[實用新型]一種可快速降解的密封結構

有效

• 申請號: 202020889766.0
• 申請日: 2020-05-25
• 公開（公告）號: CN212671679U
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 郭思文;桂捷;王治國;任國富;薛曉偉;胡相君;馮長青;王在強;趙廣民;高偉
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B33/12
• 分類號: E21B33/12
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 張馳

本實用新型保護了一種可快速降解的密封結構，包括中空的圓臺形的可降解金屬錐體，可降解金屬錐體的外壁滑動套設有相互緊貼的可降解金屬密封環和可降解金屬承壓環，可降解金屬密封環靠近可降解金屬錐體的大口徑端，且可降解金屬密封環的外壁開設環形凹槽，環形凹槽內套設可降解橡膠密封圈，當套管內壁尺寸偏差較大時，密封環凹槽內的星型可降解橡膠密封圈用于保證填補套管與密封環之間的不規則間隙。可快速降解的密封結構用作油氣井壓裂封隔工具的密封機構，主要目的是實現壓裂過程中的段間封隔，具有機構簡單、密封可靠、壓裂結束后可快速降解的優點，解決了采用傳統橡膠密封的壓裂工具在壓裂后井筒處理難度大的問題。

技術領域

本實用新型屬于井下作業工具領域，具體涉及一種可快速降解的密封結構。

背景技術

油氣井壓裂過程，段間封隔主要依靠橋塞、封隔器、可溶球座等工具，該類工具的核心為密封機構，用于阻隔段間流體的流動。目前密封機構主要采用橡膠密封，壓裂結束后為恢復井筒全通徑，需要起出封隔器或鉆磨橋塞，施工難度大、風險高。

近年來興起了可溶橡膠密封和可溶金屬密封，然而，可溶橡膠密封件溶解速度慢，在壓裂結束后需要的降解時間長，影響后期排液；可溶金屬密封要求可溶金屬既具有高塑性又要具有高強度，二者存在矛盾，延伸率高則承壓能力差，承壓能力差，形變時容易斷裂，目前的可溶金屬材料的機械性能還無法滿足要求。

此外，受套管成型工藝限制，部分套管內壁為不規則的圓柱面，根據統計數據顯示，內徑尺寸偏差最大可達1mm，因此單一的可溶金屬密封難以有效封隔段間壓差。

實用新型內容

本實用新型實施方式提供了一種可快速降解的密封結構，其目的一是解決單一的可溶金屬密封的金屬無法同時達到高塑性和高強度的問題；其目的二是解決可溶橡膠密封存在的降解時間長，影響后期排液的問題；其目的三是現有的密封結構僅能應用于圓柱面的套管，無法滿足不規則套管表面使用的問題。

為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種可快速降解的密封結構，至少包括中空的圓臺形的可降解金屬錐體，可降解金屬錐體的外壁滑動套設有相互緊貼的可降解金屬密封環和可降解金屬承壓環，可降解金屬密封環靠近可降解金屬錐體的大口徑端且可漲緊套設于大口徑端，且可降解金屬密封環的外壁開設環形凹槽，環形凹槽內套設可降解橡膠密封圈；

可降解金屬錐體的中空腔體的腔壁向軸向中心線延伸形成用于承接可溶球的承接腔。

進一步地，可降解金屬錐體的表面開設有與中空腔體連通的若干個通孔，所有的通孔沿可降解金屬錐體的表面呈螺旋形分布。

優選地，可降解金屬密封環的內圈表面為錐面，錐面與可降解金屬錐體的外壁貼合，可降解金屬密封環的外圈表面為圓柱面，環形凹槽開設于該圓柱面，且環形凹槽的深度小于可降解橡膠密封圈的厚度。

進一步地，可降解橡膠密封圈采用的具有星型截面的星型密封圈，星型密封圈的寬度小于5mm。

優選地，可降解金屬承壓環的內圈表面為錐面，錐面與可降解金屬錐體的外壁貼合，可降解金屬承壓環的外圈表面為圓柱面。

進一步地，可降解金屬錐體的外表面與可降解金屬承壓環的內圈預留間隙，且可降解金屬承壓環的外徑小于可降解金屬密封環的外徑。

優選地，可降解金屬錐體和可降解金屬承壓環采用不同硬度的可降解金屬材料制成，其中可降解金屬承壓環的硬度值大于可降解金屬錐體的硬度值。

進一步地，可降解金屬錐體具有大口徑端和小口徑端，它的大口徑端的端部設有用于連接坐封工具的適配器的臺肩，它的小口徑端的端部外壁設有用于連接坐封工具的推筒的螺紋。

本實用新型還保護了一種可快速降解的密封結構的應用方法：將可快速降解的密封結構置于坐封工具的適配器與坐封工具的推筒之間并隨坐封工具下入套管內，其中，可降解金屬錐體的大口徑端與適配器連接，可降解金屬錐體的小口徑端與推筒連接；