申请/专利权人：山东南海气囊工程有限公司

申请日：2018-07-16

公开（公告）日：2024-04-30

公开（公告）号：CN108729873B

主分类号：E21B33/122

分类号：E21B33/122

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.30#授权;2018.11.27#实质审查的生效;2018.11.02#公开

摘要：本发明的一种串联压缩式封隔器，设置在导向筒和钢桩之间的环形空间内，钢桩穿在导向筒内，包括若干层上下叠加并连接在一起的环形囊体，最上层的环形囊体顶部连接有环形的上压板，上压板连接有环形的密封平板，密封平板的外圆周沿导向筒的内壁向上一体延伸有可上下滑动的密封竖板，密封竖板与导向筒之间设置有密封圈，最下层的环形囊体底部连接有下托板，下托板固定在导向筒的内壁上。本发明的有益效果是：本发明中各层的环形气囊能通过上部压载水泥浆的重量差实现重力对环形囊体的压缩，环形囊体压缩后挤压钢桩，从而实现多道密封，从而形成对上部水泥浆的密封作用，结构简单，密封效果好，成本低。

主权项：1.一种串联压缩式封隔器，设置在导向筒和钢桩之间的环形空间内，所述钢桩穿在导向筒内，其特征在于：包括若干层上下叠加并连接在一起的环形囊体，最上层的环形囊体顶部连接有环形的上压板，所述上压板连接有环形的密封平板，所述密封平板的外圆周沿导向筒的内壁向上一体延伸有可上下滑动的密封竖板，所述密封竖板与导向筒之间设置有密封圈，最下层的环形囊体底部连接有下托板，所述下托板固定在导向筒的内壁上；上下相邻的两层环形囊体之间设置有中间隔板，所述中间隔板上设置有弹簧座，上下相邻的两层中间隔板上的弹簧座之间连接有贯穿环形囊体的压缩弹簧；所述弹簧座上设置有通孔，所述通孔连通上下相邻的两层环形囊体；所述下托板上设置有进出气液口，所述进出气液口上端与环形气囊相连通，并且进出气液口下端连接有带阀门的接头；所述下托板为圆环形，所述下托板下方连接有圆环形的支撑平板，所述支撑平板的外圆周沿导向筒的内壁向下一体延伸有固定板，所述固定板与导向筒的内壁通过螺栓相连接，所述固定板与支撑平板底部之间连接有斜撑支架。

全文数据：串联压缩式封隔器技术领域[0001]本发明涉及一种串联压缩式封隔器，属于海上规定式钻井平台用封隔器技术领域。背景技术[0002]目前，海上用的水下封隔器按工作类型分为主动式封隔器和被动式封隔器。主动式封隔器主要有一种产品-气胀式封隔器，气胀式封隔器的优点是:在打柱过程中气胀式封隔器的内表面不与柱的外表面接触;不受水泥浆重量灌浆高度和水深的限制;能够允许桩的反向运动和粧的适度偏心;可以经受打桩时的振动和桩在下桩过程中由于海上吊机垂向运动而引起的粧的冲击荷载。缺点是系统复杂，需要配备动力站、液压管线、R〇V水下机器人应急接口。一旦管线损坏需要R0V水下连接软管；陆地安装调试工作量大和费用高，海上操作复杂;有残留的五金件消耗阳极，管线的存在危害潜水员水下操作;造价高，通常比被动式封隔器价格要高出几倍。[0003]被动式封隔器主要有机械式封隔器和Crux封隔器。被动式封隔器的优点是:不需要管线、动力系统，阀门安装和水下R0V备用系统;不需要陆地调试和海上操作，同时起到阻挡泥巴进入环形空间的作用;没有残留的五金件消耗阳极，没有危害潜水员水下操作的各种管线和阀门；价格便宜。缺点主要有:应用水深受限制;桩快速下落，有可能造成封隔器破坏、失效。[0004]有必要设计一种水下封隔器，兼具主动式封隔器和被动式封隔器的优点，而且达到结构简单、密封效果好、成本低的目的。[0005]发明内容[0006]为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种结构简单，密封效果好，成本低的串联压缩式封隔器。[0007]本发明是通过以下措施实现的：本发明的一种串联压缩式封隔器，设置在导向筒和钢桩之间的环形空间内，钢桩穿在导向筒内，包括若干层上下叠加并连接在一起的环形囊体，最上层的环形囊体顶部连接有环形的上压板，所述上压板连接有环形的密封平板，所述密封平板的外圆周沿导向筒的内壁向上一体延伸有可上下滑动的密封竖板，所述密封竖板与导向筒之间设置有密封圈，最下层的环形囊体底部连接有下托板，所述下托板固定在导向筒的内壁上。[0008]上述上下相邻的两层环形囊体之间设置有中间隔板，所述中间隔板上设置有弹簧座，上下相邻的两层中间隔板上的弹簧座之间连接有贯穿环形囊体的压缩弹簧。[0009]上述弹簧座上设置有通孔，所述通孔连通上下相邻的两层环形囊体。[0010]上述下托板上设置有进出气液口，所述进出气液口上端与环形气囊相连通，并且进出气液口下端连接有带阀门的接头。[0011]上述环形囊体采用橡胶材质，环形囊体的侧壁由若干层橡胶层粘合而成，每层橡胶层中均嵌入有尼龙骨架线。[0012]上述密封竖板和密封平板上方的导向筒内壁上设置有若千沿径向方向延伸的导向板，所述导向板顶部设置有外高内低的斜边。[0013]上述下托板为圆环形，所述下托板下方连接有圆环形的支撑平板，所述支撑平板的外圆周沿导向筒的内壁向下一体延伸有固定板，所述固定板与导向筒的内壁通过螺栓相连接，所述固定板与支撑平板底部之间连接有斜撑支架。[0014]本发明的有益效果是:本发明中各层的环形气囊能通过上部压载水泥浆的重量差实现重力对环形囊体的压缩，环形囊体压缩后挤压钢桩，从而实现多道密封，从而形成对上部水泥浆的密封作用，结构简单，密封效果好，成本低。附图说明[0015]图1为本发明的整体结构示意图。[0016]图2为本发明的部分结构示意图。[0017]图3为本发明的部分放大结构示意图。[0018]图4为本发明在灌入水泥浆后的结构示意图。[0019]其中：1导向筒，2钢桩，3导向板，4环形囊体，5上压板，6密封平板，7密封竖板，8密封圈，9压缩弹簧，10下托板，11进出气液口，12支撑平板，13固定板，14斜撑支架，15中间隔板，16弹簧座，17通孔。具体实施方式[0020]下面结合附图对本发明做进一步详细的描述：如图1、2、3所示，本发明的一种串联压缩式封隔器，设置在导向筒1和钢粧2之间的环形空间内，钢桩2穿在导向筒1内，包括若干层上下叠加并连接在一起的环形囊体4，最上层的环形囊体4顶部连接有环形的上压板5，上压板5连接有环形的密封平板6，密封平板6的外圆周沿导向筒1的内壁向上一体延伸有可上下滑动的密封竖板7,密封竖板7与导向筒1之间设置有密封圈8,最下层的环形囊体4底部连接有下托板10,下托板1〇固定在导向筒1的内壁上。下托板10为圆环形，下托板10下方连接有圆环形的支撑平板12,支撑平板12的外圆周沿导向筒1的内壁向下一体延伸有固定板13,所述固定板13与导向筒1的内壁通过螺栓相连接，所述固定板I3与支撑平板12底部之间连接有斜撑支架14。环形气囊上部作为移动压缩端，环形气囊底部固定，能实现向下的压缩。[0021]上下相邻的两层环形囊体4之间设置有中间隔板15，中间隔板15上设置有弹黃座16,上下相邻的两层中间隔板15上的弹簧座16之间连接有贯穿环形囊体4的压缩弹簧9,压缩弹簧9作为内部压缩力的传力接触部分。弹簧座16上设置有通孔17，通孔17连通上下相邻的两层环形囊体4。环形气囊之间实现各环形气囊内腔体的串联，保证内压的一致性，并在内部增加压缩弹簧9,实现初始状态下的环形气囊撑起状态，整体的各个环形气囊能通过上部压载水泥浆的重量差实现重力对囊体的压缩，如图4所示。[0022]下托板10上设置有进出气液口11，进出气液口11上端与环形气囊相连通，并且进出气液口11下端连接有带阀门的接头，可以通过外接管道接头等接入气体或液体，从而增=朴形曩体4内，压力，这样就能提高环形囊体4和钢桩2外壁中间的接触压力，提高密封性能。环形囊体4采用橡胶材质，环形囊体4的侧壁由若千层橡胶层粘合而成，每层橡胶层中均嵌入有尼龙骨架线，增强了耐压强度。密封竖板7和密封平板6上方的导向筒丨内壁上设置有若干沿径向方向延伸的导向板3,导向板3顶部设置有外高内低的斜边。[0023]其工作过程：方式一，正常状态下整体在海水中，当上部注入水泥浆时，由于水泥浆和海水之间的重量差，导致密封平板6上部会积累越来越多的水泥浆，密封竖板7和密封平板6沿导向筒丄内壁向下滑动，从而逐渐压缩环形囊体4，环形囊体4压缩变形，实现囊体和钢桩2之间的接触密封，水泥浆灌注量越多，密封效果越明显；方式二，当需要较大的密封压力时，可在灌注过程中，通过环形囊体4下部的进出气液口11抽出环形囊体4内部空气或液体，环形囊体4变形较大，形成的接触面较大，随着上部水泥浆重量的增加而实现更大压力的密封。[0024]以上所述仅是本专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本专利的保护范围。

权利要求：1.一种串联压缩式封隔器，设置在导向筒和钢粧之间的环形空间内，所述钢桩穿在导向筒内，其特征在于:包括若干层上下叠加并连接在一起的环形囊体，最上层的环形囊体顶部连接有环形的上压板，所述上压板连接有环形的密封平板，所述密封平板的外圆周沿导向筒的内壁向上一体延伸有可上下滑动的密封竖板，所述密封竖板与导向筒之间设置有密封圈，最下层的环形囊体底部连接有下托板，所述下托板固定在导向筒的内壁上。2.根据权利要求1所述串联压缩式封隔器，其特征在于:上下相邻的两层环形囊体之间设置有中间隔板，所述中间隔板上设置有弹簧座，上下相邻的两层中间隔板上的弹簧座之间连接有贯穿环形囊体的压缩弹簧。3.根据权利要求2所述串联压缩式封隔器，其特征在于:所述弹簧座上设置有通孔，所述通孔连通上下相邻的两层环形囊体。4.根据权利要求1所述串联压缩式封隔器，其特征在于:所述下托板上设置有进出气液口，所述进出气液口上端与环形气囊相连通，并且进出气液口下端连接有带阀门的接头。5.根据权利要求1所述串联压缩式封隔器，其特征在于:所述环形囊体采用橡胶材质，环形囊体的侧壁由若干层橡胶层粘合而成，每层橡胶层中均嵌入有尼龙骨架线。6.根据权利要求1所述串联压缩式封隔器，其特征在于:所述密封竖板和密封平板上方的导向筒内壁上设置有若干沿径向方向延伸的导向板，所述导向板顶部设置有外高内低的斜边。7.根据权利要求1所述串联压缩式封隔器，其特征在于:所述下托板为圆环形，所述下托板下方连接有圆环形的支撑平板，所述支撑平板的外圆周沿导向筒的内壁向下一体延伸有固定板，所述固定板与导向筒的内壁通过螺栓相连接，所述固定板与支撑平板底部之间连接有斜撑支架。

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