CN110080736A - 用于稠油热采实验中高温探针的一孔多线密封装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于稠油热采实验设备技术领域，公开了一种用于稠油热采实验中高温探针的一孔多线密封装置及方法；设置有多根温度测柱；多根温度测柱穿过密封压盖、防转动压板、变形锥和密封座并锁住；多根温度测柱通过防转动压板固定，密封座开有对应的豁口，密封座通过对应豁口与防转动压板限位固定；密封压盖通过向下运动压紧变形锥，变形锥通过受力向下运动与密封座的密封锥面挤压。本发明结构简单，通用性好，可通过转换接头轻易更换到不同高压设备上；同时耐温更高，可达1000℃，通过更高的耐温度‑压力密封技术，有效的扩展了地层深度的深部研究。本发明打破目前的相关仪器设备的温度限制，更大更广泛的拓展了科研研究的范围。
Description
技术领域
本发明属于稠油热采实验设备技术领域，尤其涉及一种用于稠油热采实验中高温探针的一孔多线密封装置及方法。
背景技术
目前，最接近的现有技术：现有的密封管线技术往往采用非金属作为密封介质，耐温不超过260℃，密封基体为金属材料可耐高温，但是密封变形材料一般采用非金属，耐温受到极大的局限。目前，在石油、化工及能源类的勘探及开发等领域中，需要经常进行一些模拟现场的实验室尺度的研究实验，开展一些相关理论及实验模型的模拟，经常会遇到一些测试相关的问题，最为常见的就是关于温度和压力的测试、监测，这就需要设备的硬件通过一些或者多根测试探针深入模型介质内部进行探测，在探针方面类似压力管线及温度探针之类进入高压容器内部时，就涉及到一系列密封问题，常规的高压容器，在进行探测温度压力密封时，可通过O型圈及一些工程塑料等方式进行密封，当研究的条件继续增多，地层深度继续增加时，就对温度、压力指标的要求有进一步的提高，而O型圈及工程塑料在密封方面，普通氟胶最高可达200℃，密封所用的工程塑料最高可达260℃，而进行有些实验时，尤其是石油天然气领域内，进行火烧驱油时，对温度要求，至少是600-1000℃，这就需要一种超出常规的温度及压力范畴的一孔多测点的密封技术。
综上所述，现有技术存在的问题是：当研究的条件继续增多，地层深度继续增加时，O型圈及工程塑料在密封方面，已经达不到实验所需设备的工作温度，在石油天然气领域内，尤其是进行火烧驱油时，承受更高的温度，至少是600-1000℃，使用常规密封结构及密封件，将会导致相关实验失败。
解决上述技术问题的难度：
因此，解决高温试验所需的高温一孔多线密封，需要在材料及结构上突破原有的限制，本发明采用一种耐高温金属作为密封材料，通过压缩金属作为密封方式，解决常规结构带来的金属很难压缩的困难，实现超高温度下的密封。
解决上述技术问题的意义：
打破目前的相关仪器设备的温度限制，更大更广泛的拓展了科研研究的范围。由于具有了更高温度的密封结构，为更深部地层研究及超高温驱油研究提供了实验基础，通过室内实验室研究为实际开采进行模拟，提供理论依据。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于稠油热采实验中高温探针的一孔多线密封装置及方法，本发明提供了一种全金属式的耐温1000℃的全新密封结构，可以满足更深地层的压力、温度指标，满足更宽广的实验研究，为深部地质地层研究提供了支撑，也更拓宽了相关仪器设备的应用范围。
本发明是这样实现的，一种用于稠油热采实验中高温探针的一孔多线密封装置及方法结构有：
多根温度测柱；
多根温度测柱穿过密封压盖、防转动压板、变形锥和密封座并锁住；
多根温度测柱通过防转动压板固定，密封座开有对应的豁口，密封座通过对应豁口与防转动压板限位固定；
密封压盖通过向下运动压紧变形锥，变形锥通过受力向下运动与密封座的密封锥面挤压；
本发明通过该在密封压盖的作用下向下运动压紧变形锥，可以保护温度测柱自身不转动；变形锥在受力的作用下将向下运动，挤压密封座的密封锥面，做密封压盖和密封座的双重挤压下，变形锥将受力变形，从而在一定的预紧力下，将多根温度测柱紧紧锁住；本发明结构简单，通用性好，可通过转换接头轻易更换到不同高压设备上；同时耐温更高，可达1000℃，通过更高的耐温度-压力密封技术，有效的扩展了地层深度的深部研究。
进一步，所述密封座通过螺栓与转接头连接，转接头通过转接与不同的高压设备。
本发明通过设置有转接头，可以便捷的更换到不同的高压设备上。
进一步，所述转接头转接拧入高压舱壁。
本发明通过设置有高压舱壁，可实现转移通用。
进一步，所述温度测柱外侧设置有无缝钢管，无缝钢管将热电偶封装在管内侧，温度测柱通过每根独立的无缝钢管将热电偶密封在内部。
本发明通过温度测柱、无缝钢管和热电偶的连接方式，可实现在不同高度位置上布置不同长度的热电。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：现有一孔多线密封通常温度在200℃以内，采用330℃密封材质，在压缩条件下很容易碎裂，本发明采用金属压缩结构实现1000℃高温密封，为更多更高实验要求提供了基础。采用金属密封结构，受力更加稳定，使用稳定性更高，尤其在油气实验的很长周期中，中途不能停止，更加保证了实验的可靠和实验的成功率。
现有的密封管线技术往往采用非金属作为密封介质，耐温不超过260℃，密封基体为金属材料可耐高温，但是密封变形材料一般采用非金属，耐温受到极大的局限，本发明采用一种新型结构，通过金属材料实现密封，突破了温度的限制，实现高温密封。
附图说明
图1是本发明实施例提供的用于稠油热采实验中高温探针的一孔多线密封装置结构示意图；
图2是本发明实施例提供的转接头结构示意图；
图3是本发明实施例提供的防转动压板结构示意图；
图4是本发明实施例提供的变形锥结构示意图；
图中：1、温度测柱，2、密封压盖，3、防转动压板，4、变形锥；5、密封座，6、转接头，7、高压舱壁。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
本发明提供了一种全金属式的耐温1000℃的全新密封结构，可以满足更深地层的压力、温度指标，满足更宽广的实验研究，为深部地质地层研究提供了支撑，也更拓宽了相关仪器设备的应用范围。
下面结合附图1至图4对本发明的结构作详细的描述。
如图1-图4所示，本发明实施例提供的用于稠油热采实验中高温探针的一孔多线密封装置设置有：多根温度测柱1；
多根温度测柱1穿过密封压盖2、防转动压板3和变形锥4及密封座5并用密封压盖2旋转锁住；多根温度测柱1通过防转动压板3固定，密封座5开有对应的豁口，密封座5通过对应豁口与防转动压板3限位固定；密封压盖2通过向下运动压紧变形锥4，变形锥4通过受力向下运动与密封座5的密封锥面挤压。
多通过防转动压板3保持多根温度测柱1、防转动压板3的位置不被旋转，同时通过密封压盖2的螺旋作用将防转动压板3、变形锥4等向下压紧，在压紧力的作用下，多根温度测柱1和防转动压板3密封，防转动压板3和密封座5密封，通过内外密封实现1的高温密封。
其中防转动压板3和密封座5均采用耐高温不锈钢2520加工成型，中间的变形部分变形锥4采用耐高温紫铜T2加工成型，密封压盖2采用45号钢经过调质蘸火以及表面镀铬工艺成型，硬度高，强度大，不易变形。
温度测柱1可以通过防转动压板3固定，在压紧过程中通过密封座5上对应的豁口将防转动压板3限位，使其制动在密封压盖2的作用下向下运动压紧变形锥4，保护温度测柱1自身不转动，变形锥4在受力的作用下将向下运动，挤压密封座5的密封锥面，做密封压盖2和密封座5的双重挤压下，变形锥4将受力变形，从而在一定的预紧力下，将穿过密封压盖2及防转动压板3和变形锥4及密封座5的多根温度测柱1紧紧锁住，由于温度测柱1和变形锥4的内部圆孔及变形锥4的密封面和密封座5的密封面间隙很小，并且表面粗糙度都在1.6以上，在较大的挤压力下，各个接触面将发生贴合并且实现紧紧的密封；通过锁紧后成为一体，可实现1000℃的多根测柱的温度测柱密封，从而实现了一孔多线测点密封。
所述密封座5通过螺栓与转接头6连接，转接头6通过转接与不同的高压设备；转接头6转接拧入高压舱壁7。
通过下部的转接头6可以便捷的更换到不同的高压设备上，通过转接拧入高压舱壁7，及可实现转移通用。
所述温度测柱1外侧设置有无缝钢管，无缝钢管将热电偶封装在管内侧，温度测柱1通过每根独立的无缝钢管将热电偶密封在内部。
通过本结构中的密封和固定方法，即可实现在不同高度位置上布置不同长度的热电偶，通过热电偶头部感应温度的高低，热电偶通过每根独立的无缝钢管密封在管线的内部，温度测柱1的外侧是无缝钢管，无缝钢管将热电偶封装在管内侧，这样，通过各种耐高温材质成型的一孔多线测点接头结合不同的实验设备满足了石油天然气领域的深部研究。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种用于稠油热采实验中高温探针的一孔多线密封装置，其特征在于，所述的用于稠油热采实验中高温探针的一孔多线密封装置设置有：
多根温度测柱；
多根温度测柱穿过密封压盖、防转动压板、变形锥和密封座并锁住；
多根温度测柱通过防转动压板固定，密封座开有对应的豁口，密封座通过对应豁口与防转动压板限位固定；
密封压盖通过向下运动压紧变形锥，变形锥通过受力向下运动与密封座的密封锥面挤压。
2.如权利要求1所述的用于稠油热采实验中高温探针的一孔多线密封装置，其特征在于，所述密封座通过螺栓与转接头连接，转接头通过转接与不同的高压设备。
3.如权利要求1所述的用于稠油热采实验中高温探针的一孔多线密封装置，其特征在于，所述转接头转接拧入高压舱壁。
4.如权利要求1所述的用于稠油热采实验中高温探针的一孔多线密封装置，其特征在于，所述温度测柱外侧设置有无缝钢管，无缝钢管将热电偶封装在管内侧，温度测柱通过每根独立的无缝钢管将热电偶密封在内部。
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