CN104213848B - 一种用于带压管道或钻杆开孔的弧形密封装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

一种用于带压管道或钻杆开孔的弧形密封装置及使用方法，属于液压、气压密封技术领域。防滑抱箍和密封抱箍均有弧形凹槽，密封抱箍弧形凹槽内设有圆弧形的密封槽，弧形密封圈放在圆弧形的密封槽内；密封抱箍设有与开孔设备连通的钻孔通道；所述抱箍通过六角螺栓和六角螺母将钻杆抱住；所述弧形密封圈一面采用平衡双重型结构，另一面设有弧形槽；所述的带有钻孔通道的密封抱箍内设有与密封槽后端相连的两条注脂通道，在注脂通道入口处均设有注脂单流阀；所述的带有钻孔通道的密封抱箍设有与钻孔通道相连的两条试压通道，在试压通道的入口处均设有试压单流阀；所述的带有钻孔通道的密封抱箍右端设有试压堵头和卸压螺钉。

Description

一种用于带压管道或钻杆开孔的弧形密封装置及使用方法

技术领域

本发明涉及一种用于带压管道或钻杆开孔的弧形密封装置及使用方法，属于液压、气压密封技术领域。

背景技术

在石油天然气管道运输过程中，当管道运行中损坏或者要在现有的运行管线上增加支路时，传统的方法是采取对管道停输、降压、放散、吹扫等，然后进行施工。这种施工方法要求管路停输时间长、涉及环节多、劳动强度大、安全性差，造成的污染严重，生产损失大。尤其是在干线输送稠油等易凝原油时，往往还因停输时间长，造成管线堵塞而增加额外的工作量，严重的会造成整个管线的报废。为了解决上面的难题，减小损失，降低生产成本，一种带压开孔技术应运而生。带压开孔技术具有节约安装成本、减少生产损失、避免供应中断、减少或杜绝温室气体的排放等诸多优点。它解决了连续生产的难题，能带来巨大的经济效益和社会效益。

在天然气勘探开发钻井过程中，油气井一旦发生压力失衡，就会造成井涌或井喷，由于种种原因，现场会出现旋塞阀等内防喷工具无法打开的情况，压井通道失效而使事故变得复杂。为了防止井涌或井喷，采用对钻杆进行开孔建立一条新的压井通道，从而使险情得到解决。

带压钻孔技术，必须配备有可靠的连接钻孔机与管道或钻杆的辅助设备。辅助设备除了提供一个钻孔通道外，还要求为钻孔后的腔体提供一个安全的密封通道。管道或钻杆弧形处的密封是最重要的密封环节，关系到钻孔后通道的密封，也是带压钻孔过程成败的关键。目前带压开孔技术中处理管道连接处的密封一般都是在管道钻孔处焊接一个三通法兰，再通过法兰连接有钻孔机。通过间断焊接的方式常见于在管道带压开孔技术中，但是焊接会降低管道焊接处的强度，有时会产生安全事故隐患，同时这种焊接方式不能应用于水底管道开孔。钻井过程中，尤其是在高含硫油气田，在钻杆上进行焊接这种方式，很容易产生更大的安全事故，更加不能采用。因此，研制出一种既适用在钻杆开孔，又适用在管道开孔的辅助密封设备，提高带压钻孔技术的安全性，对处理油气井溢流、井喷或管道堵塞事故十分必要和迫切。

中国专利公开号200920078650.2，公开日2009年12月23日，实用新型的名称为用于钻杆的带压钻孔装置，该申请案公开了一种用于钻杆的带压钻孔装置，其特征在于：钻杆和抱箍之间的密封圈是平面密封圈，在密封脂的压力下，密封圈要产生很大变形才能与钻杆和密封槽壁紧贴形成密封。该密封圈的缺点是变形大、寿命差，其最高密封压力为25Mpa。因为对地层压力不可预知，在钻孔过程中突发遇到高压层时，装置很可能会产生泄露问题，这将会使钻孔过程中断，延长了钻孔过程的时间，影响了钻孔的安全性，使现场处理井口溢流事故更加复杂。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明提供一种用于带压管道或钻杆开孔的弧形密封装置及使用方法。

本发明为了解决管道或钻杆开孔现有密封技术中焊接管道密封产生的安全隐患，以及平面的平衡双重型密封的压力低、变形大、寿命短、漏液等问题，提供了一种用于带压管道或钻杆开孔的弧形密封装置及使用方法。此种密封尺寸稳定、结构特殊、抗挤压、耐高温、密封压力高。密封试验方法具有操作简单、便于检测等优点。

本发明提供如下的技术解决方案：一种用于带压管道或钻杆开孔的弧形密封装置，包括两个抱箍—防滑抱箍和密封抱箍、弧形密封圈、注脂单流阀、试压单流阀、试压堵头、卸压螺钉；防滑抱箍和密封抱箍均有弧形凹槽，密封抱箍弧形凹槽内设有圆弧形的密封槽，弧形密封圈放在圆弧形的密封槽内；密封抱箍设有与开孔设备连通的钻孔通道；所述抱箍通过六角螺栓和六角螺母将钻杆抱住；

所述弧形密封圈一面采用平衡双重型结构，另一面设有弧形槽；

所述的带有钻孔通道的密封抱箍内设有与密封槽后端相连的两条注脂通道，在注脂通道入口处均设有注脂单流阀；

所述的带有钻孔通道的密封抱箍设有与钻孔通道相连的两条试压通道，在试压通道的入口处均设有试压单流阀；

所述的带有钻孔通道的密封抱箍右端设有试压堵头和卸压螺钉；

所述注脂通道内的脂通过连接的手动试压泵和注脂枪加压注入；

所述试压通道内的液压油通过手动试压泵向试压单流阀加压注入。

所述的带有钻孔通道的密封抱箍设有与钻孔通道相连的两条试压通道，在试压通道的入口处均设有试压单流阀，尾部连接卸压螺钉的试压堵头堵住装置试压通道。

一种用于带压管道或钻杆开孔的弧形密封装置的使用方法，含有以下步骤：

密封试验时，取下其中一个注脂单流阀的密封堵头，向注脂通道注入一定高压的特氟龙脂，手动试压泵上的值显示到一定值；密封圈处于与钻杆及密封槽壁紧贴状态；取下低位试压单流阀上的密封堵头及另外一个试压单流阀，向低位的试压入口注入液压油，待另一个试压口有液体排出时证明气体排出，再连接上取下的试压单流阀；

按照21Mpa、35Mpa、70Mpa分级注压，观察压力降是否在降压允许的范围之内。

本发明具有以下优点：采用了独特的密封圈几何形状、密封材料，结构独特、密封性能好，具有很好的防泄压、抗挤压能力和较长的使用寿命，能够很好地应用在管道或钻杆高压下开孔的弧形密封。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：

图1是钻杆或管道开孔密封装配图；

图2是弧形密封圈左视图；

图3是弧形密封圈主剖视图；

图4是弧形密封圈俯剖视图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。

实施例1：如图1、图2、图3、图4所示，

当手动试压泵注脂压力达到120Mpa时，密封装置最高可以密封70Mpa的液体。

如图1所示，本发明涉及的用于带压管道或钻杆开孔的弧形密封试验装置及试验方法，包括钻杆上的两个抱箍—防滑抱箍和密封抱箍，两个抱箍均设有弧形凹槽，密封抱箍弧形槽内开有安装弧形密封圈由图2和图3所示的圆弧密封槽，弧形密封圈安装在密封槽内，并通过六角螺栓和螺母等紧固件将钻杆抱住，在防滑抱箍的弧形凹槽内设有牙形齿；密封抱箍设有与弧形凹槽连通的钻孔通道，钻孔通道右端固连有由带有卸压螺钉的试压堵头。在密封抱箍右端开有几条通道。其中两条通道与钻孔通道相连，每个端口都密封连接有带密封堵头的试压单流阀，便于向钻孔通道加压，检测弧形密封圈的密封性；另外两条通道与密封抱箍密封槽相通，每个端口都密封连接有带密封堵头的注脂单流阀。

使用前，按照图1连接好装置。密封试验时，取下其中一个注脂单流阀的密封堵头，向注脂通道注入一定高压的特氟龙脂，手动试压泵上的值显示到一定值。密封圈处于与钻杆及密封槽壁紧贴状态；取下其中一个试压单流阀上的密封堵头及另外一个试压单流阀，向低位的试压入口注入液压油，待另一个试压口有液体排出时证明气体排出，再连接上取下的试压单流阀。

按照21Mpa、35Mpa、70Mpa分级注压，观察压力降是否在降压允许的范围之内。

一种用于带压管道或钻杆开孔的弧形密封试验装置，包括两个抱箍—防滑抱箍2和密封抱箍8、弧形密封圈4、注脂单流阀9、试压单流阀3、试压堵头5、卸压螺钉6；防滑抱箍2和密封抱箍8均有弧形凹槽，密封抱箍8弧形凹槽内设有圆弧形的密封槽，弧形密封圈4放在圆弧形的密封槽内；密封抱箍8设有与开孔设备连通的钻孔通道；所述抱箍通过六角螺栓1和六角螺母7将钻杆抱住；

所述弧形密封圈4一面采用BT结构，另一面设有弧形槽；

所述的带有钻孔通道的密封抱箍8内设有与密封槽后端相连的两条注脂通道，在注脂通道入口处均设有注脂单流阀9；

所述的带有钻孔通道的密封抱箍8设有与钻孔通道相连的两条试压通道，在试压通道的入口处均设有试压单流阀3；

所述的带有钻孔通道的密封抱箍8右端设有试压堵头5和卸压螺钉6；

所述注脂通道内的脂通过连接的手动试压泵和注脂枪加压注入;

所述试压通道内的液压油通过手动试压泵向试压单流阀加压注入。

BT：Balance two-ply的缩写，即平衡双重型。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种用于带压管道或钻杆开孔的弧形密封装置，其特征在于包括两个抱箍—防滑抱箍和密封抱箍、弧形密封圈、注脂单流阀、试压单流阀、试压堵头、卸压螺钉；防滑抱箍和密封抱箍均有弧形凹槽，密封抱箍弧形凹槽内设有圆弧形的密封槽，弧形密封圈放在圆弧形的密封槽内；密封抱箍设有与开孔设备连通的钻孔通道；所述两个抱箍通过六角螺栓和六角螺母将钻杆抱住；

所述弧形密封圈一面采用平衡双重型结构，另一面设有弧形槽；

所述的带有钻孔通道的密封抱箍内设有与密封槽后端相连的两条注脂通道，在注脂通道入口处均设有注脂单流阀；

所述的带有钻孔通道的密封抱箍设有与钻孔通道相连的两条试压通道，在试压通道的入口处均设有试压单流阀；

所述的带有钻孔通道的密封抱箍右端设有试压堵头和卸压螺钉；

所述注脂通道内的脂通过连接的手动试压泵和注脂枪加压注入；

所述试压通道内的液压油通过手动试压泵向试压单流阀加压注入。

2.一种用于带压管道或钻杆开孔的弧形密封装置的使用方法，其特征在于含有以下步骤：

密封试验时，取下其中一个注脂单流阀的密封堵头，向注脂通道注入一定高压的特氟龙脂，手动试压泵上的值显示到一定值；密封圈处于与钻杆及密封槽壁紧贴状态；取下低位试压单流阀上的密封堵头及另外一个试压单流阀，向低位的试压入口注入液压油，待另一个试压口有液体排出时证明气体排出，再连接上取下的试压单流阀；

按照21Mpa、35Mpa、70Mpa分级注压，观察压力降是否在降压允许的范围之内。