申请/专利权人：天津市益彰石油科技发展有限公司

申请日：2019-04-11

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN109882111B

主分类号：E21B33/12

分类号：E21B33/12

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2019.07.09#实质审查的生效;2019.06.14#公开

摘要：本发明提供了一种防卡防脱通润楔式密封器，涉及油田开发采油设备技术领域，解决了现有技术中存在的锥体上行挤压环形密封楔使其与井壁贴合过紧的技术问题。锥体设置有第一锥度段和第一等径段，环形密封楔设置有第二锥度段和第二等径段，锥体上行时，环形密封楔与井壁贴合保持静止，锥体的第一等径段相对于环形密封楔内部的第二等径段的腔壁滑动，因第二等径段的直径不小于第一等径段的直径，且第一等径段的长度大于第二等径段，故锥体上行时与第二等径段接触的只有第一等径段，表面倾斜设置的第一锥度段不会与第二等径段接触，不会产生挤压环形密封楔的效果，避免了环形密封楔与井筒套管贴合过紧最终造成卡死的情况发生。

主权项：1.一种防卡防脱通润楔式密封器，其特征在于，包括锥体1和套设在所述锥体1上的环形密封楔2，其中：所述锥体1包括第一锥度段11和固定连接在所述第一锥度段11上端的第一等径段12；所述环形密封楔2上设置有第二锥度段211和固定连接在所述第二锥度段211上端的第二等径段212；所述第二等径段212的长度小于所述第一等径段12，所述第二等径段212的直径不小于所述第一等径段12的直径。

全文数据：防卡防脱通润楔式密封器技术领域本发明涉及油田开发采油设备技术领域，尤其是涉及一种防卡防脱通润楔式密封器。背景技术申请人曾递交过申请号为CN201510752598.4申请日为2015年11月4日的专利申请，该申请披露了一种“楔式密封器”，又于2017年4月26日递交过申请号为ZL201720448591.8的专利申请，该申请披露了一种“自润防脱型楔式密封器及其防脱环形密封楔”，经过实验室和矿场油井试验，仍然经常出现下井时密封楔被卡死、尼龙筒与柔性密封套脱离以及尼龙筒内防脱槽嵌入柔性密封套、咬烂柔性密封套内壁的情况。究其原因是在用管柱将密封器送下井过程中，接单根上提管柱时锥体上行挤压环形密封楔使其与井壁贴合更紧，在接完单根下行时，管柱的重量还不能推动密封器下行时就被卡死了。即使格外小心的将密封器送至井下预定位置，打不起压力的概率也很大，原因是橡胶制成的柔性密封套对锥体的强大的吸附力使环形密封楔在锥体剩余13没有容油槽段无法下行，从而打不起压力，最终造成密封失败。发明内容本发明的目的在于提供一种防卡防脱通润楔式密封器，以解决现有技术中存在的锥体上行挤压环形密封楔使其与井壁贴合过紧的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果不易反复、成本较低、使用方便详见下文阐述。为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：本发明提供的一种防卡防脱通润楔式密封器，包括锥体和套设在所述锥体上的环形密封楔，所述锥体包括第一锥度段和固定连接在所述第一锥度段上端的第一等径段；所述环形密封楔上设置有第二锥度段和固定连接在所述第二锥度段上端的第二等径段；所述第二等径段的长度小于所述第一等径段，所述第二等径段的直径不小于所述第一等径段的直径。优选地，所述环形密封楔包括柔性密封套和尼龙筒，所述柔性密封套套设在所述锥体上，所述尼龙筒套设在所述柔性密封套上，所述柔性密封套的内壁设置有所述第二锥度段和所述第二等径段。优选地，所述柔性密封套的外壁的上端设置有密封帽，所述密封帽的下部设置有防脱环，所述尼龙筒的内壁上开设有防脱槽，所述防脱槽与所述防脱环相互啮合以使所述尼龙筒套设在所述柔性密封套上。优选地，所述密封帽的顶部设置有过盈环。优选地，所述锥体上开设有容油槽。优选地，所述过盈环的直径大于套管的直径。优选地，所述锥体的长度大于所述环形密封楔的长度。优选地，所述第一锥度段的上端的直径小于所述第一锥度段的下端的直径。优选地，所述第二锥度段的上端的直径小于所述第二锥度段的下端的直径。优选地，所述尼龙筒的外壁上沿轴向设置有多条缝隙。本发明通过在锥体上设置有第一锥度段和第一等径段，环形密封楔上设置有第二锥度段和第二等径段，管柱将密封器送下井并且在接单根上提管柱的过程，锥体在上行时，环形密封楔与井筒套管接触从而保持不动，设置在锥体上的第一等径段相对于设置在环形密封楔内部的第二等径段的腔壁滑动，因第二等径段的直径不小于第一等径段的直径，且第一等径段的长度大于第二等径段，故锥体上行时与第二等径段接触的只有第一等径段，表面倾斜设置的第一锥度段不会与第二等径段接触，不会产生挤压环形密封楔的效果，避免了环形密封楔与井壁套管贴合过紧最终造成卡死的情况发生。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是：本发明实施例提供的锥体的结构图；图2是：本发明实施例提供的柔性密封套的结构图；图3是：本发明实施例提供的尼龙筒的结构图；图4是：本发明实施例提供的环形密封楔的结构图；图5是：本发明实施例提供的楔式密封器下行时的结构图；图6是：本发明实施例提供的锥体上行时的结构图。图中1、锥体；11、第一锥度段；12、第一等径段；2、环形密封楔；21、柔性密封套；211、第二锥度段；212、第二等径段；213、防脱环；214、密封帽；215、过盈环；22、尼龙筒；221、防脱槽。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“侧向”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。参照图1到图6，本发明提供了一种防卡防脱通润楔式密封器，包括锥体1和套设在锥体1上的环形密封楔2，锥体1包括第一锥度段11和固定连接在第一锥度段11上端的第一等径段12；环形密封楔2上设置有第二锥度段211和固定连接在第二锥度段211上端的第二等径段212；第二等径段212的长度小于第一等径段12，第二等径段212的直径不小于第一等径段12的直径。本发明通过在锥体1上设置有第一锥度段11和第一等径段12，环形密封楔2上设置有第二锥度段211和第二等径段212，管柱将密封器送下井并且在接单根上提管柱的过程，锥体1在上行时，环形密封楔2与井筒套管接触从而保持不动，设置在锥体1上的第一等径段12相对于设置在环形密封楔2内部的第二等径段212的腔壁滑动，因第二等径段212的直径不小于第一等径段12的直径，且第一等径段12的长度大于第二等径段212，故锥体1上行时与第二等径段212接触的只有第一等径段12，表面倾斜设置的第一锥度段11不会与第二等径段212接触，不会产生挤压环形密封楔2的效果，避免了环形密封楔2与井壁套管贴合过紧最终造成卡死的情况发生。作为可选地实施方式，环形密封楔2包括柔性密封套21和尼龙筒22，柔性密封套21套设在锥体1上，锥体1的长度大于环形密封楔2的长度，尼龙筒22套设在柔性密封套21上，柔性密封套21的内壁设置有第二锥度段211和第二等径段212。柔性密封套21的内壁上加工有第二锥度段211，第二锥度段211的下部为第二等径段212，第二等径段212的直径不小于第一等径段12的直径，第二等径段212的长度小于第一等径段12，优选为30毫米，第二锥度段211的上端的直径小于第二锥度段211的下端的直径，以呈现出下端大上端小的形状，更好的配合锥体1的使用；尼龙筒22主要由尼龙材料制成，尼龙材料具有一定的硬度、弹性，在一定受力范围内不会发生塑性变形，尼龙筒22的外径与套管相同，尼龙筒22的内径与柔性密封套21的外径相匹配，具体为下端大上端小的形状。作为可选地实施方式，锥体1上开设有容油槽。在锥体1的外表面上开设有容油槽，并且在容油槽内加注润滑油或润滑剂后，能够起到锥体1自润的功能，在无其他液体滋润状态下，能够减轻或消除柔性密封套21对锥体1的吸附力，使柔性密封套21在锥体1上的下行更加顺畅，与套管越楔越紧实现密封油套环形空间的目的。作为可选地实施方式，柔性密封套21的外壁的上端设置有密封帽214，密封帽214的下部设置有防脱环213，当尼龙筒22套设到柔性密封套21上时，尼龙筒22的外壁的上端顶在密封帽214的下端，尼龙筒22的内壁上开设有防脱槽221，防脱槽221与防脱环213在尺寸和位置上相匹配，槽体和环体的宽度和深度相一致，最终使得防脱槽221与防脱环213相互啮合形成完整的啮合结构，组成如图所示4的环形密封楔2，这种设计形式改善了尼龙筒与柔性密封套的连接形式，提高了结构的稳定性，避免尼龙筒与柔性密封套脱离，避免了现有技术中尼龙筒内的防脱槽会嵌入柔性密封套、咬烂柔性密封套的情况发生。作为可选地实施方式，密封帽的顶部设置有过盈环215，防脱环213设置在密封帽214的下部，过盈环215的直径大于套管的直径。环形密封楔2套设在锥体1上，组合形成的楔式密封器下到井内指定位置后，套管打压推动环形密封楔下行，密封油、套环形空间，设置过盈环215的直径大于套管的直径，因为柔性密封套的制作材料主要为橡胶，具有耐油、耐高温、耐冲击的特点，在下井时可以通过其良好的柔韧性挤入井筒套管内，使得环形密封楔2与套管的内壁之间紧密贴合，优选的设计方案为过盈环215的直径大于套管直径2毫米。作为可选地实施方式，第一锥度段11的上端的直径小于第一锥度段11的下端的直径，即呈现出上端小下端大的形状，第一锥度段11的上端的直径等于第一等径段12的直径，即锥体1的整体为一体成型设计，第一锥度段11与第一等径段12的连接部分为自然过渡，避免结构上出现棱角对套设在锥体1上的环形密封楔2的结构造成破坏的问题。作为可选地实施方式，尼龙筒22的外壁上沿轴向设置有多条缝隙，尼龙筒收到外部压力挤压时，缝隙受到压迫会缩小使得尼龙筒22的外壁组成的圆周的周长变小，周长变小减轻了尼龙筒22与外部的挤压状况，降低了压力，对尼龙筒22起到保护作用。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

权利要求：1.一种防卡防脱通润楔式密封器，其特征在于，包括锥体1和套设在所述锥体1上的环形密封楔2，其中：所述锥体1包括第一锥度段11和固定连接在所述第一锥度段11上端的第一等径段12；所述环形密封楔2上设置有第二锥度段211和固定连接在所述第二锥度段211上端的第二等径段212；所述第二等径段212的长度小于所述第一等径段12，所述第二等径段212的直径不小于所述第一等径段12的直径。2.根据权利要求1所述的防卡防脱通润楔式密封器，其特征在于：所述环形密封楔2包括柔性密封套21和尼龙筒22，所述柔性密封套21套设在所述锥体1上，所述尼龙筒22套设在所述柔性密封套21上，所述柔性密封套21的内壁设置有所述第二锥度段211和所述第二等径段212。3.根据权利要求2所述的防卡防脱通润楔式密封器，其特征在于：所述柔性密封套21的外壁的上端设置有密封帽214，所述密封帽214的下部设置有防脱环213，所述尼龙筒22的内壁上开设有防脱槽221，所述防脱槽221与所述防脱环213相互啮合以使所述尼龙筒22套设在所述柔性密封套21上。4.根据权利要求3所述的防卡防脱通润楔式密封器，其特征在于：所述密封帽214的顶部设置有过盈环215。5.根据权利要求1所述的防卡防脱通润楔式密封器，其特征在于：所述锥体1上开设有容油槽。6.根据权利要求4所述的防卡防脱通润楔式密封器，其特征在于：所述过盈环215的直径大于套管的直径。7.根据权利要求1所述的防卡防脱通润楔式密封器，其特征在于：所述锥体1的长度大于所述环形密封楔2的长度。8.根据权利要求1所述的防卡防脱通润楔式密封器，其特征在于：所述第一锥度段11的上端的直径小于所述第一锥度段11的下端的直径。9.根据权利要求1所述的防卡防脱通润楔式密封器，其特征在于：所述第二锥度段211的上端的直径小于所述第二锥度段211的下端的直径。10.根据权利要求2所述的防卡防脱通润楔式密封器，其特征在于：所述尼龙筒22的外壁上沿轴向设置有多条缝隙。

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