CN107355191A - 井口密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井口密封装置，其涉及油气开采技术领域，井口密封装置包括下底座，下底座在竖直方向具有第一开口；能与下底座可拆卸连接的上底座，上底座和下底座之间形成有空腔，上底座在竖直方向上具有第二开口，第一开口、空腔和第二开口中能插入油管；设置在空腔中的下密封芯，下密封芯的上端与下底座的侧壁相连接，下密封芯的下端与下底座的侧壁相连接，以使下密封芯与下底座的侧壁形成液压腔，液压腔内能填充有液压油，下密封芯的下端沿竖直方向穿设有移动件，移动件能够在下密封芯中滑动以调节液压腔的体积；当油管插入在井口密封装置中时，下密封芯与油管相抵。本发明中的井口密封装置能够对火驱油井的井口进行有效密封。

Description

井口密封装置

技术领域

本发明涉及油气开采技术领域，特别涉及一种井口密封装置。

背景技术

近几年来，随着火驱采油技术在辽河油田的规模不断扩大，火驱油井作业的次数目前还处于不断增加的趋势中。但是，由于在过去采用的是其它方式的采油技术，其井口的结构与火驱油井作业中井口所需满足的特点不同，因此过去的井口不能完全满足现有火驱油井作业的需求。同时，原来的自封井口随着使用时间的延长密封效果逐渐变差，更加无法应对对火驱油井作业过程中井筒压力的突变。就目前而言，国内存在的普通井口不能适用于火驱油井作业，普通井口会使得火驱井在作业过程中不断有气体从井口流出，该种情况一方面不利于现场作业，另外一方面，气体的溢出会给作业带来一定的危险性，例如，当存在溢出气体时，会对井喷等事故发生的判断带来一定的困难。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种井口密封装置，其能够对火驱油井的井口进行有效密封。

本发明实施例的具体技术方案是：

一种井口密封装置，所述井口密封装置包括：

下底座，所述下底座在竖直方向具有第一开口；

能与下底座可拆卸连接的上底座，所述上底座和下底座之间形成有空腔，所述上底座在竖直方向上具有第二开口，所述第一开口、所述空腔和所述第二开口中能插入油管；

设置在所述空腔中的下密封芯，所述下密封芯的上端与下底座的侧壁相连接，所述下密封芯的下端与下底座的侧壁相连接，以使所述下密封芯与所述下底座的侧壁形成液压腔，所述液压腔内能填充有液压油，所述下密封芯的下端沿竖直方向穿设有移动件，所述移动件能够在所述下密封芯中滑动以调节所述液压腔的体积；

当所述油管插入在所述井口密封装置中时，所述下密封芯能与所述油管相抵。

在一种优选的实施方式中，所述下底座的侧壁上开设有加液口，所述加液口与所述液压腔相连通，所述加液口上设置有密封件。

在一种优选的实施方式中，所述下底座的内壁上具有台阶，所述移动件与所述台阶相抵。

在一种优选的实施方式中，所述移动件的下端具有凸起部，所述凸起部与所述台阶相抵。

在一种优选的实施方式中，所述下底座和所述上底座之间设置有连接套，所述连接套上开设有放喷口。

在一种优选的实施方式中，所述连接套的上端与所述上底座通过螺纹连接，所述连接套的下端与所述下底座通过螺纹连接。

在一种优选的实施方式中，所述连接套内设置有密封芯支撑件。

在一种优选的实施方式中，所述密封芯支撑件的下端与所述下密封芯的上端相抵，所述密封芯支撑件的上端与所述上密封芯相抵。

在一种优选的实施方式中，所述密封芯支撑件的侧壁上开设有开口，以使所述密封芯支撑件的内部与所述放喷口向连通。

在一种优选的实施方式中，所述下底座为法兰装置，所述上底座为法兰装置。

在一种优选的实施方式中，所述井口密封装置还包括设置在所述空腔中、位于所述下密封芯上方的上密封芯，所述上密封芯具有朝向斜向下延伸的密封部。

本发明的技术方案具有以下显著有益效果：

当本井口密封装置连接在作业的油井上时，本井口密封装置的下底座与油井套管法兰连接在一起，在工作时形成相对封闭的环形空间，由于液压腔内填充有液压油，如此使得下密封芯与油管的外壁紧密封接触。当环形空间的压力突然增大时，由于环形空间与液压腔是两个不同的压力系统，移动件两端的压强不同，当环形空间的压力达到一定的数值时，即此时移动件上表面受的力小于其下表面受的力，移动件向上移动。移动件向上移动部分插入液压腔中，这使得液压腔的体积减小，压力增加，从而使下密封芯的侧壁更加紧密的与油管相接触，通过上述方式就可以达到更好的密封效果，进一步减少井喷发生的可能性，保证油井作业中的人员安全，有利于井场环保，防止井筒中的液体经自封井口喷出，给操作人员带来不利影响。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为本发明实施例中井口密封装置的结构示意图。

图2为本发明实施例中井口密封装置中插入油管后的结构示意图。

以上附图的附图标记：

1、下底座；11、第一开口；12、加液口；13、台阶；14、密封件；2、上底座；21、第二开口；3、空腔；4、油管；5、下密封芯；51、移动件；511、凸起部；6、液压腔；7、液压油；8、连接套；81、放喷口；9、密封芯支撑件；91、开口；10、上密封芯；101、密封部；20、环形空间；30、油井套管法兰。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

现有的自封井口主要是依靠密封胶皮抱紧通过密封胶皮的油管4从而达到密封的目的，但是随着时间的延长，密封胶皮不断的老化，密封效果会逐渐变差，尤其是在井筒中的压力突然增大时，无法应对突然增大的压力而导致泄露，上述情况可能会导致事故的发生，给作业及环境带来负压影响，甚至还会导致有些有效增油项目的推广应用预到问题。为了能够对火驱油井的井口进行有效密封，避免在井筒中的压力突然增大而导致的泄露，在本申请中提出了一种井口密封装置，图1为本发明实施例中井口密封装置的结构示意图，图2为本发明实施例中井口密封装置中插入油管4后的结构示意图，如图1、图2所示，该井口密封装置包括：下底座1，下底座1在竖直方向具有第一开口11；能与下底座1可拆卸连接的上底座2，上底座2和下底座1之间形成有空腔3，上底座2在竖直方向上具有第二开口21，第一开口11、空腔3和第二开口21中能插入油管4；设置在空腔3中的下密封芯5，下密封芯5的上端与下底座1的侧壁相连接，下密封芯5的下端与下底座1的侧壁相连接，以使下密封芯5与下底座1的侧壁形成液压腔6，液压腔6内能填充有液压油7，下密封芯5的下端沿竖直方向穿设有移动件51，移动件51能够在下密封芯5中滑动以调节液压腔6的体积；设置在空腔3中、位于下密封芯5上方的上密封芯10，上密封芯10具有朝向斜向下延伸的密封部101；当油管4插入在井口密封装置中时，上密封芯10和下密封芯5能与油管4相抵。

如图2所示，当本井口密封装置连接在作业的油井上时，本井口密封装置的下底座1与油井套管法兰30连接在一起。在工作时形成相对封闭的环形空间20，由于液压腔6内填充有液压油7，如此使得下密封芯5与油管4的外壁紧密封接触。当环形空间20的压力突然增大时，由于环形空间20与液压腔6是两个不同的压力系统，移动件51两端的压强不同，当环形空间20的压力达到一定的数值时，即此时移动件51上表面受的力小于其下表面受的力，移动件51就会向上移动。移动件51向上移动部分插入液压腔6中，这会使得液压腔6的体积减小，压力增加，从而使下密封芯5的侧壁更加紧密的与油管4相接触，通过上述方式就可以达到更好的密封效果，进一步减少井喷发生的可能性，保证油井作业中的人员安全，有利于井场环保，防止井筒中的液体经自封井口喷出，给操作人员带来不利影响。

为了更好的理解本申请中的井口密封装置，下面将对其做进一步解释和说明。如图1所示，下底座1在竖直方向具有第一开口11，油管4能够通过该第一开口11穿入下底座1中。为了使得下底座1能够方便的与油井套管法兰30连接在一起，下底座1可以采用法兰装置，并且通过螺栓与油井套管法兰30相连接。

如图1、图2所示，上底座2能与下底座1可拆卸连接，两者可以通过螺纹等方式固定连接在一起，当两者连接在一起时，上底座2和下底座1之间形成有空腔3。当上底座2能与下底座1拆卸开时，可以将下密封芯5等部件装填入空腔3中。上底座2在竖直方向上同样具有第二开口21，油管4能够通过该第二开口21穿入上底座2中。当上底座2、下底座1连接在一起时，油管4依次插入第一开口11、空腔3和第二开口21中。

如图1、图2所示，下密封芯5设置在空腔3中，下密封芯5的上端与下底座1的侧壁相连接，下密封芯5的下端与下底座1的侧壁相连接，以使下密封芯5与下底座1的侧壁形成液压腔6。在一种可行实施方式中，下密封芯5的上端的侧壁可以通过螺纹或其它固定方式连接在下底座1的内侧壁上，下密封芯5的下端的侧壁同样可以通过螺纹或其它固定方式连接在下底座1的内侧壁上。当然的，下密封芯5的上端和下端与下底座1的连接处都可以通过密封处理，以保证连接处的密封效果。

如图1、图2所示，下密封芯5在竖直方向上的剖面部分可以呈C字形，如此，下密封芯5与下底座1的侧壁之间形成有液压腔6，该液压腔6内能填充有液压油7或其它不与下密封芯5发生腐蚀或反应的液体。在液压油7或液体的压力作用下，可以使得下密封芯5的产生一定的膨胀以使其侧壁能够贴紧油管4。

在下底座1的侧壁上开设有加液口12，加液口12与液压腔6相连通，加液口12上设置有密封件14。一般而言，密封件14可以是丝堵。当油管4插入第一开口11、空腔3和第二开口21中后，可以打开密封件14，向下底座1侧壁的加液口12冲入合适量的液压油7或液体，使得液压腔6内具有合适的压力，如此，下密封芯5能够以合适的紧密程度贴紧油井，达到合适的密封度。通过上述结构能够根据井套内的压力大小自行设计井口密封装置对通过其内部的油管4的抱紧力，以保证作业的安全。

如图1、图2所示，在下密封芯5的下端沿竖直方向穿设有移动件51，移动件51能够在下密封芯5中滑动以调节液压腔6的体积。具体而言，在液缸腔上部或内部可以设置有限位装置，该限位装置用于防止移动件51向上滑动过多而完全进入液压腔6导致无法下滑复位。在液缸腔与移动件51接触处可以设置有密封圈以防止液压腔6中的液压油7泄漏。在下底座1的内壁上可以具有台阶13，移动件51与台阶13相抵。

在一种可行的实施方式中，移动件51的下端具有凸起部511，凸起部511与台阶13相抵。凸起部511可以防止移动件51的下端与下底座1之间完全贴合，避免当环形空间20的压力突然增大时，压力无法作用到移动件51的下端面，而导致移动件51无法向上移动。

在一种优选的实施方式中，井口密封装置还包括设置在空腔3中、位于下密封芯5上方的上密封芯10，上密封芯10具有朝向斜向下延伸的密封部101。当油管4插入第一开口11、空腔3和第二开口21中时，上密封芯10的密封部101与油管4侧壁相抵以再次实现密封。

在一种优选的实施方式中，在下底座1和上底座2之间设置有连接套8，连接套8上开设有放喷口81。具体而言，连接套8的上端与上底座2通过螺纹连接，连接套8的下端与下底座1通过螺纹连接。当需要进行放喷操作时，可以打开放喷口81以满足相应作业需求。

在一种优选的实施方式中，连接套8内还可以设置有密封芯支撑件9。密封芯支撑件9的下端与下密封芯5的上端相抵，密封芯支撑件9的上端与上密封芯10相抵。通过上述结构使得上密封芯10上部与上底座2紧密接触同时保证接触面密封可靠。所述密封芯支撑件9的侧壁上开设有开口91，以使所述密封芯支撑件9的内部与所述放喷口81相连通。当需要进行放喷操作时，流体能够从密封芯支撑件9的内部流经密封芯支撑件9的侧壁的开口91，最终进入连接套8上的放喷口81。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种井口密封装置，其特征在于，所述井口密封装置包括：

下底座，所述下底座在竖直方向具有第一开口；

能与下底座可拆卸连接的上底座，所述上底座和下底座之间形成有空腔，所述上底座在竖直方向上具有第二开口，所述第一开口、所述空腔和所述第二开口中能插入油管；

设置在所述空腔中的下密封芯，所述下密封芯的上端与下底座的侧壁相连接，所述下密封芯的下端与下底座的侧壁相连接，以使所述下密封芯与所述下底座的侧壁形成液压腔，所述液压腔内能填充有液压油，所述下密封芯的下端沿竖直方向穿设有移动件，所述移动件能够在所述下密封芯中滑动以调节所述液压腔的体积；

当所述油管插入在所述井口密封装置中时，所述下密封芯能与所述油管相抵。

2.根据权利要求1所述的井口密封装置，其特征在于，所述井口密封装置还包括设置在所述空腔中、位于所述下密封芯上方的上密封芯，所述上密封芯具有朝向斜向下延伸的密封部。

3.根据权利要求1所述的井口密封装置，其特征在于，所述下底座的侧壁上开设有加液口，所述加液口与所述液压腔相连通，所述加液口上设置有密封件。

4.根据权利要求1所述的井口密封装置，其特征在于，所述下底座的内壁上具有台阶，所述移动件与所述台阶相抵。

5.根据权利要求4所述的井口密封装置，其特征在于，所述移动件的下端具有凸起部，所述凸起部与所述台阶相抵。

6.根据权利要求2所述的井口密封装置，其特征在于，所述下底座和所述上底座之间设置有连接套，所述连接套上开设有放喷口。

7.根据权利要求6所述的井口密封装置，其特征在于，所述连接套的上端与所述上底座通过螺纹连接，所述连接套的下端与所述下底座通过螺纹连接。

8.根据权利要求6所述的井口密封装置，其特征在于，所述连接套内设置有密封芯支撑件。

9.根据权利要求8所述的井口密封装置，其特征在于，所述密封芯支撑件的下端与所述下密封芯的上端相抵，所述密封芯支撑件的上端与所述上密封芯相抵。

10.根据权利要求8所述的井口密封装置，其特征在于，所述密封芯支撑件的侧壁上开设有开口，以使所述密封芯支撑件的内部与所述放喷口相连通。

11.根据权利要求1所述的井口密封装置，其特征在于，所述下底座为法兰装置，所述上底座为法兰装置。