高延展复合材料桥塞密封环的制作方法

1.本实用新型属于油气开采技术领域，涉及一种高延展复合材料桥塞密封环。


背景技术：

2.目前，由于石油压裂工艺中，温度变化很大，全金属桥塞由于适应温度很大，由常温到200摄氏度的使用范围，被广泛应用。在石油页岩气压裂过程中，水力压裂容易造成底层错动，使套管变形，直径变小，正常尺寸的桥塞无法通过。只有缩小桥塞的直径，才能通过套管变形区域，在通过变形区域后，需要桥塞密封环具有大延展性才能密封正常区域的井筒。现有的橡胶密封环其延展性和强度无法满足该工况下的要求。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有桥塞密封环延展性小和强度不足的问题，提供一种新型高延展复合材料桥塞密封环。
4.根据本实用新型的一种高延展复合材料桥塞密封环，所述密封环由合金丝编织或缠绕而成的结构作为本体，再与有机高分子材料复合形成复合材料结构；有机高分子材料填充本体结构的孔隙；所述本体在周向上呈弯曲迂回结构，使得实际周长大于相同表观直径的圆弧周长；工作状态下，在随其束缚内物体的体积涨大，弯曲迂回结构进行舒展从而使其直径会跟随变大。
5.具体情况下，所述合金丝为镁合金丝或铝合金丝。
6.在一具体实施例中，所述本体在周向上呈拱形波纹结构。
7.在另一具体实施例中，所述本体在周向上呈螺旋结构。
8.在又一具体实施例中，所述本体从上往下呈渐缩形，下端直径小于上端直径。
9.根据本实用新型的桥塞密封环，采用复合材料结构，增强其密封性，利用金属线编织结构、缠绕结构增加强度，通过金属变形工艺增大桥塞密封环的可用直径，同时提高桥塞金属密封环的延展性等相关性能，径向延展性可提供30％-200％。设置并被配置为能够沿径向膨胀以实现密封，减少可溶桥塞的锚定隔离机构的体积及桥塞直径，同时可以实现更大的密封比。解决了油气开采领域的小直径桥塞密封大直径套筒的作用。
附图说明
10.图1为根据本实用新型一个具体实施例的桥塞密封环的本体主视结构示意图。
11.图2为图1示出的桥塞密封环本体的俯视结构示意图。
12.图3为根据本实用新型另一个具体实施例的桥塞密封环的本体俯视结构示意图。
13.图4为根据本实用新型又一个具体实施例的桥塞密封环的本体立体结构示意图。
14.图5为图4示出的桥塞密封环本体的俯视结构示意图。
具体实施方式
15.下面结合附图对本实用新型进一步进行描述。本领域技术人员应当理解，以下描述仅用于解释本实用新型而非用于对其作出任何限制。
16.图1和图2示出了根据本实用新型一个实施例的桥塞密封环的本体结构。该桥塞密封环本体由多束镁合金丝或铝合金丝缠绕而成，在周向上呈拱形波纹结构。这种形态结构形成了一个圆周的波形补偿。当其内所束缚物体的体积膨胀变大，该形态构型会随着其体积的膨胀进行波纹补偿。
17.在图3示出的另一实施例中，该桥塞密封环本体由多束镁合金丝或铝合金丝缠绕而成，在周向上呈螺旋。这种形态结构也可以实现直径补偿功能。
18.图4和图5示出了又一种桥塞密封环的本体结构。该密封环本体采用镁合金丝或铝合金丝按经纬线交错编织而成，上端到下端直径逐渐变小。在桥塞下井过程中，这种从上往下的渐缩锥形结构使得桥塞下井过程中变得顺利。当桥塞件到达预定位置后，密封环受到径向张力作用，由于密封环具有大延展性，从而实现膨胀密封。
19.为了增强密封性能，本实用新型的桥塞密封环采用复合材料结构。由合金丝编织或缠绕而成的结构作为本体，再与有机高分子材料复合形成复合材料结构；有机高分子材料填充本体结构的孔隙。有机高分子材料为塑料、橡胶或树脂，例如可降解的聚乙烯、聚丙烯、环氧树脂、酚醛树脂等。
20.镁合金丝或铝合金丝在压裂液或井下液体中由于电化学作用能够发生自溶解，当压裂作业完成后，密封环可以在井下自行溶解。


技术特征：
1.一种高延展复合材料桥塞密封环，其特征在于，所述密封环由合金丝编织或缠绕而成的结构作为本体，再与有机高分子材料复合形成复合材料结构；有机高分子材料填充本体结构的孔隙；所述本体在周向上呈弯曲迂回结构，使得实际周长大于相同表观直径的圆弧周长；工作状态下，在随其束缚内物体的体积涨大，弯曲迂回结构进行舒展从而使其直径会跟随变大。2.根据权利要求1所述的高延展复合材料桥塞密封环，其特征在于，所述合金丝为镁合金丝或铝合金丝。3.根据权利要求1所述的高延展复合材料桥塞密封环，其特征在于，所述本体在周向上呈拱形波纹结构。4.根据权利要求1所述的高延展复合材料桥塞密封环，其特征在于，所述本体在周向上呈螺旋结构。5.根据权利要求1所述的高延展复合材料桥塞密封环，其特征在于，所述本体从上往下呈渐缩形，下端直径小于上端直径。

技术总结
本实用新型公开了一种高延展复合材料桥塞密封环，所述密封环由合金丝编织或缠绕而成的结构作为本体，再与有机高分子材料复合形成复合材料结构；有机高分子材料填充本体结构的孔隙；所述本体在周向上呈弯曲迂回结构，使得实际周长大于相同表观直径的圆弧周长；工作状态下，在随其束缚内物体的体积涨大，弯曲迂回结构进行舒展从而使其直径会跟随变大。根据本实用新型的桥塞密封环，利用金属线编织或缠绕结构增加强度，通过金属变形工艺增大桥塞密封环的可用直径，同时提高桥塞金属密封环的延展性等相关性能，径向延展性可提供30％-200％。200％。200％。


技术研发人员：王小权 刘志良 辛勇亮 刘福建 朱正喜 席君杰
受保护的技术使用者：北京光明橡塑制品厂
技术研发日：2021.10.15
技术公布日：2022/2/8