一种钻井用碳素硅胶自封芯子的制作方法

    专利2022-07-07  114


    本发明属于油田采油技术领域,具体涉及一种钻井用碳素硅胶自封芯子。



    背景技术:

    在现有技术中,自封封井器是一种等作业过程中关闭井口,将全封和半封两种功能合为一体的机器,是油田常用的防止井喷的安全密封井口装置,自封封井器靠井内环形空间的压力和胶皮芯子的伸缩能力,使油管和油管接箍均能通过,并密封油、套管环形空间,在不压井起下作业时用来密封油、套管环形空间的一种井口装置。

    虽然现有技术cn203702061u公开了一种高压自封芯子,由卡箍头与连接段构成的圆筒形的工具固定段和芯子本体段构成的外撇的梯形孔段构成,但是由于卡箍头和连接段不与芯子本体在一个竖直方向上,芯子在经过多次压力挤压后,容易导致芯子发生开裂、断裂等情况,使用寿命短,从而造成油井内的液体从芯子裂口处流出,对油井封闭效果造成影响。



    技术实现要素:

    本发明的目的在于提供一种钻井用碳素硅胶自封芯子,旨在解决现有技术中的大部分的碳素硅胶芯子在经过多次压力挤压后,容易导致芯子发生开裂、断裂等情况,使用寿命短,从而造成油井内的液体从芯子裂口处流出,对油井封闭效果造成影响的问题。

    为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

    一种钻井用碳素硅胶自封芯子,包括两个芯子主体,两个所述芯子主体之间固定连接有内芯,所述内芯的上下两部为密封部,所述内芯的中部为过孔,所述内芯设置为高低起伏的波浪线状,所述内芯位于两个芯子主体的内侧,所述内芯的厚度为两个芯子主体的1/2,两个所述芯子主体相靠近的一端均固定连接有外芯,所述内芯位于两个外芯内,位于上侧所述外芯的上端固定连接有芯帽,位于下侧所述外芯的下端固定连接有底口,位于下侧所述外芯的上端开凿有多个定位孔,位于上侧所述外芯的下端固定连接有多个定位杆,多个所述定位杆分别插接于多个定位孔内。

    作为本发明一种优选的方案,两个所述外芯之间的距离设置为3cm-8cm。

    作为本发明一种优选的方案,所述芯帽的下端开凿有环形槽,所述环形槽内卡接有卡箍,所述卡箍的直径大于两个芯子主体的直径。

    作为本发明一种优选的方案,所述卡箍的表面设置有开口,所述开口的长度设置为1cm-3cm。

    作为本发明一种优选的方案,所述内芯的表面套设有两个套箍,两个所述套箍的表面均设置有1.5cm的开口。

    作为本发明一种优选的方案,两个所述芯子主体的圆周表面均设置有一组形变补偿槽,每组所述形变补偿槽为三个,且每组相靠近的两个形变补偿槽之间的距离设置为3cm。

    作为本发明一种优选的方案,所述芯帽的内部设置为15°-35°上大下小的圆锥形。

    作为本发明一种优选的方案,所述底口的内部设置为30°-45°上小下大的圆锥形。

    作为本发明一种优选的方案,所述内芯的中部直径小于两个芯子主体的内径。

    作为本发明一种优选的方案,多个所述定位杆的直径均设置为0.5cm-1cm,多个所述定位孔直径均设置为0.6cm-1.1cm。

    与现有技术相比,本发明的有益效果是:

    1、本方案中,两个芯子主体之间设置有外芯,两个外芯之间设置有3cm-8cm的距离,当芯子被挤压时,通过3cm-8cm的距离可以防止两个芯子主体被挤压发生开裂现象,同时内芯会被挤压,内芯本身为波浪线状,压力对内芯挤压不会对内芯造成较大的影响,内芯被挤压后能够有效的对油管进行封紧,防止油井发生井喷,通过避免两个芯子主体发生形变,防止整个芯子发生开裂,从而提高芯子的使用寿命。

    2、本方案中,将整个芯子放置于自封器内,然后将油管插入芯子内,使油管贯穿芯子,通过自封器的压力对芯帽进行挤压,芯帽的上端直径大于两个芯子主体的直径,方便自封器对芯子的挤压,芯帽使两个芯子主体进行挤压,两个芯子主体在挤压的过程中多个定位杆会向多个定位孔内进行更深入的插入,从而使两个芯子主体之间的挤压保持稳定,定位杆采用不锈钢材质,两个芯子主体之间为初始状态时,多个定位杆下端1/3处的位置分别位多个定位孔内,防止多个定位杆与位于下侧的芯子主体发生分离,同时两个芯子主体挤压会使内芯发生形变,内芯对发生形变对油管进行密封,内芯整体采用波浪线条状,可以进行一定的挤压,内芯被挤压发生形变能够避免两个芯子主体发生形变,防止挤压后发生开裂现象,使整个芯子对油管的密封更加稳定,整个芯子发生热胀冷缩时,两个外芯之间的距离能够对两个芯子主体发生的变形进行补偿,从而提高整个芯子的使用寿命

    3、本方案中,当油管插入至芯子内部时,油管表面会与内芯的内壁接触,此时芯子为放松状态,通过自封器的压力对芯帽进行挤压,两个外芯之间挤压3cm-8cm的距离时,此时内芯已经能够经油管进行封紧,防止油井发生井喷,卡箍套设与环形槽内,通过卡箍能够提高芯帽的强度,防止芯帽在被压力挤压的过程中发生开裂,卡箍表面设置开口能够防止芯帽在被挤压的过程中,压力对卡箍造成形变,卡箍采用弹性钢材质,本身具有一定的弹性,卡箍开口的长度设置为1cm-3cm能够适应压力对卡箍造成的形变,卡箍通过开口能够进一步的稳定。

    4、本方案中,两个套箍能够保证内芯中部的过孔在初始状态下直径得到保持,同时能够防止内芯发生拉伸,使两个芯子主体发生远离,从而导致多个定位杆从多个定位孔内掉落,当两个芯子主体发生变形时,通过两组形变补偿槽对两个芯子主体进行形变补偿,防止两个芯子主体发生开裂,芯帽的上部开口处设置大型开口,方便油管的插入,芯帽的下部开口处设置小型开口,能够使油管插入后保持稳定,底口的上部开口处设置小型开口,方便油管贯穿芯子的过程中保持稳定,底口的下部开口处设置大型开口,方便油管进行贯穿,内芯的中部直径小于两个芯子主体的内径可以防止内芯在被挤压发生形变时,两个芯子主体的内壁对内芯进行限制,影响内芯的形变对油管进行封紧,多个定位杆的直径在0.5cm-1cm之间,每个定位孔的直径大于相对应的定位杆直径0.1cm。

    附图说明

    附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:

    图1为本发明的结构示意图;

    图2为本发明中的结构示意图;

    图3为本发明中的结构示意图;

    图4为本发明中的结构示意图;

    图5为本发明中的结构示意图。

    图中:1、芯子主体;2、内芯;3、外芯;4、芯帽;5、底口;6、定位孔;7、定位杆;8、环形槽;9、卡箍;10、套箍;11、形变补偿槽。

    具体实施方式

    下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

    实施例1

    请参阅图1-5,本发明提供以下技术方案:

    一种钻井用碳素硅胶自封芯子,包括两个芯子主体1,两个芯子主体1之间固定连接有内芯2,内芯2的上下两部为密封部,内芯2的中部为过孔,内芯2设置为高低起伏的波浪线状,内芯2位于两个芯子主体1的内侧,内芯2的厚度为两个芯子主体1的1/2,两个芯子主体1相靠近的一端均固定连接有外芯3,内芯2位于两个外芯3内,位于上侧外芯3的上端固定连接有芯帽4,位于下侧外芯3的下端固定连接有底口5,位于下侧外芯3的上端开凿有多个定位孔6,位于上侧外芯3的下端固定连接有多个定位杆7,多个定位杆7分别插接于多个定位孔6内。

    在本发明的具体实施例中,将整个芯子放置于自封器内,然后将油管插入芯子内,使油管贯穿芯子,通过自封器的压力对芯帽4进行挤压,芯帽4的上端直径大于两个芯子主体1的直径,方便自封器对芯子的挤压,芯帽4使两个芯子主体1进行挤压,两个芯子主体1在挤压的过程中多个定位杆7会向多个定位孔6内进行更深入的插入,从而使两个芯子主体1之间的挤压保持稳定,定位杆7采用不锈钢材质,两个芯子主体1之间为初始状态时,多个定位杆7下端1/3处的位置分别位多个定位孔6内,防止多个定位杆7与位于下侧的芯子主体1发生分离,同时两个芯子主体1挤压会使内芯2发生形变,内芯2对发生形变对油管进行密封,内芯2整体采用波浪线条状,可以进行一定的挤压,内芯2被挤压发生形变能够避免两个芯子主体1发生形变,防止挤压后发生开裂现象,使整个芯子对油管的密封更加稳定,整个芯子发生热胀冷缩时,两个外芯3之间的距离能够对两个芯子主体1发生的变形进行补偿,从而提高整个芯子的使用寿命。

    具体的,两个外芯3之间的距离设置为3cm-8cm(图中未出示)。

    在本发明的具体实施例中,当油管插入至芯子内部时,油管表面会与内芯2的内壁接触,此时芯子为放松状态,通过自封器的压力对芯帽4进行挤压,两个外芯3之间挤压3cm-8cm的距离时,此时内芯2已经能够经油管进行封紧,防止油井发生井喷。

    具体的,芯帽4的下端开凿有环形槽8,环形槽8内卡接有卡箍9,卡箍9的直径大于两个芯子主体1的直径(图中未出示)。

    在本发明的具体实施例中,卡箍9套设与环形槽8内,通过卡箍9能够提高芯帽4的强度,防止芯帽4在被压力挤压的过程中发生开裂。

    具体的,卡箍9的表面设置有开口,开口的长度设置为1cm-3cm(图中未出示)。

    在本发明的具体实施例中,卡箍9表面设置开口能够防止芯帽4在被挤压的过程中,压力对卡箍9造成形变,卡箍9采用弹性钢材质,本身具有一定的弹性,卡箍9开口的长度设置为1cm-3cm能够适应压力对卡箍9造成的形变,卡箍9通过开口能够进一步的稳定。

    具体的,请参阅图3,内芯2的表面套设有两个套箍10,两个套箍10的表面均设置有1.5cm的开口。

    在本发明的具体实施例中,两个套箍10能够保证内芯2中部的过孔在初始状态下直径得到保持,同时能够防止内芯2发生拉伸,使两个芯子主体1发生远离,从而导致多个定位杆7从多个定位孔6内掉落。

    具体的,请参阅图1,两个芯子主体1的圆周表面均设置有一组形变补偿槽11,每组形变补偿槽11为三个,且每组相靠近的两个形变补偿槽11之间的距离设置为3cm。

    在本发明的具体实施例中,当两个芯子主体1发生变形时,通过两组形变补偿槽11对两个芯子主体1进行形变补偿,防止两个芯子主体1发生开裂。

    具体的,请参阅图1,芯帽4的内部设置为15°-35°上大下小的圆锥形。

    在本发明的具体实施例中,芯帽4的上部开口处设置大型开口,方便油管的插入,芯帽4的下部开口处设置小型开口,能够使油管插入后保持稳定。

    具体的,请参阅图3,底口5的内部设置为30°-45°上小下大的圆锥形。

    在本发明的具体实施例中,底口5的上部开口处设置小型开口,方便油管贯穿芯子的过程中保持稳定,底口5的下部开口处设置大型开口,方便油管进行贯穿。

    具体的,请参阅图3,内芯2的中部直径小于两个芯子主体1的内径。

    在本发明的具体实施例中,内芯2的中部直径小于两个芯子主体1的内径可以防止内芯2在被挤压发生形变时,两个芯子主体1的内壁对内芯2进行限制,影响内芯2的形变对油管进行封紧。

    具体的,多个定位杆7的直径均设置为0.5cm-1cm,多个定位孔6直径均设置为0.6cm-1.1cm(图中未出示)。

    在本发明的具体实施例中,多个定位杆7的直径在0.5cm-1cm之间,每个定位孔6的直径大于相对应的定位杆7直径0.1cm。

    本发明的工作原理及使用流程:将整个芯子放置于自封器内,然后将油管插入芯子内,使油管贯穿芯子,通过自封器的压力对芯帽4进行挤压,芯帽4使两个芯子主体1进行挤压,两个芯子主体1在挤压的过程中多个定位杆7会向多个定位孔6内进行更深入的插入,从而使两个芯子主体1之间的挤压保持稳定,同时两个芯子主体1挤压会使内芯2发生形变,内芯2对发生形变对油管进行密封,内芯2被挤压发生形变能够避免两个芯子主体1发生形变,使整个芯子对油管的密封更加稳定,整个芯子发生热胀冷缩时,两个外芯3之间的距离能够对两个芯子主体1发生的变形进行补偿,从而提高整个芯子的使用寿命。

    最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。


    技术特征:

    1.一种钻井用碳素硅胶自封芯子,包括两个芯子主体(1),其特征在于:两个所述芯子主体(1)之间固定连接有内芯(2),所述内芯(2)的上下两部为密封部,所述内芯(2)的中部为过孔,所述内芯(2)设置为高低起伏的波浪线状,所述内芯(2)位于两个芯子主体(1)的内侧,所述内芯(2)的厚度为两个芯子主体(1)的1/2,两个所述芯子主体(1)相靠近的一端均固定连接有外芯(3),所述内芯(2)位于两个外芯(3)内,位于上侧所述外芯(3)的上端固定连接有芯帽(4),位于下侧所述外芯(3)的下端固定连接有底口(5),位于下侧所述外芯(3)的上端开凿有多个定位孔(6),位于上侧所述外芯(3)的下端固定连接有多个定位杆(7),多个所述定位杆(7)分别插接于多个定位孔(6)内。

    2.根据权利要求1所述的一种钻井用碳素硅胶自封芯子,其特征在于:两个所述外芯(3)之间的距离设置为3cm-8cm。

    3.根据权利要求2所述的一种钻井用碳素硅胶自封芯子,其特征在于:所述芯帽(4)的下端开凿有环形槽(8),所述环形槽(8)内卡接有卡箍(9),所述卡箍(9)的直径大于两个芯子主体(1)的直径。

    4.根据权利要求3所述的一种钻井用碳素硅胶自封芯子,其特征在于:所述卡箍(9)的表面设置有开口,所述开口的长度设置为1cm-3cm。

    5.根据权利要求4所述的一种钻井用碳素硅胶自封芯子,其特征在于:所述内芯(2)的表面套设有两个套箍(10),两个所述套箍(10)的表面均设置有1.5cm的开口。

    6.根据权利要求5所述的一种钻井用碳素硅胶自封芯子,其特征在于:两个所述芯子主体(1)的圆周表面均设置有一组形变补偿槽(11),每组所述形变补偿槽(11)为三个,且每组相靠近的两个形变补偿槽(11)之间的距离设置为3cm。

    7.根据权利要求6所述的一种钻井用碳素硅胶自封芯子,其特征在于:所述芯帽(4)的内部设置为15°-35°上大下小的圆锥形。

    8.根据权利要求7所述的一种钻井用碳素硅胶自封芯子,其特征在于:所述底口(5)的内部设置为30°-45°上小下大的圆锥形。

    9.根据权利要求8所述的一种钻井用碳素硅胶自封芯子,其特征在于:所述内芯(2)的中部直径小于两个芯子主体(1)的内径。

    10.根据权利要求9所述的一种钻井用碳素硅胶自封芯子,其特征在于:多个所述定位杆(7)的直径均设置为0.5cm-1cm,多个所述定位孔(6)直径均设置为0.6cm-1.1cm。

    技术总结
    本发明提供一种钻井用碳素硅胶自封芯子,属于油田采油技术领域,该钻井用碳素硅胶自封芯子包括两个芯子主体,两个芯子主体之间固定连接有内芯,内芯的上下两部为密封部,内芯的中部为过孔,内芯设置为高低起伏的波浪线状,内芯位于两个芯子主体的内侧,内芯的厚度为两个芯子主体的1/2,两个芯子主体相靠近的一端均固定连接有外芯,内芯位于两个外芯内,位于上侧外芯的上端固定连接有芯帽,位于下侧外芯的下端固定连接有底口,旨在解决现有技术中的大部分的碳素硅胶芯子在经过多次压力挤压后,容易导致芯子发生开裂、断裂等情况,使用寿命短,从而造成油井内的液体从芯子裂口处流出,对油井封闭效果造成影响的问题。

    技术研发人员:谢娜
    受保护的技术使用者:谢娜
    技术研发日:2020.11.25
    技术公布日:2021.03.12

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