CN105019854A - 一种密封式釜的超高压端部设计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密封式釜的超高压端部设计，包括自膨胀封隔器和两个超高压端部。自膨胀封隔器由试件基管[1]和自膨胀橡胶[2]组成；超高压端部由套筒模块[3]，端帽[4]、超高压承压端筒[5]、端盖[6]、承压舱[7]、密封锥螺纹[8]、基管螺纹[9]、端盖螺纹[10]、车氏密封布设沟槽[11]、金属密封环[12]、油路接口[13]、注胶槽[14]、车氏密封圈[15]组成。该密封式高压釜模具密封效果好，并可以满足不同压力试验的要求；拆装方便，操作简单；易于加工、运输；可承受超高压的工作环境。

Description

一种密封式釜的超高压端部设计

技术领域

本发明涉及钻井操作的封隔器试验装置领域，具体地说，涉及一种具有超高压端部结构的密封式高压釜模具，能够将自膨胀封隔器放入其中、通过两端向内加压，以实现自膨胀封隔器性能检测的高压釜模具。

背景技术

国内外已研制出遇油气或遇水膨胀的封隔器并成功应用于现场，其基本原理是工具随套管一起下入井内，遇见油气或水可全部靠自身自动膨胀。基于遇油气或水膨胀封隔器的优越性能，能解决固井后环空油气窜问题、长水平段水平井环空分段封隔问题和多分支井井眼之间的封隔问题，此项技术已陆续受到石油器具设计生产厂家的关注，但由于压力大、温度高以及二者的耦合作用带来的密封困难导致其模拟试验难度加大，因而能够有效对其进行井下模拟工作状况试验及测试的装置尚比较缺乏。

发明内容

为了解决现有封隔器高压釜试验台(模具)密封效能不足的问题，本发明提出了一种在超高压、高温环境下达到密封要求的高压釜模具，此发明结构简单，并可采用纯机械操作，活动零件少，便于加工。

本发明采用的技术方案是：

一种具有的超高压端部结构的密封式高压釜模具，由自膨胀封隔器和密封式釜模具的超高压端组成。自膨胀封隔器由试件基管1和自膨胀橡胶2组成；密封式釜模具的超高压端由套筒模块3、端帽4、超高压承压端筒5、端盖6、承压舱7、密封锥螺纹8、基管螺纹9、端盖螺纹10、车氏密封布设沟槽11、金属密封环12、油路接口13、注胶槽14、车氏密封圈15组成。

其中，超高压承压端筒5是一个外径均匀的圆筒，内部形成一个环形凸块，凸块两侧形成两个内台阶面，该超高压承压端筒5的一端内壁设有内螺纹。套筒模块3是一个两端分别具有密封锥螺纹8的筒状结构。套筒模块3通过密封锥螺纹8与超高压承压端筒5设有内螺纹的一端连接。超高压承压端筒5与套筒模块3旋紧后，其中一个上述的内台阶面与套筒模块3的径向端面之间形成注胶槽14。超高压承压端筒5的环形凸块段的筒壁上设有通孔，该通孔为油路接口13。端帽4为一端封闭的内径均匀的圆筒，其开口端的筒壁比其余筒壁要薄，即端帽4外壁上形成一个外台阶面。端帽4上设有三个车氏密封布设沟槽11，其中一个车氏密封布设沟槽11设置在端帽4开口端的筒壁的内侧，另外两个车氏密封布设沟槽11设置在其余筒壁外侧。三个车氏密封布设沟槽11内均设置有车氏密封圈15。端帽4插入超高压承压端筒5，端帽4开口端的筒壁端面与超高压承压端筒5中另一个上述的内台阶面之间抵接，两者之间设置金属密封环12，金属密封环12起辅助密封作用。自膨胀橡胶2套设在试件基管1中间外部。试件基管1和自膨胀橡胶2设置在超高压承压端筒5和套筒模块3连接组成的构件内。试件基管1的每一个端部外侧设有基管螺纹9，该试件基管1的一端插入端帽4内，通过基管螺纹9和端帽4的内螺纹与端帽4旋接。端盖6通过端盖螺纹10与超高压承压端筒5设置端帽4的一侧连接，对端帽4及自膨胀封隔器的试件基管1起到轴向固定作用。也可以用贝母、法兰或焊接等方式与超高压承压端筒5进行连接。超高压承压端筒5和套筒模块3连接组成的构件、试件基管1、端帽4和自膨胀橡胶2围成两个独立的承压舱7。

本发明的有益效果是，由于套筒模块为一次性使用，试验台可以对不同型号的自膨胀封隔器进行测试，且高压釜的密封效能完全达对模拟最大工况的要求，使试验环境可变性增强；且高压端可承受超高压的工作环境，能够更真是的模拟井下工况。

附图说明

图1是具有超高压端部结构的密封式高压釜模具的超高压端部结构图；

图2是具有超高压端部结构的密封式高压釜模具的整体结构示意图。

图中：1-试件基管，2-自膨胀橡胶，3-套筒模块，4-端帽，5-超高压承压端筒，6-端盖，7-承压舱，8-密封锥螺纹，9-基管螺纹，10-端盖螺纹，11-车氏密封布设沟槽，12-金属密封环，13-油路接口，14-注胶槽，15-车氏密封圈。

具体实施方式

下面结合附图1-2对本发明进一步详细说明。

本发明的一种具有超高压端部结构的密封式高压釜模具具有两个结构对称的超高压端部，图1显示了其中一个。

如图1所示，本发明的一种具有超高压端部结构的密封式高压釜模具，由自膨胀封隔器和两个密封式釜模具的超高压端组成。自膨胀封隔器由试件基管1和自膨胀橡胶2组成；密封式釜模具的超高压端由套筒模块、端帽4、超高压承压端筒5、端盖6、承压舱7、密封锥螺纹8、基管螺纹9、端盖螺纹10、车氏密封布设沟槽11、金属密封环12、油路接口13、注胶槽14、车氏密封圈15组成。

超高压承压端筒5是一个外径均匀的圆筒，内部形成一个环形凸块，凸块两侧形成两个内台阶面，该超高压承压端筒5的一端内壁设有内螺纹。

套筒模块3是一个两端分别具有密封锥螺纹8的筒状结构。

套筒模块3通过密封锥螺纹8与超高压承压端筒5设有内螺纹的一端连接。超高压承压端筒5与套筒模块3旋紧后，其中一个上述的内台阶面与套筒模块3的径向端面之间形成注胶槽14。向该注胶槽14中注如密封胶可提高密封可靠性。

超高压承压端筒5的环形凸块段的筒壁上设有通孔，该通孔为油路接口13。

端帽4为一端封闭的内径均匀的圆筒，其开口端的筒壁比其余筒壁要薄，即端帽4外壁上形成一个外台阶面。端帽4上设有三个车氏密封布设沟槽11，其中一个车氏密封布设沟槽11设置在端帽4开口端的筒壁的内侧，另外两个车氏密封布设沟槽11设置在其余筒壁外侧。三个车氏密封布设沟槽11内均设置有车氏密封圈15。

端帽4插入超高压承压端筒5，端帽4开口端的筒壁端面与超高压承压端筒5中另一个上述的内台阶面之间抵接，两者之间设置金属密封环12，金属密封环12起辅助密封作用。自膨胀橡胶2套设在试件基管1中间外部。试件基管1和自膨胀橡胶2设置在超高压承压端筒5和套筒模块3连接组成的构件内。

试件基管1的每一个端部外侧设有基管螺纹9，该试件基管1的一端插入端帽4内，通过基管螺纹9和端帽4的内螺纹与端帽4旋接。

端盖6通过端盖螺纹10与超高压承压端筒5设置端帽4的一侧连接，对端帽4及自膨胀封隔器的试件基管1起到轴向固定作用。也可以用贝母、法兰或焊接等方式与超高压承压端筒5进行连接。

如图1所示，超高压承压端筒5和套筒模块3连接组成的构件、试件基管1、端帽4和自膨胀橡胶2围成两个独立的承压舱7。

以下对利用本发明对自膨胀封隔器进行测试的操作过程及操作方法作详细阐述。

试验前，先组装具有超高压端部结构的密封式高压釜模具一端的端部结构：

1.布设密封式釜模具两端的端帽4上的车氏密封圈15；

2.将一个端帽4通过基管螺纹9与试件基管1的任意一端相连接；

3.在一个超高压承压端筒5具有内螺纹端的内台阶面布设金属密封环12；

4.将与该端帽4相连接的自膨胀封隔器穿过该超高压承压端筒5；

5.将一个端盖6通过端盖螺纹10与该超高压承压端筒5相连接，将端部结构固定；

6.将套筒模块3通过密封锥螺纹8与组装好的端部结构连接。

再组装具有超高压端部结构的密封式高压釜的另一端端部结构：

1.将套筒模块3通过密封锥螺纹8与另一个超高压承压端筒5连接；

2.在该超高压承压端筒5内布设金属密封环12；

3.将另一个端帽4通过基管螺纹9与试件基管1连接；

4.将另一个端盖6通过端盖螺纹10与超高压承压端筒5相连接，将端部结构固定。

试验时由油路接口13向承压舱7内注入加压油，进行试验。自膨胀橡胶2遇油膨胀直至与套筒模块3完全紧贴；进而测试自膨胀橡胶2的相关性能。

试验结束时，待液压油卸载后依次将卸下端盖6，超高压承压端筒5，端帽4；套筒模块3及紧贴其中的自膨胀橡胶2、试件基管1为一次性部件。

本发明不限于以上对实施例的描述，本领域技术人员根据本发明揭示的内容，在本发明基础上不必经过创造性劳动所进行的改进和修改，都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种密封式釜的超高压端部设计，由自膨胀封隔器和两个超高压端部组成，其特征在于：

自膨胀封隔器由试件基管[1]和自膨胀橡胶[2]组成；

超高压端部由套筒模块[3]、端帽[4]、超高压承压端筒[5]、端盖[6]、承压舱[7]、密封锥螺纹[8]、基管螺纹[9]、端盖螺纹[10]、车氏密封布设沟槽[11]、金属密封环[12]、油路接口[13]、注胶槽[14]、车氏密封圈[15]组成；

超高压承压端筒[5]是一个外径均匀的圆筒，内部形成一个环形凸块，凸块两侧形成两个内台阶面，该超高压承压端筒[5]的一端内壁设有内螺纹；

套筒模块[3]是一个两端分别具有密封锥螺纹[8]的筒状结构；

套筒模块[3]通过密封锥螺纹[8]与超高压承压端筒[5]设有内螺纹的一端连接。超高压承压端筒[5]与套筒模块[3]旋紧后，其中一个上述的内台阶面与套筒模块[3]的径向端面之间形成注胶槽[14]；

超高压承压端筒[5]的环形凸块段的筒壁上设有通孔，该通孔为油路接口[13]。

端帽[4]为一端封闭的内径均匀的圆筒，其开口端的筒壁比其余筒壁要薄，即端帽[4]外壁上形成一个外台阶面；端帽[4]上设有三个车氏密封布设沟槽[11]，其中一个车氏密封布设沟槽[11]设置在端帽[4]开口端的筒壁的内侧，另外两个车氏密封布设沟槽[11]设置在其余筒壁外侧。三个车氏密封布设沟槽[11]内均设置有车氏密封圈[15]；

端帽[4]插入超高压承压端筒[5]，端帽[4]开口端的筒壁端面与超高压承压端筒[5]中另一个上述的内台阶面之间抵接，两者之间设置金属密封环[12]；

自膨胀橡胶[2]套设在试件基管[1]中间外部。试件基管[1]和自膨胀橡胶[2]设置在超高压承压端筒[5]和套筒模块[3]连接组成的构件内；

试件基管[1]的每一个端部外侧设有基管螺纹[9]，该试件基管[1]的一端插入端帽[4]内，通过基管螺纹[9]和端帽[4]的内螺纹与端帽[4]旋接；

端盖[6]通过端盖螺纹[10]与超高压承压端筒[5]设置端帽[4]的一侧连接，对端帽[4]及自膨胀封隔器的试件基管[1]起到轴向固定作用；

超高压承压端筒[5]和套筒模块[3]连接组成的构件、试件基管[1]、端帽[4]和自膨胀橡胶[2]围成两个独立的承压舱[7]。