具有螺旋状内芯的胶筒制造技术

本实用新型专利技术涉及石油开采工业的密封技术领域，特别是涉及一种能承受高温高压的具有螺旋状内芯的胶筒。胶筒包括多个均呈筒状的内芯，各内芯整体上沿胶筒的轴向方向延伸并在轴向方向设有开口，各内芯整体上呈螺旋状围绕通孔并向外表面方向扩展；其中，各内芯均具有相互交叉的耐高温高压的多根纤维丝，胶体分布于各内芯的表面上和内部并将各纤维丝粘接。由于胶体内包覆有内芯，内芯具有相互交叉的纤维丝，胶体分布于各内芯的表面上和内部并将各纤维丝粘接。当胶筒受到轴向压力而膨胀时，纤维丝将限制该膨胀，从而在整体上增加胶筒的结构硬度，增加胶筒的抗压强度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及石油开采工业的密封
，特别是涉及一种能承受高温高压的具有螺旋状内芯的胶筒。
技术介绍
胶筒是用于石油开采领域的密封件，胶筒一般采用橡胶类材料制成，故称之为胶筒。应当注意的是，胶筒仅是一种行业内约定成俗的技术术语，用于表示在石油开采过程中配合封隔器使用的一个功能性部件，而不仅仅指胶筒的材料需要由橡胶制作。当胶筒承受一定的压力来促使其变形用来密封时，需要考虑胶筒本身的形变能力，若形变不足会导致其无法起到密封作用；若形变过大，可能导致胶筒因压溃而失效，丧失恢复能力。最重要的是，当胶筒受到高温蒸汽作用时，胶筒更多的是受到高温高压的作用而失效导致失去恢复能力。专利技术人发现，由于构成胶筒的胶体的软硬(一定压力下胶体的变形程度)有差异，当使用较软的胶体制成胶筒时，该胶筒会因无法承受住额定大小的轴向压力而被压溃，或者说此时胶筒在额定大小的轴向压力下变形过大而被压溃。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种新的结构设计的胶筒，来增加胶筒的抗压强度。本技术提供一种胶筒，具有密封体，所述密封体具有位于中心的通孔、位于通孔处的内表面、与所述内表面相对应的外表面、以及分别位于所述胶筒两端的第一端部和第二端部，所述胶筒包括多个均呈筒状的内芯，各所述内芯整体上沿所述胶筒的轴向方向延伸并在所述轴向方向设有开口，各所述内芯整体上呈螺旋状围绕所述通孔并向所述外表面方向扩展；其中，各所述内芯均具有相互交叉的耐高温高压的多根纤维丝，胶体分布于各所述内芯的表面上和内部并将各所述纤维丝粘接。优选地，在所述轴向方向上，数量为一个的所述内芯的长度等于所述通孔的长度。优选地，在所述轴向方向上，数量为至少两个的所述内芯相互粘接并且粘接的各所述内芯的长度之和等于所述通孔的长度。优选地，所述内芯的厚度为1.8mm-2.5mm，所述内芯的数量为10-15。优选地，相邻的所述内芯在所述开口处相互连接。优选地，所述的胶筒还包括在所述轴向方向上延伸的约束套，所述约束套整体呈扩口状，所述约束套的扩口端套设在所述第一端部或所述第二端部上，所述约束套的缩口端伸过被所述扩口端套设的所述第一端部或所述第二端部来用于承受轴向压力。优选地，在承受所述轴向压力后，所述约束套整体呈圆筒状。优选地，所述缩口端具有向内的倒边。优选地，被所述扩口端套设的所述第一端部或所述第二端部呈缩口状来与所述扩口端相配合。优选地，所述约束套为铜质，所述扩口端22的最大厚度小于或等于2mm。优选地，所述约束套的数量为两个，其中一个所述约束套的扩口端套设在所述第一端部，另一个所述约束套的扩口端套设在所述第二端部上。根据本技术提供的上述技术方案，由于胶体内包覆有内芯，内芯具有相互交叉的纤维丝，胶体分布于各内芯的表面上和内部并将各纤维丝粘接。当胶筒受到轴向压力而膨胀时，纤维丝将限制该膨胀，从而在整体上增加胶筒的结构硬度，增加胶筒的抗压强度。进一步地，本申请涉及的内芯具有开口，内芯整体上呈螺旋状设置，这样生产过程中产生的大小不同的内芯都能够用于制作胶筒，提高了材料的使用效率，降低了胶筒的生产成本。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。附图中：图1是本技术一个实施例的胶筒与中心管及套管的位置关系示意图；图2是根据本技术一个实施例的胶筒的结构示意图；图3是根据本技术一个实施例涉及的约束套的结构示意图；图4是根据本技术一个实施例的包含约束套的胶筒的结构示意图，其
示出了压缩前的约束套与密封体的位置关系；图5是图4中压缩过程中的约束套与密封体的结构示意图，其示出了在密封体表面形成的一个凸起；图6是图4中压缩后的约束套与密封体的结构示意图；图7是根据本技术另一个实施例的胶筒的部分结构示意图图8是图7中内层内芯的结构示意图；图9是根据本技术一个实施例的三段式的胶筒的结构示意图。图中的附图标记如下：10-胶筒，101-外表面，102-内表面，103-通孔，104-第一端部，105-第二端部；106-内层内芯，107-中层内芯，108-外层内芯，109-胶体，110-开口；20-约束套，21-缩口端，22-扩口端；30-中心管；40-套管；50-密封体；60-凸起；200-压缩式封隔器；A-轴向方向；F-轴向压力。具体实施方式封隔器是油田井下采油的一种关键工具，广泛使用于油田分注、分层改造、分层采油、机械管道堵水等多种作业目的需要，封隔器需要进行环空的封隔，而实现环空封隔的核心部件是胶筒。胶筒作为封隔器的核心部件，它的质量直接影响封隔器的使用效果和使用寿命，在封隔器中起着决定性的作用。专利技术人发现，由于构成胶筒的胶体的软硬有差异，例如，当使用聚醚醚酮材料为胶体时，由于聚醚醚酮较硬，达到坐封时的压力较大。当使用较软的胶体制成胶筒时，该胶筒会因无法承受住额定大小的轴向压力而被压溃。如图1所示的压缩式封隔器200具有本申请的胶筒10，所述胶筒10整体为筒状。压缩式封隔器200需要在井筒中把不同的油层、水层分隔开并承受一定压差，要求既能下到井筒预定位置，封隔严，又能在井下具有耐久性，需要时可顺利起出。在如图2所示的一个实施例中，提供一种胶筒10，胶筒10具有密封体50，密封体50具有位于中心的通孔103，该通孔103由内表面102所形成，外表面101位于与内表面102相对应的通孔103的外侧处，胶筒10两端为第一端部104和第二端部105。当轴向方向A的轴向压力F作用于第一端部104和第二端部105时，胶筒10整体将被轴向压缩而径向扩张，促使外表面101向外凸起以及内表面102向内凸起。压缩完成后，内表面102与图1中的中心管30密封，外表面101与图1中的套管40密封。参见图4、图5和图6，一般地，内表面102与中心管30之间的空隙较小，而外表面101与套管40之间的间隙较大，由于中心管30和套管40的限定作用，所以导致外表面101向外凸起的程度大于内表面102向内凸起的程度。专利技术人在解决胶体较软的过程中，曾在胶体中掺杂多个相互分离的耐高温高压的纤维丝，该结构能在一定程度上能够解决胶筒10整体偏软的问题。但是，专利技术人进一步发现，虽然掺杂的纤维丝与胶体相连，但各个纤维丝之间基本不连接或者连接较少，所以只能有限地增加胶筒10的硬度。所以，专利技术人设计了如下的技术方案：使用相互交叉的多根纤维丝组成一个内芯，这样结构的内芯具有一定的在径向方向的延展性，或者说，内芯能在一定范围内直径变大而不发生断裂，在内芯直径变大的过程中，相互交叉的纤维丝将抵消一部分促使其直径变大的轴向压力F，从而若要使得内芯的直径增大到一定程度，需要提供更大的轴向压力F。尤其是，胶体109分布于各所述内芯的表面上和内部并将各纤维丝粘接的设计，造成胶体109将各交叉的纤维丝紧紧地连接在一起，若要使得内芯的直径增大到一定程度，需要提供的轴向压力F就更大了。也就是说，胶液固化为胶体，胶体将各纤维丝粘接而形成一个抵抗力，各纤维丝交叉又形成一个抵抗力，在这两个抵抗力的作用下，胶筒10整体比较难压缩，这表现为胶筒10变硬。专利技术人经过试验，发现可以通过改变内芯的厚度来大概调整相互交叉的纤维丝的数量，进而能调整所需的轴向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有螺旋状内芯的胶筒，具有密封体，所述密封体(50)具有位于中心的通孔(103)、位于通孔(103)处的内表面(102)、与所述内表面(102)相对应的外表面(101)、以及分别位于所述胶筒(10)两端的第一端部(104)和第二端部(105)，其特征在于，所述胶筒(10)包括多个均呈筒状的内芯，各所述内芯整体上沿所述胶筒(10)的轴向方向延伸并在所述轴向方向设有开口(110)，各所述内芯整体上呈螺旋状围绕所述通孔(103)并向所述外表面(101)方向扩展；其中，各所述内芯均具有相互交叉的耐高温高压的多根纤维丝，胶体(109)分布于各所述内芯的表面上和内部并将各所述纤维丝粘接。

【技术特征摘要】
1.一种具有螺旋状内芯的胶筒，具有密封体，所述密封体(50)具有位于中心的通孔(103)、位于通孔(103)处的内表面(102)、与所述内表面(102)相对应的外表面(101)、以及分别位于所述胶筒(10)两端的第一端部(104)和第二端部(105)，其特征在于，所述胶筒(10)包括多个均呈筒状的内芯，各所述内芯整体上沿所述胶筒(10)的轴向方向延伸并在所述轴向方向设有开口(110)，各所述内芯整体上呈螺旋状围绕所述通孔(103)并向所述外表面(101)方向扩展；其中，各所述内芯均具有相互交叉的耐高温高压的多根纤维丝，胶体(109)分布于各所述内芯的表面上和内部并将各所述纤维丝粘接。2.根据权利要求1所述的具有螺旋状内芯的胶筒，其特征在于，在所述轴向方向上，数量为一个的所述内芯的长度等于所述通孔(103)的长度。3.根据权利要求1所述的具有螺旋状内芯的胶筒，其特征在于，在所述轴向方向上，数量为至少两个的所述内芯相互粘接并且粘接的各所述内芯的长度之和等于所述通孔(103)的长度。4.根据权利要求1所述的具有螺旋状内芯的胶筒，其特征在于，所述内芯的厚度为1.8mm-2.5mm，所述内芯的数量为10-15。5.根据权利要求1所述的具有螺旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋炜，金浪滔，
申请(专利权)人：天鼎联创密封技术北京有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11