[发明专利]一种封隔器密封装置及尾管悬挂器

说明书

本发明提供了一种封隔器密封装置及尾管悬挂器。密封装置包括中心管、以及依次套接在所述中心管上的弹性防突挡套、剪钉、变径胀锥、密封环以及支撑套，弹性防突挡套能够沿中心管径向向外扩张以贴紧坐封环空外壁；剪钉用于将变径胀锥固定在所述中心管的外壁；变径胀锥能够在受到坐封下压力时沿中心管轴向向下移动；密封环与所述变径胀锥相互配合设置，受到坐封下压力后，变径胀锥插入密封环内能胀大密封环；支撑套用于支撑所述密封环。所述尾管悬挂器包括上述封隔器密封装置。本发明的密封装置能够实现与坐封环空壁之间的零间隙或极小间隙，能够避免密封环在高压下从金属元件间的间隙中挤出使密封性失效的可能性，能够提升密封能力。

技术领域

本发明涉及石油天然气工业井下工具制备技术领域，更具体地讲，涉及一种封隔器密封装置及尾管悬挂器。

背景技术

带顶部封隔器的尾管悬挂器主要用于石油天然气领域的尾管悬挂固井，可实现尾管与上层套管环空的高压封隔，解决普通尾管悬挂器在低压漏失、压力窗口窄、喷漏同层等性质的“三高”井尾管固井中可能出现的喇叭口窜气的问题。封隔器是带顶部封隔器的尾管悬挂器的主要部件，目前使用的封隔器只能实现尾管与上层套管的环间永久性封隔承压40MPa，不能满足更高压力井的防气窜的要求。究其原因，主要是因封隔器的防突及密封还存在以下技术缺陷：

1、现有防突是依靠密封件受压缩力后的反推动防突件胀大贴于坐封环空外壁，存在密封件推动力不足的问题；

2、对现有防突进行失效分析发现，防突件与坐封环空外壁之间仍存在间隙，密封件在高压下可从该间隙挤出，使密封失效；

3、现有密封件普遍依靠轴向压缩后产生的外径胀大实现封隔，密封件被压缩后的内应力复杂，受力不均易被破坏。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种可实现尾管与上层套管环空的高压封隔的封隔器密封装置。

为了实现上述目的，本发明的提供了一种封隔器密封装置，所述密封装置可以包括中心管、以及依次套接在所述中心管上的弹性防突挡套、剪钉、变径胀锥、密封环以及支撑套，其中，所述弹性防突挡套能够沿中心管径向向外扩张以贴紧坐封环空外壁；所述剪钉用于将变径胀锥固定在所述中心管的外壁；所述变径胀锥能够在受到坐封下压力时沿中心管轴向向下移动；所述密封环的上部与变径胀锥的下部相接，密封环的下部与支撑套连接，所述密封环与所述变径胀锥相互配合设置，受到坐封下压力后所述变径胀锥沿中心管轴向向下移动且所述密封环沿中心管轴向向上移动，所述密封环部分或者全部覆盖在所述变径胀锥的外壁；所述支撑套设置在所述密封环下部，用于支撑所述密封环。

在本发明的封隔器密封装置的一个示例性实施例中，所述弹性防突挡套的上端内壁可以设置有沿周向分布的分瓣式锯齿形结构，下端可以设置有沿周向分布的分瓣式坐封弹爪，所述分瓣式锯齿形结构与中心管的外壁连接，所述分瓣式坐封弹爪能够沿中心管径向向外扩张以贴合在坐封环空外壁，所述分瓣式坐封弹爪的下端沿径向向内设置有倒角。进一步的，所述分瓣式坐封弹爪可以为从端面起沿轴线切割第一距离后，沿周向切割第二距离，并再沿轴向切割第三距离形成，所述第一距离和第二距离均小于第三距离。进一步的，所述中心管的外壁可以设置有锯齿形的凸起部，所述锯齿形的凸起部与所述分瓣式锯齿形结构相互配合设置。

在本发明的封隔器密封装置的一个示例性实施例中，所述中心管管壁并位于所述剪钉的下方沿周向可以设置有若干盲孔，所述变径胀锥的上部设置有若干通孔，所述变径胀锥通过所述剪钉和通孔固定于所述中心管壁的盲孔处。