楔式密封器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明創(chuàng)造屬于油田開發(fā)采油工藝領(lǐng)域，尤其是涉及一種井筒(套筒)內(nèi)密封用的楔式密封器。
【背景技術(shù)】
[0002]在從油井誕生那天起，世界范圍內(nèi)為了開發(fā)的需要在井筒套管內(nèi)封隔油、氣、水時所用的各類封隔器的密封元件都采用橡膠材料。工作原理是通過打壓膨脹或機(jī)械擠壓辦法利用橡膠筒的高彈性實(shí)現(xiàn)封隔井筒的目的。用該原理制作的各種類型的封隔器在采油、注水等生產(chǎn)中、壓裂、酸化、防砂、排液等施工中做出了巨大的歷史性貢獻(xiàn)。但是也發(fā)現(xiàn)了該類產(chǎn)品嚴(yán)重的缺陷:
[0003]1、耐老化和疲勞性差。由于橡膠筒在井筒套管內(nèi)工作要承受高溫、高壓、溫差變化、壓差變化、管柱蠕動、頻動磨損以及流體介質(zhì)中腐蝕成分的綜合作用使其在實(shí)驗(yàn)室中橡膠能耐老化5年的封隔器，實(shí)際使用中不到一年就失效了。大量的、長期的生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明:目前在用的各類封隔器95%以上在一年內(nèi)失效。而封隔器失效期至少要達(dá)到三年半以上才能滿足油井和注水井的需要。
[0004]2、可靠性差。由于制造、裝卸、運(yùn)輸、工作等諸環(huán)節(jié)特別是井斜和井筒套管不干凈以及頻繁坐封造成下井過程中橡膠筒損壞。還有結(jié)構(gòu)的原因使膠筒受力不均勻，造成失效。現(xiàn)場施工中經(jīng)常出現(xiàn)好容易將封隔器下到位置，卻發(fā)現(xiàn)失效了，需要換一個下井。而新?lián)Q的能不能保證不失效卻是未知的。還有一種情況:由于膠筒有部分損傷(在井內(nèi)無法檢查，只有起出井口才能檢查)，開始能有效工作，但不知什么時候就失效了等等，由此造成的損失非常巨大。
[0005]3、使用前需要用通井規(guī)通井和用刮削器刮削；使用后井內(nèi)有橡膠塊等井下落物。
[0006]4、由于目前沒有一款可靠的密封油套環(huán)形空間的產(chǎn)品，在采油工藝領(lǐng)域不得不改變和放棄許多重大的工藝措施，由此造成的損失更是非常巨大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于此，本發(fā)明創(chuàng)造旨在提供了一種與現(xiàn)有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)完全不同的、在井筒套管內(nèi)可靠性好、使用時間長的封隔工具-楔式密封器。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0009]一種楔式密封器，所述楔式密封器設(shè)置在套管1內(nèi)，包括從上到下順次連接的使得油管和套管1連通的油套連通器2、上護(hù)楔器3、錐體4、容楔連接管5、下護(hù)楔器6和正壓時關(guān)閉反壓時打開的單流閥7，所述的錐體4上套設(shè)有環(huán)形密封楔8 ;
[0010]所述的上護(hù)楔器3包括第一空心中心體31，均勻環(huán)設(shè)在第一空心中心體31外表面上的多個第一扶正筋板32、串聯(lián)多個第一扶正筋板32并設(shè)置在第一空心中心體31下端的第一環(huán)形加強(qiáng)板33和設(shè)置在第一環(huán)形加強(qiáng)板33上的第一泄流孔34，所述的多個第一扶正筋板32遠(yuǎn)離第一環(huán)形加強(qiáng)板33 —端的弧度小于靠近第一環(huán)形加強(qiáng)板33 —端的弧度，所述的第一環(huán)形加強(qiáng)板33的高度與第一環(huán)形加強(qiáng)板33和第一扶正筋板32的連接處的第一扶正筋板32的高度一致；
[0011 ] 所述的錐體4上端的直徑小于錐體4下端的直徑；
[0012]所述的容楔連接管5的外徑小于錐體4的最小外徑；
[0013]所述的下護(hù)楔器6的最大外徑與套管1內(nèi)徑相適應(yīng)，所述的下護(hù)楔器6包括第二空心中心體61，均勻環(huán)設(shè)在第二空心中心體61外表面上的多個第二扶正筋板62、串聯(lián)多個第二扶正筋板62并設(shè)置在第二空心中心體61靠近下端處的第二環(huán)形加強(qiáng)板63和設(shè)置在第二環(huán)形加強(qiáng)板63上的第二泄流孔64，所述的多個第二扶正筋板62的弧度沿第二空心中心體61的上端到下端先增大后減小，所述的第二環(huán)形加強(qiáng)板63的高度與第二環(huán)形加強(qiáng)板63和第二扶正筋板62連接處第二扶正筋板62的高度一致；
[0014]所述的環(huán)形密封楔8包括柔性密封套81和尼龍外筒82，所述的柔性密封套81包括密封帽811和密封環(huán)812，所述的密封帽811和密封環(huán)812 —體成型，所述的密封帽811設(shè)置在密封環(huán)812的上端，所述的尼龍外筒82套設(shè)在密封環(huán)812外，所述的尼龍外筒82的頂端頂在密封帽811上，所述的尼龍外筒82外表面上沿其軸向方向交錯設(shè)有多條互不連通的縫隙821，所述的尼龍外筒82的外徑與套管1的內(nèi)徑相同，所述的尼龍外筒82的上端的內(nèi)徑小于下端的內(nèi)徑。
[0015]進(jìn)一步的，所述油套連通器2為油管上開有條形通槽的結(jié)構(gòu)。
[0016]進(jìn)一步的，所述上護(hù)楔器3的第一空心中心體31上下兩端分別設(shè)有第一母接頭35和第一公接頭36，所述第一母接頭35通過絲扣與油套連通器2連接，所述第一公接頭36與錐體4之間螺紋連接。
[0017]進(jìn)一步的，所述下護(hù)楔器6的第二空心中心體61的上下兩端分別設(shè)有第二母接頭65和第二公接頭66，所述第二母接頭65通過絲扣與容楔連接管5連接，所述第二公接頭66與單流閥7通過絲扣連接。
[0018]進(jìn)一步的，所述所有相鄰兩個扶正筋板之間的環(huán)形加強(qiáng)板上均設(shè)置泄流孔，且泄流孔靠近空心中心體的一側(cè)設(shè)置。
[0019]進(jìn)一步的，所述錐體4的長度不小于環(huán)形密封楔8的長度。
[0020]進(jìn)一步的，所述多個縫隙821之間平行設(shè)置，且分布在整個尼龍外筒82的外表面上。
[0021]進(jìn)一步的，所述容楔連接管5的長度不小于環(huán)形密封楔8的長度。
[0022]進(jìn)一步的，所述上護(hù)楔器3和下護(hù)楔器6的最大外徑均小于套管1內(nèi)徑3-6mm。
[0023]進(jìn)一步的，所述單流閥7包括自由閥球和球座，所述正壓力狀態(tài)下的自由閥球坐落在球座上，反壓狀態(tài)下的自由閥球離開球座。
[0024]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明創(chuàng)造所述的楔式密封器具有以下優(yōu)勢:
[0025]本發(fā)明創(chuàng)造所述的楔式密封器，設(shè)置在套管(井筒)內(nèi)，環(huán)形密封楔在壓力作用下沿中間的椎體下行，越楔越緊，實(shí)現(xiàn)密封油套環(huán)形空間目的。同時在需要時，在套管(井筒)內(nèi)通過打高壓或上提管柱使環(huán)形密封楔脫離椎體落入容楔連接管而失效。
【附圖說明】
[0026]構(gòu)成本發(fā)明創(chuàng)造的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明創(chuàng)造的進(jìn)一步理解，本發(fā)明創(chuàng)造的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明創(chuàng)造，并不構(gòu)成對本發(fā)明創(chuàng)造的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0027]圖1為本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施例所述的楔式密封器的下井狀態(tài)圖；
[0028]圖2為本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施例所述的楔式密封器中上護(hù)楔器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3為本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施例所述的楔式密封器中下護(hù)楔器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖4為圖3的A向視圖；
[0031]圖5為本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施例所述的楔式密封器中環(huán)形密封楔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖6為本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施例所述的楔式密封器中柔性密封套的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖7為本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施例所述的楔式密封器中尼龍外筒結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖8為本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施例所述的楔式密封器的工作狀態(tài)圖；
[0035]圖9為本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施例所述的楔式密封器的起出狀態(tài)圖。
[0036]附圖標(biāo)記說明:
[0037]1-套管，2-油套連通器，3-上護(hù)楔器，31-第一空心中心體，32-第一扶正筋板，33-第一環(huán)形加強(qiáng)板，34-第一泄流孔，35-第一母接頭，36-第一公接頭，4-錐體，5-容楔連接管，6-下護(hù)楔器，61-第二空心中心體，62-第二扶正筋板，63-第二環(huán)形加強(qiáng)板，64-第二泄流孔，65-第二母接頭，66-第二公接頭，7-單流閥，8-環(huán)形密封楔，81-柔性密封套，811-密封帽，812-密封環(huán)，82-尼龍外筒，821-縫隙。
【具體實(shí)施方式】
[0038]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明創(chuàng)造中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0039]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明創(chuàng)造。
[0040]如圖1所示，楔式密封器，所述楔式密封器設(shè)置在套管1內(nèi)，包括從上到下順次連接的使得油管和套管1連通的油套連通器2、上護(hù)楔器3、錐體4、容楔連接管5、下護(hù)楔器6和正壓時關(guān)閉反壓時打開的單流閥7，所述的錐體4上套設(shè)有環(huán)形密封楔8。
[0041]如圖2所示，所述上護(hù)楔器3的最大外徑小于套管1內(nèi)徑3-6mm，所述的上護(hù)楔器3包括第一空心中心體31，均勻環(huán)設(shè)在第一空心中心體31外表面上的多個第一扶正筋板32、串聯(lián)多個第一扶正筋板32并設(shè)置在第一空心中心體31下端的第一環(huán)形加強(qiáng)板33和設(shè)置在第一環(huán)形加強(qiáng)板33上的第一泄流孔34，所述的多個第一扶正筋板32遠(yuǎn)離第一環(huán)形加強(qiáng)板33 —端的弧度小于靠近第一環(huán)形加強(qiáng)板33 —端的弧度，所述的第一環(huán)形加強(qiáng)板33的高度與第一環(huán)形加強(qiáng)板33和第一扶正筋板32的連接處的第一扶正筋板32的高度一致，上護(hù)楔器3的第一空心中心體31上下兩端分別設(shè)有第一母接頭35和第一公接頭36，所述第一母接頭35通過絲扣與油套連通器2連接，所述第一公接頭36與錐體4之間螺紋連接，上護(hù)楔器3的主要作用是下井時第一空心中心體31和第一環(huán)形加強(qiáng)板33推動件環(huán)形密封楔8下行的同時與下護(hù)楔器6共同保護(hù)環(huán)形密封楔8免受強(qiáng)烈沖擊和擠壓，同時在套管1變形、井內(nèi)落物等遇卡時利用扶正筋板的變形輕松解卡。泄流孔的作用是:下井或起出、打壓時流體能從其中通過。
[0042]錐體4上端的直徑小于錐體4下端的直徑，錐體4的長度不小于環(huán)形密封楔8的長度，環(huán)形密封楔8在壓力作用下緊貼其外壁從小端向大端滑動，并同時與套管