[实用新型]一种可快速降解的密封结构

说明书

本实用新型保护了一种可快速降解的密封结构，包括中空的圆台形的可降解金属锥体，可降解金属锥体的外壁滑动套设有相互紧贴的可降解金属密封环和可降解金属承压环，可降解金属密封环靠近可降解金属锥体的大口径端，且可降解金属密封环的外壁开设环形凹槽，环形凹槽内套设可降解橡胶密封圈，当套管内壁尺寸偏差较大时，密封环凹槽内的星型可降解橡胶密封圈用于保证填补套管与密封环之间的不规则间隙。可快速降解的密封结构用作油气井压裂封隔工具的密封机构，主要目的是实现压裂过程中的段间封隔，具有机构简单、密封可靠、压裂结束后可快速降解的优点，解决了采用传统橡胶密封的压裂工具在压裂后井筒处理难度大的问题。

技术领域

本实用新型属于井下作业工具领域，具体涉及一种可快速降解的密封结构。

背景技术

油气井压裂过程，段间封隔主要依靠桥塞、封隔器、可溶球座等工具，该类工具的核心为密封机构，用于阻隔段间流体的流动。目前密封机构主要采用橡胶密封，压裂结束后为恢复井筒全通径，需要起出封隔器或钻磨桥塞，施工难度大、风险高。

近年来兴起了可溶橡胶密封和可溶金属密封，然而，可溶橡胶密封件溶解速度慢，在压裂结束后需要的降解时间长，影响后期排液；可溶金属密封要求可溶金属既具有高塑性又要具有高强度，二者存在矛盾，延伸率高则承压能力差，承压能力差，形变时容易断裂，目前的可溶金属材料的机械性能还无法满足要求。

此外，受套管成型工艺限制，部分套管内壁为不规则的圆柱面，根据统计数据显示，内径尺寸偏差最大可达1mm，因此单一的可溶金属密封难以有效封隔段间压差。

实用新型内容

本实用新型实施方式提供了一种可快速降解的密封结构，其目的一是解决单一的可溶金属密封的金属无法同时达到高塑性和高强度的问题；其目的二是解决可溶橡胶密封存在的降解时间长，影响后期排液的问题；其目的三是现有的密封结构仅能应用于圆柱面的套管，无法满足不规则套管表面使用的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种可快速降解的密封结构，至少包括中空的圆台形的可降解金属锥体，可降解金属锥体的外壁滑动套设有相互紧贴的可降解金属密封环和可降解金属承压环，可降解金属密封环靠近可降解金属锥体的大口径端且可涨紧套设于大口径端，且可降解金属密封环的外壁开设环形凹槽，环形凹槽内套设可降解橡胶密封圈；

可降解金属锥体的中空腔体的腔壁向轴向中心线延伸形成用于承接可溶球的承接腔。

进一步地，可降解金属锥体的表面开设有与中空腔体连通的若干个通孔，所有的通孔沿可降解金属锥体的表面呈螺旋形分布。

优选地，可降解金属密封环的内圈表面为锥面，锥面与可降解金属锥体的外壁贴合，可降解金属密封环的外圈表面为圆柱面，环形凹槽开设于该圆柱面，且环形凹槽的深度小于可降解橡胶密封圈的厚度。

进一步地，可降解橡胶密封圈采用的具有星型截面的星型密封圈，星型密封圈的宽度小于5mm。

优选地，可降解金属承压环的内圈表面为锥面，锥面与可降解金属锥体的外壁贴合，可降解金属承压环的外圈表面为圆柱面。

进一步地，可降解金属锥体的外表面与可降解金属承压环的内圈预留间隙，且可降解金属承压环的外径小于可降解金属密封环的外径。

优选地，可降解金属锥体和可降解金属承压环采用不同硬度的可降解金属材料制成，其中可降解金属承压环的硬度值大于可降解金属锥体的硬度值。

进一步地，可降解金属锥体具有大口径端和小口径端，它的大口径端的端部设有用于连接坐封工具的适配器的台肩，它的小口径端的端部外壁设有用于连接坐封工具的推筒的螺纹。

本实用新型还保护了一种可快速降解的密封结构的应用方法：将可快速降解的密封结构置于坐封工具的适配器与坐封工具的推筒之间并随坐封工具下入套管内，其中，可降解金属锥体的大口径端与适配器连接，可降解金属锥体的小口径端与推筒连接；