[发明专利]一种封隔器用可降解浮动式防突保护装置

说明书

本发明公开了一种封隔器用可降解浮动式防突保护装置，包括卡爪浮动机构和卡爪浮动机构安装底座，工作时，胶筒轴向压缩受挤压后置于完整圆形凹盖立体结构下半部分处，胶筒轴向压缩发生径向膨胀后，与卡爪上半部分卡牙密接触，卡爪力后通过底部圆形凹槽与滚动球球铰式连接结构发生轻微周向角度改变，力传递给芯轴，其下端内部挤压压力弹簧，在压力弹簧弹力作用下沿弹簧伸缩量发生轻微直线位移改变。本发明可以有效地防止胶筒在坐封和承压过程中发生的肩部突出，保持较高的接触应力，提高胶筒的密封性能，延长胶筒的使用寿命，减少作业中频繁换封，有利于封隔器的坐封，解封操作。

技术领域

本发明属于石油完井作业技术领域，涉及一种防突保护装置，具体地说，是一种封隔器用可降解浮动式防突保护装置。

背景技术

封隔器密封质量的好坏关键在于接触应力。当封隔器坐封时，胶筒受到轴向压缩超过一定值后，胶筒过度变形就会向两端的套管内壁与工具刚体之间的空间流动，形成肩部突出，导致接触应力下降，直接影响密封质量。因此在胶筒变形时，近似于完全地封挡，阻止这种突出十分必要。

防突装置是在胶筒的端部两端安放某种阻挡环、支撑件或其他限制保护装置，用以阻止和限制封隔器坐封时胶筒朝油套环形空间突出或流动。当封隔器坐封时，一旦胶筒变形到与套管内壁接触，在外载荷作用下，防突装置就会展开，罩住封隔器与套管内壁间的环形间隙，阻止胶筒朝此环隙突出，迫使胶筒呈各向均匀压缩的状态处于密封空间内，产生和保持较高的接触应力，从而获得良好的密封性能。

目前封隔器常用的防突装置主要采用挤压式接触密封，依靠材料发生弹性形变，在胶筒端部两端安装黄铜、软钢、铝合金等材料的金属部件。入井过程中，防突装置的外径略大于封隔器胶筒的外径，可以保护胶筒在下井的过程中不被划坏。当胶筒受到轴向压缩径向膨胀时，金属部件发生弹性形变紧贴套管内壁封堵环形间隙，阻止胶筒过度变形而产生的肩部突出。但由于胶筒与黄铜、软钢、铝合金等材料在硬度、韧性、变形量等方面较大差异,易造成胶筒与软钢、黄铜、铝合金的分离,加之封隔器蠕动,更加剧了防突装置与胶筒之间的剥落、甚至划伤胶筒，而且也会产生防突装置挤毁，磨平的现象。从而造成封隔器使用时效短,作业频繁换封，不利于封隔器的解封操作。

有一种独立式膨胀环式防突结构。当胶筒压缩时,首先将轴向力传递给楔形圈,楔形圈迫使膨胀环径向扩张,随着坐封力的逐渐增大,膨胀环径向也逐渐增大,当坐封力达到35～40kN时,膨胀环外径与套管内径叠合，膨胀环可以完全封闭胶筒处的环形间隙。此防突结构虽然较为新颖，但封隔器耐压性能不甚理想，还需更为合理的防突结构才能保持较高的密封性能。

专利(CN 203685115U)介绍了一种永久式封隔器用的胶筒防突环。坐封过程中，胶筒受挤压膨胀变形。防突环在套管内壁和胶筒共同作用下，前臂在易翻折点处发生不可逆地非弹性弯折，最大弯折可达90°，后臂发生可逆地弹性弯折。此装置虽然可以防止胶筒肩部突出的问题，但是长时间应用影响材料的使用寿命，需要频繁更换防突部件。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种封隔器用可降解浮动式防突保护装置，可以有效防止胶筒在坐封和承压过程中发生的肩部突出，保持较高的接触应力，提高胶筒的密封性能，延长胶筒的使用寿命，减少作业中频繁换封，有利于封隔器的坐封，解封操作。