CN204532230U - 封隔器胶筒的保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种封隔器胶筒的保护装置，它包括：第一本体，第一本体的外壁包括具有第一锥面的第一凸起部、抵触部和第一卡合部；能相对第一本体滑动的第二本体，其包括多个绕中心线圆周方向排布的第二本体单元，每个第二本体单元包括第二凸起部和第二卡合部，第二凸起部具有与第一锥面相对应的第二锥面，在第一本体相对第二本体滑动时，第二本体的第二锥面能沿着第一本体的第一锥面朝着远离中心线的径向移动，以致第二本体的第二卡合部与第一本体的第一卡合部相卡接，第二凸起部能够与抵触部相抵，第二本体的外壁形成呈环形的限位凹槽，限位凹槽内设置有弹性套圈。本实用新型结构简单，并有效防止胶筒产生流变，提高了封隔器的承压能力。

Description

封隔器胶筒的保护装置

技术领域

本实用新型涉及了一种封隔器中的配套工具，特别涉及一种封隔器胶筒的保护装置。

背景技术

随着国民经济的快速发展，对石油天然气等一次能源的需求不断增加。全球油气资源开发焦点逐渐转向低渗透、难动用的非常规油气藏，包括致密砂岩油气藏、页岩油气藏、煤层气等。以前被认为不具有开采经济价值的非常规资源现在已经得到大规模商业开发，满足了日益增长的能源需求，获得了可观的经济效益，比如北美地区的页岩气开采。这主要得益于技术的进步，尤其是水平井分段储层改造技术的规模应用，大大降低了开发成本，提高了单井产量，延长了稳产期。水平井分段储层改造技术配套工具中的耐高压管外封隔器是重要的工具之一，其耐压性能、可靠性、工作寿命、成本等指标对储层改造效果和油气田采收率有很大影响。但是，该类封隔器在实际工作中，常常在坐封一段时间后就经常会发生失效,而将封隔器起出后却发现胶筒基本保持完好。这主要是由于封隔器胶筒与套管之间的接触应力下降所致。为了防止胶筒接触应力下降,确保胶筒密封长期有效,就需要较佳的保护装置予以配套。

目前，已有多项关于提高封隔器承压能力的专利，其中，在中国专利库中申请号为201120311923.0介绍了一种封隔器胶筒保护结构，它包括：胶筒，胶筒的端部具有锥形的外表面；胶筒保护总成，套设在胶筒的端部；轴向限位装置，沿胶筒的轴向与胶筒的端部邻接并固定在油管上，轴向限位装置将胶筒保护总成沿胶筒的轴向限位于胶筒上；其中，胶筒保护总成包括：筒状的基座，固定的套在轴向限位装置上；金属支撑板，金属支撑板铰接在基座靠近胶筒的端部的那一端，金属支撑板具有锥环形的内表面；第一套环，具有套在金属支撑板的内表面中的第一锥环；第二套环，具有套设在第一套环的内表面与胶筒的端部的锥形的外表面之间的第二锥环。该申请中的封隔器胶筒保护结构采用软硬结合的夹层结构设计，可有效提高封隔器的密封性能，防止胶筒在作业时被挤出。但是，该封隔器胶筒保护结构中的软硬结合结构复杂，设计难度大，现场操作工艺难度大。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供了一种封隔器胶筒的保护装置，其能够解决现有技术的保护装置结构复杂、现场操作难度大的问题。

本实用新型的具体技术方案是：

一种封隔器胶筒的保护装置，其特征在于，它包括：具有一中心线且呈圆筒状的第一本体，所述第一本体的外壁包括具有第一锥面的第一凸起部、抵触部和第一卡合部；能相对所述第一本体沿中心线方向滑动的第二本体，其包括多个绕中心线圆周方向排布的第二本体单元，每个第二本体单元包括第二凸起部和第二卡合部，所述第二凸起部具有与所述第一锥面相对应的第二锥面，在所述第一本体相对所述第二本体滑动时，所述第二本体的第二锥面能沿着所述第一本体的第一锥面朝着远离所述中心线的径向移动，以致所述第二本体的第二卡合部与所述第一本体的第一卡合部相卡接，所述第二凸起部能够与所述抵触部相抵，所述第二本体的外壁形成呈环形的限位凹槽，所述限位凹槽内设置有弹性套圈。

优选地，所述限位凹槽为两个，两个所述限位凹槽分别位于所述第二本体外壁的两端，每个所述限位凹槽内均设有用于将所述第二本体单元紧固的所述弹性套圈。

优选地，所述抵触部具有第三锥面，所述第二本体单元还包括第三凸起部，所述第三凸起部包括与所述第三锥面相对应的第四锥面。

优选地，所述第一卡合部包括第一卡合处和第二卡合处，所述第一卡合处位于所述第一凸起部的外缘，所述第二卡合处位于所述抵触部的外缘。

优选地，所述第一卡合处和所述第二卡合处呈台肩状。

优选地，所述第二卡合部包括第三卡合处和第四卡合处，所述第三卡合处位于所述第二凸起部的内缘，所述第四卡合处位于所述第三凸起部的内缘。

优选地，所述第三卡合处和所述第四卡合处呈台肩状。

优选地，所述第一锥面、所述第三锥面、所述第二锥面、所述第四锥面与所述中心线的夹角为30度。

优选地，所述弹性套圈由橡胶制成。

一种封隔器，其特征在于，它包括如上述的封隔器胶筒的保护装置。

本实用新型具有以下显著有益效果：

1、封隔器胶筒的保护装置中的第一锥面、第三锥面、第二锥面和第四锥面有利于第二本体被均匀胀开，当第一本体受到轴向受力后，经过多个锥面将轴向力转化为径向力，将第二本体的分块平稳的沿径向方向均匀胀开。

2、封隔器胶筒的保护装置的第二本体为刚性，其有利于封隔器的扶正和胶筒的承压能力，当刚性的第二本体胀开时不会发生较大的塑性变形，第二本体均匀的张开对封隔器的居中起到一定的扶正作用，同时第二本体在膨胀开后产生的间隙较小，且其向径向扩张，减小或填充了封隔器与套管之间的环空空隙，防止胶筒在压力较高时产生流变，提高了封隔器的承压能力。

3、封隔器胶筒的保护装置的第一卡合部和第二卡合部有益于进一步提高封隔器的承压能力。第一卡合部和第二卡合部对接卡接后，在封隔器胶筒受力时，对其起到刚性防突作用，且在卡接位置处形成最大保护半径，提高了整个封隔器的承压能力。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。

图1为本实用新型的封隔器胶筒的保护装置的主视结构示意图。

图2为本实用新型的封隔器胶筒的保护装置横截面的示意图。

图3为装有本实用新型的封隔器胶筒的保护装置的封隔器结构示意图。

图4为本实用新型的封隔器胶筒的保护装置发生滑动后的结构示意图。

以上附图的附图标记：1、第一本体；11、第一凸起部；111、第一锥面；12、抵触部；13、第一卡合处；14、第二卡合处；121、第三锥面；2、弹性套圈；3、第二本体；31、第二凸起部；311、第二锥面；312、第三卡合处；32、第三凸起部；321、第四锥面；33、限位凹槽；34、第四卡合处；4、中心管；5、隔环；6、胶筒。

具体实施方式

结合附图和本实用新型具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本实用新型的细节。但是，在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。

一种封隔器胶筒的保护装置，它包括：具有一中心线且呈圆筒状的第一本体1，第一本体的外壁包括具有第一锥面111的第一凸起部11、抵触部12和第一卡合部；能相对第一本体1沿中心线方向滑动的第二本体3，其包括多个绕中心线圆周方向排布的第二本体单元，每个第二本体单元包括第二凸起部31和第二卡合部14，第二凸起部31具有与第一锥面111相对应的第二锥面311，在第一本体1相对第二本体3滑动时，第二本体3的第二锥面311能沿着所述第一本体1的第一锥面111朝着远离中心线的径向移动，以致第二本体3的第二卡合部与第一本体1的第一卡合部相卡接，第二凸起部31能够与抵触部12相抵，第二本体3的外壁形成呈环形的限位凹槽33，限位凹槽33内设置有弹性套圈2。

图1为本实用新型的封隔器胶筒的保护装置的主视结构示意图，如图1所示，封隔器胶筒的保护装置包括具有一中心线的第一本体1和第二本体3。该第一本体1大致呈圆筒状，其具有左右两端，第一本体1的外壁上具有环形的朝向远离中心线方向突出的第一凸起部11和环形的抵触部12，抵触部12呈凸起状，其截面大致呈梯形，第一凸起部11的右侧面为第一锥面111，第一本体1上还包括第一卡合部，第一卡合部包括第一卡合处13，第一卡合处13位于第一凸起部11的顶端，第一卡合处13呈台肩状并环形设置于第一本体1。由于第一本体1上设置有第一凸起部11和抵触部12，两者之间形成一凹进部。第二本体3大致呈圆筒状，其具有左右两端。第二本体3套设在第一本体1的外部，第二本体3包括多个绕中心线圆周方向排布的第二本体单元，每个第二本体单元包括朝向靠近中心线方向突出的第二凸起部31，第二凸起部31位于第二本体3的左端，第二凸起部31大致呈锥形，其左侧面为第二锥面311。第二本体3的外壁上具有环形的限位凹槽33，限位凹槽33内设置有弹性套圈2，第二本体单元通过限位凹槽33内设置的弹性套圈2将其紧固呈一整体形成第二本体3。第二本体3还包括第二卡合部，第二卡合部包括第三卡合处312，第三卡合处312位于第二凸起部31的内缘，两者均呈台肩状并环形设置于第二本体3内壁。第一本体1上的第一锥面111和第二本体3的第二锥面311相配合，具体为，抵触部12与第二凸起部31相抵触时，即第一锥面111和第二锥面311相抵触配合，由于第一锥面111和第二锥面311均为锥面，第一本体1和第二本体3可以发生滑动。图4为本实用新型的封隔器胶筒的保护装置发生滑动后的结构示意图，如图4所示，第一本体1和第二本体3发生滑动后，由于第二本体3由多个第二本体单元组成，通过弹性套圈2紧固在一起，第二本体3可以撑开弹性套圈2在径向发生偏移扩张，当滑动到达一定程度后，台肩状的第一卡合处13与第三卡合处312相卡接，阻止第一本体1和第二本体3继续发生滑动。通过滑动，第一本体1和第二本体3在径向上的保护半径得到增大，且左右两端分别存在有卡接处，有效防止了封隔器胶筒的保护装置的工作失效。

本实用新型的工作原理如下：

图3为装有本实用新型的封隔器胶筒的保护装置的封隔器结构示意图，如图3所示，胶筒6套设于中心管4外，在胶筒6的左右两端分别设置有封隔器胶筒的保护装置，在胶筒6与封隔器胶筒的保护装置之间均设置有隔环5。

在初始状态下，第一本体1的第一锥面111与第二本体3的第二锥面311相抵触。将上述封隔器下入至指定井段，通过机械或者液压作用使得第一本体1受力，当压力达到一定程度后，第一本体1的第一锥面111沿第二本体3的第二锥面311滑动，第二本体单元由于受到径向力后克服弹性套圈2的束缚力，沿径向向外缓慢胀开，当第二本体3胀开到达一定程度后，第二本体3上的第三卡合处312与第一本体1上的第一卡合处13相卡接，第二本体3达到最大胀开程度。胀开后的第二本体3能够形成一道刚性的保护环，当封隔器坐封后，胶筒6会发生径向膨胀，由于第二本体3形成的刚性保护环，可以在胶筒6的左右两端支撑保护胶筒6，挡住胶筒6向套管或井壁的狭窄空间移动，防止胶筒6在受力后翻胶或窜动，解决了胶筒6在承压过程中由于突出而造成胶筒6撕裂的弊病，另外，封隔器胶筒的保护装置位于胶筒6的两端，封隔器胶筒的保护装置与胶筒6不是一体式结构，减少了胶筒6制作难度和制作成本，大幅度提高封隔器的承压能力。

封隔器胶筒的保护装置中的第一本体1和第二本体3一般由具有一定硬度的金属材料制成，当第二本体3在第一本体1的挤压下撑开时，不会发生较大的塑性变形，第二本体3将均匀胀开，对封隔器的居中会起到一定的扶正作用。第二本体3的单元结构一方面有利于其能够装配在第一本体1外，另外一方面分块的第二本体3在膨胀后单元与单元之间的间隙较小，且第二本体3在径向方向上扩张，其直径增大，有效减少或填充了封隔器胶筒的保护装置与套管之间的环空空隙，能够防止胶筒6在压力较高时产生流变，从而提高封隔器的承压能力。

封隔器胶筒的保护装置的第一卡合部和第二卡合部有益于进一步提高封隔器的承压能力。当第一卡合部和第二卡合部对接卡接后，第二本体3相对滑动形成最大保护半径时，卡接保证了第二本体3无法继续向外滑动，避免封隔器胶筒的保护装置失效，在封隔器胶筒6受力时，第二本体3对其起到刚性防突作用，且在卡接位置处形成最大保护半径，提高了整个封隔器的承压能力。

在一种优选的实施方式中，抵触部12的右上边面还具有第三锥面121，第一卡合部还包括第二卡合处14，第二卡合处14位于抵触部12的外缘，第二卡合处14呈台肩状并环形设置于第一本体1。每个第二本体单元还包括具有第四锥面321的朝向靠近中心线的方向突出的第三凸起部32，第三凸起部32位于第二本体单元的右端，其截面大致呈三角形，其左侧面为第四锥面321，第四锥面321与第三锥面121相对应。由于第二凸起部31和第三凸起部32的存在，第二凸起部31和第三凸起部32之间形成有一凹进部。第二卡合部还包括第四卡合处34，第四卡合处34位于第三凸起部32的顶端，呈台肩状。当第一本体1和第二本体3在初始状态时，抵触部12嵌入第二凸起部31和第三凸起部32之间的凹进部，第二凸起部31嵌入第一凸起部11和抵触部12之间的凹进部，第一锥面111和第二锥面311相抵，第三锥面121和第四锥面321相抵。当第一本体1在轴向上受力时，第二本体3通过第二锥面311和第四锥面321和第一本体1发生滑动，第二本体3膨胀形成一道刚性保护环，同时第二卡合处14与第四卡合处34发生卡接，防止第一本体1和第二本体3进一步发生滑动。由于第一本体1与第二本体3的右端多了一道相对滑动的锥面，可以使得第一本体1和第二本体3相对滑动时更加稳定。整体而言，封隔器胶筒的保护装置中的第一锥面111、第三锥面121、第二锥面311和第四锥面321有利于第二本体3被均匀胀开，当第一本体1受到轴向受力后，经过多个锥面将轴向力转化为径向力，将第二本体3的分块平稳的沿径向方向均匀胀开，如此，提高了封隔器胶筒的保护装置工作的稳定性。

在一种优选的实施方式中，第二本体3外壁上的限位凹槽33可以为两个，两个限位凹槽分别位于第二本体3外壁的两端，两道限位凹槽33内部均设有用于将第二本体单元紧固成一整体的弹性套圈2，如此，在第二本体3的两端各设一道限位凹槽33，有利于弹性套圈2对第二本体3进行紧固，紧固的力两端均匀，进而提高了弹性套圈2的紧固的稳定性。

在一种更优选的实施方式中，图2为本实用新型的封隔器胶筒的保护装置横截面的示意图，如图2所示，第二本体3绕中心线均匀的分成24个第二本体单元，如此，有利于第二本体3在胀开时各个方向膨胀的均匀性，同时，在第二本体3分块在安装时，能够一个个单元的安装到封隔器上，在下井之前形成一套整体的筒状结构。其次，弹性套圈2由高强度的橡胶制成，如此，通过第二本体3外壁凹槽中的高强度橡胶弹性套圈2将分块重新形成筒状结构，并且高强度的橡胶可以保证第二本体3长时间的有效性和弹性套圈2的紧固收缩作用力。

在一种优选的实施方式中，第一本体1上的第一锥面111、第三锥面121和第二本体3上的第二锥面311、第四锥面321与所述中心线的夹角为30度，如此，当第一本体1在轴向受力后，通过第一锥面111和第二锥面311的抵触、第三锥面121和第四锥面321的抵触将轴向力转变成施加在第二本体3上的径向力时，30度的夹角有利于第一本体1和第二本体3两者较容易的发生滑动，使得第二本体3胀开形成刚性保护环。

一种封隔器，它包括上述任一的封隔器胶筒的保护装置，如图3所示，封隔器胶筒的保护装置安装于封隔器的中心管4外，具体为成对使用，分别设置在封隔器胶筒6的左右两边，以对胶筒6进行保护，防止胶筒6在受力后翻胶或窜动，解决了胶筒6在承压过程中由于突出而造成胶筒6撕裂的弊病。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种封隔器胶筒的保护装置，其特征在于，它包括：

具有一中心线且呈圆筒状的第一本体，所述第一本体的外壁包括具有第一锥面的第一凸起部、抵触部和第一卡合部；

能相对所述第一本体沿中心线方向滑动的第二本体，其包括多个绕中心线圆周方向排布的第二本体单元，每个第二本体单元包括第二凸起部和第二卡合部，所述第二凸起部具有与所述第一锥面相对应的第二锥面，在所述第一本体相对所述第二本体滑动时，所述第二本体的第二锥面能沿着所述第一本体的第一锥面朝着远离所述中心线的径向移动，以致所述第二本体的第二卡合部与所述第一本体的第一卡合部相卡接，所述第二凸起部能够与所述抵触部相抵，所述第二本体的外壁形成呈环形的限位凹槽，所述限位凹槽内设置有弹性套圈。

2.根据权利要求1所述的封隔器胶筒的保护装置，其特征在于，所述限位凹槽为两个，两个所述限位凹槽分别位于所述第二本体外壁的两端，每个所述限位凹槽内均设有用于将所述第二本体单元紧固的所述弹性套圈。

3.根据权利要求1所述的封隔器胶筒的保护装置，其特征在于，所述抵触部具有第三锥面，所述第二本体单元还包括第三凸起部，所述第三凸起部包括与所述第三锥面相对应的第四锥面。

4.根据权利要求3所述的封隔器胶筒的保护装置，其特征在于，所述第一卡合部包括第一卡合处和第二卡合处，所述第一卡合处位于所述第一凸起部的外缘，所述第二卡合处位于所述抵触部的外缘。

5.根据权利要求4所述的封隔器胶筒的保护装置，其特征在于，所述第一卡合处和所述第二卡合处呈台肩状。

6.根据权利要求3所述的封隔器胶筒的保护装置，其特征在于，所述第二卡合部包括第三卡合处和第四卡合处，所述第三卡合处位于所述第二凸起部的内缘，所述第四卡合处位于所述第三凸起部的内缘。

7.根据权利要求6所述的封隔器胶筒的保护装置，其特征在于，所述第三卡合处和所述第四卡合处呈台肩状。

8.根据权利要求3所述的封隔器胶筒的保护装置，其特征在于，所述第一锥面、所述第三锥面、所述第二锥面、所述第四锥面与所述中心线的夹角为30度。

9.根据权利要求1或2所述的封隔器胶筒的保护装置，其特征在于，所述弹性套圈由橡胶制成。

10.一种封隔器，其特征在于，它包括如上述权利要求1-9中任一项的封隔器胶筒的保护装置。