專利名稱：一種密封裝置及機械式密封封隔器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種石油采集工具，尤其是一種密封裝置及機械式密封封隔器。
背景技術：
目前，熱采稠油使用的封隔器是由鋼件與橡膠件組合而成，由于橡膠件承受不了 180°C以上的高溫，因此只能夠在中溫100°C 180°C之間應用封隔器開采稠油；此外，鋼件壁薄且橡膠件膨脹量太小(約lmm-2mm)，往往導致井下套管由于某種原因而無法形變為完整圓供其下至油井下端，而無法達到密封的目的。因此，研發一種可以在高溫環境下使用的耐高溫高壓的封隔器，從而利于稠油的科學開采，滿足油田高溫科學采油的需要，具有非常重要的生產實踐意義。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種密封裝置。本實用新型所要解決的另一技術問題在于提供一種機械式密封封隔器。為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是一種密封裝置，由上開口塊、液壓介質、雙金屬凸凹彈簧和下開口塊組成，所述雙金屬凸凹彈簧由紫銅和凸凹彈簧組成，紫銅鋪焊在凸凹彈簧的表面和側面，雙金屬凸凹彈簧垂直排列，液壓介質置于雙金屬凸凹彈簧內部，該液壓介質上下分別連接有用于擠壓和封閉液壓介質的上開口塊和下開口塊。優選的，上述密封裝置，還包括凸凹彈簧襯套，所述凸凹彈簧襯套與雙金屬凸凹彈簧嵌套固定，液壓介質置于凸凹彈簧襯套的外表面與雙金屬凸凹彈簧形成的圓柱狀空間內部，該液壓介質上下分別連接有用于擠壓和封閉液壓介質的上開口塊和下開口塊。通過利用凸凹彈簧襯套來保護雙金屬凸凹彈簧，使液壓介質膨脹時，紫銅夾層不受液壓介質的侵害，對雙金屬凸凹彈簧的紫銅夾層起到保護作用。優選的，上述密封裝置，所述液壓介質為具有流動性的圓珠狀構造。優選的，上述密封裝置，所述液壓介質為鋼珠。優選的，上述密封裝置，所述上開口塊和下開口塊為形狀相對應的楔形構造。一種安裝有上述密封裝置的機械式密封封隔器，由上接頭、剪切環、活塞、保護套、 拉力套、拉力管、儲能簧、上連接套、扶正管、推力套、碟簧、上座力套、密封裝置、下座力套、 下座力管、拉力螺套、螺旋拉力套、雙螺旋開口套、代鍵螺釘、下外密封組、下連接套、第一防脫螺釘、卡瓦座、卡瓦、卡瓦定位套、內螺旋管、中心軸套、下中心軸管、解封螺釘、內下密封組、下接頭和第二防脫螺釘組成，所述機械式密封封隔器的外層為依次連接的扶正管、下座力管和下連接套；中間層自上而下所述上接頭和活塞通過剪切環連接，上接頭內設有依次連接的液壓輸入口、管柱和液壓腔，活塞依次與拉力套、儲能簧、上連接套、推力套、碟簧和上座力套相連接，保護套位于扶正管和拉力套中間并與上連接套固定連接，上座力套通過密封裝置的上開口塊與密封裝置固定連接，下座力套通過密封裝置的下開口塊與密封裝置固定連接，拉力螺套位于下座力管的內側與螺旋拉力套連接，雙螺旋開口套位于螺旋拉力套的缺口內，內螺旋管通過雙螺旋開口套與螺旋拉力套固定，下中心軸管通過解封螺釘與內螺旋管固定，下連接套和下中心軸管之間設有下外密封組，卡瓦座通過第一防脫螺釘與下連接套固定，卡瓦座下緣為卡瓦，卡瓦定位套位于卡瓦外側，下接頭通過第二防脫螺釘與卡瓦定位套固定；內層為中心軸套通過代鍵螺釘與螺旋拉力套固定，拉力管位于中心軸套與拉力套中間并與拉力螺套配合固定，內下密封組位于中心軸套和下中心軸管中間。本實用新型的有益效果是上述密封裝置及安裝有該密封裝置的機械式密封封隔器利用凸凹彈簧彈性大，紫銅有流動性，易變形，柔軟，耐高溫等特點，紫銅鋪焊在凸凹彈簧表面和側面，利用凸凹彈簧與紫銅特性的綜合，制得的雙金屬凸凹彈簧膨脹量大，在高溫下密封牢固；利用凸凹彈簧襯套保護雙金屬凸凹彈簧，使其在鋼珠膨脹時，雙金屬凸凹彈簧的紫銅夾層不受鋼珠侵害，對該紫銅夾層起到保護作用；利用鋼珠流動性好，可把軸向擠壓力變為徑向膨脹力，從而使雙金屬凸凹彈簧徑向膨脹到井下套管內壁上，紫銅是流動金屬，易變形，紫銅表面鋪層和夾層受膨脹和擠壓變形而完成密封；所述密封裝置及安裝有該密封裝置的機械式密封封隔器具有耐高溫高壓的特點，在稠油的開采過程中具有非常重要的生產實踐意義。
圖1是本實用新型提供的一種密封裝置的結構示意圖；圖2是本實用新型提供的一種安裝有上述密封裝置的機械式密封封隔器的結構示意圖，其中圖2-1、圖2-2、圖2-3為局部放大圖，將該三幅圖順接即為本實用新型所述機械式密封封隔器的結構示意圖。圖中ι-上接頭2-剪切環3-活塞 4-保護套5-拉力套[0017]6-拉力管7-儲能簧8-上連接套 9-扶正管[0018]10-推力套11-碟簧12-上座力套 13-上開口塊[0019]14-圓珠/鋼珠15-凸凹彈簧襯套16-雙金屬凸凹彈簧[0020]17-下開口塊18-下座力套19-下座力管[0021]20-拉力螺套21-螺旋拉力套22-雙螺旋開口套[0022]23-代鍵螺釘24-下外密封組25-下連接套[0023]26-第一防脫螺釘27-卡瓦座28-卡瓦[0024]29-卡瓦定位套30-內螺旋管31-中心軸套[0025]32-下中心軸管33-解封螺釘34-內下密封組[0026]35-下接頭36-第二防脫螺釘[0027]A-液壓輸入口B-液壓腔C-紫銅
具體實施方式
為進一步說明本實用新型，現配合附圖進行詳細闡述實施例1所述密封裝置，由上開口塊13、圓珠14、雙金屬凸凹彈簧16和下開口塊17組成，所述雙金屬凸凹彈簧16由紫銅C和凸凹彈簧組成，紫銅C鋪焊在凸凹彈簧的表面和側面， 雙金屬凸凹彈簧16垂直排列，圓珠14填充于雙金屬凸凹彈簧16內部，該圓珠14填充后其上下表面分別連接有用于擠壓和封閉圓珠14的上開口塊13和下開口塊17。實施例2如圖1所示，所述密封裝置，由上開口塊13、鋼珠14、雙金屬凸凹彈簧16、凸凹彈簧襯套15和下開口塊17組成，所述雙金屬凸凹彈簧16由紫銅C和凸凹彈簧組成，紫銅C鋪焊在凸凹彈簧的表面和側面，雙金屬凸凹彈簧16垂直排列，凸凹彈簧襯套15與雙金屬凸凹彈簧16嵌套固定，鋼珠14填充于凸凹彈簧襯套15的外表面與雙金屬凸凹彈簧16形成的圓柱狀空間內部，該鋼珠14填充后其上下表面分別連接有用于擠壓和封閉鋼珠14的上開口塊13和下開口塊17，該上開口塊13和下開口塊17為形狀相對應的楔形構造。通過利用凸凹彈簧襯套15來保護雙金屬凸凹彈簧16，使鋼珠14膨脹時，紫銅C夾層不受鋼珠14的侵害，對雙金屬凸凹彈簧16的紫銅C夾層起到保護作用。該密封裝置最大外徑Φ 114mm密封方式機械式膨脹量Φ128πιπι工作溫度400°C最小通徑ΦδΟ^ 工作壓力=35MPa實施例3如圖2所示，所述安裝有上述密封裝置的機械式密封封隔器，由上接頭1、剪切環 2、活塞3、保護套4、拉力套5、拉力管6、儲能簧7、上連接套8、扶正管9、推力套10、碟簧11、 上座力套12、實施例2所述密封裝置、下座力套18、下座力管19、拉力螺套20、螺旋拉力套 21、雙螺旋開口套22、代鍵螺釘23、下外密封組24、下連接套25、第一防脫螺釘沈、卡瓦座 27、卡瓦觀、卡瓦定位套29、內螺旋管30、中心軸套31、下中心軸管32、解封螺釘33、內下密封組34、下接頭35和第二防脫螺釘36組成，所述機械式密封封隔器的外層為依次連接的扶正管9、下座力管19和下連接套25 ；中間層自上而下所述上接頭1和活塞3通過剪切環2 連接，上接頭1內設有依次連接的液壓輸入口 A、管柱和液壓腔B，活塞3依次與拉力套5、儲能簧7、上連接套8、推力套10、碟簧11和上座力套12相連接，保護套4位于扶正管9和拉力套5中間并與上連接套8固定連接，上座力套12通過密封裝置的上開口塊13與密封裝置固定連接，下座力套18通過密封裝置的下開口塊17與密封裝置固定連接，拉力螺套20 位于下座力管19的內側與螺旋拉力套21連接，雙螺旋開口套22位于螺旋拉力套21的缺口內，內螺旋管30通過雙螺旋開口套22與螺旋拉力套21固定，下中心軸管32通過解封螺釘33與內螺旋管30固定，下連接套25和下中心軸管32之間設有下外密封組24，卡瓦座 27通過第一防脫螺釘沈與下連接套25固定，卡瓦座27下緣為卡瓦觀，卡瓦定位套四位于卡瓦觀外側，下接頭35通過第二防脫螺釘36與卡瓦定位套四固定；內層為中心軸套31 通過代鍵螺釘23與螺旋拉力套21固定，拉力管6位于中心軸套31與拉力套5中間并與拉力螺套20配合固定，內下密封組34位于中心軸套31和下中心軸管32中間。該機械式密封封隔器總長1950mm座卡壓力10_12MPa最大外徑Φ 114mm 密封方式機械式膨脹量Φ 128mm 工作溫度400°C最小通徑Φ50_ 工作壓力35MPa此外，該機械式密封封隔器的密封裝置采用實施例1所述構造也可以實現高溫高壓條件下采集稠油的技術效果。上述密封裝置及機械式密封封隔器的工作原理如下安裝有上述密封裝置的機械式密封封隔器管柱中，通過上接頭1將封隔器送入井下所需位置，通過管柱打水壓10-12MPa，通過液壓輸入口 A，進入液壓腔B ；當活塞3受壓 10-12MPa時，剪切環2被剪斷，這時活塞3以約5000Kg力向下沖擊，保護套4、拉力套5、拉力管6、儲能簧7、上連接套8，扶正管9、推力套10、碟簧11、上座力套12、上開口塊13、液壓介質圓珠群14/鋼珠群14、凸凹彈簧襯套15、雙金屬凸凹彈簧16、下開口塊17、下座力套 18、下座力管19、拉力螺套20、螺旋拉力套21、下連接套25，卡王座27連鎖下行，使卡瓦觀延著卡瓦座27坡面(10°微斜)徑向(向外)膨脹，使卡瓦觀牢牢卡死在套管內壁上。作業時在井口旋轉管柱數圈，使上接頭1、中心軸套31、螺旋拉力套21、雙螺旋開口套22在內螺旋管30內沿螺紋旋轉下行拉動，拉力螺套20、推力套10、碟簧11、上座力套 12、上開口塊13受力擠壓下行，液壓介質圓珠14/鋼珠14受軸向力擠壓變徑向膨脹，使凸凹彈簧襯套15、雙金屬凸凹彈簧16待表面紫銅C鋪層被擠壓在套管內壁上，紫銅C層變形密封；同時在拉力管6、拉力套5下行作用下，儲能簧7減速增力彈性下行推動上連接套8， 使雙金屬凸凹彈簧16的紫銅C夾層受擠壓而完成密封。解卡解封時，只需上提管柱，拉動上接頭1、中心軸套31將解封螺釘33(12個)同時剪斷，中心軸套31，密封裝置臺肩上行撞擊，拉力管6、拉力螺套20與螺旋拉力套21脫離，拉力螺套20繼續拉動推力套10，松解碟簧11、上座力套12、上開口塊13，使液壓介質圓珠14/鋼珠14被松解收縮，也使凸凹彈簧襯套15、雙金屬凸凹彈簧16自身彈性收縮；同時帶動拉力套5，松解儲能簧7，上行上連接套8，提拉雙金屬凸凹彈簧16上端，使雙金屬凸凹彈簧16、凸凹彈簧襯套15松解擠壓，幫助其自身彈性收縮，同時受拉力管6上提撞擊，拉力螺套20、下座力管19、下連接套25、卡瓦座27被擊上行，使卡瓦觀回縮，完成解卡解封。以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種密封裝置，其特征在于由上開口塊、液壓介質、雙金屬凸凹彈簧和下開口塊組成，所述雙金屬凸凹彈簧由紫銅和凸凹彈簧組成，紫銅鋪焊在凸凹彈簧的表面和側面，雙金屬凸凹彈簧垂直排列，液壓介質置于雙金屬凸凹彈簧內部，該液壓介質上下分別連接有用于擠壓和封閉液壓介質的上開口塊和下開口塊。
2.根據權利要求1所述的密封裝置，其特征在于還包括凸凹彈簧襯套，所述凸凹彈簧襯套與雙金屬凸凹彈簧嵌套固定，液壓介質置于凸凹彈簧襯套的外表面與雙金屬凸凹彈簧形成的圓柱狀空間內部，該液壓介質上下分別連接有用于擠壓和封閉液壓介質的上開口塊和下開口塊。
3.根據權利要求1或2所述的密封裝置，其特征在于所述液壓介質為具有流動性的圓珠狀構造。
4.根據權利要求3所述的密封裝置，其特征在于所述液壓介質為鋼珠。
5.根據權利要求1或2所述的密封裝置，其特征在于所述上開口塊和下開口塊為形狀相對應的楔形構造。
6.一種機械式密封封隔器，其特征在于由上接頭、剪切環、活塞、保護套、拉力套、拉力管、儲能簧、上連接套、扶正管、推力套、碟簧、上座力套、權利要求1-5之一所述密封裝置、下座力套、下座力管、拉力螺套、螺旋拉力套、雙螺旋開口套、代鍵螺釘、下外密封組、下連接套、第一防脫螺釘、卡瓦座、卡瓦、卡瓦定位套、內螺旋管、中心軸套、下中心軸管、解封螺釘、內下密封組、下接頭和第二防脫螺釘組成，所述機械式密封封隔器的外層為依次連接的扶正管、下座力管和下連接套；中間層自上而下所述上接頭和活塞通過剪切環連接，上接頭內設有依次連接的液壓輸入口、管柱和液壓腔，活塞依次與拉力套、儲能簧、上連接套、 推力套、碟簧和上座力套相連接，保護套位于扶正管和拉力套中間并與上連接套固定連接， 上座力套通過密封裝置的上開口塊與密封裝置固定連接，下座力套通過密封裝置的下開口塊與密封裝置固定連接，拉力螺套位于下座力管的內側與螺旋拉力套連接，雙螺旋開口套位于螺旋拉力套的缺口內，內螺旋管通過雙螺旋開口套與螺旋拉力套固定，下中心軸管通過解封螺釘與內螺旋管固定，下連接套和下中心軸管之間設有下外密封組，卡瓦座通過第一防脫螺釘與下連接套固定，卡瓦座下緣為卡瓦，卡瓦定位套位于卡瓦外側，下接頭通過第二防脫螺釘與卡瓦定位套固定；內層為中心軸套通過代鍵螺釘與螺旋拉力套固定，拉力管位于中心軸套與拉力套中間并與拉力螺套配合固定，內下密封組位于中心軸套和下中心軸管中間。
專利摘要本實用新型提供了一種密封裝置及機械式密封封隔器，所述密封裝置由上開口塊、液壓介質、雙金屬凸凹彈簧和下開口塊組成，所述雙金屬凸凹彈簧由紫銅和凸凹彈簧組成，紫銅鋪焊在凸凹彈簧的表面和側面，雙金屬凸凹彈簧垂直排列，液壓介質置于雙金屬凸凹彈簧內部，該液壓介質上下分別連接有用于擠壓和封閉液壓介質的上開口塊和下開口塊；所述機械式密封封隔器安裝有該密封裝置；所述密封裝置及安裝有該密封裝置的機械式密封封隔器具有耐高溫高壓的特點，在稠油的開采過程中具有非常重要的生產實踐意義。
文檔編號E21B33/129GK202132016SQ20112002569
公開日2012年2月1日 申請日期2011年1月26日 優先權日2011年1月26日
發明者才景潤, 才永存, 才艷梅 申請人:才永存