滑動間隙，且橫向滑動間隙形成端面滑動密封縫隙M6；這樣可以保證單片或多片滑動支瓣變徑的需要；相鄰T形滑動支瓣之間端面滑動密封縫隙M6同時保證密封。橫向延伸的端面滑動密封縫隙M6可以在滑動支瓣之間的拼縫在上下方向保持縫隙密封，避免或減少了由于拼縫造成的壓力損失；保證變徑組件的密封效果?？梢岳斫猓瑒犹?也可以由其他形狀的滑動支瓣拼成，在至少部分滑動支瓣之間的拼縫包括由橫向延伸部分形成端面滑動密封縫隙M6時，也可以達到相似的效果。

可以理解，滑動套7可以至少有4個滑動支瓣拼成，滑動支瓣兩端分別安裝在第一限位套9和第二限位套4中，單個獨立的滑動支瓣兩端分別與第一限位套9和第二限位套4的徑向移動配合。當然，在滑動套7為其他具體結(jié)構(gòu)時，滑動支瓣不限于為4個。

請參考圖2，密封套5位于滑動套7與內(nèi)固定套8之間，密封套5的外壁與滑動套7的內(nèi)壁面形成密封配合M1。本實施例中，密封套5由多個密封支瓣拼成，且每個密封支瓣與滑動支瓣的拼合間隙相對應。保證變徑組件在外徑發(fā)生變化時的密封性能?？梢岳斫?，密封支瓣的數(shù)量可以與滑動支瓣的數(shù)量相對應，每個密封支瓣與滑動支瓣的拼合間隙相對應。即：密封套5可以至少由兩個密封支瓣拼成，且滑動支瓣的形成的每個拼合間隙與一個密封支瓣相對應。

本實施例一中，密封套5與內(nèi)固定套8之間設有彈性裝置6，彈性裝置6可以由多個柱形彈簧形成，也可以是其他形狀的彈性件。彈性裝置6支撐密封套5，使密封套5外壁和滑動套7內(nèi)壁保持貼合，進而保證變徑組件的密封可靠性?？梢岳斫?，在特定工況下，也可以利用氣/液相壓力或其他方式或作用使密封套5外壁和滑動套7內(nèi)壁保持貼合。

如圖1所示，本實施例中，連接管10上端的圓周上有長腰孔，下端有外絲扣，中間有貫通孔，下端面內(nèi)側(cè)有密封倒角；連接管10下端與下接頭3上端有絲扣固連，可以理解：也可以通過其他方式連接。下接頭3下端有導入角，外圓有過液槽和過液孔。

連接管10與下接頭3之間安裝有旁通閥。旁通閥包括旁通閥桿1，旁通閥桿1的上端為密封面，下端為導流錐體，該導流錐體穿于下接頭3軸向的通孔內(nèi)，旁通閥桿1的外圓柱面設有圓球定位槽及限位凸臺，下接頭3的相應位置設有安裝孔，安裝孔內(nèi)安裝有圓球2及彈性復位裝置，彈性復位裝置可以為彈簧13；圓球2抵靠彈簧13上；下接頭3的側(cè)面設有旁通孔。

如圖1所示，旁通閥桿1上端的密封面可以為密封球面、平面或錐面；該密封面可以與連接管10下端面配合形成密封配合。

請參考圖3和圖4，圖3為一種井下卡定器結(jié)構(gòu)簡圖(局部)；圖4為圖3井下卡定器與實施例一提供的變徑密封設備結(jié)合原理示意圖(局部)。井下卡定器包括下卡瓦20、膠筒21、上卡瓦22、卡定器主體23和卡定器撞擊頭24。

同時請參考圖5和圖6，圖5是一種井口撞擊桿結(jié)構(gòu)簡圖；圖6是圖5中所示井口撞擊桿撞擊變徑密封設備開啟旁通孔原理示意圖。井口撞擊桿包括井口撞擊桿25和井口撞擊桿主體26。

與井下卡定器和井口撞擊桿結(jié)合，利用實施例一提供的該變徑密封設備的工作過程如下：

井口關(guān)井，變徑密封設備下落，連接管10中間貫通孔及旁通孔打開，氣液可通過下接頭3的側(cè)面設有旁通孔、連接管的貫通孔和長腰孔從變徑組件下方向上方流動，進而減少變徑密封設備阻力，變徑密封設備下行速度較快，一定程度上減少關(guān)井時間。在變徑密封設備下落撞擊卡定器撞擊頭24后，旁通閥桿1上移，旁通閥桿1上端的密封面與連接管10下端面配合，旁通孔關(guān)閉。地面井口開井時，在地層及其他能量的作用下，氣液由變徑組件下方，即滑動套7與下限位套4或滑動套7拼合間隙11，進入變徑組件內(nèi)腔，使密封套5外壁與滑動套7內(nèi)壁保持密封，滑動套7外移與油管或管道內(nèi)壁配合保持密封及端面滑動密封縫隙M6共同實現(xiàn)變徑組件的內(nèi)部密封和外部密封。變徑密封設備的變徑組件緊貼管道壁密封油管或管道，地層能量或儲集能量推動變徑密封設備及其上端的積液上行，實施排液。

變徑密封設備到達井口，與井口撞擊桿25接觸，井口撞擊桿25推動旁通閥桿1相對于變徑密封設備下移，進而打開旁通閥，鋼球2鎖定旁通閥桿1，旁通孔開啟，井口關(guān)井，變徑密封設備下行。通過上述方式，變徑密封設備往復上下運動實現(xiàn)連續(xù)排液。

可以理解，本發(fā)明提供的變徑密封設備中，設置有變徑組件的數(shù)量不局限于1個，可以設置2個或多個變徑組件的數(shù)量。

本實施例中，為了提高變徑組件壽命，保證變徑組件可靠性，滑動套7由金屬材料制成，形成金屬結(jié)構(gòu)件。

為了保證變徑組件密封性能，本發(fā)明實施例包括多重密封結(jié)構(gòu)。請結(jié)合圖1并參考圖2，圖2為圖1中A部分放大圖。

本發(fā)明實施例一中，滑動套7的內(nèi)圓槽中設有向內(nèi)伸出的內(nèi)凸臺，內(nèi)凸臺將內(nèi)圓槽分為長內(nèi)圓槽和短內(nèi)圓槽；內(nèi)固定套8外壁設置向外伸出的外凸臺。短內(nèi)圓槽卡裝在內(nèi)固定套8的外凸臺上。內(nèi)凸臺第一端面(上端面)與外凸臺的第一端面(下端面)之間形成端面密封配合M2。在變徑密封設備上行過程中，在氣液壓力作用下，滑動套7在徑向外移的同時有軸向上移或有上移趨勢，進而使內(nèi)凸臺第一端面與外凸臺的第一端面保持貼合，保證密封配合M2的密封效果，避免或減少滑動套7與內(nèi)固定套8配合面之間的壓力損失，提高變徑組件的密封效果。

再請參考圖1并參考圖2。本發(fā)明實施例一中，密封套5裝配在滑動套7的長內(nèi)圓槽內(nèi)。密封套5的第一端(圖1中為上端)設有臺階51，臺階51的外圓柱面與內(nèi)凸臺的內(nèi)圓柱面形成圓柱面密封配合M3；臺階51的臺階底端面與內(nèi)凸臺的第二端面(內(nèi)凸臺的下端面)之間形成端面密封配合M4；臺階51的臺階頂端面與外凸臺的第一端面之間形成端面密封配合M5。上述密封配合與密封套5的外壁與滑動套7的內(nèi)壁面密封配合M1及內(nèi)固定套8外凸臺第一端面與滑動套7內(nèi)凸臺的第一端面密封配合M2共同實現(xiàn)變徑組件的內(nèi)部密封，減少通過滑動套7、密封套5、內(nèi)固定套8三者間相互縫隙的壓力損失。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，根據(jù)實際需要也可以選擇其中一種或多種密封配合實現(xiàn)變徑組件的密封。

可以理解為，密封套5可以為組合件，密封套本體可以為硬材料，密封套外表面、臺階底端面、臺階頂端面、臺階圓柱面等密封部位可以附著有軟材料，如非金屬或其他組合密封結(jié)構(gòu)形式。

如圖1所示，密封套5內(nèi)壁設置有徑向?qū)虿?；?nèi)固定套8外壁設置有徑向?qū)蛲蛊穑鰪较驅(qū)虿叟c徑向?qū)蛲蛊饛较蚧瑒优浜?。密封?、滑動套7徑向移動變徑時，由于內(nèi)固定套8、上限位套9、下限位套4、密封套5支瓣、滑動套7支瓣的徑向位置連接關(guān)系相對固定，即：內(nèi)固定套8與上限位套9、下限位套4的徑向齒槽齒筋連接，相對固定；滑動套7的滑動支瓣上下兩端徑向移動腳與上限位套9、下限位套4內(nèi)側(cè)徑向齒槽徑向移動插入連接，相對固定；所述密封套5徑向?qū)虿叟c內(nèi)固定套8徑向?qū)蛲蛊饛较蚧瑒优浜希芊馓?的密封支瓣與滑動套7相應的拼合間隙始終相對應并保持密封關(guān)系相對固定。這樣就能夠保證變徑組件內(nèi)部的密封性能，良好的內(nèi)部密封性能保證了變徑組件外壁始終貼合井筒內(nèi)壁，保證了變徑組件的內(nèi)部及外部密封效果。本實施例一中，內(nèi)固定套8徑向?qū)蛲蛊鹬性O有徑向沉孔槽，彈性裝置6的彈簧安裝在徑向沉孔槽中。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，密封套5內(nèi)壁設置有徑向?qū)蛲蛊?，?nèi)固定套8外壁設置有徑向?qū)虿?，并使徑向?qū)蛲蛊鸷蛷较驅(qū)虿壑g形成徑向滑動配合，同樣可以實現(xiàn)徑向移動及周向定位的功能。

請參考圖1，密封套5的第二端端面(下端)與第二限位套4內(nèi)端面之間具有相應的間距；這樣，在密封套5第二端之外，滑動支瓣之間的拼合間隙未被遮蓋部分就形成氣、液進口11。在變徑密封設備上行過程中，氣、液體就可以通過密封套5未遮蓋的滑動支瓣之間的拼合間隙(氣液進口11)進入密封套5內(nèi)側(cè)，作用于密封套5內(nèi)壁，使密封套5外壁與滑動套7內(nèi)壁、密封套5臺階頂端面與內(nèi)固定套8外凸臺、滑動套7內(nèi)凸臺與內(nèi)固定套8外凸臺緊密貼合，保證變徑組件的密封效果。

請參考圖7，圖7為本發(fā)明實施例二提供的一種變徑密封設備的結(jié)構(gòu)示意圖。與實施例一提供的變徑密封設備相比，實施例二提供的變徑密封設備中，變徑組件安裝在連接桿14上，且變徑組件的內(nèi)固定套8可轉(zhuǎn)動地安裝在連接桿14上；可以理解，內(nèi)固定套8可以與連接桿14保持固定；在二者保持固定的情形下，也可以將二者設置為一體件，以適應其他井況。連接桿14下端連接絲堵下接頭15。需要說明的是：由于該變徑密封設備中絲堵下接頭15沒有旁通閥，在工作過程中，不同之處是沒有旁通孔開啟和關(guān)閉現(xiàn)象。

該變徑密封設備上行時，在儲備能量或地層能量的作用下，氣液通過進液口11，進入變徑組件內(nèi)部，實現(xiàn)變徑密封設備與油管壁之間密封、變徑密封設備內(nèi)部機構(gòu)密封，實施排液；下行時，當下行速度較慢時，氣液相作用壓力較小，伴隨有撞擊形成的間隙及自身間隙，不足以形成密封，在氣液中，在自身重力作用下自行下落。由于絲堵下接頭15沒有旁通孔，該變徑密封設備結(jié)構(gòu)簡單，且在運行過程中減少了隱患點，提高了可靠性。

請參考圖8和圖9，圖8是本發(fā)明實施例三提供的變徑密封設備的上行狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本發(fā)明實施例三提供的變徑密封設備的下行狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明實施例三提供的變徑密封設備包括連接桿件和變徑組件。連接桿件包括連接螺母17和連接螺桿18。連接螺母17與連接螺桿18上端螺紋固定連接，也可以為其他固定連接形式；連接螺母17的下端面形成的上限位面S1；連接螺桿18下部的螺桿頭上端面形成環(huán)狀的下限位面S2；變徑組件安裝在上限位面S1和下限位面S2之間。本實施例三中，第一限位套9(上限位套)的外端面與下限位面S2之間形成密封配合。

本實施例三中，變徑組件結(jié)構(gòu)可以與實施例一中變徑組件結(jié)構(gòu)基本相似，且安裝方式與實施例一中變徑組件上下方向顛倒，即倒裝變徑組件；進而使滑動套7的內(nèi)凸臺位于內(nèi)固定套8的外凸臺上方。內(nèi)固定套8內(nèi)壁與所述連接螺桿18的外壁軸向滑動配合。該變徑密封設備在外力牽引驅(qū)動作用下上行時，變徑組件下端抵觸下限位面S2，變徑密封設備上部積液的反作用力，對密封套5施加向下和向外徑向的作用力，使變徑組件發(fā)揮內(nèi)密封、外密封和下限位面S2端部密封的作用。這樣，該變徑組件在外力牽引下實施上行排液。該實施例中，氣相、液相或固相從氣液口11進入變徑組件的內(nèi)腔或有進入變徑組件內(nèi)腔的趨勢時，變徑組件為密封狀態(tài)；該變徑組件下行時為非密封過流狀態(tài)。

變徑密封設備在外力牽引作用下上行進行排液作業(yè)時，第一限位套9的外端面與下限位面S2之間的密封配合，即變徑組件與下限位面S2之間形成密封配合，保證變徑密封設備密封性能，提高排液效率。

本實施例三中，上限位面S1和下限位面S2距離大于變徑組件軸向長度；套裝內(nèi)固定套8的連接螺桿18外壁面設置有通流溝槽91；變徑組件上端與上限位面S1抵觸時具有連通通流溝槽91的流通間隙。這樣的目的在于：在該變徑密封設備下行時，變徑組件與上限位面S1接觸后，氣、液可以通過通流溝槽91及變徑組件上端與上限位面S1之間流通間隙到達變徑密封設備上方，變徑密封設備下行順暢。

本實施例三中，連接螺桿18的流通溝槽91為多頭螺旋槽；可以理解，不排除其他形式的流通槽。內(nèi)固定套8設有內(nèi)外溝通的排砂孔81，且排砂孔81與所述通流溝槽91相互溝通。由于變徑組件下行為非密封過流狀態(tài)，在內(nèi)固定套8外的積砂可以通過排砂孔81，利用通流溝槽91排出變徑密封設備之外，進而使變徑密封設備具有一定的排砂自凈功能，減少卡死現(xiàn)象，提高變徑密封設備的可靠性。在變徑組件上行時，變徑組件的下端面與下限位面S2之間形成密封配合，關(guān)閉了排砂孔和通流溝槽91的漏失通道，保持變徑組件的密封，進而可以實現(xiàn)排液操作。

可以理解，內(nèi)固定套8可以設置多個排砂孔81，以保證排砂功能，提高自凈性能。根據(jù)實際需要，可以在容易積砂的部位設置排砂孔81，如排砂孔81可以設置在外凸臺的上方和密封支瓣的對應位置，充分減少積砂對密封和運行的不利影響。

內(nèi)固定套8上端插接齒筋上側(cè)裝有固定環(huán)16，內(nèi)固定套8下端插接齒筋下側(cè)裝有固定環(huán)16，上限位套9和下限位套4內(nèi)側(cè)有徑向齒槽，并設有內(nèi)臺階，以方便安裝與裝配。

請參考圖8和圖9，連接螺桿18下部的下限位面S2的密封副組合可以為平面、球面、錐面或其他組合密封端面，均應在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。

該實施例三提供的變徑密封設備的工作過程為：

該變徑密封設備的連接螺母17在向上外力作用下，向上移動，變徑組件下移至連接螺桿18的下限位面S2。在氣壓或液柱壓力的作用下，氣相、液相或固相從氣液口11進入變徑組件內(nèi)腔，推動密封套5徑向外移或有外移趨勢，密封套5密封滑動套7；臺階51的外圓柱面與內(nèi)凸臺的內(nèi)圓柱面形成圓柱面密封配合M3；密封套5徑向外移的同時有下移或有下移趨勢，臺階底端面與內(nèi)凸臺的第二端面之間形成端面密封配合M4；臺階51的臺階頂端面與內(nèi)固定套8外凸臺的第一端面之間形成端面密封配合M5，滑動套7內(nèi)凸臺第一端面與內(nèi)固定套8外凸臺第一端面形成端面密封配合M2，上述密封配合共同完成變徑組件的內(nèi)部密封；內(nèi)部密封形成的作用力，使滑動套7外移或有外移趨勢與油管或管道內(nèi)壁配合，密封油管或管道內(nèi)壁；滑動套7的互扣T型滑動支瓣的橫向縫隙形成縫隙密封M6，共同完成變徑組件的外部密封；此時，變徑組件的下端面與連接螺桿18下部的下限位面S2形成端面密封。變徑密封設備緊貼管道壁密封油管或管道，在向上外力作用下，變徑密封設備及其上部氣相、液相或固相上移，排出井筒積液，完成排液過程。

當外力向下時，變徑密封設備下移，變徑組件上移，氣相、液相或固相通過連接螺桿18的螺旋槽、內(nèi)固定套8內(nèi)壁的排砂孔81和變徑組件非密封狀態(tài)而產(chǎn)生的間隙進入變徑密封設備的上部，變徑密封設備下移阻力減少，節(jié)省動力消耗。通過往復改變作用力的大小和方向，該變徑密封設備實現(xiàn)連續(xù)排液的目的。利用該變徑密封設備，在沒有或氣相量較小的情況下，解決了在油氣田或其他管道排液效率低和因積砂而卡死的問題。

根據(jù)上述描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，內(nèi)固定套8不限于與連接桿件(連接螺桿18)形成旋轉(zhuǎn)或/和滑動配合，內(nèi)固定套8也可以與連接桿件固定相連或為一體件；在變徑組件上行時，在氣壓或液柱壓力的作用下，變徑密封能夠保證密封，實現(xiàn)排液；在變徑密封設備下行時，變徑組件處于非密封狀態(tài)，變徑密封設備順利下行。

可以理解，本發(fā)明提供的變徑密封設備，在使用中的數(shù)量不局限于1個，可以設置2個或多個變徑密封設備的數(shù)量。

基于上述描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，上述變徑組件可以和其他部件相結(jié)合，形成相應的變徑密封設備，以實現(xiàn)相應的目的。

以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。