CN108590562B - 用于井口压力转换及密封的装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于井口压力转换及密封的装置，包括：压力转换本体，其具有供空心短节穿设的压力转换通道；设置在压力转换本体外壁的第一密封机构，其包括多个横向延伸的第一管道，多个第一管道与压力转换通道相连通，多个第一管道中分别设置有第一密封塞，第一密封塞能在对应地第一管道中移动；设置在压力转换本体外壁且位于第一密封机构下方的第二密封机构，其包括多个横向延伸的第二管道，多个第二管道与压力转换通道相连通，多个第二管道中分别设置有第二密封塞，第二密封塞能在对应地第二管道中移动。本申请的用于井口压力转换及密封的装置能够在空心短节起下动态操作过程中，有效地连续实现井口压力转换和密封。

Description

用于井口压力转换及密封的装置

技术领域

本申请涉及油气开采技术领域，尤其涉及一种用于井口压力转换及密封的装置。

背景技术

本部分的描述仅提供与本申请公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

在油井注蒸汽建立捞油通道的过程中，井筒内一般存在施工压力，施工中下入的钢质空心短节每根长度大约为4米，需要通过接箍连接。但是空心短节与接箍外径不一致，为实现施工过程中的安全和环保风险的有效管控，需要通过一个装置既能建立密闭通道，又能在空心短节起下动态操作过程中，将井内压力在井口能得到连续的有效转换和控制。

现有技术中，一般采用201520644059.4提供的《一种抽油杆防喷装置》来对起下抽油杆发生井喷或溢流进行紧急关闭，借鉴封井器半封闸板总成的密封原理，是发生井喷或溢流应急时的一次性关井操作，无法实现井口压力转换。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

基于前述的现有技术缺陷，本申请提供了一种用于井口压力转换及密封的装置，其能够在空心短节起下动态操作过程中，有效地连续实现井口压力转换和密封。

为了实现上述目的，本申请提供了如下的技术方案。

一种用于井口压力转换及密封的装置，包括：

压力转换本体，所述压力转换本体具有供空心短节穿设的压力转换通道；

设置在所述压力转换本体外壁的第一密封机构，所述第一密封机构包括多个横向延伸的第一管道，多个所述第一管道与所述压力转换通道相连通，多个所述第一管道中分别设置有第一密封塞，所述第一密封塞能在对应地所述第一管道中移动；

设置在所述压力转换本体外壁且位于所述第一密封机构下方的第二密封机构，所述第二密封机构包括多个横向延伸的第二管道，多个所述第二管道与所述压力转换通道相连通，多个所述第二管道中分别设置有第二密封塞，所述第二密封塞能在对应地所述第二管道中移动。

优选地，所述第一密封机构和所述第二密封机构分别具有第一工作状态和第二工作状态；

当所述第一密封机构处于所述第一工作状态时，所述压力转换通道对应于多个所述第一管道的位置处穿设有所述空心短节，多个所述第一密封塞的端部贴合在所述空心短节的外壁，多个所述第二密封塞的端部之间相间隔，且间隔的距离均大于所述空心短节外套设的接箍的外径；

当所述第二密封机构处于所述第二工作状态时，所述压力转换通道对应于多个所述第一管道和所述第二管道的位置处均穿设有所述空心短节，多个所述第一密封塞的端部之间相间隔，且间隔的距离均大于所述空心短节外套设的接箍的外径，多个所述第二密封塞的端部贴合在所述空心短节的外壁。

优选地，所述第一密封机构还包括：设置在多个所述第一管道中的第一移动操作杆，所述第一移动操作杆能在对应地所述第一管道中移动，其端部顶固对应地所述第一密封塞。

优选地，所述第一密封机构还包括：设置在多个所述第一管道的开口端中的第一端盖，所述第一移动操作杆螺纹旋合在所述第一端盖中。

优选地，所述第一密封机构还包括：设置在多个所述第一管道中并能在其中移动的第一滑套，多个所述第一滑套的内壁向内凸起形成第一限位台阶，所述第一限位台阶具有朝向所述第一密封塞的第一内端面和朝向所述第一移动操作杆的第一外端面，所述第一密封塞的顶固在所述第一内端面上，所述第一移动操作杆与所述第一外端面相连接。

优选地，多个所述第一移动操作杆位于对应地所述第一管道内的端部沿径向分别向外弯折形成第一钩连部；

所述第一密封机构还包括：设置在多个所述第一管道中的第一连接件，多个所述第一连接件的一端顶固在所述第一外端面上，另一端沿径向向内弯折形成第一配合部，所述第一配合部与所述第一钩连部相挂接。

优选地，所述第二密封机构还包括：设置在多个所述第二管道中的第二移动操作杆，所述第二移动操作杆能在对应地所述第二管道中移动，其端部顶固对应地所述第二密封塞。

优选地，所述第二密封机构还包括：设置在多个所述第二管道的开口端中的第二端盖，所述第二移动操作杆螺纹旋合在所述第二端盖中。

优选地，所述第二密封机构还包括：设置在多个所述第二管道中并能在其中移动的第二滑套，多个所述第二滑套的内壁向内凸起形成第二限位台阶，所述第二限位台阶具有朝向所述第二密封塞的第二内端面和朝向所述第二移动操作杆的第二外端面，所述第二密封塞的顶固在所述第二内端面上，所述第二移动操作杆与所述第二外端面相连接。

优选地，多个所述第二移动操作杆位于对应地所述第二管道内的端部沿径向分别向外弯折形成第二钩连部；

所述第二密封机构还包括：设置在多个所述第二管道中的第二连接件，多个所述第二连接件的一端顶固在所述第二外端面上，另一端沿径向向内弯折形成第二配合部，所述第二配合部与所述第二钩连部相挂接。

本申请实施方式的用于井口压力转换及密封的装置，通过在压力转换本体外壁设置第一密封机构和第二密封机构，并分别在第一密封机构的多个第一管道和第二密封机构的多个第二管道中的设置能在其中移动的第一密封塞和第二密封塞，从而当压力转换本体的压力转换通道在穿设有空心短节时，可以根据空心短节的起下状态，使得第一密封塞和第二密封塞与空心短节的外壁相接触或相脱离，从而能够在空心短节起下动态操作过程中，有效地连续实现井口压力转换和密封。

其它应用领域将根据本文中提供的描述而变得明显。本发明内容的描述和具体示例仅旨在例示的目的，并非旨在限制本发明的范围。

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申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，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申请。在附图中：

图1为本申请实施方式的用于井口压力转换及密封的装置的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，当一个零部件被称为“设置于”另一个零部件，它可以直接在另一个零部件上或者也可以存在居中的零部件。当一个零部件被认为是“连接”另一个零部件，它可以是直接连接到另一个零部件或者可能同时存在居中零部件。本文所使用的术语“垂直”、“水平”、“左”、“右”以及类似的表述是基于说明书附图为了说明的目的，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。

如图1所示，本申请实施方式提供了一种用于井口压力转换及密封的装置，其可以包括：压力转换本体3，所述压力转换本体3具有供空心短节(未示出)穿设的压力转换通道301；设置在所述压力转换本体3外壁的第一密封机构1，所述第一密封机构1包括多个横向延伸的第一管道101，多个所述第一管道101与所述压力转换通道301相连通，多个所述第一管道101中分别设置有第一密封塞1011，所述第一密封塞1011能在对应地所述第一管道101中移动；设置在所述压力转换本体3外壁且位于所述第一密封机构1下方的第二密封机构2，所述第二密封机构2包括多个横向延伸的第二管道202，多个所述第二管道202与所述压力转换通道301相连通，多个所述第二管道202中分别设置有第二密封塞2022，所述第二密封塞2022能在对应地所述第二管道202中移动。

本申请实施方式的用于井口压力转换及密封的装置，通过在压力转换本体3外壁设置第一密封机构1和第二密封机构2，并分别在第一密封机构1的多个第一管道101和第二密封机构2的多个第二管道202中的设置能在其中移动的第一密封塞1011和第二密封塞2022，从而当压力转换本体3的压力转换通道301在穿设有空心短节时，可以根据空心短节的起下状态，使得第一密封塞1011和第二密封塞2022与空心短节的外壁相接触或相脱离，从而能够在空心短节起下动态操作过程中，有效地连续实现井口压力转换和密封。

第一密封机构1和第二密封机构2可以分别具有第一工作状态和第二工作状态。当第一密封机构1处于第一工作状态时，压力转换通道301对应于多个第一管道101的位置处穿设有空心短节，多个第一密封塞1011的端部贴合在空心短节的外壁，多个第二密封塞2022的端部之间相间隔，且间隔的距离均大于空心短节外套设的接箍的外径。当第二密封机构2处于第二工作状态时，压力转换通道301对应于多个第一管道101和第二管道202的位置处均穿设有空心短节，多个第一密封塞1011的端部之间相间隔，且间隔的距离均大于空心短节外套设的接箍的外径，多个第二密封塞2022的端部贴合在空心短节的外壁。

本申请实施方式的用于井口压力转换及密封的装置，通过在第一密封机构1的第一工作状态和在第二密封机构2的第二工作状态之间进行切换，可以实现空心短节在下入过程和起出过程中，对井口的压力转换以及密封。

具体的，下入空心短节时，关闭第一密封机构1，打开第二密封机构2，将空心短节下入至压力转换本体3的压力转换通道301中，此时空心短节的下端位于第二管道202的上方。再关闭第一密封机构1(即使得多个第一密封塞1011的端部贴合在空心短节的外壁)，打开下第二密封机构2(即使得多个第二密封塞2022的端部之间间隔的距离大于空心短节的外径)，完成一根空心短节的下入，重复上述过程逐根下入空心短节。

上提空心短节时，观察井口是否有溢流。如果没有溢流，可以直接打开第二密封机构2和第一密封机构1(即使得多个第一密封塞1011和多个第二密封塞2022的端部之间间隔的距离均大于空心短节的外径)，连续起出井内空心短节。如果有井口有溢流，则关闭第一密封机构1，打开下第二密封机构2，将空心短节起出至压力转换本体3的压力转换通道301中，再关闭第二密封机构2，打开第一密封机构1，确保密封的状态下逐根起出空心短节。

在本实施方式中，第一密封塞1011和第二密封塞2022可以由橡胶等柔软性材料制成，从而当第一密封机构1或第二密封机构2处于关闭状态时，第一密封塞1011和第二密封塞2022可以较佳地贴合在空心短节的外壁，实现压力转换通道301的密封。

如图1所示，具有压力转换通道301的压力转换本体3大致呈管状，其靠近上端和下端的侧壁可以分别设置有两个开口组，每个开口组具有沿周向排布的多个开口，多个第一管体和多个第二开口分别设置在两个开口组所包含的开口中，籍此实现与压力转换通道301的连通。

进一步地，压力转换本体3的上端可以连接有上接头4，上接头4用于连接井口限位装置5。压力转换本体3的下端可以连接有法兰6，法兰6用于连接接口转换装置。

在一个实施方式中，为了实现第一密封塞1011和第二密封塞2022分别在对应地第一管道101和第二管道202中的移动，第一密封机构1还可以包括设置在多个第一管道101中的第一移动操作杆102，第一移动操作杆102能在对应地第一管道101中移动，其端部顶固对应地所述第一密封塞1011。

同样的，第二密封机构2还亏包括设置在多个第二管道202中的第二移动操作杆201，第二移动操作杆201能在对应地第二管道202中移动，其端部顶固对应地第二密封塞2022。

在本实施方式中，第一移动操作杆102和第二移动操作杆201的移动可以分别带动第一密封塞1011和第二密封塞2022的移动。具体的，多个第一管道101和多个第二管道202的开口端中分别设置有第一端盖7和第二端盖8，第一移动操作杆102和第二移动操作杆201分别螺纹旋合在第一端盖7和第二端盖8中。如此，通过第一移动操作杆102和第一端盖7的螺纹配合，以及第二移动操作杆201和第二端盖8的螺纹配合，使得第一移动操作杆102和第二移动操作杆201的旋转运动分别转化为第一密封塞1011和第二密封塞2022在第一管道101和第二管道202的轴向移动。

在本实施方式中，第一端盖7和第二端盖8大致可呈具有通孔的壳体状，其内壁设置有内螺纹，第一移动操作杆102和第二移动操作杆201的外壁设置有相适配的外螺纹，籍此实现螺纹连接。

并且，为了对第一移动操作杆102和第二移动操作杆201的位置进行限位，第一移动操作杆102和第二移动操作杆201的外壁可以分别套设有第一螺母9和第二螺母10，第一螺母9和第二螺母10分别顶固第一管道101和第二管道202的开口端。

为了便于施工人员的操作，可以在第一移动操作杆102和第二移动操作杆201的端部套设把手(未示出)，施工人员通过对把手施加周向旋转力，可以使得第一移动操作杆102和第二移动操作杆201发生旋转，进而实现第一密封塞1011或者第二密封塞2022的轴向进给运动。

进一步地，为了实现运动的传递，第一密封机构1还可以包括设置在多个第一管道101中并能在其中移动的第一滑套103，多个第一滑套103的内壁向内凸起形成第一限位台阶1031，第一限位台阶1031具有朝向第一密封塞1011的第一内端面和朝向第一移动操作杆102的第一外端面，第一密封塞1011的顶固在第一内端面上，第一移动操作杆102与第一外端面相连接。

同样的，第二密封机构2也可以包括设置在多个第二管道202中并能在其中移动的第二滑套203，多个第二滑套203的内壁向内凸起形成第二限位台阶2032，第二限位台阶2032具有朝向第二密封塞2022的第二内端面和朝向第二移动操作杆201的第二外端面，第二密封塞2022的顶固在第二内端面上，第二移动操作杆201与第二外端面相连接。

在本实施方式中，第一滑套103和第二滑套203大致可呈两端开口的筒状，其内壁向内凸起形成第一限位台阶1031和第二限位台阶2032，其外壁分别与第一管道101和第二管道202的内壁相贴合。通过设置第一滑套103和第二滑套203，可以将分别第一移动操作杆102和第二移动操作杆201的旋转进给运动传递给对应地第一密封塞1011和第二密封塞2022，以此实现第一密封塞1011和第二密封塞2022的轴向运动。

进一步地，第一滑套103和第二滑套203与第一移动操作杆102和第二移动操作杆201之间还可以设置有中间连接件。具体的，多个第一移动操作杆102和多个所述第二移动操作杆201分别位于对应地第一管道101和第二管道202内的端部沿径向分别向外弯折形成第一钩连部1021和第二钩连部2021。

多个第一管道101和多个第二管道202中分别设置有第一连接件104和第二连接件204，多个第一连接件104和多个第二连接件204的一端分别顶固在第一外端面和第二外端面上，另一端沿径向向内弯折形成第一配合部1041和第二配合部2042，第一配合部1041和第二配合部2042分别与第一钩连部1021和第二钩连部2021相挂接。

在本实施方式中，第一连接件104和第二连接件204大致可呈筒状，其可以通过螺纹的方式分别与第一滑套103和第二滑套203相连接，并使其端部分别顶固在第一外端面和第二外端面上，籍此将第一移动操作杆102和第二移动操作杆201的旋转进给运动传递给对应地第一滑套103和第二滑套203，进而推动第一密封塞1011和第二密封塞2022运动。

本申请实施方式的用于井口压力转换及密封的装置已在辽河油田高一区、于楼、双北、曙光、马圈子等油田进行了成功应用，累计实施42井次，增油6804.24吨，创效1087.32万元，经济效果显著。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。

Claims (9)

1.一种用于井口压力转换及密封的装置，其特征在于，包括：

压力转换本体，所述压力转换本体具有供空心短节穿设的压力转换通道；

设置在所述压力转换本体外壁的第一密封机构，所述第一密封机构包括多个横向延伸的第一管道，多个所述第一管道与所述压力转换通道相连通，多个所述第一管道中分别设置有第一密封塞，所述第一密封塞能在对应地所述第一管道中移动；

设置在所述压力转换本体外壁且位于所述第一密封机构下方的第二密封机构，所述第二密封机构包括多个横向延伸的第二管道，多个所述第二管道与所述压力转换通道相连通，多个所述第二管道中分别设置有第二密封塞，所述第二密封塞能在对应地所述第二管道中移动；所述第一密封机构和所述第二密封机构分别具有第一工作状态和第二工作状态；

当所述第一密封机构处于所述第一工作状态时，所述压力转换通道对应于多个所述第一管道的位置处穿设有所述空心短节，多个所述第一密封塞的端部贴合在所述空心短节的外壁，多个所述第二密封塞的端部之间相间隔，且间隔的距离均大于所述空心短节外套设的接箍的外径；

当所述第二密封机构处于所述第二工作状态时，所述压力转换通道对应于多个所述第一管道和所述第二管道的位置处均穿设有所述空心短节，多个所述第一密封塞的端部之间相间隔，且间隔的距离均大于所述空心短节外套设的接箍的外径，多个所述第二密封塞的端部贴合在所述空心短节的外壁。

2.如权利要求1所述的用于井口压力转换及密封的装置，其特征在于，所述第一密封机构还包括：设置在多个所述第一管道中的第一移动操作杆，所述第一移动操作杆能在对应地所述第一管道中移动，其端部顶固对应地所述第一密封塞。

3.如权利要求2所述的用于井口压力转换及密封的装置，其特征在于，所述第一密封机构还包括：设置在多个所述第一管道的开口端中的第一端盖，所述第一移动操作杆螺纹旋合在所述第一端盖中。

4.如权利要求2所述的用于井口压力转换及密封的装置，其特征在于，所述第一密封机构还包括：设置在多个所述第一管道中并能在其中移动的第一滑套，多个所述第一滑套的内壁向内凸起形成第一限位台阶，所述第一限位台阶具有朝向所述第一密封塞的第一内端面和朝向所述第一移动操作杆的第一外端面，所述第一密封塞的顶固在所述第一内端面上，所述第一移动操作杆与所述第一外端面相连接。

5.如权利要求4所述的用于井口压力转换及密封的装置，其特征在于，多个所述第一移动操作杆位于对应地所述第一管道内的端部沿径向分别向外弯折形成第一钩连部；

所述第一密封机构还包括：设置在多个所述第一管道中的第一连接件，多个所述第一连接件的一端顶固在所述第一外端面上，另一端沿径向向内弯折形成第一配合部，所述第一配合部与所述第一钩连部相挂接。

6.如权利要求1所述的用于井口压力转换及密封的装置，其特征在于，所述第二密封机构还包括：设置在多个所述第二管道中的第二移动操作杆，所述第二移动操作杆能在对应地所述第二管道中移动，其端部顶固对应地所述第二密封塞。

7.如权利要求6所述的用于井口压力转换及密封的装置，其特征在于，所述第二密封机构还包括：设置在多个所述第二管道的开口端中的第二端盖，所述第二移动操作杆螺纹旋合在所述第二端盖中。

8.如权利要求6所述的用于井口压力转换及密封的装置，其特征在于，所述第二密封机构还包括：设置在多个所述第二管道中并能在其中移动的第二滑套，多个所述第二滑套的内壁向内凸起形成第二限位台阶，所述第二限位台阶具有朝向所述第二密封塞的第二内端面和朝向所述第二移动操作杆的第二外端面，所述第二密封塞的顶固在所述第二内端面上，所述第二移动操作杆与所述第二外端面相连接。

9.如权利要求8所述的用于井口压力转换及密封的装置，其特征在于，多个所述第二移动操作杆位于对应地所述第二管道内的端部沿径向分别向外弯折形成第二钩连部；

所述第二密封机构还包括：设置在多个所述第二管道中的第二连接件，多个所述第二连接件的一端顶固在所述第二外端面上，另一端沿径向向内弯折形成第二配合部，所述第二配合部与所述第二钩连部相挂接。

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