一种复合扩张式封隔器用胶筒总成的制作方法

1.本技术涉及油气井开采用的封隔器，尤其涉及一种复合扩张式封隔器用胶筒总成。

背景技术：

2.封隔器作为油气井开采用的重要井下工具，用作封隔中心管柱与井眼之间、以及与管柱之间的环形空间，以隔绝产层而实现产(注)液的控制。封隔器主要由中心管柱、以及套装在中心管柱上的胶筒总成和卡瓦总成等组成，在施工时，封隔器的胶筒总成担负着坐封井下对应环形空间的重任，坐封的可靠性直接影响着后续油气开采施工作业的开展。由此可见，胶筒总成是封隔器的重要核心组件之一。
3.常规扩张式封隔器胶筒结构采用金属钢体与中间胶筒硫化结合的方式成型，结构简单，在高温环境中承受较高压差时，胶筒肩部在压差作用下易被挤入环空造成撕裂，使胶筒密封失效，从而造成封隔器的耐压差低、使用寿命短。虽然目前有在胶筒中间增加钢丝或帘子线的做法，但是由于钢丝及帘子线本身不具备回弹性，因此在高温高压环境下，胶筒的膨胀性受到很大制约，极易造成胶筒从肩部破裂的问题。
4.因此，现阶段扩张式封隔器胶筒结构还存在着诸多缺陷，亟需提出一种新的技术方案来解决现有技术中存在的问题。

技术实现要素：

5.本技术提供一种复合扩张式封隔器用胶筒总成，以解决现阶段封隔器胶筒结构在高温高压环境下易从胶筒肩部破裂，导致胶筒密封失效的问题。
6.为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
7.本技术提供一种复合扩张式封隔器用胶筒总成，包括胶筒、设置在所述胶筒一端的第一连接头，以及设置在所述胶筒另一端的第二连接头；
8.所述第一连接头、胶筒及第二连接头硫化一体成型；所述第一连接头、胶筒及第二连接头形成允许中心管管体贯穿的筒体结构，所述第一连接头背离所述胶筒的端部形成有与压环适配的安装座；所述第二连接头上形成有与固定环适配的安装座；所述胶筒上设置有护肩结构，所述护肩结构为沿胶筒径向绕设一圈的凸块结构，所述护肩结构上设置有弹性件，所述弹性件用以对变形后的护肩结构的还原回缩。
9.上述技术方案进一步的，所述胶筒靠近所述第二连接头的外侧壁上设置有所述护肩结构，所述弹性件包括多层弹簧结构。
10.进一步的，所述胶筒的一端形成安装孔，另一端形成连接座，所述第一连接头的端部设置有与所述安装孔适配的安装结构，所述第二连接头的端部设置有与所述连接座适配的连接结构。
11.进一步的，所述胶筒靠近所述第二连接头的一端形成有坡状管段，所述坡状管段的径向尺寸沿第一连接头至第二连接头的方向逐渐减小，所述坡状管段靠近所述第二连接
头的一端设置有一圈凸缘，所述凸缘的外径尺寸大于所述坡状管段的最小外径，所述凸缘和所述坡状管段形成所述第二连接头的连接座。
12.进一步的，所述坡状管段上设置有所述护肩结构，所述护肩结构为绕设在坡状管段的外壁上的一圈凸块，所述护肩结构为环状结构，所述凸块中嵌设有所述弹性件。
13.进一步的，所述弹性件沿所述护肩结构的径向绕设一圈。
14.进一步的，所述护肩结构与所述第二连接头的端部相抵。
15.进一步的，所述第二连接头与所述护肩结构相抵的端面为倾斜端面，所述倾斜端面的外缘处与所述护肩结构形成间隙。
16.所述中心管管体包括多段依次相连的中心管管段，所述压环上形成允许所述中心管管段贯穿的通道，所述固定环上形成允许所述中心管管段贯穿的通道。
17.相比现有技术，本技术具有以下有益效果：
18.1、本技术提供的复合扩张式封隔器用胶筒总成通过第一连接头、胶筒、第二连接头构成，胶筒总成通过第一连接头和压环相连，通过第二连接头与固定环相连，再分别通过压环和固定环与容纳在胶筒总成中的中心管管体相连，使得胶筒总成安装在中心管管体上，其中，胶筒上设置有护肩结构，护肩结构上设置有弹性件，该弹性件可实现对变形后的护肩结构的还原回缩。当本技术提供的复合扩张式封隔器用胶筒总成在高温环境中承受高压差时，其上的护肩结构首先变形，以阻塞封隔器与套管之间的间隙，阻止胶筒的压裂破损，胶筒部分在内部压力作用下膨胀直至紧贴于套管内壁，起主密封作用，且胶筒外壁及内壁均有高压液体，可形成压力平衡，故而胶筒不会出现撕裂现象，使用寿命长，可实现多次座封及解封。因此，本技术提供的复合扩张式封隔器用胶筒总成特别适用于油气田行业分层压裂、水平井施工以及裸眼井的施工作业。当本技术提供的复合扩张式封隔器用胶筒总成解封时，护肩结构在橡胶及多层弹簧的作用下回缩，胶筒部分在泄压后即可在自身作用下回缩至基本尺寸，从而完成解封工作。因此，本技术提供的复合扩张式封隔器用胶筒总成可在内压作用下膨胀、封井，且膨胀幅度大，具有较高的承压和抗变形能力，使用寿命长，可实现多次座封和解封。
19.2、本技术提供的复合扩张式封隔器用胶筒总成的第一连接头、胶筒及第二连接头硫化一体成型，第一连接头、胶筒及第二连接头可都是橡胶材质，胶筒总成可在内压作用下大幅度膨胀，具有较高的承压和抗变形能力，且护肩结构变形后可阻塞封隔器与套管之间的间隙，阻止胶筒的压裂破损，因此，本技术提供的复合扩张式封隔器用胶筒总成抗破裂能力强，密封可靠性高。
20.3、本技术提供的复合扩张式封隔器用胶筒总成的第二连接头与护肩结构相抵的端面为倾斜端面，倾斜端面的外缘处与护肩结构形成间隙，间隙的形成可为护肩结构的膨胀变形留出膨胀空间，保证结构整体的变形量，保证护肩结构对封隔器与套管之间的间隙的密封性。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
应当理解，附图中所示的具体形状、构造，通常不应视为实现本技术时的限定条件；例如，本领域技术人员基于本技术揭示的技术构思和示例性的附图，有能力对某些单元(部件)的增/减/归属划分、具体形状、位置关系、连接方式、尺寸比例关系等容易作出常规的调整或进一步的优化。
22.图1为现有扩张式封隔器胶筒结构在一种剖面视角下的结构示意图；
23.图2为一种实施例中本技术提供的复合扩张式封隔器用胶筒总成在一种剖面视角下的结构示意图；
24.图3为一种实施例中将本技术提供的复合扩张式封隔器用胶筒总成与中心管管体装配后的剖面结构示意图。
25.附图标记说明：
26.01、上接头；02、下接头；03、胶筒；
27.1、第一连接头；2、胶筒；3、护肩结构；4、弹性件(多层弹簧)；5、第二连接头；6、压环；7、第一中心管；8、复合扩张式封隔器用胶筒总成(简称胶筒总成)；9、第二中心管；10、固定环。
具体实施方式
28.以下结合附图，通过具体实施例对本技术作进一步详述。
29.在本技术的描述中：除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本技术中的术语“第一”、“第二”、“第三”等旨在区别指代的对象，而不具有技术内涵方面的特别意义(例如，不应理解为对重要程度或次序等的强调)。“包括”、“包含”、“具有”等表述方式，同时还意味着“不限于”(某些单元、部件、材料、步骤等)。
30.本技术中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，通常是为了便于对照附图直观理解，而并非对实际产品中位置关系的绝对限定。在未脱离本技术揭示的技术构思的情况下，这些相对位置关系的改变，当亦视为本技术表述的范畴。
31.参见图1，现有的扩张式封隔器胶筒结构包括上接头01、下接头02，及设置在上接头01和下接头02之间的胶筒03，上接头01、下接头02均为金属钢体结构，上接头01、下接头02与中间胶筒硫化结合成型，结构简单，在高温环境中承受较高压差时，胶筒肩部在压差作用下易被挤入环空造成撕裂，使胶筒密封失效。为了解决胶筒肩部在压差作用下被撕裂的问题，本领域技术人员想到在胶筒中间增加钢丝或帘子线的做法。但是，由于钢丝及帘子线本身不具备回弹性，因此，在高温高压下，胶筒的膨胀性受到很大制约，极易造成胶筒从肩部破裂的问题。因此，现有的扩张式封隔器胶筒结构存在诸多缺陷，无法满足生产要求。
32.为了解决上述问题，本技术提供一种复合扩张式封隔器用胶筒总成。参见图2，该复合扩张式封隔器用胶筒总成8(下面简称胶筒总成)包括胶筒2、设置在胶筒2一端的第一连接头1，以及设置在胶筒2另一端的第二连接头5；第一连接头1、胶筒2及第二连接头5通过硫化方式一体成型。参见图3，装配使用时，第一连接头1、胶筒2及第二连接头5形成允许中心管管体贯穿的筒体结构。中心管管体包括多段依次相连的中心管管段，压环上形成允许中心管管段贯穿的通道，固定环上形成允许中心管管段贯穿的通道。参见图3，在一种实施例中，中心管管体由第一中心管7和第二中心管9连接组成。
33.继续参见图3，第一连接头1背离胶筒2的端部形成有与压环6适配的安装座；第二
连接头5上形成有与固定环10适配的安装座；胶筒2上设置有护肩结构3，护肩结构3为沿胶筒径向绕设一圈的凸块结构，护肩结构3上设置有弹性件4，弹性件4用以对变形后的护肩结构的还原回缩。在一种实施例中，胶筒2靠近第二连接头5的外侧壁上设置有护肩结构3，弹性件4可以是多层弹簧结构。
34.因此，本技术提供的复合扩张式封隔器用胶筒总成8通过第一连接头1、胶筒2、第二连接头5构成，第一连接头1、胶筒2及第二连接头5硫化一体成型，第一连接头、胶筒及第二连接头可都是橡胶材质，胶筒总成8通过第一连接头1和压环6相连，通过第二连接头5与固定环10相连，再分别通过压环6和固定环10与容纳在胶筒总成8中的中心管管体相连，使得胶筒总成8安装在中心管管体上。其中，胶筒2上设置有护肩结构3，护肩结构3上设置有可对变形后的护肩结构进行还原回缩的弹性件4。当本技术提供的复合扩张式封隔器用胶筒总成在高温环境中承受高压差时，其上的护肩结构3首先变形，以阻塞封隔器与套管之间的间隙，阻止胶筒2的压裂破损，胶筒2在内部压力作用下膨胀直至紧贴于套管内壁，起主密封作用，且胶筒2的外壁及内壁均有高压液体，可形成压力平衡，故而胶筒2不会出现撕裂现象，使用寿命长，可实现多次座封及解封。因此，本技术提供的复合扩张式封隔器用胶筒总成特别适用于油气田行业分层压裂、水平井施工以及裸眼井的施工作业。
35.当本技术提供的复合扩张式封隔器用胶筒总成解封时，护肩结构3在橡胶及多层弹簧结构的作用下回缩，胶筒2在泄压后即可在自身作用下回缩至基本尺寸，从而完成解封工作。因此，本技术提供的复合扩张式封隔器用胶筒总成可在内压作用下膨胀、封井，且膨胀幅度大，具有较高的承压和抗变形能力，使用寿命长，可实现多次座封和解封。
36.在一种实施例中，参见图2，胶筒2的一端形成安装孔，另一端形成连接座，第一连接头1的端部设置有与安装孔适配的安装结构，第二连接头5的端部设置有与连接座适配的连接结构。
37.在一种实施例中，继续参见图2，胶筒2靠近第二连接头5的一端形成有坡状管段，坡状管段的径向尺寸沿第一连接头1至第二连接头5的方向逐渐减小，坡状管段靠近第二连接头5的一端设置有一圈凸缘，凸缘的外径尺寸大于坡状管段的最小外径，凸缘和坡状管段形成第二连接头5的连接座。
38.在一种实施例中，参见图2，坡状管段上设置有护肩结构3，护肩结构3为绕设在坡状管段的外壁上的一圈凸块，护肩结构3为环状结构，凸块中嵌设有弹性件4，弹性件4沿护肩结构3的径向绕设一圈。
39.在一种实施例中，参见图2，护肩结构3与第二连接头5的端部相抵。第二连接头5与护肩结构3相抵的端面为倾斜端面，倾斜端面的外缘处与护肩结构3形成间隙。间隙的形成可为护肩结构的膨胀变形留出膨胀空间，保证结构整体的变形量，保证护肩结构对封隔器与套管之间的间隙的密封性。
40.本技术提供的复合扩张式封隔器用胶筒总成8的第一连接头1、胶筒2及第二连接头5硫化一体成型，胶筒总成可在内压作用下大幅度膨胀，具有较高的承压和抗变形能力，且护肩结构3变形后可阻塞封隔器与套管之间的间隙，阻止胶筒2的压裂破损，因此，本技术提供的复合扩张式封隔器用胶筒总成抗破裂能力强，密封可靠性高。
41.综上所述，本技术提供一种复合扩张式封隔器用胶筒总成，通过结构改进解决了现阶段封隔器胶筒结构在高温高压环境下易从胶筒肩部破裂，导致胶筒密封失效的问题，
为市场提供了一种特别适用于油气田行业分层压裂、水平井施工以及裸眼井的施工作业的复合扩张式封隔器用胶筒总成，该胶筒总成可在内压作用下膨胀、封井，且膨胀幅度大，具有较高的承压和抗变形能力，使用寿命长，可实现多次座封和解封。
42.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合(只要这些技术特征的组合不存在矛盾)，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述；这些未明确写出的实施例，也都应当认为是本说明书记载的范围。
43.上文中通过一般性说明及具体实施例对本技术作了较为具体和详细的描述。应当理解，基于本技术的技术构思，还可以对这些具体实施例作出若干常规的调整或进一步的创新；但只要未脱离本技术的技术构思，这些常规的调整或进一步的创新得到的技术方案也同样落入本技术的权利要求保护范围。

技术特征：

1.一种复合扩张式封隔器用胶筒总成，其特征在于，包括胶筒、设置在所述胶筒一端的第一连接头，以及设置在所述胶筒另一端的第二连接头；所述第一连接头、胶筒及第二连接头硫化一体成型；所述第一连接头、胶筒及第二连接头形成允许中心管管体贯穿的筒体结构，所述第一连接头背离所述胶筒的端部形成有与压环适配的安装座；所述第二连接头上形成有与固定环适配的安装座；所述胶筒上设置有护肩结构，所述护肩结构为沿胶筒径向绕设一圈的凸块结构，所述护肩结构上设置有弹性件，所述弹性件用以对变形后的护肩结构的还原回缩。2.根据权利要求1所述的复合扩张式封隔器用胶筒总成，其特征在于，所述胶筒靠近所述第二连接头的外侧壁上设置有所述护肩结构，所述弹性件包括多层弹簧结构。3.根据权利要求1所述的复合扩张式封隔器用胶筒总成，其特征在于，所述胶筒的一端形成安装孔，另一端形成连接座，所述第一连接头的端部设置有与所述安装孔适配的安装结构，所述第二连接头的端部设置有与所述连接座适配的连接结构；所述胶筒靠近所述第二连接头的一端形成有坡状管段，所述坡状管段的径向尺寸沿第一连接头至第二连接头的方向逐渐减小，所述坡状管段靠近所述第二连接头的一端设置有一圈凸缘，所述凸缘的外径尺寸大于所述坡状管段的最小外径，所述凸缘和所述坡状管段形成所述第二连接头的连接座。4.根据权利要求3所述的复合扩张式封隔器用胶筒总成，其特征在于，所述坡状管段上设置有所述护肩结构，所述护肩结构为绕设在坡状管段的外壁上的一圈凸块，所述护肩结构为环状结构，所述凸块中嵌设有所述弹性件。5.根据权利要求4所述的复合扩张式封隔器用胶筒总成，其特征在于，所述弹性件沿所述护肩结构的径向绕设一圈。6.根据权利要求1或4所述的复合扩张式封隔器用胶筒总成，其特征在于，所述护肩结构与所述第二连接头的端部相抵。7.根据权利要求6所述的复合扩张式封隔器用胶筒总成，其特征在于，所述第二连接头与所述护肩结构相抵的端面为倾斜端面，所述倾斜端面的外缘处与所述护肩结构形成间隙。8.根据权利要求1所述的复合扩张式封隔器用胶筒总成，其特征在于，所述中心管管体包括多段依次相连的中心管管段，所述压环上形成允许所述中心管管段贯穿的通道，所述固定环上形成允许所述中心管管段贯穿的通道。

技术总结

本申请公开了一种复合扩张式封隔器用胶筒总成，包括胶筒、设置在胶筒一端的第一连接头，以及设置在胶筒另一端的第二连接头；第一连接头、胶筒及第二连接头硫化一体成型；第一连接头、胶筒及第二连接头形成允许中心管管体贯穿的筒体结构，第一连接头背离胶筒的端部形成有与压环适配的安装座；第二连接头上形成有与固定环适配的安装座；胶筒上设置有护肩结构，护肩结构为沿胶筒径向绕设一圈的凸块结构，护肩结构上设置有弹性件，弹性件用以对变形后的护肩结构的还原回缩。本申请提供的复合扩张式封隔器用胶筒总成可在内压作用下大幅度膨胀、封井，具有较高的承压和抗变形能力，使用寿命长，可实现多次座封和解封。可实现多次座封和解封。可实现多次座封和解封。