[实用新型]一种多次反复使用的压缩式胶筒

说明书

技术领域

本实用新型属于石油天然气开采井下工具制造领域，涉及一种应用于压缩式封隔器的可多次反复使用的压缩式胶筒。 

背景技术

一般地说，为降低油气采收成本，人们总是希望井下工具能够无故障地多次反复使用，尤其是封隔器，其中胶筒就是易损件。要提高封隔器使用寿命，主要是提高胶筒的耐老化性能。 

特殊的说，在水平井水力喷射分段压裂施工中，有一种方式是拖拽管柱式，管柱一端装有封隔器和喷嘴，封隔器坐封后，喷嘴喷出高压液体并夹砂，射流射穿套管并在地层造缝，然后可以实施压裂，该段压裂结束后，封隔器解封，拖拽管柱到下一段。每完成一段压裂，封隔器都要经历一次坐封和解封过程，压缩式封隔器坐封时，胶筒变形较大（与扩张式封隔器相比较），应力相对集中，胶筒结构破坏显著；解封时，胶筒形状很难复原，多次反复使用引起疲劳老化，丧失使用功能，这将大大增加施工成本，尤其对于水平井拖拽式水力喷射压裂所造成的麻烦（如：起放数千米油管）更是难以接受。在一次施工中，封隔器需要经历十几次，甚至几十次的坐封——解封过程，这对封隔器，特别是对胶筒提出了更高的要求。尤其是压缩式封隔器，坐封时胶筒变形较大（与扩张式封隔器相比较），应力相对集中，胶筒在远远未达到理想使用次数时结构已显著破坏，致使解封时，胶筒形状很难复原，丧失使用功能，不得不提出管柱，更换封隔器。这无疑增加了施工成本。 

封隔器的失效，主要源于胶筒的损坏，而引起胶筒损坏的主要原因是疲劳老化。疲劳老化是指在反复多次变形条件下所产生的老化现象，表现为橡胶的 龟裂，发粘，软化，粉化等。 

为改善橡胶的耐疲劳老化性能，人们在橡胶的品种，硫化体系，硫化工艺，防老剂，软化剂，填充剂等做了大量工作，金属骨架也被引入橡胶制品中，并研究和使用了多种粘合体系以使橡胶与金属骨架牢固粘合。在封隔器胶筒中，也有人使用金属丝网或扁钢作为金属骨架的，由于与橡胶的变形很难协调一致，达不到预期效果。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多次反复使用的压缩式胶筒，该胶筒大大减小了胶筒的变形量，降低了胶筒所受的应力，无疑胶筒的耐疲劳老化性能会大大延长。同时，弯曲弹簧在弯曲变形时蓄能，在解封时释放，有助于胶筒形状的恢复，有利于解封上提。 

本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的： 

一种多次反复使用的压缩式胶筒，包括胶筒，在胶筒上下两端面内侧设置有定位圆环，沿所述上下定位圆环的圆周上分布有若干根上下相连的圆柱螺旋弯曲弹簧，胶筒的橡胶包覆于所述圆环和圆柱螺旋弯曲弹簧外。 

进一步地，所述圆柱螺旋弯曲弹簧设有6～12根。 

进一步地，所述圆柱螺旋弯曲弹簧丝的直径为Φ1.0～Φ3.0mm。 

进一步地，所述圆环的直径为Φ2.5～Φ3mm的不锈钢弹簧丝。 

本实用新型是在优化橡胶品种，炼胶工艺，硫化体系，硫化工艺，防老剂，填充剂等主体下，通过改善金属骨架结构，分担胶筒承受的应力，分散胶筒承受的集中应力，从源头阻断或弱化应力——化学反应，大大改善了胶筒的耐疲劳老化性能，延长了胶筒的使用寿命；完全满足了油田对多次反复使用的压缩式封隔器的要求。 

本实用新型设计用圆柱螺旋弯曲弹簧作为骨架的压缩式胶筒，由于骨架变 形趋势与胶筒变形趋势一致，弯曲弹簧的变形量也能与橡胶一致，使橡胶与骨架粘合牢固并承担了主要的弯曲应力，这样在胶筒变形较小时，就能达到纯橡胶胶筒变形较大时的密封效果。同时在弯曲时蓄能，使得解封时胶筒能够恢复原状。 

附图说明

图1是粘合圆柱螺旋弯曲弹簧的压缩式胶筒剖面图； 

图2是不设金属骨架的纯橡胶压缩式胶筒工作图； 

图3是粘合圆柱螺旋弯曲弹簧的压缩式胶筒工作图； 

图中：1、胶筒，2、定位圆环，3、圆柱螺旋弯曲弹簧，4、套管。 

具体实施方式

下面通过附图及实施例对本实用新型做进一步说明。 

如图1所示，该多次反复使用的压缩式胶筒，包括胶筒1，及设置在胶筒1上下两端面内侧的定位圆环2，沿所述上下定位圆环2的圆周上分布有若干根上下相连的圆柱螺旋弯曲弹簧3，胶筒1的橡胶包覆于所述圆环2和圆柱螺旋弯曲弹簧3外。在本方案中，采用圆柱螺旋弯曲弹簧3作为胶筒1的金属骨架，每根圆柱螺旋弯曲弹簧3的两端分别焊接在一个定位圆环2上。 

下面通过具体的实施例来进一步说明本实用新型。