雙膠筒熱採封隔器的軸向壓縮機構的製作方法
2023-06-19 10:06:31
雙膠筒熱採封隔器的軸向壓縮機構的製作方法
【專利摘要】一種雙膠筒熱採封隔器的軸向壓縮機構，所述軸向壓縮機構安裝在雙膠筒熱採封隔器的中心管上，所述中心管內套管由內中心管，所述內中心管的其中一端的端部安裝上接頭，所述中心管上遠離所述內中心管的一端安裝有下接頭；所述軸向壓縮機構沿所述中心管的軸線移動壓縮雙膠筒熱採封隔器的壓縮膠筒；所述壓縮膠筒內套裝有套筒，其特徵在於：所述軸向壓縮壓縮機構包括上錐體、下錐體與卡瓦；所述上錐體、所述卡瓦與所述下錐體依次安裝在所述中心管上；所述上錐體的錐面、所述下錐體的錐面分別與所述卡瓦兩端的內側斜面相貼合。上述軸向壓縮機構專門針對雙密封膠筒的情況，可廣泛應用於海上石油熱採施工工藝中。
【專利說明】雙膠筒熱採封隔器的軸向壓縮機構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及海上石油熱採時使用的井下工具領域，特別涉及一種用於封隔油套環空的封隔器的軸向壓縮機構。
【背景技術】
[0002]多元熱流體吞吐和多元熱流體驅動是海上稠油開採的有效技術方法，熱採封隔器是熱流體注入管柱的重要組成部件，其作用是在注入熱流體過程中封隔油層以上的油套環空，防止高溫流體進入套管和隔熱管組成的環形空間，從而達到減少井筒的熱損失，且保護油層套管的目的。在注熱流體結束，轉到採油過程中，封隔器仍能夠具有密封作用。
[0003]一般而言，熱採封隔器主要通過單獨的壓縮或者單獨的楔入方式擠壓膠筒實現坐封，密封性能不夠好，密封持久度不高。大多數熱採封隔器為注蒸汽封隔器，也就是在高溫下具有密封性能，當封隔器經過高溫降到低溫狀態下就失去密封性能，不能在低溫下保持密封作用。大多數熱採封隔器在高溫下的承壓能力有限，一般不超過15MPa。而且大多數熱採封隔器功能單一，無法和井下其他工具配合使用，不具備丟手功能。
實用新型內容
[0004]為解決現有的熱採封隔器擠壓膠筒的方式單一，密封性能不好，在密封環境發生變化時，密封容易失效的問題，本實用新型提出一種正對雙膠筒密封的熱採封隔器的軸向壓縮機構。其具體技術方案如下:
[0005]一種雙膠筒熱採封隔器的軸向壓縮機構，所述軸向壓縮機構安裝在雙膠筒熱採封隔器的中心管上，所述中心管內套管由內中心管，所述內中心管的其中一端的端部安裝上接頭，所述中心管上遠離所述內中心管的一端安裝有下接頭；所述軸向壓縮機構沿所述中心管的軸線移動壓縮雙膠筒熱採封隔器的壓縮膠筒；所述壓縮膠筒內套裝有套筒，其特徵在於:所述軸向壓縮壓縮機構包括上錐體、下錐體與卡瓦；
[0006]所述上錐體、所述卡瓦與所述下錐體依次安裝在所述中心管上；所述上錐體的錐面、所述下錐體的錐面分別與所述卡瓦兩端的內側斜面相貼合。
[0007]進一步地，所述軸向壓縮機構還包括坐封組件；所述坐封組件沿所述中心管的軸線移動壓縮所述壓縮膠筒。
[0008]進一步地,所述坐封組件包括上活塞與傳力套；
[0009]所述上活塞套裝在所述內中心管上；所述傳力套抵靠在所述上活塞上安裝所述上接頭的另一端的端部。
[0010]進一步地，所述軸向壓縮機構還包括鎖緊組件；所述鎖緊組件用於限定所述軸向壓縮機構的位置。
[0011]進一步地，所述鎖緊組件包括外套、打撈頭、上擋環與銷釘；
[0012]所述中心管的端部設置第一缺口，所述打撈頭的一端設置凸臺；
[0013]所述外套套裝在所述中心管的外部，所述外套的兩端分別與所述傳力套、所述上擋環連接，所述外套上安裝所述上擋環的一端設置第二缺口 ；
[0014]所述凸臺對應安裝在所述第一缺口與所述第二缺口中，所述打撈頭通過所述銷釘固定在所述中心管上。
[0015]進一步地，所述鎖緊組件還包括坐封銷釘；所述套筒上連接所述上錐體的另一端通過所述坐封銷釘與所述上擋環固定。
[0016]進一步地，所述壓縮膠筒由兩種或兩種以上材質的橡膠複合而成；所述壓縮膠筒的材質可耐高溫350攝氏度。
[0017]本實用新型相對於現有技術的有益效果如下:
[0018]本實用新型所述軸向壓縮機構，專門針對雙膠筒密封的熱採封隔器而設計，通過設計獨特的坐封組件、鎖緊組件及壓縮膠筒形式，實現雙膠筒熱採封隔器在座封過程中，壓縮膠筒作為主密封件首先進行坐封，楔入膠筒作為輔助密封件，雙重密封作用確保熱採封隔器在注熱過程、採油過程中高壓、高低溫交替的環境下的密封性能，從而確保雙膠筒熱採封隔器能夠長期保持密封，具有較高的密封持久度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為採用本實用新型軸向壓縮機構的雙膠筒熱採封隔器的半剖示意圖；
[0020]圖2為圖1的A— A的截面示意圖；
[0021]圖3為本實用新型的雙膠筒熱採封隔器的下接頭部分的局部示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述。
[0023]請參閱圖1所示，其為採用本實用新型軸向壓縮機構的雙膠筒熱採封隔器的半剖示意圖，一種雙膠筒熱採封隔器，包括上接頭1、下接頭31、中心管7、內中心管4、套筒12、壓縮膠筒11、楔入膠筒26、軸向壓縮機構與楔入機構。
[0024]內中心管4的其中一端的端部安裝上接頭I ;較優地，上接頭I通過螺紋與內中心管4連接。內中心管4的外部套裝中心管7。
[0025]中心管7的外部套裝套筒12，中心管7上遠離內中心管4的一端安裝下接頭31。
[0026]壓縮膠筒11套裝在套筒12的外部，軸向壓縮機構安裝在中心管7上，軸向壓縮機構沿中心管7的軸線移動壓縮壓縮膠筒11 ;楔入膠筒26套裝在下接頭31的外部，楔入機構安裝在下接頭31上，楔入機構沿下接頭31的軸線移動壓縮楔入膠筒26。
[0027]本實用新型的熱採封隔器具有雙重密封作用，壓縮膠筒11作為主密封件首先進行坐封，楔入膠筒26作為輔助密封件，雙重密封作用確保熱採封隔器在注熱過程、採油過程中高壓、高低溫交替的環境下的密封性能，從而確保熱採封隔器能夠長期保持密封，具有較高的密封持久度，同時具有較長的使用壽命。
[0028]其中，軸向壓縮機構包括上錐體14、下錐體20與卡瓦17。
[0029]中心管7上依次安裝鎖環6、外套8、套筒12、上錐體14、卡瓦17與下錐體20 ;上錐體14的錐面、下錐體20的錐面分別與卡瓦17兩端的內側斜面相貼合。中心管7上安裝下錐體20的一端的端部安裝下接頭31。
[0030]楔入膠筒26在坐封過程中對卡瓦17進一步壓緊，可以增強卡瓦17的錨定力，提高熱採封隔器中管柱的承壓能力。
[0031]較優地，卡瓦17外罩有卡瓦套16，卡瓦套16用於扶正與定位卡瓦17的運動。
[0032]較優地，下錐體20通過止動環22與卡瓦套16連接，止動環22與卡瓦套16螺紋連接，止動環22上有凸出臺階，其作用為防止下錐體20脫出卡瓦套16。
[0033]較優地，中心管7的上端外表面與鎖環6內表面通過螺紋相互嚙合，保證鎖環6隻能單向移動。
[0034]本實用新型增加楔入膠筒26進行坐封，可以滿足海上熱採井要求熱採封隔器在採油過程中都具有很好的耐壓密封性能。
[0035]作為一種可實施的方式，套筒12的一端與上錐體14連接。較優地，套筒12的一端通過螺紋與上錐體14連接，且套筒12與上錐體14之間設置密封圈。
[0036]作為一種可實施的方式，軸向壓縮機構還包括坐封組件與鎖緊組件；
[0037]坐封組件沿中心管7的軸線移動壓縮壓縮膠筒11，以完成坐封過程；鎖緊組件用於限定軸向壓縮機構的位置。
[0038]作為一種可實施的方式，坐封組件包括鋼套2、上活塞3與傳力套5 ；
[0039]上活塞3套裝在內中心管4上；傳力套5抵靠在上活塞3上安裝上接頭I的另一端的端部。
[0040]較優地，鋼套2套裝在上活塞3的外部，且鋼套2通過螺紋與上接頭I連接；上活塞3的端部抵靠在上接頭I上。上接頭I與上活塞3之間、上活塞3與鋼套2之間、上活塞3與內中心管4之間均設置有密封圈。
[0041]作為一種可實施的方式，鎖緊組件包括外套8、打撈頭9、上擋環10、下擋環13與銷釘。
[0042]中心管7的端部設置第一缺口，打撈頭9的一端設置凸臺；外套8套裝在中心管7的外部，外套8的兩端分別與傳力套5、上擋環10連接，外套8上安裝上擋環10的一端設置第二缺口。
[0043]凸臺對應安裝在第一缺口與第二缺口中，打撈頭9通過銷釘固定在中心管7上。
[0044]較優地，外套8的兩端分別通過螺紋與傳力套5、上擋環10連接。壓縮膠筒11的兩端抵靠在上擋環10與下擋環13。
[0045]請結合圖2所示,其為圖1的A—A的截面示意圖,本實施例中，中心管7的上端設置有四個第一缺口，第一缺口為U型槽，打撈頭9的下端設置有四個凸臺，打撈頭9的凸臺裝配於中心管7的U型槽內；外套8的下端設置有四個第二缺口，第二缺口的深度較小，打撈頭9上凸臺的上部裝配於外套8的第二缺口內。
[0046]作為一種可實施的方式，鎖緊組件還包括坐封銷釘；套筒12上連接上錐體14的另一端通過坐封銷釘與上擋環10固定。
[0047]請參閱圖3所示，其為採用本實用新型的軸向壓縮機構的熱採封隔器的下接頭部分的局部示意圖，楔入機構包括扶正環24、楔入環27、下活塞30與滑動套32。
[0048]下接頭31上依次安裝扶正環24、第一鋼絲護網25、楔入膠筒26、楔入環27、第二鋼絲護網28、楔入護環29、下活塞30與滑動套32。
[0049]扶正環24與軸向壓縮機構的下錐體20連接；楔入膠筒26位於扶正環24與楔入環27之間，楔入膠筒26上與楔入環27接觸的一端設置第一斜面，楔入環27上與楔入膠筒26接觸的一端設置第二斜面，第一斜面與第二斜面相配合。楔入環27移動，第二斜面作用於第一斜面，擠壓楔入膠筒26。
[0050]下活塞30的內表面與下接頭31通過螺紋連接。
[0051]滑動套32套裝在下活塞30的外部，滑動套32沿下接頭31的軸線朝扶正環24的方向移動，第二鋼絲護網28套於楔入環27上，滑動套32推動楔入環27壓縮楔入膠筒26，當楔入環27受力楔進楔入膠筒26時，將擠壓第一鋼絲護網25與第二鋼絲護網28，兩者起到協助密封油套環形空間的作用。
[0052]較優地，第一鋼絲護網25抵靠在楔入膠筒26上與楔入環27不接觸的端面，第二鋼絲護網28抵靠在楔入環27上與楔入膠筒26不接觸的端面。
[0053]較優地，下活塞30與下接頭31之間，下活塞30與滑動套32之間均設置有密封圈。
[0054]作為一種可實施的方式，熱採封隔器還包括丟手機構。丟手機構用於使下接頭31與中心管7分離。丟手機構可以與井下其他工具相結合，提高了熱採封隔器的使用範圍。
[0055]作為一種可實施的方式，丟手機構包括鎖爪內套15、鎖爪18、滑套19、支撐環21、擋環23與解封銷釘。
[0056]鎖爪內套15與內中心管4上安裝上接頭I的另一端連接，鎖爪內套15套裝在中心管7的內部，滑套19套裝在鎖爪內套15的內部，滑套19與鎖爪內套15通過解封銷釘固定。
[0057]鎖爪內套15的一端與鎖爪18連接，較優地，鎖爪內套15的一端與鎖爪18通過螺紋連接。滑套19靠近下接頭31的一端與擋環23連接。支撐環21位於鎖爪內套15與擋環23之間，支撐環21抵靠在滑套19的端部。
[0058]較優地，鎖爪18具有八個爪片，且每個爪片的下端具有斜坡型結構。滑套19通過螺紋與擋環23連接。滑套19遠離下接頭31的一端的內表面為弧形。
[0059]作為一種可實施的方式，楔入膠筒26的材質可耐高溫350攝氏度。
[0060]作為一種可實施的方式，壓縮膠筒11由兩種或兩種以上材質的橡膠複合而成；壓縮膠筒11的材質可耐高溫350攝氏度。
[0061]本實用新型選用優質複合式壓縮膠筒11，使熱採封隔器在350攝氏度高溫與地層低溫的交替環境下，能夠持續耐壓20MPa，提高了使用壽命。
[0062]作為一種可實施的方式，內中心管4的中間位置套裝中心管7。
[0063]本實用新型的熱採封隔器通過熱採管柱下入井壁套管，直至預定深度，從井口投入球後，開始加液壓。當壓力達到設定值後，防遇阻銷釘剪斷，上活塞3移動，通過內中心管4與中心管7，將坐封力傳遞給上錐體14，上錐體14推動卡瓦17外伸，錨定套管壁。
[0064]上活塞3繼續移動，坐封銷釘被剪斷，並使上擋環10擠壓壓縮膠筒11，壓縮後的壓縮膠筒11密封油套環空，完成坐封。
[0065]繼續加液壓，當解封銷釘被剪斷，滑套19開始移動，滑套19的下端臺階將支撐環21推出鎖爪18外，隨後開始洩壓並上提輸油管柱。上接頭1、鋼套2、上活塞3、內中心管4、鎖爪內套15、鎖爪18、滑套19、支撐環21與擋環23 —起提出井底，其餘部件分離，完成丟手過程。
[0066]分離出的滑動套32、下活塞30和下接頭31圍成的腔體受到高壓作用，防坐封銷釘被剪斷，滑動套32在壓差作用下開始向上移動，同時帶動楔入環27和楔入護環29向上移動，楔入環27擠壓楔入式膠筒26、第一鋼絲護網25與第二鋼絲護網28，再一次對油套環空進行密封。
[0067]以上實施例僅為本實用新型的較佳實施例，並非用於限定本實用新型的保護範圍。因此，本領域技術人員應當理解，凡在本實用新型所記載的技術方案的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的權利要求界定的範圍內。
【權利要求】
1.一種雙膠筒熱採封隔器的軸向壓縮機構，所述軸向壓縮機構安裝在雙膠筒熱採封隔器的中心管上，所述中心管內套管由內中心管，所述內中心管的其中一端的端部安裝上接頭，所述中心管上遠離所述內中心管的一端安裝有下接頭；所述軸向壓縮機構沿所述中心管的軸線移動壓縮雙膠筒熱採封隔器的壓縮膠筒；所述壓縮膠筒內套裝有套筒，其特徵在於:所述軸向壓縮壓縮機構包括上錐體、下錐體與卡瓦； 所述上錐體、所述卡瓦與所述下錐體依次安裝在所述中心管上；所述上錐體的錐面、所述下錐體的錐面分別與所述卡瓦兩端的內側斜面相貼合。
2.根據權利要求1所述的雙膠筒熱採封隔器的軸向壓縮機構，其特徵在於:所述軸向壓縮機構還包括坐封組件；所述坐封組件沿所述中心管的軸線移動壓縮所述壓縮膠筒。
3.根據權利要求2所述的雙膠筒熱採封隔器的軸向壓縮機構，其特徵在於:所述坐封組件包括上活塞與傳力套； 所述上活塞套裝在所述內中心管上；所述傳力套抵靠在所述上活塞上安裝所述上接頭的另一端的端部。
4.根據權利要求3所述的雙膠筒熱採封隔器的軸向壓縮機構，其特徵在於:所述軸向壓縮機構還包括鎖緊組件；所述鎖緊組件用於限定所述軸向壓縮機構的位置。
5.根據權利要求4所述的雙膠筒熱採封隔器的軸向壓縮機構，其特徵在於:所述鎖緊組件包括外套、打撈頭、上擋環與銷釘； 所述中心管的端部設置第一缺口，所述打撈頭的一端設置凸臺； 所述外套套裝在所述中心管的外部，所述外套的兩端分別與所述傳力套、所述上擋環連接，所述外套上安裝所述上擋環的一端設置第二缺口 ； 所述凸臺對應安裝在所述第一缺口與所述第二缺口中，所述打撈頭通過所述銷釘固定在所述中心管上。
6.根據權利要求5所述的雙膠筒熱採封隔器的軸向壓縮機構，其特徵在於:所述鎖緊組件還包括坐封銷釘；所述套筒上連接所述上錐體的另一端通過所述坐封銷釘與所述上擋環固定。
【文檔編號】E21B33/128GK204060613SQ201420321240
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年6月16日 優先權日:2014年6月16日
【發明者】劉花軍, 孫永濤, 喻貴民, 王通, 周治春, 胡厚猛, 梅偉, 姬輝 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油田服務股份有限公司