CN110529066B - 试井测试用防喷堵头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种试井测试用防喷堵头，试井测试用防喷堵头包括堵头本体，堵头本体具有堵头通孔，堵头通孔内设有密封组件，密封组件包括密封盘根和裹紧胶套，密封盘根沿上下方向限位装配在堵头通孔内，以对贯穿堵头通孔的电缆进行密封，裹紧胶套套设在密封盘根外，其上下两端与堵头通孔的孔壁之间对应设有上密封结构和下密封结构，堵头本体上设有传压孔，传压孔的出口位于上密封结构和下密封结构之间，传压孔的进口用于引入井筒内的压力流体。由于上密封结构和下密封结构之间的裹紧胶套均可受到径向压力，因此裹紧胶套能够将受到的压力有效的传递到密封盘根上，使密封盘根直接受径向压力裹紧电缆，保证了裹紧力，提高了密封性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种试井测试用防喷堵头。
背景技术
在油气水的生产过程中需要进行试井，由于井内压力较高，试井测试作业中，需要安装试井防喷装置。防喷堵头是试井防喷装置中的重要部件，主要起密闭测试和稳定钢丝的作用。
授权公告号为CN202954770U的中国实用新型专利公开了一种自密封防喷堵头，该防喷堵头通过活动底堵从下向上挤压密封盘根，以使密封盘根径向发生变形来裹紧密封钢丝，而密封盘根通过端面受压产生的径向变形对钢丝产生的包裹力较小，造成防喷堵头的密封性能较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种试井测试用防喷堵头，以解决现有技术中的密封盘根通过端面受压产生的径向变形对钢丝产生的包裹力较小，造成防喷堵头的密封性能较差的技术问题。
为实现上述目的，本发明试井测试用防喷堵头的技术方案是：
试井测试用防喷堵头，包括堵头本体，堵头本体具有沿上下方向延伸的堵头通孔，堵头通孔内设有密封组件，所述密封组件包括密封盘根和裹紧胶套，密封组件沿上下方向限位装配在堵头通孔内，以对贯穿堵头通孔的电缆进行密封，裹紧胶套套设在密封盘根外，其上下两端与堵头通孔的孔壁之间对应设有上密封结构和下密封结构，堵头本体上设有用于连通堵头通孔和井筒的传压孔，传压孔具有进口和出口，传压孔的出口位于上密封结构和下密封结构之间，传压孔的进口用于引入井筒内的压力流体。
有益效果是：堵头通孔内设置有密封盘根和套设在密封盘根外的裹紧胶套，密封盘根沿上下方向限位装配在堵头通孔内，裹紧胶套的上下两端与堵头通孔的孔壁之间对应设有上密封结构和下密封结构，使密封盘根在裹紧胶套的作用下能够裹紧电缆，以实现电缆的密封；同时，堵头本体上的传压孔能够将井筒内的压力流体传输至堵头通孔和裹紧胶套之间，以对裹紧胶套施加压力，由于上密封结构和下密封结构之间的裹紧胶套均可受到径向压力，因此裹紧胶套能够将受到的压力有效的传递到密封盘根上，使密封盘根受到较大的径向压力以裹紧电缆，保证了裹紧力，提高了电缆的密封性能和稳定性能。
所述堵头本体上于上密封结构、下密封结构之间还设有液压接头，以用于向堵头通孔内注入液压油进而压紧裹紧胶套，所述传压孔内设有供井筒内的压力流体单向进入堵头通孔内的单向传压结构。在井筒压力源压力较低或者密封盘根磨损较为严重时，可以通过与液压源连接的液压接头向堵头通孔的孔壁与裹紧胶套之间注入液压油，同时，单向传压结构在液压油的压力下会封堵传压孔，以保证裹紧胶套能够在液压油的作用下压紧密封盘根，从而实现电缆的密封。
所述单向传压结构设置在传压孔的进口处。便于单向传压结构的安装。
所述单向传压结构包括凡尔座、凡尔球以及弹性件，凡尔座设置在传压孔的进口处，凡尔座上设有过流通孔，过流通孔朝向凡尔球的一侧设置有阀口，所述弹性件向凡尔球施加弹性作用力以使其封堵所述阀口。由弹性件、凡尔球和凡尔座形成的单向传压结构，结构较为简单，成本较低。
所述传压孔具有设置在堵头本体下端的安装孔段，所述弹性件为压簧，所述安装孔段内由上向下依次安装有压簧、凡尔球和凡尔座，所述凡尔座螺纹装配在安装孔段内。只需在安装孔段内依次安装压簧、凡尔球和凡尔座，并通过凡尔座将压簧和凡尔球限位在安装孔段内即可，装配较为简单。
所述传压孔包括沿堵头通孔的轴向延伸的轴向段和与轴向段连通且沿堵头通孔的径向延伸的径向段，径向段远离轴向段的一端连通堵头通孔。便于传压孔的加工。
所述堵头通孔的孔壁上于上密封结构和下密封结构之间设有环槽，环槽的上、下两侧槽壁均与孔壁通过倒角结构过渡连接，所述传压孔的出口设置在环槽内。避免密封组件装入堵头通孔内时传压孔的出口损伤上密封结构。
所述密封组件还包括对应设置在密封盘根的上下两端以沿上下方向对密封盘根限位的上、下隔垫，各隔垫均具有供电缆穿装的隔垫穿孔，各隔垫的外侧面上均设有外螺纹，所述裹紧胶套包括胶套本体和一体硫化成型在胶套本体两端的上、下金属环端，上、下金属环端分别与上、下隔垫螺纹装配，上、下金属环端与堵头通孔的孔壁之间分别设有所述上密封结构和下密封结构。密封组件可以作为一个整体装配到堵头通孔内，便于装配。
所述上、下隔垫的相背侧均设有凸起。隔垫上设置的凸起便于将各隔垫旋入相应金属环端内。
所述堵头通孔的上部具有台阶结构，所述堵头通孔的下端螺纹装配有底堵，以在密封组件装配到堵头通孔后通过台阶结构和底堵将密封组件限位装配在堵头通孔内，底堵具有供电缆穿装的底堵穿孔。将底堵螺纹装配在堵头通孔的下端，只通过传压孔向裹紧胶套传压，简化了底堵的装配结构。
附图说明
图1为本发明的试井测试用防喷堵头的结构示意图；
图2为本发明的试井测试用防喷堵头的剖视图；
图中：1-捋水盘根压盖；2-堵头本体；3-捋水盘根；4-捋水盘根隔垫；5-出液接头；6-上金属环端；7-上密封圈；8-上隔垫；9-液压接头；10-胶套本体；11-密封盘根；12-下金属环端；13-下密封圈；14-下隔垫；15-底堵；16-防喷盒；17-压簧；18-凡尔球；19-凡尔座；20-堵头本体密封圈；21-轴向段；22-径向段；23-环槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的试井测试用防喷堵头的具体实施例，如图1和图2所示，试井测试用防喷堵头包括堵头本体2，堵头本体2具有沿上下方向延伸的堵头通孔，堵头通孔内沿上下方向布置有捋水组件和密封组件，捋水组件和密封组件之间设有空腔，堵头本体2上设有连通空腔和大气的出液口，出液口处螺纹装配有出液接头5。使少量的漏失液体可从出液接头5流出并收集起来，避免污染环境。
如图2所示，堵头通孔于出液口的上方设有台阶结构，捋水组件包括由上向下依次安装在堵头通孔内的捋水盘根隔垫4、捋水盘根3以及捋水盘根压盖1，捋水盘根压盖1螺纹装配在堵头通孔的上端，以将捋水盘根隔垫4和捋水盘根3压装在堵头通孔内，从而实现捋水功能，即实现密封功能，以避免进入环腔的漏失液体从捋水盘根隔垫4泄露。在其他实施例中，捋水组件的结构可以为授权公告号为CN202954770U中公开的上密封结构。
本实施例中，密封组件沿上下方向限位装配在堵头通孔内，以对贯穿堵头通孔的电缆进行密封。密封组件包括密封盘根11和裹紧胶套，裹紧胶套套设在密封盘根11外，裹紧胶套的上端与堵头通孔的孔壁之间设有上密封圈7，裹紧胶套的下端与堵头通孔的孔壁之间设有下密封圈13，其中，上密封圈7构成上密封结构，下密封圈13构成下密封结构。堵头本体2上设有用于连通堵头通孔和井筒的传压孔，传压孔具有进口和出口，传压孔的出口位于上密封圈7和下密封圈13之间，传压孔的进口用于引入井筒内的压力流体。本实施例中，为了便于密封圈的装配，上密封圈和下密封圈均设置在裹紧胶套上，在其他实施例中，上密封圈和下密封圈可以设置在堵头通孔的孔壁上。
具体的，传压孔包括沿堵头通孔的轴向延伸的轴向段21和与轴向段21连通且沿堵头通孔的径向延伸的径向段22，径向段22远离轴向段21的一端连通堵头通孔，且位于上密封圈7和下密封圈13之间，轴向段21远离径向段22的一端连通井筒。传压孔为直孔，便于加工。在其他实施例中，传压孔也可以为连通堵头通孔和井筒的斜孔，此时，斜孔使压力流体的压力方向倾斜，容易导致裹紧胶套的受力不均，影响密封性能。
本实施例中，堵头本体2上于上密封圈7和下密封圈13之间还设有用于连通堵头通孔和大气的螺纹孔，螺纹孔内螺纹装配有液压接头9，用于与液压源连接，传压孔内设有供井筒压力源向堵头通孔内传压的单向传压结构，在井筒压力源压力较低或者密封盘根11磨损较为严重时，可以通过与液压源连接的液压接头9向堵头通孔的孔壁与裹紧胶套之间注入液压油，同时，单向传压结构在液压油的压力下会关闭传压孔，以保证裹紧胶套能够在液压油的作用下压紧密封盘根11，从而实现电缆的密封。在其他实施例中，如果井筒压力源较高且密封盘根没有磨损的情况下，可以不设置液压接头和单向传压结构，仅依靠井筒压力源实现自密封。
如图2所示，单向传压结构设置在传压孔的进口处。具体的，传压孔包括设置在堵头本体2下端的安装孔段，安装孔段内由上向下依次安装有压簧17、凡尔球18和凡尔座19，其中，压簧17构成弹性件。凡尔座19设置在传压孔的进口处，凡尔座19上设有过流通孔，过流通孔朝向凡尔球18的一侧设置有阀口，压簧17向凡尔球18施加弹性作用力以使凡尔球封堵阀口。压簧17、凡尔球18和凡尔座19构成单向传压结构，凡尔座19螺纹装配在安装孔段内，单向传压结构较为简单，便于装配。在其他实施例中，单向传压结构为单向阀，单向阀根据需要可以设置在传压孔的进口处或者出口处。在其他实施例中，单向传压结构包括安装筒，安装筒的一端具有传压口，安装筒内安装有压簧、凡尔球以及凡尔座，凡尔球在压簧的作用下封堵在凡尔座上，安装筒的外壁上设有外螺纹，安装筒螺纹装配在安装孔内，实现了单向传压结构的整体装配。
本实施例中，堵头通孔的孔壁上于上密封圈7和下密封圈13之间设有环槽23，环槽23的上、下两侧槽壁均与孔壁通过倒角结构过渡连接，具体的倒角结构可以为倒圆角或倒角。传压孔的出口设置在环槽23内，螺纹孔的内端也设置在环槽23内，以避免密封组件装入堵头通孔内时损伤上密封圈7。
密封组件还包括设置在密封盘根11的上端的上隔垫8和设置在密封盘根11的下端的下隔垫14，以在上下方向上对密封盘根11限位，上隔垫8和下隔垫14均具有供电缆穿装的隔垫穿孔，且上隔垫8和下隔垫14的外侧面上均设有外螺纹；裹紧胶套包括胶套本体10和一体硫化成型在胶套本体10两端的上金属环端6和下金属环端12，上金属环端6与上隔垫8螺纹装配，下金属环端12与下隔垫14螺纹装配，上密封圈7设置在上金属环端6与堵头通孔的孔壁之间，下密封圈13设置在下金属环端12与堵头通孔的孔壁之间，以使密封组件作为一个整体装配到堵头通孔内，便于装配。在其他实施例中，密封组件包括密封盘根、裹紧盘根以及上下隔垫，裹紧盘根套设在密封盘根外，上下隔垫的外径等于或大于裹紧盘根的外径，上下隔垫的外周面与堵头通孔的孔壁之间均设有密封圈。
上隔垫8的上侧面和下隔垫14的下侧面均设有凸起，即上隔垫8和下隔垫14的相背侧均设有凸起，隔垫上设置的凸起便于将隔垫旋入相应金属环端内。在其他实施例中，隔垫上可以不设置凸起，在隔垫的相背侧设置两个沿隔垫的中心线对称布置的两个盲孔，通过U型臂插入两个盲孔，并转动U型臂，以实现隔垫与金属环端的螺纹装配。
堵头通孔于出液口的下方设有台阶结构，堵头通孔的下端螺纹装配有底堵15，以在密封组件装配到堵头通孔后通过台阶结构和底堵15将密封组件限位装配在堵头通孔内，底堵15具有供电缆穿装的底堵穿孔，将底堵15螺纹装配在堵头通孔的下端，只通过传压孔向胶套本体10传压，简化了底堵15的装配结构。在其他实施例中，可以将底堵换成授权公告号为CN202954770U中公开的活动底堵，活动底堵顶压在裹紧胶套和密封盘根上，不仅通过传压孔向裹紧胶套、密封盘根传压，也通过活动底堵向裹紧胶套、密封盘根传压。
堵头本体2的下端螺纹装配有防喷盒16，堵头本体2和防喷盒16之间设有堵头本体密封圈20，堵头本体2通过防喷盒16螺纹装配在防喷管上。
试井测试时，将穿装有电缆的试井测试用防喷堵头通过防喷盒16安装到井口的防喷管上，并关闭液压接头9，井筒内的压力流体经过凡尔座19向上顶压凡尔球18，使凡尔球18克服压簧17的弹性作用力向上运动，以打开凡尔座19的阀口，使压力流体经传压孔进入到堵头通孔内，对裹紧胶套、密封盘根11进行挤压，以密封和稳定电缆。
在井筒内的压力较低或密封盘根11磨损较严重的情况下，为了实现密封盘根11对电缆的密封和稳定，将液压接头9连接液压源并打开液压接头9，液压油经过液压接头进入裹紧胶套和堵头本体2之间的间隙内，液压油对裹紧胶套和密封盘根11进行施压，以密封和稳定电缆。当液压油的压力加上压簧的弹性作用力大于井筒内的压力时，在液压油的压力和压簧17的弹性作用力下，凡尔球18坐入凡尔座19并封堵阀口，此时，井筒内的压力流体不能再进入堵头通孔。由于液压油的压力较大，能够对裹紧胶套和密封盘根11施加较大的压力，以密封和稳定电缆。
通过自密封和手动密封两种方式，能够有效的保证电缆的密封性能和稳定性能，使试井测试用防喷堵头在使用时较为安全。
Claims (9)
1.试井测试用防喷堵头，包括堵头本体；
堵头本体具有沿上下方向延伸的堵头通孔；
堵头通孔内设有密封组件；
其特征在于：所述密封组件包括密封盘根和裹紧胶套；
密封组件沿上下方向限位装配在堵头通孔内，以对贯穿堵头通孔的电缆进行密封；
裹紧胶套套设在密封盘根外，其上下两端与堵头通孔的孔壁之间对应设有上密封结构和下密封结构；
堵头本体上设有用于连通堵头通孔和井筒的传压孔，传压孔具有进口和出口，传压孔的出口位于上密封结构和下密封结构之间，传压孔的进口用于引入井筒内的压力流体；
所述堵头本体上于上密封结构、下密封结构之间还设有液压接头，以用于向堵头通孔内注入液压油进而压紧裹紧胶套，所述传压孔内设有供井筒内的压力流体单向进入堵头通孔内的单向传压结构；
所述堵头通孔的孔壁上于上密封结构和下密封结构之间设有环槽，所述传压孔的出口设置在环槽内，液压接头与环槽连通。
2.根据权利要求1所述的试井测试用防喷堵头，其特征在于：所述单向传压结构设置在传压孔的进口处。
3.根据权利要求2所述的试井测试用防喷堵头，其特征在于：所述单向传压结构包括凡尔座、凡尔球以及弹性件，凡尔座设置在传压孔的进口处，凡尔座上设有过流通孔，过流通孔朝向凡尔球的一侧设置有阀口，所述弹性件向凡尔球施加弹性作用力以使其封堵所述阀口。
4.根据权利要求3所述的试井测试用防喷堵头，其特征在于：所述传压孔具有设置在堵头本体下端的安装孔段，所述弹性件为压簧，所述安装孔段内由上向下依次安装有压簧、凡尔球和凡尔座，所述凡尔座螺纹装配在安装孔段内。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的试井测试用防喷堵头，其特征在于：所述传压孔包括沿堵头通孔的轴向延伸的轴向段和与轴向段连通且沿堵头通孔的径向延伸的径向段，径向段远离轴向段的一端连通堵头通孔。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的试井测试用防喷堵头，其特征在于：环槽的上、下两侧槽壁均与孔壁通过倒角结构过渡连接。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的试井测试用防喷堵头，其特征在于：所述密封组件还包括对应设置在密封盘根的上下两端以沿上下方向对密封盘根限位的上、下隔垫，各隔垫均具有供电缆穿装的隔垫穿孔，各隔垫的外侧面上均设有外螺纹，所述裹紧胶套包括胶套本体和一体硫化成型在胶套本体两端的上、下金属环端，上、下金属环端分别与上、下隔垫螺纹装配，上、下金属环端与堵头通孔的孔壁之间分别设有所述上密封结构和下密封结构。
8.根据权利要求7所述的试井测试用防喷堵头，其特征在于：所述上、下隔垫的相背侧均设有凸起。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的试井测试用防喷堵头，其特征在于：所述堵头通孔的上部具有台阶结构，所述堵头通孔的下端螺纹装配有底堵，以在密封组件装配到堵头通孔后通过台阶结构和底堵将密封组件限位装配在堵头通孔内，底堵具有供电缆穿装的底堵穿孔。
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