[发明专利]一种组合型密封胶筒和应用其的封隔器装置

说明书

本发明涉及一种组合型密封胶筒，其包括：包括中部胶筒、两个第一支撑环以及两个边部胶筒，中部胶筒的两侧分别且依次抵接一个第一支撑环和一个边部胶筒；组合型密封胶筒还包括胶筒护肩，胶筒护肩包覆设置在两个边部胶筒中的至少一个边部胶筒上，同时，胶筒护肩位于边部胶筒的远离第一支撑环的一侧。其中，对称设置的两个第一支撑环相对于中部胶筒的压缩方向平行；胶筒护肩的包覆方向与第一支撑环的护肩的包覆方向相对设置，胶筒护肩上沿周向形成有结构薄弱区。本发明的组合型密封胶筒能够有效地提高密封性能，降低应用其的封隔器密封失效的风险。

技术领域

本发明属于油田开采设备配件技术领域，具体涉及一种组合型密封胶筒和应用其的封隔器装置。

背景技术

在油气井井下作业设备中，压缩式管外封隔器是深井分段压裂管串中最重要的组件之一，它的工作性能的优劣直接影响分段压裂施工的成败。封隔器的核心元件是具有密封能力的胶筒组，胶筒组与井壁间的接触压力和接触压力的分布情况又决定封隔器密封性能好坏。在现有技术中，封隔器的最小坐封载荷对封隔器来讲是一项关键参数，为了实现更高的密封压差，行业内通常需要提高坐封载荷来提高封隔器的密封能力，尤其在承高压封隔器方面，通常为了防止橡胶密封材料的肩部挤出结构上会在胶筒两端设计有护肩结构，而由于护肩结构的加入，护肩材料本身的刚度与强度的影响，一定程度上降低了有效的坐封载荷，从而提高了封隔器密封失效的风险。

发明内容

为了解决上述全部或部分问题，本发明目的在于提供一种组合型密封胶筒，以提高密封性能，降低应用其的封隔器密封失效的风险。

第一方面，本申请提供了一种组合型密封胶筒，包括中部胶筒、两个第一支撑环以及两个边部胶筒，中部胶筒的两侧分别且依次抵接一个第一支撑环和一个边部胶筒；组合型密封胶筒还包括胶筒护肩，胶筒护肩包覆设置在两个边部胶筒中的至少一个边部胶筒上，同时，胶筒护肩位于边部胶筒的远离第一支撑环的一侧。其中，对称设置的两个第一支撑环相对于中部胶筒的压缩方向平行；胶筒护肩的包覆方向与第一支撑环的护肩的包覆方向相对设置，胶筒护肩上沿周向形成有结构薄弱区。

在一些实施例中，结构薄弱区构造为若干条割缝或沟槽的结构，割缝或沟槽沿胶筒护肩的周向形成在胶筒护肩的外周壁上。其中，割缝或沟槽构造为连续的或非连续的；和/或，割缝构造为部分贯穿或全部贯穿。

在一些实施例中，胶筒护肩的内侧面与边部胶筒的外侧面构造成倾斜的贴合面，倾斜的贴合面的倾斜角度范围为20°-80°。

在一些实施例中，割缝或沟槽所在的平面与胶筒护肩的轴线的夹角范围为5°-85°。

在一些实施例中，胶筒护肩的壁厚为1mm-5mm。

在一些实施例中，第一支撑环包括：第一环形部，第一环形部包括：第一外侧环形面；和沿轴线方向相对连接在第一外侧环形面的两侧的第一接触面和第二接触面；和第二环形部，与第一环形部同轴相连于第二接触面上，第二环形部包括：第二外侧环形面；和连接在第二外侧环形面的远离第二接触面的一侧的第三接触面。其中，护肩形成在第一接触面的边缘上，边部胶筒与第一接触面相抵接；中部胶筒与第二接触面、第二外侧环形面以及第三接触面相抵接。

在一些实施例中，还包括第二支撑环，第二支撑环对称设置在边部胶筒的远离第一支撑环的一侧。其中，第二支撑环与第一支撑环的相对于边部胶筒的包覆方向相对。

在一些实施例中，第二支撑环包括：第三外侧环形面；和沿轴线方向相对连接在第三外侧环形面的两侧的第四接触面和第五接触面。其中，第四接触面与边部胶筒相抵接，第五接触面用于设置胶筒护肩。

在一些实施例中，胶筒护肩的材料为弹性金属和/或非金属材料。和/或，第一支撑环的材料为不锈钢或合金钢材料。和/或，第二支撑环的材料为橡胶、塑料、热塑性材料、增强塑料中的一种。

第二方面，本申请提供了一种封隔器装置，包括上述组合型密封胶筒。