一种可回收组合式压缩胶筒保护机构的制作方法

本实用新型属于油气田井下工具，特别涉及小直径工具封隔大直径套管时压缩式封隔器胶筒的保护机构及使用其的胶筒和封隔器。

背景技术：

目前国内外所用压缩式封隔器由胶筒轴上套装胶筒，胶筒上下两端各由一个压环限位，封隔器坐封时，上、下压环轴向相向运动，压缩胶筒涨大密封油、套管环空。胶筒端部的保护机构普遍采用安装或硫化软金属部件，当密封胶筒被压缩时，软金属部件随之产生径向变形涨大，起到阻止液压将胶筒挤入环形空隙的作用。软金属保护机构一旦变形后，不能回收，使封隔器外径增大，当用于小直径工具封隔大直径套管时，影响封隔器从井中取出、回收，严重时会造成封隔器卡井，承压性能低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服以上不足，提供一种压缩式胶筒的保护机构，用于小直径工具封隔大直径套管时，可回收、不卡井、可形成无缝保护、承压性能高。

本实用新型采用如下技术方案：

一种可回收组合式压缩胶筒保护机构，所述机构包括胶筒轴、胶筒、套管、上胶筒锥体、下胶筒锥体、下压环，所述胶筒轴外套设有胶筒，所述胶筒上下肩部硫化有拉伸弹簧，所述胶筒肩部拉伸弹簧上方设有上保护簧，所述上保护簧上方设有上胶筒锥体，上保护簧设置于上胶筒锥体与胶筒之间，上胶筒锥体近胶筒端的锥面上端设有限位台肩，所述锥面上端设有上保护簧限位环槽，座封时：胶筒肩部拉伸弹簧经置于上保护簧限位环槽内的上保护簧、上胶筒锥体锥面上端的限位台肩、套管内壁限位，所述下胶筒锥体近胶筒端为锥面，下胶筒锥体近胶筒端锥面上端有限位台肩，远胶筒端为锥面，下胶筒锥体上设有下保护簧限位结构，其下设有下保护簧，所述下保护簧下方设有下压环，座封时，下保护簧置于下胶筒锥体限位结构及下压环之间限位。

一种可回收组合式压缩胶筒保护机构，所述机构包括胶筒轴、胶筒、套管、压环、下胶筒锥体、下压环，所述胶筒轴外套设有胶筒，所述胶筒上下肩部硫化有拉伸弹簧，所述胶筒肩部拉伸弹簧上方设有上保护簧，所述上保护簧上方设有压环，上保护簧与胶筒上肩部拉伸弹簧之间设有胶筒锥体，所述的胶筒锥体近胶筒端为锥面，锥面上端设有限位台肩，所述锥面上端设有上保护簧限位环槽，座封时：胶筒肩部拉伸弹簧经置于上保护簧限位环槽内的上保护簧、胶筒锥体近胶筒端锥面上端的限位台肩、套管内壁限位，所述下胶筒锥体近胶筒端为锥面，下胶筒锥体近胶筒端锥面上端有限位台肩，远胶筒端为锥面，下胶筒锥体上设有下保护簧限位结构，其下设有下保护簧，所述下保护簧下方设有下压环，座封时，下保护簧置于下胶筒锥体限位结构及下压环之间限位。

进一步地，所述限位台肩到套管内壁的高度小于胶筒肩部所硫化拉簧的直径。

进一步地，所述上保护簧限位环槽上端肩部高度大于上保护簧半径。

进一步地，所述上保护簧拉伸弹簧的旋向，与胶筒肩部硫化的拉伸弹簧的旋向方向相反。

进一步地，所述下胶筒锥体限位台肩到套管内壁的高度小于胶筒肩部所硫化的拉伸弹簧直径。

进一步地，所述上保护簧、下保护簧由拉伸弹簧卷制，填充、硫化橡胶处理。

进一步地，所述下保护簧放置在下胶筒锥体和下压环之间，下保护簧置于下胶筒锥体远胶筒端部的锥面上，下保护簧拉伸弹簧的旋向与胶筒肩部所硫化的拉伸弹簧的旋向相反。

进一步地，所述下保护簧限位环槽的下端肩部高度大于下保护簧拉伸弹簧的半径值，下胶筒锥体上的下保护簧限位结构外端点到下保护簧限位环槽肩部的距离大于或等于下保护簧的直径。

进一步地，所述限位结构为锥面或圆锥面。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型可回收组合式压缩胶筒保护机构胶筒肩部所硫化的拉伸弹簧，保护簧拉伸弹簧，保护簧填充、硫化的橡胶，容易伸长、扩张，形成涨环，座封时容易伸长、扩张，解封时容易回收。

2、本实用新型可回收组合式压缩胶筒保护机构座封后保护簧沿压环锥面，滑动到压环与胶筒锥体接触后所形成的保护簧限位环槽中，胶筒肩部所硫化的拉伸弹簧，与套管内壁、保护簧、胶筒锥体锥面上端的限位台肩相接触，完全封住了胶筒肩部到套管内壁之间的环形空间，对胶筒肩部构成了无缝保护，解决了胶筒肩部向外流动的问题。

3、本实用新型可回收组合式压缩胶筒保护机构胶筒锥体限位结构与压环接触限位后，胶筒锥体不再对保护簧产生推力，减少保护簧所受的载荷。

4、本实用新型可回收组合式压缩胶筒保护机构解封时，保护簧在受到套管内壁轴向的刮碰力时，滑动回坐封前的位置，外径恢复到坐封前的状态。

5、本实用新型可回收组合式压缩胶筒保护机构用于小直径工具封大直径套管时，可回收、不卡井、可形成无缝保护、承压性能高。

附图说明

图1为压缩式胶筒保护机构方案一结构图；

图2为图1封隔器坐封后，压缩式胶筒保护机构方案一的结构图；

图3为压缩式胶筒保护机构方案二结构图；

图4为图2封隔器坐封后，压缩式胶筒保护机构方案二的结构图。

图中部件：1-上胶筒锥体；1-1上保护簧限位环槽；1-2上胶筒锥体锥面上端的限位台肩；2-上保护簧；3-胶筒；3-1-胶筒肩部所硫化的拉伸弹簧；4-下胶筒锥体；4-1下胶筒锥体近胶筒端锥面；4-2下保护簧限位环槽；4-3下胶筒锥体远胶筒端锥面；4-4下保护簧限位结构；4-5下胶筒锥体锥面上端的限位台肩；5-下保护簧；6-下压环；6-1下压环限位结构；7-胶筒轴；8-套管内壁；9-压环；9-1-保护簧限位环槽；10-保护簧；11-胶筒锥体；11-1胶筒锥体限位结构；11-2胶筒锥体锥面上端的限位台肩；11-3胶筒锥体远胶筒端端面。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步解释。

本实用新型为一种可回收组合式压缩胶筒保护机构的方案一：

压缩式封隔器胶筒的保护机构，包括上胶筒锥体、上保护簧、下胶筒锥体、下保护簧、下压环，胶筒端部由近及远依次安装：上保护簧、上胶筒锥体；胶筒端部由近及远依次安装：下胶筒锥体、下保护簧、下压环；

所述保护机构的压缩式封隔器胶筒，包括胶筒、上胶筒锥体、上保护簧、下胶筒锥体、下保护簧、下压环，胶筒肩部硫化有拉伸弹簧，胶筒端部安装有所述的保护机构。

使用所述胶筒的压缩式封隔器，包括胶筒轴、上胶筒锥体、上保护簧、胶筒、下胶筒锥体、下保护簧、下压环，所述的胶筒轴外套设有胶筒，胶筒肩部硫化有拉伸弹簧，上胶筒锥体和下压环将上保护簧、胶筒、下胶筒锥体、下保护簧限制在内。

所述的上胶筒锥体近胶筒端为锥面，锥面上端有限位台肩，限位台肩到套管内壁的高度h4小于胶筒肩部所硫化拉簧的直径，限位台肩上端有上保护簧限位环槽，上保护簧限位环槽上端肩部高度h1大于上保护簧半径r1。

所述上保护簧由拉伸弹簧卷制，填充、硫化橡胶处理，上保护簧拉伸弹簧半径r1，小于胶筒肩部所硫化拉伸弹簧的半径r3，上保护簧放置在上胶筒锥体与胶筒之间，上保护簧可以放置在上胶筒锥体的斜面上，上保护簧拉伸弹簧的旋向，与胶筒肩部硫化的拉伸弹簧的旋向方向相反。

所述下胶筒锥体近胶筒端为锥面，下胶筒锥体近胶筒端锥面上端有限位台肩，限位台肩到套管内壁的高度h3，小于胶筒肩部所硫化的拉伸弹簧直径，远胶筒端为锥面，下胶筒锥体上有下保护簧限位结构。

所述下保护簧由拉伸弹簧卷制，填充、硫化橡胶处理，下保护簧放置在下胶筒锥体和下压环之间，下保护簧可以放置在下胶筒锥体远胶筒端部的锥面上，下保护簧拉伸弹簧的旋向与胶筒肩部所硫化的拉伸弹簧的旋向相反。

所述下压环设有限位结构，与下胶筒锥体接触限位时，下压环与下胶筒锥体上的下保护簧限位结构，形成能放置下保护簧拉伸弹簧的下保护簧限位环槽，所形成的下保护簧限位环槽的下端肩部高度值h2，大于下保护簧拉伸弹簧的半径值r2，下胶筒锥体上的下保护簧限位结构的a点，到下保护簧限位环槽的肩部的距离l，大于或等于下保护簧的直径。

所述的胶筒肩部硫化有拉伸弹簧，胶筒端部设有可回收组合式压缩胶筒保护机构。

胶筒轴外套装胶筒，在胶筒端部安装上保护簧，上保护簧与胶筒端面相依，上保护簧与上胶筒锥体锥面相依，上胶筒锥体锥面上端有限位台肩，限位台肩到套管内壁的高度h4小于胶筒肩部所硫化拉伸弹簧的直径，限位台肩上端有上保护簧限位环槽；在胶筒端部安装下胶筒锥体，下胶筒锥体近胶筒端锥面与胶筒端部相依，下胶筒锥体近胶筒端锥面上端有限位台肩，限位台肩到套管内壁的高度h3，小于胶筒肩部所硫化的拉伸弹簧直径，下胶筒锥体上有下保护簧限位结构，在下胶筒锥体下端安装下保护簧，下保护簧与下胶筒锥体远胶筒端锥面相依，在下保护簧下端安装下压环，下保护簧与下压环端面相依，下压环设有限位结构，与下胶筒锥体相接触限位时，下压环与下胶筒锥体上的下保护簧限位结构形成下保护簧限位环槽，所形成的下保护簧限位环槽的下端肩部高度h2，大于下保护簧拉伸弹簧的半径r2，下胶筒锥体上的下保护簧限位结构的a点，到下保护簧限位环槽的肩部的距离l，大于或等于下保护簧的直径。

工作原理：未座封时，胶筒、上保护簧、下保护簧为回缩状态，上保护簧依靠于上胶筒锥体近胶筒端锥面上，下保护簧夹在下胶筒锥体远胶筒端锥面和下压环端面之间，座封时，上胶筒锥体与下压环沿轴向相对运动，胶筒被压缩，胶筒被压缩时，胶筒端部对上保护簧有外挤的力，由于上保护簧由拉伸弹簧和橡胶制成，拉伸弹簧和橡胶受力时容易拉伸，伸长，所以外挤力使上保护簧沿上胶筒锥体锥面，滑动到上胶筒锥体上的上保护簧限位环槽内，胶筒继续被压缩时，由于胶筒肩部硫化的拉伸弹簧直径，大于处于上胶筒锥体上的上保护簧限位环槽内的上保护簧到套管内壁的距离，胶筒肩部硫化的拉伸弹簧不能从处于上胶筒锥体上保护簧限位环槽内的上保护簧到套管内壁之间的缝隙中挤出，胶筒肩部所硫化的拉伸弹簧，被挤到处于上胶筒锥体上保护簧限位环槽内的上保护簧，到套管内壁之间的缝隙中时，胶筒肩部所硫化的拉伸弹簧除了与套管内壁和上保护簧接触、相切外，还与上胶筒锥体锥面上端的限位台肩相接触，所以该结构形成了对胶筒肩部的无缝保护，阻止了胶筒在承受压力时外流；上胶筒锥体与下压环相向运动时，下压环对下保护簧沿轴向有推力，由于下保护簧由拉伸弹簧和橡胶制成，拉伸弹簧受力时容易拉伸，伸长，所以推力使下保护簧沿下胶筒锥体远胶筒端锥面滑动，当下保护簧滑动到下胶筒锥体上的限位结构时，此时下压环与下胶筒锥体之间由于有限位机构限位，接触后不再相对运动，下胶筒锥体上的下保护簧限位结构与下压环端面之间，形成一个能放下下保护簧拉伸弹簧的环槽，下胶筒锥体与下压环接触限位后，下压环不再挤压下保护簧，下压环将力由限位结构传递到下胶筒锥体，该力推动下胶筒锥体动作，使下胶筒锥体压缩胶筒，胶筒肩部所硫化的拉伸弹簧沿下胶筒锥体近胶筒端的锥面滑动，直到与套管内壁接触，此时的胶筒肩部所硫化的拉伸弹簧，同时与套管内壁、处于下保护簧限位环槽中的下保护簧、下胶筒锥体近胶筒端锥面上的限位台肩接触，对胶筒肩部形成无缝保护，所以在胶筒承受压力时，该保护机构可以有效的阻止胶筒的外流。解封时胶筒靠自身弹力回弹，上保护簧和下保护簧在受到套管内壁轴向的刮碰力时，滑动回坐封前的位置，外径恢复到坐封前的状态。

本实用新型具有以下特点：

①胶筒肩部所硫化的拉伸弹簧，上保护簧和下保护簧的拉伸弹簧、填充、硫化的橡胶，容易伸长、扩张，形成涨环，座封时容易伸长、扩张，解封时容易回收；②座封后上保护簧，沿上胶筒锥体的锥面，滑动到上胶筒锥体的上保护簧限位槽中，胶筒肩部所硫化的拉伸弹簧，与套管内壁、上保护簧、上胶筒锥体近胶筒端锥面上的限位台肩接触，完全封住了胶筒肩部到套管之间的环形空间，对胶筒肩部构成了无缝保护，解决了胶筒肩部向外流动的问题；③座封后下保护簧，沿下胶筒锥体远胶筒端的锥面，滑动到由下压环端面和下胶筒锥体上的下保护簧限位结构，所构成的下保护簧限位环槽中，此时下压环将力通过限位结构传递到下胶筒锥体上，下保护簧处于下保护簧限位环槽中不再受下压环推力，胶筒肩部所硫化的拉伸弹簧与套管内壁、下保护簧、下胶筒锥体近胶端锥面上的限位台肩接触，完全封住了胶筒肩部到套管之间的环形空间，对胶筒肩部构成了无缝保护，解决了胶筒肩部向外流动的问题；④解封时，上保护簧和下保护簧在受到套管内壁轴向的刮碰力时，滑动回坐封前的位置，外径恢复到坐封前的状态。⑦由于具有如上特点，所以使用该压缩式胶筒肩部保护机构，用于小直径工具封大直径套管时，可回收、不卡井、可形成无缝保护、承压性能高。

方案二：

压缩式封隔器胶筒的保护机构，包括压环、保护簧、胶筒锥体胶筒端部由近及远依次安装胶筒锥体、保护簧、压环。

所述保护机构的压缩式封隔器胶筒，包括胶筒、胶筒锥体、保护簧、压环，胶筒肩部硫化有拉伸弹簧，胶筒端部安装有所述的保护机构。

使用所述胶筒的压缩式封隔器，包括胶筒轴、胶筒锥体、保护簧、胶筒、压环，所述的胶筒轴外套设有胶筒，胶筒肩部硫化有拉伸弹簧，压环和胶筒将胶筒锥体、保护簧限制在内。

所述的胶筒锥体近胶筒端为锥面，锥面上端有限位台肩，限位台肩到套管内壁的距离h2，小于胶筒肩部所硫化拉伸弹簧的直径，远胶筒端端面与保护簧相依，胶筒锥体有限位结构，与压环接触限位时，胶筒锥体与压环之间形成保护簧限位环槽，且保护簧限位环槽的上端肩部高度值h1，要大于保护簧拉伸弹簧的半径r1。

所述的保护簧由拉伸弹簧卷制，填充、硫化橡胶处理，保护簧拉伸弹簧的直径，小于保护簧限位环槽的上端肩部高度值h1，与压环外圆到胶筒内壁之间的高度h的和。且保护簧放置在压环与胶筒锥体之间，保护簧可以放置在压环的锥面上，保护簧拉伸弹簧的旋向，与胶筒端部硫化的拉伸弹簧的旋向方向相反。

所述的压环近保护簧端设有锥面结构，压环锥面结构与保护簧相依，压环锥面结构，与胶筒锥体限位结构接触限位后，所形成的限位环槽，的上端肩部高度h1，大于保护簧拉伸弹簧的半径r1。

所述的胶筒肩部硫化有拉伸弹簧，胶筒端部设有可回收组合式压缩胶筒保护机构。胶筒轴外套装胶筒，在胶筒端部安装胶筒锥体，胶筒锥体锥面与胶筒端部相依，胶筒锥体锥面上端有限位台肩，限位台肩到套管内壁的高度h2，小于胶筒肩部所硫化拉伸弹簧的直径，胶筒锥体有限位结构，胶筒锥体限位结构与压环锥面接触限位时，胶筒锥体与压环之间，形成能放下保护簧拉伸弹簧的保护簧限位环槽，限位环槽的上端肩部高度h1，大于保护簧拉伸弹簧的半径r1，保护簧被胶筒锥体和压环挤在中间，保护簧、胶筒锥体在压环与胶筒之间。

工作原理：未座封时，胶筒、保护簧为回缩状态，保护簧夹在胶筒锥体和压环锥面之间，座封时，胶筒端部的压环和下压环沿轴向相向运动，胶筒被压缩，胶筒被压缩时，胶筒端部对胶筒锥体产生推力，胶筒锥体将推力传递到保护簧上，保护簧在推力的作用下，沿压环锥面滑动到压环与胶筒锥体所形成的限位环槽内，胶筒锥体限位结构与压环接触限位，继续压缩胶筒，胶筒肩部所硫化的拉伸弹簧沿胶筒锥体近胶筒端的锥面滑动，滑动到处于保护簧限位环槽中的保护簧与套管内壁所形成的的缝隙中，此时胶筒肩部所硫化的拉伸弹簧与套管内壁、处于限位环槽中的保护簧、胶筒锥体锥面上端的限位台肩相接触，该结构对胶筒肩部形成无缝保护，防止胶筒肩部受力时外流；解封时胶筒靠自身弹力回弹，保护簧在受到套管内壁轴向的刮碰力时，滑动回坐封前的位置，外径恢复到坐封前的状态。

实施例1

压缩式封隔器胶筒的保护机构，包括上胶筒锥体1、上保护簧2、下胶筒锥体4、下保护簧5、下压环6，胶筒3端部由近及远依次安装：上保护簧2、上胶筒锥体1；胶筒3端部由近及远依次安装：下胶筒锥体4、下保护簧5、下压环6；

所述保护机构的压缩式封隔器胶筒，包括胶筒3、上胶筒锥体1、上保护簧2、下胶筒锥体4、下保护簧5、下压环6，胶筒3的肩部硫化有拉伸弹簧，胶筒3的端部安装有所述的保护机构。

所述胶筒的压缩式封隔器，包括上胶筒锥体1、上保护簧2、胶筒3、下胶筒锥体4、下保护簧5、下压环6、胶筒轴7，胶筒轴7外套装胶筒3，在胶筒3端部安装上保护簧2，上保护簧2与胶筒3端面相依，上保护簧2与上胶筒锥体1锥面相依，上胶筒锥体1锥面上端有限位台肩1-2，限位台肩1-2到套管内壁8的高度h4小于胶筒3肩部所硫化拉簧的直径，限位台肩1-2上端有上保护簧限位环槽1-1；在胶筒3端部安装下胶筒锥体4，下胶筒锥体近胶筒端锥面4-1与胶筒3端部相依，下胶筒锥体近胶筒端锥面4-1上端有限位台肩4-5，限位台肩4-5到套管内壁的高度h3，小于胶筒肩部所硫化的拉伸弹簧3-1直径，下胶筒锥体4上有下保护簧限位结构4-4，在下胶筒锥体4下端安装下保护簧5，下保护簧5与下胶筒锥体远胶筒端锥面4-3相依，在下保护簧5下端安装下压环6，下保护簧5与下压环6端面相依，下压环6设有限位结构6-1，与下胶筒锥体4相接触限位时，下压环6与下胶筒锥体4上的下保护簧限位结构4-4形成下保护簧限位环槽4-2，所形成的下保护簧限位环槽4-2的下端肩部高度值h2，大于下保护簧5拉伸弹簧的半径值r2，下胶筒锥体4上的下保护簧限位结构4-4的a点，到下保护簧限位环槽4-2的肩部的距离l，大于或等于下保护簧5的直径。

工作过程：封隔器坐封时，上胶筒锥体1与下压环6相向运动，压缩胶筒3，使胶筒3外径增大，与套管内壁8贴合密封，上胶筒锥体1与胶筒3将上保护簧2挤进上保护簧限位环槽1-1中，胶筒肩部所硫化的拉伸弹簧3-1被胶筒3挤到处于上保护簧限位环槽1-1内的上保护簧2和套管内壁8所形成的的缝隙中，胶筒3肩部所硫化的拉伸弹簧3-1，与上保护簧2、套管内壁8、上胶筒锥体1锥面上端的限位台肩1-2相接触，该保护机构对胶筒3肩部构成无缝包裹，阻止胶筒3肩部受力时向外流动，下压环限位结构6-1与下胶筒锥体4接触限位，并将下保护簧5推进下保护簧限位环槽4-2内，胶筒肩部所硫化的拉伸弹簧3-1，被胶筒3挤到套管内壁8、处于下保护簧限位环槽4-2内的下保护簧5，所形成的缝隙中，下胶筒锥体近胶筒端锥面4-1上的限位台肩4-5，与胶筒肩部所硫化的拉伸弹簧3-1相接触，对胶筒3肩部构成无缝包裹，阻止胶筒3肩部受力时向外流动，封隔器向上提拉解封时，上胶筒锥体1向上运动，胶筒回弹，继续上提封隔器，套管内壁8将上保护簧2和下保护簧5刮回到初始位置。

实施例2

压缩式封隔器胶筒的保护机构，包括压环9、保护簧10、胶筒锥体11，胶筒3端部由近及远依次安装胶筒锥体11、保护簧10、压环9；

所述保护机构的压缩式封隔器胶筒，包括胶筒3、胶筒锥体11、保护簧10、压环9，胶筒3肩部硫化有拉伸弹簧3-1，胶筒3上或下端安装有所述的保护机构。

所述胶筒的压缩式封隔器，包括压环9、保护簧10、胶筒锥体11、胶筒3，胶筒轴7外套装胶筒3，在胶筒3端部安装胶筒锥体11，胶筒锥体11锥面与胶筒3端部相依，胶筒锥体11锥面上端有限位台肩11-2，限位台肩11-2到套管内壁的距离h2，小于胶筒肩部所硫化拉伸弹簧3-1的直径，胶筒锥体11有限位结构11-1，胶筒锥体限位结构11-1与压环9锥面接触限位时，胶筒锥体11与压环9之间，形成能放下保护簧10拉伸弹簧直径的保护簧限位环槽9-1，限位环槽9-1的上端肩部高度h1，要大于保护簧10拉伸弹簧的半径r1，保护簧10被胶筒锥体11和压环9挤在中间，保护簧10、胶筒锥体11在压环9与胶筒3之间。

工作过程：封隔器坐封时，压环9和下压环6相向运动，压缩胶筒3，使胶筒3外径增大，与套管内壁8贴合密封，胶筒锥体远胶筒端端面11-3，将保护簧10沿压环9锥面挤到保护簧限位环槽9-1中，胶筒锥体11的限位结构11-1与压环9锥面接触限位后，胶筒肩部所硫化的拉伸弹簧3-1，被挤到处于限位环槽9-1内的保护簧10和套管内壁8所形成的的缝隙中，胶筒肩部所硫化的拉伸弹簧3-1与保护簧10、套管内壁8、胶筒锥体锥面上端的限位台肩11-2相接触，该保护机构对胶筒3肩部形成无缝包裹，阻止胶筒3肩部受力时向外流动；封隔器解封时，胶筒3上端的压环9向上运动，胶筒3端部的压环9和下压环6之间的距离回复到坐封前的状态，胶筒3回弹，继续上提封隔器，胶筒内壁8将保护簧10刮回到初始位置。