[發(fā)明專利]一種封隔器用可降解浮動式防突保護裝置

有效

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• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN107939332B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發(fā)明（設計）人: 平恩順;張世林;王林;鄒鵬;張朔;張建華;李楠;黃其;任秋軍;徐慶祥
• 申請（專利權）人: 中國石油集團渤海鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B33/12
• 分類號: E21B33/12;E21B33/128
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 王曉紅

本發(fā)明公開了一種封隔器用可降解浮動式防突保護裝置，包括卡爪浮動機構和卡爪浮動機構安裝底座，工作時，膠筒軸向壓縮受擠壓后置于完整圓形凹蓋立體結構下半部分處，膠筒軸向壓縮發(fā)生徑向膨脹后，與卡爪上半部分卡牙密接觸，卡爪力后通過底部圓形凹槽與滾動球球鉸式連接結構發(fā)生輕微周向角度改變，力傳遞給芯軸，其下端內部擠壓壓力彈簧，在壓力彈簧彈力作用下沿彈簧伸縮量發(fā)生輕微直線位移改變。本發(fā)明可以有效地防止膠筒在坐封和承壓過程中發(fā)生的肩部突出，保持較高的接觸應力，提高膠筒的密封性能，延長膠筒的使用壽命，減少作業(yè)中頻繁換封，有利于封隔器的坐封，解封操作。

技術領域

本發(fā)明屬于石油完井作業(yè)技術領域，涉及一種防突保護裝置，具體地說，是一種封隔器用可降解浮動式防突保護裝置。

背景技術

封隔器密封質量的好壞關鍵在于接觸應力。當封隔器坐封時，膠筒受到軸向壓縮超過一定值后，膠筒過度變形就會向兩端的套管內壁與工具剛體之間的空間流動，形成肩部突出，導致接觸應力下降，直接影響密封質量。因此在膠筒變形時，近似于完全地封擋，阻止這種突出十分必要。

防突裝置是在膠筒的端部兩端安放某種阻擋環(huán)、支撐件或其他限制保護裝置，用以阻止和限制封隔器坐封時膠筒朝油套環(huán)形空間突出或流動。當封隔器坐封時，一旦膠筒變形到與套管內壁接觸，在外載荷作用下，防突裝置就會展開，罩住封隔器與套管內壁間的環(huán)形間隙，阻止膠筒朝此環(huán)隙突出，迫使膠筒呈各向均勻壓縮的狀態(tài)處于密封空間內，產生和保持較高的接觸應力，從而獲得良好的密封性能。

目前封隔器常用的防突裝置主要采用擠壓式接觸密封，依靠材料發(fā)生彈性形變，在膠筒端部兩端安裝黃銅、軟鋼、鋁合金等材料的金屬部件。入井過程中，防突裝置的外徑略大于封隔器膠筒的外徑，可以保護膠筒在下井的過程中不被劃壞。當膠筒受到軸向壓縮徑向膨脹時，金屬部件發(fā)生彈性形變緊貼套管內壁封堵環(huán)形間隙，阻止膠筒過度變形而產生的肩部突出。但由于膠筒與黃銅、軟鋼、鋁合金等材料在硬度、韌性、變形量等方面較大差異,易造成膠筒與軟鋼、黃銅、鋁合金的分離,加之封隔器蠕動,更加劇了防突裝置與膠筒之間的剝落、甚至劃傷膠筒，而且也會產生防突裝置擠毀，磨平的現(xiàn)象。從而造成封隔器使用時效短,作業(yè)頻繁換封，不利于封隔器的解封操作。

有一種獨立式膨脹環(huán)式防突結構。當膠筒壓縮時,首先將軸向力傳遞給楔形圈,楔形圈迫使膨脹環(huán)徑向擴張,隨著坐封力的逐漸增大,膨脹環(huán)徑向也逐漸增大,當坐封力達到35～40kN時,膨脹環(huán)外徑與套管內徑疊合，膨脹環(huán)可以完全封閉膠筒處的環(huán)形間隙。此防突結構雖然較為新穎，但封隔器耐壓性能不甚理想，還需更為合理的防突結構才能保持較高的密封性能。

專利(CN 203685115U)介紹了一種永久式封隔器用的膠筒防突環(huán)。坐封過程中，膠筒受擠壓膨脹變形。防突環(huán)在套管內壁和膠筒共同作用下，前臂在易翻折點處發(fā)生不可逆地非彈性彎折，最大彎折可達90°，后臂發(fā)生可逆地彈性彎折。此裝置雖然可以防止膠筒肩部突出的問題，但是長時間應用影響材料的使用壽命，需要頻繁更換防突部件。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種封隔器用可降解浮動式防突保護裝置，可以有效防止膠筒在坐封和承壓過程中發(fā)生的肩部突出，保持較高的接觸應力，提高膠筒的密封性能，延長膠筒的使用壽命，減少作業(yè)中頻繁換封，有利于封隔器的坐封，解封操作。