CN108952615A - 自动密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动密封装置，其包括：本体，所述本体具有相对的前端、后端以及中部段，前端用于和密封器相连接，后端能与抢喷装置相连接；中部段中部设置有用于穿设线缆的第一通孔，中部段的侧壁上开设有与第一通孔相连通的第二通孔，设置在第一通孔中且相互配合的密封件和密封压帽，密封压帽的中部形成有与第一通孔相连通的过线缆孔；设置在第二通孔中的封堵压帽；能与密封件相配合的金属球；当线缆断裂后，所述金属球由所述第二通孔进入所述第一通孔与所述密封件相接触，密封第一通孔。本发明提供的自动密封装置，能够在线缆断裂等紧急情况下及时密封线缆通道，避免井喷事故的发生。
Description
技术领域
本发明涉及石油测井技术领域，特别涉及一种自动密封装置。
背景技术
在稠油热采过程中，为了了解井下注汽效果、评价隔热管保温情况、蒸汽腔的扩展情况，通常在稠油热采注汽井中采用隔热油管外捆绑热电偶或光缆的方式进行多点测温或分布式光纤测试。具体实施时，一般将热电偶或光缆从套管四通的平板阀穿出后，利用井口密封器进行井口密封。现有的井口密封器普遍采用柔性石墨的静密封。在正常生产阶段，该密封方法十分有效。
但当井下出现隔热油管断裂、线缆腐蚀折断等突发情况时，由于注汽井井下压力高，会造成线缆被拉断落井或者被顶出井外，此时井内压力会沿着线缆通道喷出，造成井喷。尤其当井下还有H2S等有毒气体时，会造成严重的安全生产事故。若事故出现在夜间，风险会更大。为此，需要研制一种能够自动密封的装置，当出现紧急情况时，该装置可以自动密封线缆通道，避免井喷事故的发生。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于密封捆绑测试线缆的自动密封装置，能够克服现有技术中的缺陷，使井下捆绑线缆由于隔热油管断裂、线缆腐蚀折断而落井或者被顶出井外时，及时密封线缆通道，避免井喷事故的发生。
本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
一种自动密封装置，所述自动密封装置用于安装在注蒸汽井套管闸门外侧，其包括：
本体，所述本体具有相对的前端、后端，以及位于所述前端和后端之间的中部段，所述前端用于和密封器相连接，所述后端能与抢喷装置相连接；所述中部段中部设置有用于穿设线缆的第一通孔，所述中部段的侧壁上开设有与所述第一通孔相连通的第二通孔，
设置在所述第一通孔中且相互配合的密封件和密封压帽，所述密封压帽的中部形成有与所述第一通孔相连通的过线缆孔；
设置在所述第二通孔中的封堵压帽和能与所述密封件相配合的金属球；
当线缆未断裂时，所述金属球位于所述本体的第二通孔中，当线缆断裂后，所述金属球由所述第二通孔进入所述第一通孔与所述密封件相接触，密封所述第一通孔。
在一个优选的实施方式中，所述封堵压帽内形成有盲孔，所述盲孔中设置有处于压缩状态的弹簧，当所述线缆未断裂时，所述金属球与所述弹簧相接触，当所述线缆断裂后，所述金属球在所述弹簧的弹力和重力的作用下，向所述密封件移动。
在一个优选的实施方式中，所述封堵压帽的外侧设置有外螺纹，所述第二通孔中设置有与所述外螺纹相匹配的内螺纹。
在一个优选的实施方式中，所述封堵压帽具有相对的上端和下端，其中，所述封堵压帽的下端形成有密封锥面，相应的，所述第二通孔中形成有与所述密封锥面相匹配的密封锥孔。
在一个优选的实施方式中，所述本体具有第一轴线，所述第一通孔沿着所述第一轴线纵长延伸，所述封堵压帽具有第二轴线，所述第二通孔沿着所述第二轴线纵长延伸，所述第二轴线与所述第一轴线相垂直。
在一个优选的实施方式中，所述本体在与所述封堵压帽配合的外表面形成有钻孔平面，所述钻孔平面与所述本体的第一轴线相平行。
在一个优选的实施方式中，所述密封件具有用于和所述本体相配合的第一密封面和用于和所述密封压帽相配合的第二密封面，所述第一密封面和第二密封面均为锥形密封面。
在一个优选的实施方式中，所述密封压帽的外侧形成有外螺纹，相应的所述本体中设置有与所述外螺纹相匹配的内螺纹。
在一个优选的实施方式中，所述第一通孔为阶梯型变直径孔，其包括孔径依次增大的第一孔段和第二孔段，其中，所述第一孔段的孔径小于金属球的直径，所述第二孔段的孔径大于所述金属球的直径。
在一个优选的实施方式中，所述本体的前端设置有第一油管扣，所述本体的后端设置有第二油管扣。
本发明的特点和优点是：本申请所提供的自动密封装置用于安装在注蒸汽井套管闸门外侧，该自动密封装置的中空本体通过设置有用于穿设线缆的第一通孔，且在所述第一通孔中设置相互配合的密封件和密封压帽，在本体的侧壁上设置与所述第一通孔相连通的第二通孔，在所述第二通孔中设置封堵压帽和能与所述密封件相配合的金属球；当线缆未断裂时，所述金属球位于所述本体的第二通孔中，当线缆断裂后，所述金属球由所述第二通孔进入所述第一通孔与所述密封件相接触，密封所述第一通孔。能够在线缆因隔热油管断裂或线缆腐蚀折断而落井时紧急密封线缆的穿出孔，使井内的高压蒸汽和H2S不被泄漏，将有效避免安全事故发生。
参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
图1是本申请实施方式中一种自动密封装置的结构示意图；
图2是本申请实施方式中一种自动密封装置在线缆未断时的C-C剖视图；
图3是本申请实施方式中一种自动密封装置在线缆断裂后的C-C剖视图。
附图标记说明：
1-第一油管扣，3-本体，31-中部段；21-第一通孔；22-第二通孔；32-前端，33-后端；4-封堵压帽，5-弹簧，6-金属球，7-密封件，8-密封压帽，9-第二油管扣。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。
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。
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。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。
本发明提供一种自动密封装置，能够克服现有技术中的缺陷，使井下捆绑线缆由于隔热油管断裂、线缆腐蚀折断而落井或者被顶出井外时，及时密封线缆通道，避免井喷事故的发生。
请参阅图1至图3，本申请实施方式中提供一种自动密封装置，所述自动密封装置用于安装在注蒸汽井套管闸门外侧，其可以包括：本体3，所述本体3具有相对的前端32、后端33，以及位于所述前端32和后端33之间的中部段31，所述前端32用于和密封器相连接，所述后端33能与抢喷装置相连接；所述中部段31中部设置有用于穿设线缆的第一通孔21，所述中部段31的侧壁上开设有与所述第一通孔21相连通的第二通孔22，设置在所述第一通孔21中且相互配合的密封件7和密封压帽8，所述密封压帽8的中部形成有与所述第一通孔21相连通的过线缆孔；设置在所述第二通孔22中的封堵压帽4和能与所述密封件7相配合的金属球6；当线缆未断裂时，所述金属球6位于所述本体3的第二通孔22中，当线缆断裂后，所述金属球6由所述第二通孔22进入所述第一通孔21与所述密封件7相接触，密封所述第一通孔21。
在本实施方式中，该自动密封装置用于安装在注蒸汽井套管闸门外侧，在井下捆绑线缆由于隔热油管断裂、线缆腐蚀折断而落井或被顶出井外时，能及时密封线缆通道，避免井喷事故的发生。
该自动密封装置具有中空的本体3。所述本体3具有相对的前端32、后端33，以及位于所述前端32和后端33之间的中部段31。正常安装时，该本体3水平安装，即本体3的前端32和后端33处于或基本处于同一水平高度。其中，所述前端32用于和密封器相连接。具体的，该本体3的前端32可以设置有第一油管扣1，其通过油管扣连接的方式与密封器相连接。所述后端33能与抢喷装置相连接。具体的，该本体3的后端33可以设置有第二油管扣9，其通过油管扣连接的方式与密封器相连接。所述中部段31的中部设置有用于穿设线缆的第一通孔21，所述中部段31的侧壁上开设有与所述第一通孔21相连通的第二通孔22。
具体的，所述第一通孔21可以为阶梯型变直径孔，其包括孔径依次增大的第一孔段和第二孔段。其中，所述第一孔段的孔径小于金属球6的直径，使得金属球6不会无法进入所述第一孔段，所述第二孔段的孔径大于所述金属球6的直径，使得所述金属球6可以通过所述第一孔段坐封在所述密封件7上。
其中，所述第一通孔21中设置有密封件7和密封压帽8。具体的，所述密封件7具有用于和所述本体3相配合的第一密封面和用于和所述密封压帽8相配合的第二密封面，所述第一密封面和第二密封面均为锥形密封面，从而保证所述密封件7与所述本体3和密封压帽8之间密封的可靠性。
在本实施方式中，该密封压帽8整体呈中空的回转体型。所述密封压帽8的中空部位形成有与所述第通孔相连通的过线缆孔，该过线缆孔中用于穿设线缆。该密封压帽8具有相对的第一端和第二端，其中，所述第一端形成有锥形孔，用于和所述密封件7相配合，所述第二端形成有第一安装部。该第一安装部可以作为安装工具与该密封压帽8配合时的着力点。具体的，该第一安装部可以为六边形的结构，类似于螺帽的形式，当然，该第一安装部还可以为其他形式，本申请在此并不作具体的限定。
在一个实施方式中，所述密封压帽8的外侧形成有外螺纹，相应的所述本体3中设置有与所述外螺纹相匹配的内螺纹。当所述密封压帽8与所述本体3之间通过螺纹连接的方式连接时，可以通过螺纹配合关系，保证所述密封压帽8将所述密封件7安装到位。
在本实施方式中，所述第二通孔22中设置有封堵压帽4，以将所述第二通孔22进行封堵。当线缆未断裂前，金属球6可以位于所述封堵压帽4中，或者位于所述封堵压帽4与所述本体3之间形成的空腔内；当线缆未断裂时，所述金属球6位于所述本体3的第二通孔22中，当线缆断裂后，所述金属球6由所述第二通孔22进入所述第一通孔21与所述密封件7相接触，密封所述第一通孔21，从而实现紧急情况下的自动密封，有效避免安全事故发生。
进一步的，所述封堵压帽4内形成有盲孔，所述盲孔中设置有处于压缩状态的弹簧5。当所述线缆未断裂时，所述金属球6与所述弹簧5相接触，当所述线缆断裂后，所述金属球6在所述弹簧5的弹力和重力的作用下，向所述密封件7移动，在井内压力的作用下可靠地坐封在所述密封件7上。考虑到在某些情况下，例如所述金属球6可能会在使用过程中被井中的杂质封堵在第二通孔22中，从而无法仅在重力作用下自由下落。为了避免上述情况的发生，可以在该封堵压帽4中增设预压弹簧5，对金属球6施加向下的弹力，使其能够在线缆断裂时可靠地下落。
在一个实施方式中，所述封堵压帽4的外侧设置有外螺纹，所述第二通孔22中设置有与所述外螺纹相匹配的内螺纹。当所述封堵压帽4与所述本体3之间通过螺纹连接的方式相配合时，通过旋转该封堵压帽4可以实现调节弹簧5的预紧度。具体的，该封堵压帽4可以整体呈回转体型，其具有相对的上端和下端，其中，所述封堵压帽4的下端形成有密封锥面，相应的，所述第二通孔22中形成有与所述密封锥面相匹配的密封锥孔。当所述封堵压帽4与所述本体3之间通过锥面相配合时，可以保证配合位置密封的可靠性。
此外，所述封堵压帽4的上端可以形成有第二安装部。该第二安装部可以作为安装工具与该封堵压帽4配合时的着力点。具体的，该第二安装部可以为六边形的结构，类似于螺帽的形式，当然，该第二安装部还可以为其他形式，本申请在此并不作具体的限定。
在一个实施方式中，所述本体3具有第一轴线，所述第一通孔21沿着所述第一轴线纵长延伸，所述封堵压帽4具有第二轴线，所述第二通孔22沿着所述第二轴线纵长延伸，所述第二轴线与所述第一轴线相垂直。当所述本体3的第一轴线与所述封堵压帽4的第二轴线相垂直时，由于本体3是水平安装的，当线缆发生断裂时，金属球6能够在重力作用下自由下落。当设置有处于预压状态的弹簧5后，可以更可靠地保证当线缆发生断裂时，金属球6能够送入第一通孔21中，继而在井下压力的作用下与密封件7相接触，实现封堵第一通孔21。
进一步的，所述本体3在与所述封堵压帽4配合的外表面形成有钻孔平面，所述钻孔平面与所述本体3的第一轴线相平行。
由于该自动密封装置安装在注蒸汽井套管闸门外侧，处于高温高压高湿度的环境下，对本体3的性能要求较高，因此本体3可以采用锻压件。所述第二通孔22为在所述本体3的基础上进行机加工成型。为了降低加工难度，可以在所述本体3的外表面形成有所述钻孔平面，当垂直与所述钻孔平面向下打孔时，可以形成所述第二通孔22。
本申请所提供的自动密封装置采用球面密封的原理，在本体3的侧壁开第二通孔22，第二通孔22方向向上，第二通孔22的轴线与线缆的轴线垂直且在同一平面内，线缆穿接过该自动密封装置后，在第二通孔22内安装金属球6，金属球6上安装弹簧5，当线缆因隔热油管断裂或线缆腐蚀折断而落井时，金属球6在重力和弹簧5的作用下立即向下进入第一通孔21内，在井内压力作用下，金属球6被紧紧压在密封件7上，井内压力越高，金属球6与密封件7压得越紧，从而实现紧急情况下的自动密封。
在一个具体的应用场景中，安装时线缆首先穿过本体3的前端32后从自动密封装置本体3的第一通孔21穿过，然后穿过密封件7和密封压帽8，从后端33穿出，第一油管扣1与线缆井口的密封器相连接，连接后将金属球6安装在自动密封装置的本体3内，依次安装弹簧5和封堵压帽4，封堵压帽4与自动密封装置的本体3可以为螺纹连接，且与自动密封装置本体3为锥面线密封，安装后由于线缆的存在，弹簧5处于压缩状态，金属球6始终顶在线缆外铠上，安装时封堵压帽4处于垂直向上的状态。一旦井下发生线缆因隔热油管断裂或线缆腐蚀折断而落井或从地面喷出时，金属球6在重力和弹簧5的预紧力作用下落向第一通道，由于井内压力高于外界压力，金属球6在内部压力作用下与密封件7压紧，产生球面线密封，金属球6两端的压差越大，密封效果越好。后端33的第二油管扣9还可以与抢喷装置相连接，为后续处理做准备。
本申请提供一种用于安装在注蒸汽井套管闸门外侧的自动密封装置，该自动密封装置的中空本体3通过设置有用于穿设线缆的第一通孔21，且在所述第一通孔21中设置相互配合的密封件7和密封压帽8，在本体3的侧壁上设置与所述第一通孔21相连通的第二通孔22，在所述第二通孔22中设置封堵压帽4和能与所述密封件7相配合的金属球6；当线缆未断裂时，所述金属球6位于所述本体3的第二通孔22中，当线缆断裂后，所述金属球6由所述第二通孔22进入所述第一通孔21与所述密封件7相接触，密封所述第一通孔21。能够在线缆因隔热油管断裂或线缆腐蚀折断而落井时紧急密封线缆的穿出孔，使井内的高压蒸汽和H2S不被泄漏，将有效避免安全事故发生。
本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。
除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。
本文披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。
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。
本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。
以上所述仅为本发明的几个实施方式，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种自动密封装置，其特征在于，所述自动密封装置用于安装在注蒸汽井套管闸门外侧，其包括：
本体，所述本体具有相对的前端、后端，以及位于所述前端和后端之间的中部段，所述前端用于和密封器相连接，所述后端能与抢喷装置相连接；所述中部段中部设置有用于穿设线缆的第一通孔，所述中部段的侧壁上开设有与所述第一通孔相连通的第二通孔，
设置在所述第一通孔中且相互配合的密封件和密封压帽，所述密封压帽的中部形成有与所述第一通孔相连通的过线缆孔；
设置在所述第二通孔中的封堵压帽和能与所述密封件相配合的金属球；
当线缆未断裂时，所述金属球位于所述本体的第二通孔中，当线缆断裂后，所述金属球由所述第二通孔进入所述第一通孔与所述密封件相接触，密封所述第一通孔。
2.如权利要求1所述的自动密封装置，其特征在于，所述封堵压帽内形成有盲孔，所述盲孔中设置有处于压缩状态的弹簧，当所述线缆未断裂时，所述金属球与所述弹簧相接触，当所述线缆断裂后，所述金属球在所述弹簧的弹力和重力的作用下，向所述密封件移动。
3.如权利要求2所述的自动密封装置，其特征在于，所述封堵压帽的外侧设置有外螺纹，所述第二通孔中设置有与所述外螺纹相匹配的内螺纹。
4.如权利要求2所述的自动密封装置，其特征在于，所述封堵压帽具有相对的上端和下端，其中，所述封堵压帽的下端形成有密封锥面，相应的，所述第二通孔中形成有与所述密封锥面相匹配的密封锥孔。
5.如权利要求4所述的自动密封装置，其特征在于，所述本体具有第一轴线，所述第一通孔沿着所述第一轴线纵长延伸，所述封堵压帽具有第二轴线，所述第二通孔沿着所述第二轴线纵长延伸，所述第二轴线与所述第一轴线相垂直。
6.如权利要求5所述的自动密封装置，其特征在于，所述本体在与所述封堵压帽配合的外表面形成有钻孔平面，所述钻孔平面与所述本体的第一轴线相平行。
7.如权利要求1所述的自动密封装置，其特征在于，所述密封件具有用于和所述本体相配合的第一密封面和用于和所述密封压帽相配合的第二密封面，所述第一密封面和第二密封面均为锥形密封面。
8.如权利要求7所述的自动密封装置，其特征在于，所述密封压帽的外侧形成有外螺纹，相应的所述本体中设置有与所述外螺纹相匹配的内螺纹。
9.如权利要求1所述的自动密封装置，其特征在于，所述第一通孔为阶梯型变直径孔，其包括孔径依次增大的第一孔段和第二孔段，其中，所述第一孔段的孔径小于金属球的直径，所述第二孔段的孔径大于所述金属球的直径。
10.如权利要求1所述的自动密封装置，其特征在于，所述本体的前端设置有第一油管扣，所述本体的后端设置有第二油管扣。
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