油井測試環保型防噴裝置的製作方法
2023-04-30 11:06:26 1
專利名稱：油井測試環保型防噴裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種油田井下帶壓測試防噴裝置，尤其涉及一種油井測試環保型防噴裝置背景技術井口防噴裝置是油田井下測試中必須使用的井口裝置，井下儀器或工具連接在穿過防噴裝置的電纜上並下放到井中進行測試，在測試中，電纜隨儀器工具的上下移動而移動，儀器工具在油井中處於高壓環境，因此連接儀器工具的電纜的下端處於高壓環境中，上端處於常壓環境中，井口防噴裝置即是為電纜提供從常壓到高壓的工作通道，起到將井下高壓與地面常壓隔離的作用，防止噴油水並減少溢流。現在使用的井口防噴裝置，採用了由阻流管及其外殼組成的阻流管組件和防噴裝置內設置密封膠塊的結構，裝納測試儀器的防噴管中的電纜是穿過防噴裝置中的阻流管進行降壓的，阻流管與電纜之間間隙較小，對流過的井液起到降壓作用，經過一定距離的阻流管，一般3-7節可實現井下高壓與地面常壓的隔離，再結合使用密封膠塊擠壓電纜以實現對井下高壓井液的密封，少量流出的井液小部分附著到電纜上，部分隨著防噴裝置中的溢流管道排出。由於在測試中電纜因磨損、變形等原因而粗細不勻，且阻流管的最小孔徑為使電纜通過，總是要大於電纜的最大外徑，加之阻流管也因電纜的偏置產生偏磨而變形，從而降低了阻流管對井液的密封能力，因此阻流管在使用中對井液的密封是不穩定的，從溢流管中排出的井液量難以控制，經常因井液大量排出難以回收而汙染環境，造成經濟損失與環境汙染；此外，現在使用的電纜測試作業中的井口防噴裝置，電纜是穿過防噴裝置中的密封膠塊進行密封的，密封膠塊包容電纜的中心孔是圓柱形孔，與電纜接觸面積大，阻力大，因而在電纜作業中，經常出現以下幾種情況1因密封膠塊作業中產生磨損而不能進行有效氣液密封，2因井下高壓及現有膠塊的形狀結構缺陷密封過緊而使儀器不能下放測試，3因為單級膠塊密封控制效果差，溢流量大造成環境汙染，且使用不便。因此，對於高壓油井的測試特別是高壓氣井的測試，常規的井口防噴裝置成功率低，作業難度大。
實用新型內容本實用新型的主要目的在於針對上述問題提供一種能夠減小井液溢出汙染、在地面控制溢流狀態、方便現場操作的環保型油井測試防噴裝置。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是一種油井測試環保型防噴裝置，包括動密封溢流控制組件，殼體，其特徵在於所述的動密封溢流控制組件採用雙級動密封溢流控制總成，所述的殼體採用了複合多種結構功能的殼體總成，同時還設置了液壓控制防噴總成，殼體總成的上端為帶內密封面的端面，可相對於殼體總成的殼體內壁上下移動的液壓控制防噴總成安裝在殼體總成內，與液壓控制防噴總成連接的雙級動密封溢流控制總成安裝於殼體總成內的中心位置，殼體總成的下端和油井測試防噴系統的阻流管組件的上端連接。
所述的殼體總成由上外殼體、防噴主殼體、下密封殼體、液壓彎頭及溢流彎頭組成；液壓彎頭密封固定安裝在上外殼體上部，上外殼體對應於液壓彎頭的位置開有引壓孔，上外殼體通過絲扣與防噴主殼體固定連接，防噴主殼體通過絲扣與下密封殼體固定連接，並由密封圈進行密封，下密封殼體內壁與裝入其中的防噴主殼體外壁之間形成環形空間，防噴主殼體在靠近環形空間頂部位置開有溢流小孔，溢流彎頭密封固定安裝於防噴主殼體外側，下密封殼體的下端內側為密封面與阻流管連接，其下端外側與阻流管外殼固定連接。
所述的液壓控制防噴總成由壓注油杯、儲油架、液壓塞、上防噴調節塞、傳動推套、液壓塞彈簧、下防噴調節塞、復位彈簧組成；壓注油杯安裝於儲油架上，中心為電纜通道的儲油架的下部為工形環槽，與液壓塞內壁形成環形空間，其上部對應於壓油注杯的位置開有潤滑油流道，儲油架通過絲扣固定在可相對於上外殼體上下移動的液壓塞的上部，液壓塞的上部安裝在上外殼體上端的內密封孔中，與上外殼體通過密封圈密封連接，液壓塞下部安裝在上外殼體內，並通過密封圈密封連接，液壓塞下端的中心孔壁通過絲扣與中心為電纜通道的上防噴調節塞固定連接，並由密封圈密封，液壓塞的下端與液壓塞彈簧相連接，液壓塞彈簧置於防噴主殼體的頂端，傳動推套安裝在液壓彈簧內側，其頂部與液壓塞相連接，分為四個支腿的底部與可相對於防噴主殼體作上下移動的下防噴調節塞頂面相連接，下防噴調節塞的中心為電纜通道，其中部對應於溢流彎頭的位置開有溢流孔道、其下部安裝在防噴主殼體內，並通過密封圈與防噴主殼體內壁進行密封，多個復位彈簧均勻設置在防噴主殼體與下防噴調節塞之間的環形空間內，復位彈簧的頂端與下防噴調節塞相連接，其底端與防噴主殼體相連接。
所述的雙級動密封溢流控制總成由膠塊密封室、上密封膠塊、下密封膠塊、上降壓絲母、下降壓絲母、上密封殼體、上溢流通道墊片及下溢流通道墊片組成；密封膠塊的中心開有錐形通孔；溢流通道墊片開有徑向通孔，膠塊密封室與上密封殼體通過絲扣固定連接並由密封圈密封，可相對上防噴調節塞上下移動的膠塊密封室套在上防噴調節塞上，並用密封圈密封，上密封殼體為底面外側帶有中心為電纜通道的柱塞的圓筒形結構，圓筒外側底部為環周凸緣，環周凸緣上開有插入傳動推套四個支腿的弧形長孔，膠塊密封室下部外側與上密封殼體之間留有環形空間，膠塊密封室靠近環形空間頂部位置開有溢流小孔，上溢流通道墊片位於上密封殼體內的圓筒底面，其中心開有電纜過孔，膠塊密封室的底部與設置在膠塊密封室內的上密封膠塊的底部均與上溢流通道墊片連接，上密封膠塊的頂部與上防噴調節塞和上降壓絲母連接，上降壓絲母通過絲扣固定連接在上防噴調節塞下部外側，上密封殼體通過絲扣固定在防噴主殼體上，上密封殼體的下部柱塞安裝在可相對其上下移動的下防噴調節塞內，並與下防噴調節塞之間通過密封圈密封，下降壓絲母通過絲扣固定在下防噴調節塞下端外側，下溢流通道墊片安裝在下密封殼體底部的內底面上，其頂面與防噴主殼體的底部相連接，下密封膠塊安裝於防噴主殼體下部內側，下密封膠塊的底部與下溢流通道墊片相連接，下密封膠塊的頂部與下防噴調節塞及下降壓絲母相連接。
本實用新型的優點是提供出一種油井測試環保型防噴裝置，作為油井測試防噴系統的組成部分，安裝於防噴系統的上部，下端與阻流管組件相連接，適用於電纜測試作業。當井液經過阻流管後並不直接進入溢流彎頭排出，而是再一次進行溢流控制後才進入溢流彎頭排出，並且操作人員可在地面通過手壓泵將液壓油注入到防噴裝置中來調節電纜與密封膠塊的間隙，達到有效控制溢流排出量又不影響電纜起下作業，減小井液溢流對環境的汙染；此外由於操作人員在地面可對防噴系統的密封狀態進行控制，方便操作並增加設備運行的可靠性；由於在密封膠塊的兩端壓力基本上是平衡的，防止密封膠塊因單向壓力過大而抱死電纜或產生翻轉，尤其採用了錐孔膠塊與電纜之間的接觸面減小，受壓力變形時也不會將電纜抱死而自鎖，提高了防噴系統在高壓井測試的成功率，因此該裝置具有環保、方便、可靠性高等優點。
圖1是油井測試環保型防噴裝置的總體結構及在防噴系統中連接示意圖圖2是圖1的放大剖視結構及連接示意圖；圖3是圖2中放大A-A剖面圖；
圖4是圖2中放大B-B剖面圖。
圖中1阻流管組件，2殼體總成，3雙級動密封溢流控制總成，4液壓控制防噴總成，5電纜，6阻流管，7阻流管外殼，8膠塊密封室，9傳動推套，10溢流通道墊片，11密封圈，12防噴主殼體，13密封圈，14降壓絲母，15下密封殼體，16密封圈，17上外殼體，18密封膠塊，19密封圈，20密封圈，21密封圈，22溢流彎頭，23下防噴調節塞，24密封圈，25復位彈簧，26上密封殼體，27密封圈，28液壓塞彈簧，29密封圈，30密封圈，31上防噴調節塞，32液壓彎頭，33壓注油杯，34儲油架，35液壓塞。
以下結合附圖和實施例對本實用新型詳細說明。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型在現有的包括動密封溢流控制組件，殼體的防噴裝置的基礎上進行改進提供出具有雙級動密封溢流控制總成3，殼體總成2及液壓控制防噴總成4的油井測試環保型防噴裝置，殼體總成2的上端為帶內密封面的端面，可相對於殼體總成2的殼體內壁上下移動的液壓控制防噴總成4安裝在殼體總成2內，與液壓控制防噴總成4連接的雙級動密封溢流控制總成3安裝於殼體總成2內的中心位置，殼體總成2的下端和油井測試防噴系統的阻流管組件1的上端連接。阻流管組件1由阻流管6及阻流管外殼7組成，是現有的電纜井口測試防噴系統的必備構件，與井下儀器連接的電纜5從阻流管組件1及該防噴裝置的中心穿過並進行起下作業。
參見圖2，殼體總成2由上外殼體17、防噴主殼體12、下密封殼體15、液壓彎頭32及溢流彎頭22組成；液壓彎頭32通過錐型密封絲扣安裝於上外殼體17上部，液壓彎頭32內的通孔為注入液壓油提供通道，液壓彎頭32的另一端連接地面手壓泵壓力管線，上外殼體17對應於液壓彎頭32的位置開有引壓孔，這可使地面手壓泵的液壓傳送到上外殼體17內部。密封圈27安裝在上外殼體17上端開的內密封孔的密封槽內，上外殼體17通過絲扣與防噴主殼體12固定連接，防噴主殼體12通過絲扣與下密封殼體15固定連接，並由密封圈21進行密封，下密封殼體15內壁與裝入其中的防噴主殼體12外壁之間形成環形空間，防噴主殼體12在靠近環形空間頂部位置開有溢流小孔，以確保井液壓力傳送通道的形成。溢流彎頭22通過錐型密封絲扣固定安裝於防噴主殼體12外側，溢流彎頭內的通孔為井液溢出提供通道，溢流彎頭的另一端連接溢流管線。下密封殼體15的下端內側為密封面與阻流管6連接，並由密封圈16密封，其下端外側以絲扣與阻流管外殼7固定連接。
參見圖2、圖3，圖4，液壓控制防噴總成4由壓注油杯33、儲油架34、液壓塞35、上防噴調節塞31、傳動推套9、液壓塞彈簧28、下防噴調節塞23、復位彈簧25組成；壓注油杯33安裝於儲油架34上，為單向凡爾結構，中心為電纜5通道的儲油架34的下部為工形環槽，與液壓塞35內壁形成環形空間，儲油架34上部對應於壓注油杯33的位置開有潤滑油流道，潤滑油在一定的壓力下可以注入到壓注油杯33並進入儲油架34與液壓塞35內壁之間的環形空間；儲油架34通過絲扣固定在可相對於上外殼體17上下移動的液壓塞35的上部，液壓塞35的上部安裝在上外殼體17上端的內密封孔中，與上外殼體17通過密封圈27密封連接，液壓塞35下部安裝在上外殼體17內，並通過密封圈30與上外殼體17密封連接，液壓塞35下端的中心孔壁通過絲扣與中心為電纜通道的上防噴調節塞31固定連接，並由密封圈29進行密封，液壓塞35的下端與液壓塞彈簧28的上端相連接，液壓塞彈簧28置於防噴主殼體12的頂端，液壓塞35上下移動時將引起液壓塞彈簧28的伸縮。傳動推套9安裝在液壓彈簧28內側，其頂部與液壓塞35相連接，分為四個支腿的底部與可相對於防噴主殼體12作上下移動的下防噴調節塞23頂面相連接，當操作人員在地面用手壓泵將帶壓的壓力液通過液壓管線注入到液壓彎頭32中時壓力液沿液壓彎頭中的孔道進入到上外殼體17與液壓塞35之間的密閉空間，在壓力的作用下推動液壓塞35作相對於上外殼體17的向下移動，並帶動與液壓塞35相連接的上防噴調節塞31、傳動推套9一起向下移動，同時壓縮液壓塞彈簧28，當操作人員在地面減小手壓泵的泵壓，在液壓塞彈簧28的作用下則進行相反的過程，從而實現在地面進行人工控制調節防噴裝置及井液的溢流狀態。下防噴調節塞23頂部隨傳動推套9一起移動，下防噴調節塞23的中心為電纜5通道，其中部對應於溢流彎頭22的位置開有溢流孔道，使剩餘的井液從溢流孔中經溢流彎頭22與溢流管線排出；下防噴調節塞23的下部安裝在防噴主殼體12內，並通過密封圈13、密封圈11與防噴主殼體12內壁進行密封，本實施例中設有6個復位彈簧25均布在防噴主殼體12與下防噴調節塞23之間的環形空間內，復位彈簧25的頂端與下防噴調節塞23相連接，其底端與防噴主殼體12的內側臺階相連接，當下防噴調節塞23受傳動推套9向下推動時，則向下壓縮復位彈簧25，當傳動推套9的向下推力減小或消除時，復位彈簧25則將下防噴調節塞23恢復到起始狀態，從而實現對下防噴調節塞23的控制。
參見圖2、圖3，雙級動密封溢流控制總成3由膠塊密封室8、上密封膠塊18、下密封膠塊18、上降壓絲母14、下降壓絲母14、上密封殼體26、上溢流通道墊片10及下溢流通道墊片10組成；密封膠塊18的中心開有錐形通孔；溢流通道墊片10開有徑向通孔，膠塊密封室8與上密封殼體26通過絲扣固定連接並由密封圈19密封，可相對上防噴調節塞31上下移動的膠塊密封室8套在上防噴調節塞31上，並用密封圈24密封，上密封殼體26為底面外側帶有中心為電纜通道的柱塞的圓筒形結構，圓筒外側底部為環周凸緣，環周凸緣上開有插入傳動推套9四個支腿的弧形長孔；如圖3所示，傳動推套9其底部分為四個支腿，插入上密封殼體26環周凸緣上開的四個弧形長孔與下防噴調節塞23頂面相連接。膠塊密封室8下部外側與上密封殼體26之間留有環形空間，膠塊密封室8靠近環形空間頂部位置開有溢流小孔，以確保上密封膠塊18的兩端壓力基本相同，這樣，上密封膠塊18不會因單向壓力過大而抱死電纜或產生翻轉。上溢流通道墊片10位於上密封殼體26內的圓筒底面，其中心開有電纜5過孔，膠塊密封室8的底部與設置在膠塊密封室8內的上密封膠塊18的底部均與上溢流通道墊片10連接，溢流通道墊片10徑向開有四個通孔，上溢通道流墊片10的通孔連通電纜通道和膠塊密封室8與上密封殼體26內壁之間的環形空間，上溢流通道墊片10中的供溢流用的通孔、膠塊密封室8與上密封殼體26之間的環形空間及膠塊密封室8上的溢流小孔構成了井液壓力傳送通道，可以將上密封膠塊18底部的壓力傳送到上密封膠塊的頂部，以保證上密封膠塊在高壓下不會產生自鎖。上密封膠塊18的頂部與上防噴調節塞31和上降壓絲母14連接，上降壓絲母14通過絲扣固定連接在上防噴調節塞31下部外側，當上防噴調節塞31隨液壓塞35向下移動時，帶動上降壓絲母14一起擠壓上密封膠塊18，上密封膠塊18受力向內變形擠壓其中心位置的電纜5，增大與電纜5之間的摩擦力，減小與電纜5之間的間隙，從而達到密封隨電纜帶上來的井液的作用。由於密封膠塊18的中心開有錐形通孔，因此與電纜之間的接觸面減小且受壓力變形時也不會將電纜抱死而自鎖，克服了目前使用的圓柱形通孔的密封膠塊的缺陷。密封膠塊變形量的大小與操作人員在地面所加泵壓的大小成正比，從而實現在地面控制防噴系統溢流狀態及調節電纜上下的活動能力。上密封殼體26通過絲扣固定在防噴主殼體12上，上密封殼體26的下部柱塞安裝在下防噴調節塞23內，並與下防噴調節塞23之間通過密封圈20密封，下防噴調節塞23可相對於上密封殼體26上下移動；下降壓絲母14通過絲扣固定在下防噴調節塞23下端外側，當下防噴調節塞23受傳動推套9推動向下移動時，下降壓絲母14和下防噴調節塞23一起擠壓下密封膠塊18，下溢流通道墊片10安裝在下密封殼體15底部的內底面上，下溢流通道墊片10頂面與防噴主殼體12的底部相連接，下密封膠塊18安裝於防噴主殼體12下部內側，下密封膠塊18的底部與下溢流通道墊片10相連接，下密封膠塊18的頂部與下防噴調節塞23及下降壓絲母14相連接；下溢流通道墊片10中的溢流通道、防噴主殼體12與下密封殼體15之間的環形空間及防噴主殼體12上的溢流孔構成了井液壓力傳送通道，可以將下密封膠塊18底部的壓力傳送到下密封膠塊18的頂部，以保證下密封膠塊18不會產生自鎖。和上密封膠塊18受力的原理相同，下密封膠塊18與電纜之間的間隙及摩擦力的大小與地面所加泵壓的大小成正比，操作人員可以根據井液的溢流情況、電纜在防噴管中的活動狀態及時調整所加泵壓的大小，從而減小油井測試中的井液溢出排量，達到保護環境的目的。本實用新型中採用的密封圈為O型圈。
權利要求1.一種油井測試環保型防噴裝置，包括動密封溢流控制組件，殼體，其特徵在於所述的動密封溢流控制組件採用雙級動密封溢流控制總成，所述的殼體採用了複合多種結構功能的殼體總成，同時還設置了液壓控制防噴總成，殼體總成的上端為帶內密封面的端面，可相對於殼體總成的殼體內壁上下移動的液壓控制防噴總成安裝在殼體總成內，與液壓控制防噴總成連接的雙級動密封溢流控制總成安裝於殼體總成內的中心位置，殼體總成的下端和油井測試防噴系統的阻流管組件的上端連接。
2.根據權利要求1所述的一種油井測試環保型防噴裝置，其特徵在於所述的殼體總成由上外殼體、防噴主殼體、下密封殼體、液壓彎頭及溢流彎頭組成；液壓彎頭密封固定安裝在上外殼體上部，上外殼體對應於液壓彎頭的位置開有引壓孔，上外殼體通過絲扣與防噴主殼體固定連接，防噴主殼體通過絲扣與下密封殼體固定連接，並由密封圈進行密封，下密封殼體內壁與裝入其中的防噴主殼體外壁之間形成環形空間，防噴主殼體在靠近環形空間頂部位置開有溢流小孔，溢流彎頭密封固定安裝於防噴主殼體外側，下密封殼體的下端內側為密封面與阻流管連接，其下端外側與阻流管外殼固定連接。
3.根據權利要求1所述的一種油井測試環保型防噴裝置，其特徵在於所述的液壓控制防噴總成由壓注油杯、儲油架、液壓塞、上防噴調節塞、傳動推套、液壓塞彈簧、下防噴調節塞、復位彈簧組成；壓注油杯安裝於儲油架上，中心為電纜通道的儲油架的下部為工形環槽，與液壓塞內壁形成環形空間，其上部對應於壓油注杯的位置開有潤滑油流道，儲油架通過絲扣固定在可相對於上外殼體上下移動的液壓塞的上部，液壓塞的上部安裝在上外殼體上端的內密封孔中，與上外殼體通過密封圈密封連接，液壓塞下部安裝在上外殼體內，並通過密封圈密封連接，液壓塞下端的中心孔壁通過絲扣與中心為電纜通道的上防噴調節塞固定連接，並由密封圈密封，液壓塞的下端與液壓塞彈簧相連接，液壓塞彈簧置於防噴主殼體的頂端，傳動推套安裝在液壓彈簧內側，其頂部與液壓塞相連接，分為四個支腿的底部與可相對於防噴主殼體作上下移動的下防噴調節塞頂面相連接，下防噴調節塞的中心為電纜通道，其中部對應於溢流彎頭的位置開有溢流孔道、其下部安裝在防噴主殼體內，並通過密封圈與防噴主殼體內壁進行密封，多個復位彈簧均勻設置在防噴主殼體與下防噴調節塞之間的環形空間內，復位彈簧的頂端與下防噴調節塞相連接，其底端與防噴主殼體相連接。
4.根據權利要求1所述的一種油井測試環保型防噴裝置，其特徵在於所述的雙級動密封溢流控制總成由膠塊密封室、上密封膠塊、下密封膠塊、上降壓絲母、下降壓絲母、上密封殼體、上溢流通道墊片及下溢流通道墊片組成；密封膠塊的中心開有錐形通孔；溢流通道墊片開有徑向通孔，膠塊密封室與上密封殼體通過絲扣固定連接並由密封圈密封，可相對上防噴調節塞上下移動的膠塊密封室套在上防噴調節塞上，並用密封圈密封，上密封殼體為底面外側帶有中心為電纜通道的柱塞的圓筒形結構，圓筒外側底部為環周凸緣，環周凸緣上開有插入傳動推套四個支腿的弧形長孔，膠塊密封室下部外側與上密封殼體之間留有環形空間，膠塊密封室靠近環形空間頂部位置開有溢流小孔，上溢流通道墊片位於上密封殼體內的圓筒底面，其中心開有電纜過孔，膠塊密封室的底部與設置在膠塊密封室內的上密封膠塊的底部均與上溢流通道墊片連接，上密封膠塊的頂部與上防噴調節塞和上降壓絲母連接，上降壓絲母通過絲扣固定連接在上防噴調節塞下部外側，上密封殼體通過絲扣固定在防噴主殼體上，上密封殼體的下部柱塞安裝在可相對其上下移動的下防噴調節塞內，並與下防噴調節塞之間通過密封圈密封，下降壓絲母通過絲扣固定在下防噴調節塞下端外側，下溢流通道墊片安裝在下密封殼體底部的內底面上，其頂面與防噴主殼體的底部相連接，下密封膠塊安裝於防噴主殼體下部內側，下密封膠塊的底部與下溢流通道墊片相連接，下密封膠塊的頂部與下防噴調節塞及下降壓絲母相連接。
專利摘要本實用新型涉及一種油井測試環保型防噴裝置，包括動密封溢流控制組件，殼體，其特徵在於所述的動密封溢流控制組件採用雙級動密封溢流控制總成，殼體採用了複合多功能殼體總成，增設了液壓控制防噴總成，液壓控制防噴總成安裝在殼體總成內，雙級動密封溢流控制總成安裝於殼體總成內的中心位置，上端為帶內密封面的殼體總成的下端與阻流管組件連接；本實用新型的有益效果是採用錐孔膠塊雙級動密封控制結構對井液進行兩次溢流控制，達到有效控制溢流排出量又不影響電纜起下作業，減小井液溢流對環境的汙染，尤其操作人員可在地面直接控制防噴系統的密封狀態，方便操作並增加設備運行的可靠性，適用於電纜測試作業，具有環保、方便、可靠性高等優點。
文檔編號E21B47/00GK2878659SQ20062002556
公開日2007年3月14日 申請日期2006年3月17日 優先權日2006年3月17日
發明者陳火英 申請人:陳火英