CN102536149B - 液控封井器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液控封井器，其特征是：它至少包括：手压泵（51）和液控封井单元（52），手压泵（51）和液控封井单元（52）通过油管密封管道连接；液控封井单元（52）上压盘（1）压套在环形密封胶囊（3）上，上压盘（1）有油嘴，通过油嘴与环形密封胶囊（3）的油腔相通，环形密封胶囊（3）由内外层密封连接，在内外层之间形成油腔，油嘴进油至油腔，油腔膨胀，紧固环形密封胶囊（3）内层有内芯。本发明与已有的自封封井器相比，可以做到让油管无摩擦起下，特别是油管较轻时；本发明与已有的闸板防喷器相比，密封油管、电缆更高效、更经济，而且安装、维修方便；本发明与已有的补偿式多用途环形防喷器相比，结构更小，成本更低，维修省时省力。

Description

液控封井器

技术领域

本发明涉及油田油井井口密封的液控封井装置，用于油水井、油气井起下油管、套磨洗作业、电缆测试时井口油管和套管环空密封的液控封井器。

背景技术

在油田起下油管修井作业时，为了防止油管和套管环空油水气从井口上涌或喷出，为了防止井口落物掉入井中，为了刮去油管外壁油污，在井口必须装有封井器；在电缆测井时，下放或起升电缆过程中，或射孔后井口试压时，也需要使用封井器；当油管、电缆全部提出井口后，为了防止井喷或异物掉落井内，井口也需要使用封井器。

目前油田现场普遍使用的轻便自封封井器，有其局限性，由于自封胶套内孔密封部位尺寸小于油管外径尺寸，油管或接箍通过自封胶套时，自封胶套始终抱紧油管，产生较大摩擦力，尤其是下油管时，只有当油管自重足以克服摩擦力时才可以顺利通过自封胶套，这样不仅降低了胶套的使用寿命，还给施工带来不便，自封封井器不具备密封电缆和关闭空井的功能。

要同时具有封油管、封电缆、关闭空井的闸板防喷器，使用时虽然可以密封油管或电缆，但其结构复杂、体积大、更换闸板不便、而且封住油管或电缆后，油管、电缆不能再有上下移动，也给现场施工带来不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有结构简单、易于操作、既能密封起下的油管、电缆、还能关闭空井，且方便施工的一种液控封井器。

本发明的技术方案是这样实现的：液控封井器，其特征是：它至少包括：手压泵和液控封井单元，手压泵和液控封井单元通过油管密封管道连接；液控封井单元上压盘压套在环形密封胶囊上，上压盘有油嘴，通过油嘴与环形密封胶囊的油腔相通，环形密封胶囊由内外层密封连接，在内外层之间形成油腔，油嘴进油至油腔，油腔膨胀，紧固环形密封胶囊内层有内芯。

所述的内芯或是圆形护帽或油管衬套或是两半式电缆补芯或是全封补芯。

所述的上压盘其形状是一个圆环饼状，外圆有一个带螺纹的上压盘进油口，液压油从上压盘进油道进到上压盘密封盲孔；上平面有一个起密封作用的上压盘上平面钢圈密封槽，安装各补芯的上压盘内螺纹孔，中间有上压盘内通孔；在上平面外沿有数个螺栓孔，其中螺栓孔有一半为沉孔；在上压盘下平面，下部中间有上压盘下部凹坑，放下环形密封胶囊的上外沿；上压盘下部凹坑底部有一油嘴安装孔，用于安装环形密封胶囊进油嘴；油嘴安装孔上部有一个上压盘密封盲孔，与上压盘进油道垂直相通，工作时液体由此孔进入环形密封胶囊的压力油腔内；上压盘进油口口部有一螺纹用于连接进液管线；上压盘的螺栓孔与井口上法兰螺栓孔数量一致。

所述的圆形护帽为上大下小的圆筒状，大外圆外围带有圆形护帽连接螺纹与上压盘内螺纹孔旋合；中间通孔上下两端有倒角；圆形护帽连接螺纹与上压盘的上压盘内螺纹孔连接。

所述的环形密封胶囊帽檐分为上下两层，中间圆柱形环空也分为内外两层，底部连接到一起，环形密封胶囊上层有一个凸起的环形密封胶囊进油嘴，环形密封胶囊进油嘴内有一个进油通道，环形密封胶囊的环形密封胶囊内孔直径小于油管衬套的外径，其环形密封胶囊内壁的厚度大于环形密封胶囊下部外壁的厚度；胶囊内外壁之间形成一个压力油腔，在上层圆盘的下部，有一个下凸的圆环形密封台，上下层压紧后圆环形密封台压到下层圆盘上圆形密封槽内；上层胶套上平面和上层圆盘外沿表面可以压在上压盘下部上压盘下部凹坑内。

所述的环形密封胶囊的下层圆盘外沿被围在护圈的内孔中；环形密封胶囊下层有一个下凸的下层圆盘下圆形密封台，环形密封胶囊圆柱部分外圆柱表面的外径小于井口下法兰和闸板防喷器上法兰内腔直径。 

所述的护圈为薄饼圆环状，圆环外径与相连的井口下法兰、闸板防喷器法兰、井口大四通法兰一致；圆环周边有数个护圈螺栓孔，可与井口下法兰、闸板防喷器法兰、井口大四通法兰连接；护圈内通孔安装时，外套在环形密封胶囊的下层外围。

所述的油管衬套上部为连接圆环压帽，下部为圆柱形胶套，两者硫化到一起；圆环压帽外沿螺纹与上压盘的上压盘内螺纹孔连接，油管衬套圆柱胶套伸进环形密封胶囊的内孔中，油管衬套圆柱胶套的胶套内孔直径大于下井工具的外径，圆形压帽上表面外沿有四个油管衬套上连接帽拆卸扳手凹坑。

所述的两半式电缆补芯上部为连接半圆环压帽，下部为半圆柱形胶套，两者硫化到一起；半圆环压帽外沿螺纹与上压盘的上压盘内螺纹孔连接，两半式电缆补芯胶套伸进环形密封胶囊的内孔中，两半式电缆补芯胶套的内孔直径大于下井电缆的外径，两个半圆形补芯合并后形成一个圆，圆形压帽上表面外沿有四个电缆补芯上连接帽拆卸扳手凹坑。

所述的全封补芯上部为一个圆形压帽，下部为圆柱状；圆形压帽内部有一个凹坑，凹坑中部有一个手提杆，压帽外沿有全封补芯上帽外连接螺纹，与上压盘的上压盘内螺纹孔连接，全封补芯下圆柱体伸进环形密封胶囊内孔中，圆形压帽上平面有四个全封补芯连接帽拆卸扳手凹坑。

本发明与已有的自封封井器相比，可以做到让油管无摩擦起下，特别是油管较轻时；本发明与已有的闸板防喷器相比，密封油管、电缆更高效、更经济，而且安装、维修方便；本发明与已有的补偿式多用途环形防喷器相比，结构更小，成本更低，维修省时省力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1是手压泵示意图；

图2是实施例液压封井器基本型结构示意图；

图3是液压封井器内装油管衬套示意图；

图4是液压封井器内装两半式电缆补芯示意图；

图5是液压封井器内装全封补芯示意图；

图6是上压盘1示意图；

图7是上压盘1俯视图示意图；

图8是圆形护帽2示意图；

图9是圆形护帽2俯视图；

图10是环形密封胶囊3自由状态示意图；

图11是护圈4示意图；

图12是液压封井器与井口大四通安装示意图；

图13是液压封井器与井口下法兰安装示意图；

图14是液压封井器与闸板防喷器安装示意图；

图15是油管衬套示意图；

图16是两半式电缆补芯示意图；

图17是电缆补芯图16的俯视图；

图18是全封补芯示意图；

图19是全封补芯图18的俯视图。

   图中：1、上压盘；2、圆形护帽；3、环形密封胶囊；4、护圈；5、油管衬套；6、两半式电缆补芯；7、全封补芯；8、上压盘进油口；9、上压盘进油道；10、上压盘上平面钢圈密封槽；11、上压盘密封盲孔；12、上压盘内螺纹孔；13、上压盘内通孔；14、螺栓孔；15、上压盘下部凹坑；16、油嘴安装孔；17、上压盘下平面；18、中间通孔；19、圆形护帽下外圆柱面；20、圆形护帽连接螺纹；21、圆形护圈拆卸工具凹槽；22、环形密封胶囊进油嘴；23、进油通道；24、环形密封胶囊内孔；25、环形密封胶囊内壁；26、压力油腔；27、圆环形密封台；28、上层圆盘外沿表面；29、下层圆盘外沿；30、下层圆盘上圆形密封槽；31、下层圆盘下圆形密封台；32、外圆柱表面；33、环形密封胶囊下部外壁；34、环形密封胶囊内壁外壁下结合部；35、护圈螺栓孔；36、护圈内通孔；37、圆环压帽外沿螺纹；38、油管衬套圆柱胶套；39、胶套内孔；40、油管衬套上连接帽拆卸扳手凹坑；41、半圆环压帽外沿螺纹；42、两半式电缆补芯胶套；43、电缆补芯上连接帽拆卸扳手凹坑；44、手提杆；45、全封补芯上帽外连接螺纹；46、全封补芯下圆柱体；47、全封补芯连接帽拆卸扳手凹坑；48、井口下法兰；49、井口大四通；50、闸板防喷器；51、手压泵；52、液控封井单元。

具体实施方式

如图1和图2所示，液控封井器，它至少包括：手压泵51和液控封井单元52，手压泵51和液控封井单元52通过油管密封管道连接。

如图2所示，液控封井单元52上压盘1压套在环形密封胶囊3上，上压盘1有油嘴，通过油嘴与环形密封胶囊3的油腔相通，环形密封胶囊3由内外层密封连接，在内外层之间形成油腔，油嘴进油至油腔，油腔膨胀，紧固环形密封胶囊3内层有内芯。内芯或是圆形护帽2或油管衬套5（如图3）或是两半式电缆补芯6（如图4）或是全封补芯7（如图5），在上压盘1中部装上油管衬套5，可以密封起下作业中的油管与套管环空；装上两半式电缆补芯6，可以密封起下中的电缆；装上全封补芯7，可以关闭空井。使用时，把本发明可以装到闸板防喷器50上（图12）；或装到井口下法兰48上（图13），或装到井口大四通49上（图14）。

使用时，液控封井单元52和手压泵51配套使用，手压泵51结构示意图如图1所示，手压泵到液控封井器有一根高压胶管；在起下油管、起下电缆时，在自由无压状态下，环形密封胶囊不抱紧油管衬套或电缆补芯，油管或工具（或电缆）可以顺利串过液控封井器；当发生井涌或井喷需要密封时，用手压泵给液控封井器供液，液体沿着管线进入环形密封胶囊的环形空间，使其内壁收缩，将油管或工具（或电缆）抱紧，防止井喷；不需密封时，手压泵泄压，环形密封胶囊靠弹性恢复原形。由于井口法兰、井口大四通、防喷器有不同大小规格，所以，液控封井器也相应分为不同的规格。

实施例

如图6、图7所示，液控封井单元52其上压盘1其形状是一个圆环饼状，外圆有一个带螺纹的上压盘进油口8，液压油从上压盘进油道9进到上压盘密封盲孔11；上平面有一个起密封作用的上压盘上平面钢圈密封槽10，中部有上压盘内螺纹孔12，中间有上压盘内通孔13；在上平面外沿有数个螺栓孔14，其中螺栓孔14有一半为沉孔；在上压盘下平面，下部中间有一定深度、一定直径的上压盘下部凹坑15，可以放下环形密封胶囊3的上外沿；上压盘下部凹坑15底部有一油嘴安装孔16，用于安装环形密封胶囊进油嘴22；油嘴安装孔16上部有一个上压盘密封盲孔11，与上压盘进油道9垂直相通，工作时液体可由此孔进入环形密封胶囊3的压力油腔26内；上压盘下平面17为上压盘1的下平面；上压盘进油口8口部有一螺纹用于连接进液管线；上压盘1的螺栓孔14与井口上法兰螺栓孔数量一致。

如图8、图9所示，圆形护帽 2为上大下小的圆筒状，中间通孔18可通过油管工具等，圆形护帽下外圆柱面19外径可以穿过上压盘1的上压盘内通孔13，大外圆外围带有圆形护帽连接螺纹20可以与上压盘内螺纹孔12旋合；为了方便转动护圈4，在其上平面有四个圆形护圈拆卸工具凹槽21。中间通孔18上下两端有倒角，便于油管或工具穿过；安装时，圆形护帽下外圆柱面19伸入上压盘1的上压盘内通孔13内；圆形护帽连接螺纹20与上压盘1的上压盘内螺纹孔12连接；圆形护帽2起到防护作用，避免油管、工具碰撞上压盘1的上压盘内螺纹孔12或环形密封胶囊3。

如图10所示，环形密封胶囊3由耐油、耐水、耐磨、伸缩性好、强度高的聚胺脂或橡胶制成，帽檐分为上下两层，中间圆柱形环空也分为内外两层，底部连接到一起。胶囊上层有一个凸起的环形密封胶囊进油嘴22，环形密封胶囊进油嘴22内有一个进油通道23，环形密封胶囊3的环形密封胶囊内孔24直径小于油管衬套5的外径，其环形密封胶囊内壁25的厚度大于环形密封胶囊下部外壁33的厚度；胶囊内外壁之间形成一个压力油腔26，在上层圆盘的下部，有一个下凸的圆环形密封台27，上下层压紧后圆环形密封台27压到下层圆盘上圆形密封槽30内；上层胶套上平面和上层圆盘外沿表面28可以压在上压盘1下部的上压盘下部凹坑15内。环形密封胶囊3的下层圆盘外沿29使用时被围在护圈4的内孔中；胶囊下层有一个下凸的下层圆盘下圆形密封台31，使用时与井口下法兰48、闸板防喷器50上法兰对应的密封槽配合；胶囊圆柱部分外圆柱表面32的外径小于井口下法兰和防喷器上法兰内腔直径；环形密封胶囊内壁外壁下结合部34的下边沿下伸长度有一定限制，不能超过井口下法兰内腔深度和防喷器上法兰上平面到上闸板高度。使用时，手压泵51打压，向胶囊供油，胶囊外壁向外涨，内壁向内挤压，外壁外涨时受到井口下法兰内腔的限制或防喷器内腔的限制，外涨不会太大；向内挤压就会压缩油管补芯或电缆补芯，从而密封油管或电缆等。不需要密封时，手压泵卸压，胶囊内腔的高压液体在胶囊弹性的收缩下，把压力液挤回手压泵，胶囊恢复原状，油管或电缆可以顺利上下通过。 

如图11所示，护圈4为薄饼圆环状，该圆环外径与相连的井口下法兰48、闸板防喷器50法兰、井口大四通49法兰一致；圆环周边有数个护圈螺栓孔35，可与井口下法兰48、闸板防喷器法兰50、井口大四通49法兰连接；护圈内通孔36安装时，外套在环形密封胶囊3的下层外围。

如图15所示，油管衬套5由两部分构成，上部为连接圆环压帽，下部为圆柱形胶套，两者硫化到一起；圆环压帽外沿螺纹37与上压盘1的上压盘内螺纹孔12连接，油管衬套圆柱胶套38伸进环形密封胶囊3的内孔中，油管衬套圆柱胶套38的胶套内孔39直径大于下井工具的外径，这样，工具可以顺利起下；圆形压帽上表面外沿有四个油管衬套上连接帽拆卸扳手凹坑40，便于用专用扳手安装。

如图16、图17所示，两半式电缆补芯6由两部分构成，上部为连接半圆环压帽，下部为半圆柱形胶套，两者硫化到一起；半圆环压帽外沿螺纹41与上压盘1的上压盘内螺纹孔12连接，两半式电缆补芯胶套42伸进环形密封胶囊3的内孔中，两半式电缆补芯胶套42的内孔直径大于下井电缆的外径，这样，电缆可以顺利通过补芯。两个半圆形补芯合并后形成一个圆，圆形压帽上表面外沿有四个电缆补芯上连接帽拆卸扳手凹坑43，便于用专用扳手安装。

如图18、图19所示，全封补芯7上部为一个圆形压帽，下部为圆柱状；圆形压帽内部有一个凹坑，凹坑中部有一个手提杆44，便于人工手提该件；全封补芯上帽外连接螺纹45，与上压盘1的上压盘内螺纹孔12连接，全封补芯下圆柱体46伸进环形密封胶囊3内孔中，圆形压帽上平面有四个全封补芯连接帽拆卸扳手凹坑47，便于用专用扳手安装。

Claims (1)

1.液控封井器，其特征是：它至少包括：手压泵（51）和液控封井单元（52），手压泵（51）和液控封井单元（52）通过油管密封管道连接；液控封井单元（52）上压盘（1）压套在环形密封胶囊（3）上，上压盘（1）有油嘴，通过油嘴与环形密封胶囊（3）的油腔相通，环形密封胶囊（3）由内外层密封连接，在内外层之间形成压力油腔，油嘴进油至油腔，油腔膨胀，紧固环形密封胶囊（3）内层的内芯；所述的内芯或是圆形护帽（2）或油管衬套（5）或是两半式电缆补芯（6）或是全封补芯（7）；所述的圆形护帽（2）为上大下小的圆筒状，大外圆外围带有圆形护帽连接螺纹（20）与上压盘内螺纹孔（12）旋合；中间通孔（18）上下两端有倒角；所述的上压盘（1）其形状是一个圆环饼状，外圆有一个带螺纹的上压盘进油口（8），液压油从上压盘进油道（9）进到上压盘密封盲孔（11）；上平面有一个起密封作用的上压盘上平面钢圈密封槽（10），安装各内芯的上压盘内螺纹孔（12），中间有上压盘内通孔（13）；在上平面外沿有数个螺栓孔(14)，其中螺栓孔(14)有一半为沉孔；在上压盘下平面，下部中间有上压盘下部凹坑(15)，放下环形密封胶囊（3）的上外沿；上压盘下部凹坑（15）底部有一油嘴安装孔（16），用于安装环形密封胶囊进油嘴（22）；油嘴安装孔（16）上部有一个所述上压盘密封盲孔（11），与上压盘进油道（9）垂直相通，工作时液体由此孔进入环形密封胶囊（3）的压力油腔（26）内；上压盘进油口（8）口部有一螺纹用于连接进液管线；上压盘（1）的螺栓孔（14）与井口上法兰螺栓孔数量一致；所述的环形密封胶囊（3）帽檐分为上下两层，中间圆柱形环空也分为内外两层，底部连接到一起，环形密封胶囊（3）上层有一个凸起的环形密封胶囊进油嘴（22），环形密封胶囊进油嘴（22）内有一个进油通道（23），环形密封胶囊（3）的环形密封胶囊内孔（24）直径小于油管衬套（5）的外径，其环形密封胶囊内壁（25）的厚度大于环形密封胶囊下部外壁（33）的厚度；胶囊内外壁之间形成一个压力油腔（26），在上层圆盘的下部，有一个下凸的圆环形密封台（27），上下层压紧后圆环形密封台（27）压到下层圆盘上圆形密封槽（30）内；上层胶套上平面和上层圆盘外沿表面(28)能够压在上压盘（1）下部上压盘下部凹坑（15）内；所述的环形密封胶囊（3）的下层圆盘外沿（29）被围在护圈(4)的内孔中；环形密封胶囊（3）下层有一个下凸的下层圆盘下圆形密封台（31），环形密封胶囊（3）圆柱部分外圆柱表面（32）的外径小于井口下法兰（48）和闸板防喷器（50）上法兰内腔直径；所述的护圈（4）为薄饼圆环状，圆环外径与相连的井口下法兰（48）、闸板防喷器（50）法兰、井口大四通（49）法兰一致；圆环周边有数个护圈螺栓孔（35），可与井口下法兰（48）、闸板防喷器（50）法兰、井口大四通（49）法兰连接；护圈内通孔（36）安装时，外套在环形密封胶囊（3）的下层外围；所述的油管衬套（5）上部为连接圆环压帽，下部为圆柱形胶套，两者硫化到一起；圆环压帽外沿螺纹（37）与上压盘（1）的上压盘内螺纹孔（12）连接，油管衬套圆柱胶套（38）伸进环形密封胶囊（3）的内孔中，油管衬套圆柱胶套（38）的胶套内孔（39）直径大于下井工具的外径，圆形压帽上表面外沿有四个油管衬套上连接帽拆卸扳手凹坑（40）；所述的两半式电缆补芯（6）上部为连接半圆环压帽，下部为半圆柱形胶套，两者硫化到一起；半圆环压帽外沿螺纹（41）与上压盘（1）的上压盘内螺纹孔（12）连接，两半式电缆补芯胶套（42）伸进环形密封胶囊（3）的内孔中，两半式电缆补芯胶套（42）的内孔直径大于下井电缆的外径，两个半圆形补芯合并后形成一个圆，圆形压帽上表面外沿有四个电缆补芯上连接帽拆卸扳手凹坑（43）；所述的全封补芯（7）上部为一个圆形压帽，下部为圆柱状；圆形压帽内部有一个凹坑，凹坑中部有一个手提杆（44），压帽外沿有全封补芯上帽外连接螺纹（45），与上压盘（1）的上压盘内螺纹孔（12）连接，全封补芯下圆柱体（46）伸进环形密封胶囊（3）内孔中，圆形压帽上平面有四个全封补芯连接帽拆卸扳手凹坑（47）。