小直径自胀封堵水封隔器的制作方法

1.本实用新型属于油田井下工具领域，尤其涉及一种小直径自胀封堵水封隔器。


背景技术：

2.小直径自胀封封隔器是油田常用的一种井下工具，其结构包括中心管、坐封活塞和胶筒，工作时，压力通过中心管上的过液孔到达坐封活塞一侧，继而推动坐封活塞压缩胶筒，使胶筒的直径增大，直至胶筒的外壁紧密贴合在套管内壁上，完成封隔器的坐封。
3.现有技术中，自胀封封隔器中的坐封活塞在胶筒坐封后无法锁定，这种情况下，当井下压力发生波动时，容易导致胶筒与套管之间的密封失效，因此，有必要对现有的自胀封封隔器进行改进。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是通过对现有的自胀封封隔器的结构进行优化，使自胀封封隔器可以在油管内部压力波动的情况下仍能保证基本的密封性能，从而很大程度上消除压力波动对封隔器密封性能的不利影响。
5.本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
6.一种小直径自胀封堵水封隔器，包括上接头、中心管、胶筒、坐封活塞和下接头，中心管的管壁上加工有过液孔，坐封时，中心管内的压力经由过液孔后到达坐封活塞的下侧，继而推动坐封活塞向上压缩胶筒，使胶筒坐封；
7.还包括预紧套、滑块和复位弹簧；
8.所述预紧套位于坐封活塞上部与中心管之间的环形空间内，预紧套的内外两侧分别与中心管的外壁和坐封活塞的内壁滑动且密封配合，所述复位弹簧位于预紧套的下端面与坐封活塞之间，坐封活塞在复位弹簧的弹力作用下始终保持远离预紧套的运动趋势；
9.所述预紧套的侧壁上加工有径向通孔，所述滑块滑动安装在该径向通孔内；
10.所述中心管的外壁和坐封活塞的内壁上均加工有与所述滑块匹配的环形槽；坐封前，滑块的外端插在坐封活塞内侧的环形槽内，从而将预紧套固定在坐封活塞上；坐封后，滑块与中心管外侧的环形槽对正，使得滑块的内端插入中心管外侧的环形槽内，从而将预紧套固定在中心管上，同时，使滑块的外端从坐封活塞内侧的环形槽内脱出，从而使坐封活塞脱离滑块的束缚；
11.所述坐封活塞的上方设置有用于压缩胶筒的压环，坐封前，坐封活塞的上端面与所述压环之间留有不小于1厘米的距离；
12.所述坐封活塞的下端套在所述下接头上端的外侧，并与下接头滑动且密封配合；坐封活塞通过坐封剪钉与下接头固定连接。
13.作为优选方案，所述胶筒包括两个边胶筒和一个中胶筒，两个边胶筒分别设置在中胶筒的上下两侧，边胶筒和中胶筒之间设置有隔环。
14.作为优选方案，所述隔环的上下两侧均设置有用于容纳胶筒边缘的凹槽。
15.作为优选方案，所述隔环由聚四氟乙烯材料制成。
16.作为优选方案，所述边胶筒的硬度大于中胶筒的硬度。
17.本实用新型的有益效果为：本实用新型设置了预紧套和滑块，胶筒坐封初期，预紧套和坐封活塞被滑块固定在一起，坐封活塞和预紧套在压力作用下一同向上移动，预紧套直接压缩胶筒，坐封活塞不直接压缩胶筒；当胶筒接近完全坐封后，预紧套在滑块的作用下锁定在中心管上，同时，坐封活塞与预紧套脱离，使得坐封活塞得以进一步向上移动并进一步压缩胶筒，使胶筒完全坐封。完全坐封后，当中心管内压力出现波动时，只要压力足以保证坐封活塞能够克服复位弹簧的弹性回复力，便能够通过预紧套的锁紧作用保证胶筒仍然在很大程度上保持坐封状态，从而使封隔器不至于失效。
附图说明
18.图1是本实用新型的整体结构示意图。
19.图2是图1中a处的局部放大图。
20.图3是图1中b处的局部放大图。
21.图中：1、上接头；2、边胶筒；3、中胶筒；4、隔环；5、坐封活塞；6、预紧套；7、滑块；8、下接头；9、坐封剪钉；10、过液孔；11、环形槽；12、中心管；13、平衡孔；14、复位弹簧。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护的范围。
23.如图1所示，本实施例包括上接头1、中心管12、胶筒、坐封活塞5和下接头8，中心管12的管壁上加工有过液孔10，坐封时，中心管12内的压力经由过液孔10后到达坐封活塞5的下侧，继而推动坐封活塞5向上压缩胶筒，使胶筒坐封。以上为现有技术中的常规结构，在此不再赘述。
24.如图1和图3所示，本实用新型还包括预紧套6、滑块7和复位弹簧14。预紧套6用于先期压缩胶筒，使胶筒接近于完全坐封；滑块7用于控制预紧套6与坐封活塞5的介入时机；复位弹簧14用于使坐封活塞5在压力卸除时复位，进而保证胶筒可以自动解封。
25.如图1和图3所示，所述预紧套6位于坐封活塞5上部与中心管12之间的环形空间内，预紧套6的内外两侧分别与中心管12的外壁和坐封活塞5的内壁滑动且密封配合，所述复位弹簧14位于预紧套6的下端面与坐封活塞5之间，坐封活塞5在复位弹簧14的弹力作用下始终保持远离预紧套6的运动趋势。所述预紧套6的侧壁上加工有径向通孔，所述滑块7滑动安装在该径向通孔内，即滑块7可以沿预紧套6的径向移动；所述中心管12的外壁和坐封活塞5的内壁上均加工有与所述滑块7匹配的环形槽11，滑块7插在环形槽11内之后，可将预紧套6与环形槽11所在的零件(即中心管12或坐封活塞5)固定在一起。需要注意的是，坐封活塞5上与复位弹簧14对应的位置需要设置平衡孔13，作用是使坐封活塞上端的内外压力平衡，保证预紧套顺利上移。
26.如图1所示，所述坐封活塞5的上方设置有用于压缩胶筒的压环，坐封前，坐封活塞
5的上端面与所述压环之间留有不小于1厘米的距离。坐封初期，坐封活塞5通过推动预紧套6间接推动压环，实现对胶筒的压缩，使其基本坐封；预紧套6和坐封活塞5之间的相对固定状态解除后，预紧套6被固定在中心管12上，此后，坐封活塞5的上端抵在压环上并直接推动压环，从而对胶筒进一步压缩，使其完全坐封。
27.如图1所示，所述坐封活塞5的下端套在所述下接头8上端的外侧，并与下接头8滑动且密封配合；坐封活塞5通过坐封剪钉9与下接头8固定连接。
28.工作原理：
29.如图1所示，坐封前，滑块7的外端插在坐封活塞5内侧的环形槽11内，从而将预紧套6固定在坐封活塞5上。坐封时，中心管12内的压力经过过液孔10到达坐封活塞5和下接头8之间，坐封剪钉9在压力作用下剪断，继而推动坐封活塞5、解锁套、复位弹簧14、滑块7和压环一同向上运动，继而压缩胶筒，使胶筒初步坐封。当滑块7上移至与中心管12外侧的环形槽11对正时，保持向上运动趋势的坐封活塞5迫使滑块7沿预紧套6的径向移动，并使滑块7的内端插入中心管12外侧的环形槽11内，从而将预紧套6固定在中心管12上，同时，使滑块7的外端从坐封活塞5内侧的环形槽11内脱出，从而使坐封活塞5脱离滑块7的束缚。坐封活塞5脱离束缚后继续上行，上行后，坐封活塞5的上端抵在所述压环上并直接推动压环压缩胶筒，实现胶筒的完全坐封。
30.本实用新型设置了预紧套6和滑块7，胶筒坐封初期，预紧套6和坐封活塞5被滑块7固定在一起，坐封活塞5和预紧套6在压力作用下一同向上移动，预紧套6直接压缩胶筒，坐封活塞5不直接压缩胶筒；当胶筒接近完全坐封后，预紧套6在滑块7的作用下锁定在中心管12上，同时，坐封活塞5与预紧套6脱离，使得坐封活塞5得以进一步向上移动并进一步压缩胶筒，使胶筒完全坐封。完全坐封后，当中心管12内压力出现波动时，只要压力足以保证坐封活塞5能够克服复位弹簧14的弹性回复力，便能够通过预紧套6的锁紧作用保证胶筒仍然在很大程度上保持坐封状态，从而使封隔器不至于失效。
31.如图1和图2所示，所述胶筒包括两个边胶筒2和一个中胶筒3，两个边胶筒2分别设置在中胶筒3的上下两侧，边胶筒2的硬度大于中胶筒3的硬度，三个胶筒中，中胶筒3起主要密封作用，两个边胶筒2一方面辅助中胶筒3进行密封，另一方面可保护中胶筒3，防止其刮伤。边胶筒2和中胶筒3之间设置有隔环4，隔环4的上下两侧均设置有用于容纳胶筒边缘的凹槽，凹槽的设置使得各胶筒的边缘在坐封后不会外翻，从而保证胶筒密封状态下所要求的向外隆起状态。隔环4由聚四氟乙烯材料制成，聚四氟乙烯具有良好的延展性和密封性，胶筒坐封后，隔环4的边缘一方面可顺势延展，避免对胶筒的形变造成限制，另一方面可以辅助各胶筒的密封。
32.以上尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。