CN110762211B - 一种油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置 - Google Patents

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Abstract

油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置应用于两根隔热保温防磨油管的公扣端、母扣端密封和保温，提高油井井口温度。其特征在于：油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置由金属骨架和橡胶外套组成，金属骨架和橡胶外套在硫化模具中构成一个整体。效果是：100余口油井采油过程中油井井口温度平均提高24.16℃，且增加隔热保温防磨油管抗磨、防腐的能力，油井检泵周期平均延长176天，并正在延续。同时，现场公扣端密封装置完好率100％。

Description

一种油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置
技术领域
本发明涉及采油工程技术领域，特别涉及一种油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置。用于两根隔热保温防磨油管的公扣端、母扣端密封和保温，从而保证采油过程中提高油井井口温度。
背景技术
中国专利CN 106014269B公开了一种油井用隔热保温防磨油管，由普通油管、35CrMo内管、隔热层、35CrMo密封套、四氟胶套、油管接箍组成。其中：在保温隔热油管公扣端用35CrMo密封套进行焊接密封和保温；在现场使用过程中发现出现焊接接口开裂现象。在油井检泵作业起下油管时35CrMo密封套有脱落下井、造成井下事故的风险。
发明内容
本发明的目的：提供一种油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置，达到两根隔热保温防磨油管的公扣端、母扣端密封和保温，达到采油过程中提高油井井口温度的目的，且增加隔热保温防磨油管抗磨、防腐的能力，延长油井检泵周期。
本发明油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置，由金属骨架(1)和第一橡胶外套(7)组成。其特征在于：
所述的油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置，所述的金属骨架(1)由金属骨架支撑台阶(2)、金属骨架支撑体(3)、金属骨架支撑体(3)上的圆孔(4)、金属骨架支撑体(3)上的外螺纹(5)和金属骨架支撑体(3)上的内螺纹(6)组成；金属骨架支撑台阶(2)、金属骨架支撑体(3)、金属骨架支撑体(3)上的圆孔(4)、金属骨架支撑体(3)上的外螺纹(5)和金属骨架支撑体(3)上的内螺纹(6)为一个整体构成金属骨架(1)。
所述的油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置，所述的第一橡胶外套(7)由第二橡胶外套(8)、第三橡胶外套(9)、第四橡胶外套(10)、第五橡胶外套(11)、第一橡胶外套锥体(12)、第二橡胶外套锥体(13)、第一橡胶外套密封圈(14)、第二橡胶外套密封圈(15)组成；第二橡胶外套(8)、第三橡胶外套(9)、第四橡胶外套(10)、第五橡胶外套(11)、第一橡胶外套锥体(12)、第二橡胶外套锥体(13)、第一橡胶外套密封圈(14)、第二橡胶外套密封圈(15)为一个整体硫化形成的第一橡胶外套(7)。
所述的第二橡胶外套(8)为与金属骨架支撑体(3)上的内螺纹(6)相连接的橡胶外套；
所述的第三橡胶外套(9)为与金属骨架支撑体(3)上的外螺纹(5)相连接的橡胶外套；
所述的第四橡胶外套(10)为与金属骨架支撑台阶(2)外缘相连接的橡胶外套；
所述的第五橡胶外套(11)为与金属骨架支撑台阶(2)外缘和金属骨架支撑体(3)相连接的橡胶外套；
所述的金属骨架(1)材质为35CrMo管材，规格为φ89×5mm，经冷轧加工和中频调质处理，生产厂家：抚顺恒通钢管有限公司。
所述的金属骨架支撑台阶(2)的内直径69.5mm，外直径82.5mm，厚度为2.5mm；其加工方法是本领域技术人员所熟知的，在此不详述；
所述的金属骨架支撑体(3)的内直径69.5mm，外直径71.5mm，长度为30mm；其加工方法是本领域技术人员所熟知的，在此不详述；
所述的金属骨架支撑台阶(2)和金属骨架支撑体(3)由35CrMo管材加工而成，金属骨架支撑台阶(2)和金属骨架支撑体(3)加工成一个整体，其加工方法是本领域技术人员所熟知的，在此不详述；
所述的金属骨架支撑体(3)上的圆孔(4)的直径为3mm，圆孔(4)的中心距离金属骨架支撑台阶(2)下端面为10mm，圆孔(4)的中心距离金属骨架支撑台阶(2)上端面为12.5mm；在金属骨架支撑体(3)的圆周面上均匀加工12个圆孔(4)，圆孔(4)的加工方法是本领域技术人员所熟知的，在此不详述；
所述的金属骨架支撑体(3)上的外螺纹(5)的扣型为M71.5×0.2；其加工方法是本领域技术人员所熟知的，在此不详述；
所述的金属骨架支撑体(3)上的内螺纹(6)的扣型为M69.5×0.2；其加工方法是本领域技术人员所熟知的，在此不详述；
所述的由与金属骨架支撑体(3)上的内螺纹(6)相连接的橡胶外套(8)由平板硫化机在硫化模具中硫化制作，其厚度为2.75mm；
所述的与金属骨架支撑体(3)上的外螺纹(5)相连接的橡胶外套(9)由平板硫化机在硫化模具中硫化制作，其厚度为2.75mm；
所述的与金属骨架支撑台阶(2)外缘相连接的橡胶外套(10)由平板硫化机在硫化模具中硫化制作，其厚度为0.25mm；
所述的与金属骨架支撑台阶(2)外缘和金属骨架支撑体(3)相连接的橡胶外套(11)由平板硫化机在硫化模具中硫化制作，其厚度为1.0mm；
所述的第一橡胶外套锥体(12)由平板硫化机在硫化模具中硫化制作，其坡口15°；
所述的第二橡胶外套锥体(13)由平板硫化机在硫化模具中硫化制作，其坡口15°；
所述的第一橡胶外套密封圈(14)中心距离金属骨架支撑台阶(2)下端面为14mm；第一橡胶外套密封圈(14)高出与金属骨架支撑体(3)上的外螺纹(5)相连接的橡胶外套(9)本体0.5mm；第一橡胶外套密封圈(14)由平板硫化机在硫化模具中硫化制作；
所述的第二橡胶外套密封圈(15)中心距离金属骨架支撑台阶(2)下端面为12mm；第二橡胶外套密封圈(15)高出与金属骨架支撑体(3)上的外螺纹(5)相连接的橡胶外套(9)本体0.5mm；第二橡胶外套密封圈(15)由平板硫化机在硫化模具中硫化制作；
所述的第一橡胶外套(7)制作所用的橡胶的配方和制备工艺特征如下：
①橡胶的重量百分比配方：丁基橡胶，10％～12％；丁腈橡胶，15％～16％；26型氟橡胶，13％～13.5％；246型氟橡胶，11％～11.5％；丁苯橡胶，10.5％～11％；其余为碳黑；
②将制备橡胶的原料按配方比例，放入的型号为X(S)N-35/30的橡胶(塑料)加压式捏炼机中，捏炼4-5小时后，转移到开炼机进行压片成型；捏炼方法是本领域技术人员熟知的，在此不详述；
③将捏炼好的橡胶放入型号为XK400的开炼机中，将橡胶压制成长×宽×厚为1000mm×400mm×4mm的橡胶片，橡胶在压炼机中压制成片的方法是本领域技术人员熟知的，在此不详述。
所述的油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置，所述的油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置的加工步骤如下：
①称取45g经开炼机压制好的橡胶片；
②将45g橡胶片和金属骨架(1)放入油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置硫化模具；
③将装好45g橡胶片和金属骨架(1)的硫化模具放入平板硫化机中进行2次硫化；第1次硫化时间5分钟，硫化温度165℃；第二次硫化时间4分钟，硫化温度175℃，得到油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置。
简述油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置的使用方法：在制作好隔热保温防磨油管后，采用液压装置，将油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置在18MPa～25MPa工况下从隔热保温防磨油管公扣端压入。
有益的技术效果：本发明提供一种油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置，达到了两根隔热保温防磨油管的公扣端、母扣端密封和保温，100余口油井采油过程中油井井口温度平均提高24.16℃，且增加隔热保温防磨油管抗磨、防腐的能力，油井检泵周期平均延长176天，并正在延续。同时，现场公扣端密封装置完好率100％。
附图说明
图1是本发明一种油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置剖面示意图。
图1中，1-金属骨架；2-金属骨架支撑台阶；3-金属骨架支撑体；4-金属骨架支撑体3上的圆孔；5-金属骨架支撑体3上的外螺纹；6-金属骨架支撑体3上的内螺纹；7-第一橡胶外套；8-第二橡胶外套；9-第三橡胶外套；10-第四橡胶外套；11-第五橡胶外套；12-第一橡胶外套锥体；13-第二橡胶外套锥体；14-第一橡胶外套密封圈；15-第二橡胶外套密封圈。
所述的油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置，所述的金属骨架1由金属骨架支撑台阶2、金属骨架支撑体3、金属骨架支撑体3上的圆孔4、金属骨架支撑体3上的外螺纹5和金属骨架支撑体3上的内螺纹6组成；金属骨架支撑台阶2、金属骨架支撑体3、金属骨架支撑体3上的圆孔4、金属骨架支撑体3上的外螺纹5和金属骨架支撑体3上的内螺纹6为一个整体构成金属骨架1。
所述的油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置，所述的第一橡胶外套7由第二橡胶外套8、第三橡胶外套9、第四橡胶外套10、第五橡胶外套11、第一橡胶外套锥体12、第二橡胶外套锥体13、第一橡胶外套密封圈14、第二橡胶外套密封圈15组成；第二橡胶外套8、第三橡胶外套9、第四橡胶外套10、第五橡胶外套11、第一橡胶外套锥体12、第二橡胶外套锥体13、第一橡胶外套密封圈14、第二橡胶外套密封圈15为一个整体硫化形成的第一橡胶外套7。
所述的第二橡胶外套(8)为与金属骨架支撑体(3)上的内螺纹(6)相连接的橡胶外套；
所述的第三橡胶外套(9)为与金属骨架支撑体(3)上的外螺纹(5)相连接的橡胶外套；
所述的第四橡胶外套(10)为与金属骨架支撑台阶(2)外缘相连接的橡胶外套；
所述的第五橡胶外套(11)为与金属骨架支撑台阶(2)外缘和金属骨架支撑体(3)相连接的橡胶外套。
所述的金属骨架1材质为35CrMo管材，规格为φ89×5mm，经冷轧加工和中频调质处理，生产厂家：抚顺恒通钢管有限公司。
所述的金属骨架支撑台阶2的内直径69.5mm，外直径82.5mm，厚度为2.5mm；
所述的金属骨架支撑体3的内直径69.5mm，外直径71.5mm，长度为30mm；
所述的金属骨架支撑台阶2和金属骨架支撑体3由35CrMo管材加工而成，金属骨架支撑台阶2和金属骨架支撑体3加工成一个整体，其加工方法是本领域技术人员所熟知的，在此不详述；
所述的金属骨架支撑体3上的圆孔4的直径为3mm，圆孔4的中心距离金属骨架支撑台阶2下端面为10mm，圆孔4的中心距离金属骨架支撑台阶2上端面为12.5mm；在金属骨架支撑体3的圆周面上均匀加工12个圆孔4，圆孔4的加工方法是本领域技术人员所熟知的，在此不详述；
所述的金属骨架支撑体3上的外螺纹5的扣型为M71.5×0.2，其加工方法是本领域技术人员所熟知的，在此不详述；
所述的金属骨架支撑体3上的内螺纹6的扣型为为M69.5×0.2，其加工方法是本领域技术人员所熟知的，在此不详述；
所述的由与金属骨架支撑体3上的内螺纹6相连接的橡胶外套8由平板硫化机在硫化模具中硫化制作，其厚度为2.75mm；
所述的与金属骨架支撑体3上的外螺纹5相连接的橡胶外套9由平板硫化机在硫化模具中硫化制作，其厚度为2.75mm；
所述的与金属骨架支撑台阶2外缘相连接的橡胶外套10由平板硫化机在硫化模具中硫化制作，其厚度为0.25mm；
所述的与金属骨架支撑台阶2外缘和金属骨架支撑体3相连接的橡胶外套11由平板硫化机在硫化模具中硫化制作，其厚度为1.0mm；
所述的第一橡胶外套锥体12由平板硫化机在硫化模具中硫化制作，其坡口15°；
所述的第二橡胶外套锥体13由平板硫化机在硫化模具中硫化制作，其坡口15°；
所述的第一橡胶外套密封圈14中心距离金属骨架支撑台阶2下端面为14mm，第一橡胶外套密封圈14高出与金属骨架支撑体3上的外螺纹5相连接的橡胶外套9本体0.5mm；第一橡胶外套密封圈14由平板硫化机在硫化模具中硫化制作；
所述的第二橡胶外套密封圈15中心距离金属骨架支撑台阶2下端面为12mm，第二橡胶外套密封圈15高出与金属骨架支撑体3上的外螺纹5相连接的橡胶外套9本体0.5mm；第二橡胶外套密封圈15由平板硫化机在硫化模具中硫化制作；
所述的第一橡胶外套(7)制作所用的橡胶的配方和制备工艺特征如下：
①橡胶的重量百分比配方：丁基橡胶，11.5％；丁腈橡胶，15.5％；26型氟橡胶，13.5％；246型氟橡胶，11.5％；丁苯橡胶，10.5％；碳黑，37.5％；
②将制备橡胶的原料按配方比例，放入型号为X(S)N-35/30的橡胶(塑料)加压式捏炼机中，捏炼4-5小时后，转移到开炼机进行压片成型；捏炼方法是本领域技术人员熟知的，在此不详述；
③将捏炼好的橡胶放入型号为XK400的开炼机中，将橡胶压制成长×宽×厚为1000mm×400mm×4mm的橡胶片，橡胶在压炼机中压制成片的方法是本领域技术人员熟知的，在此不详述；
所述的油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置，所述的油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置的加工步骤如下：
①称取45g经开炼机压制好的橡胶片；
②将45g橡胶片和金属骨架1放入的油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置成型模具；
③将装好45g橡胶片和金属骨架1的成型模具放入平板硫化机中进行2次硫化；第1次硫化时间5分钟，硫化温度165℃；第二次硫化时间4分钟，硫化温度175℃，得到油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置。
简述油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置的使用方法：在制作好隔热保温防磨油管后，采用液压装置，将油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置在18MPa～25MPa工况下从隔热保温防磨油管公扣端压入。
有益的技术效果：本发明提供一种油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置，达到了两根隔热保温防磨油管的公扣端、母扣端密封和保温，100余口油井采油过程中油井井口温度平均提高24.16℃，且增加隔热保温防磨油管抗磨、防腐的能力，油井检泵周期平均延长176天，并正在延续。同时，现场公扣端密封装置完好率100％。
实施例2～实施例4：以本体外直径为88.9mm油井用隔热保温防磨油管为例，对油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置进行说明；仅为制作第一橡胶外套7的橡胶的配方有所变化，其余步骤均相同。
表1：制作橡胶外套7的橡胶的配方
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置，由金属骨架(1)和第一橡胶外套(7)组成，金属骨架(1)和第一橡胶外套(7)在硫化模具中构成一个整体；其特征在于：
所述的油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置，所述的金属骨架(1)由金属骨架支撑台阶(2)、金属骨架支撑体(3)、金属骨架支撑体(3)上的圆孔(4)、金属骨架支撑体(3)上的外螺纹(5)和金属骨架支撑体(3)上的内螺纹(6)组成；金属骨架支撑台阶(2)、金属骨架支撑体(3)、金属骨架支撑体(3)上的圆孔(4)、金属骨架支撑体(3)上的外螺纹(5)和金属骨架支撑体(3)上的内螺纹(6)加工成为一个整体金属骨架(1)；
所述的油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置，所述的第一橡胶外套(7)由第二橡胶外套(8)、第三橡胶外套(9)、第四橡胶外套(10)、第五橡胶外套(11)、第一橡胶外套锥体(12)、第二橡胶外套锥体(13)、第一橡胶外套密封圈(14)、第二橡胶外套密封圈(15)组成；第二橡胶外套(8)、第三橡胶外套(9)、第四橡胶外套(10)、第五橡胶外套(11)、第一橡胶外套锥体(12)、第二橡胶外套锥体(13)、第一橡胶外套密封圈(14)、第二橡胶外套密封圈(15)为一个整体硫化形成的第一橡胶外套(7)；
所述的第二橡胶外套(8)为与金属骨架支撑体(3)上的内螺纹(6)相连接的橡胶外套；
所述的第三橡胶外套(9)为与金属骨架支撑体(3)上的外螺纹(5)相连接的橡胶外套；
所述的第四橡胶外套(10)为与金属骨架支撑台阶(2)外缘相连接的橡胶外套；
所述的第五橡胶外套(11)为与金属骨架支撑台阶(2)外缘和金属骨架支撑体(3)相连接的橡胶外套；
所述的油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置，所述的金属骨架(1)材质为35CrMo管材，规格为φ89×5mm；
所述的油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置，所述的金属骨架支撑台阶(2)的内直径69.5mm，外直径82.5mm，厚度为2.5mm；
所述的金属骨架支撑体(3)的内直径69.5mm，外直径71.5mm，长度为30mm；
所述的金属骨架支撑台阶(2)和金属骨架支撑体(3)由35CrMo管材加工而成，金属骨架支撑台阶(2)和金属骨架支撑体(3)加工成一个整体；
所述的油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置，所述的金属骨架支撑体(3)上的圆孔(4)的直径为3mm，圆孔(4)的中心距离金属骨架支撑台阶(2)下端面为10mm，圆孔(4)的中心距离金属骨架支撑台阶(2)上端面为12.5mm；在金属骨架支撑体(3)的圆周上均匀加工12个圆孔(4)；
所述的油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置，所述的金属骨架支撑体(3)上的外螺纹(5)的扣型为M71.5×0.2；
所述的金属骨架支撑体(3)上的内螺纹(6)的扣型为M69.5×0.2；
所述的油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置，所述的第二橡胶外套(8)由平板硫化机在模具中硫化制作，其厚度为2.75mm；
所述的第三橡胶外套(9)由平板硫化机在模具中硫化制作，其厚度为2.75mm；
所述的第四橡胶外套(10)由平板硫化机在模具中硫化制作，其厚度为0.25mm；
所述的第五橡胶外套(11)由平板硫化机在模具中硫化制作，其厚度为1.0mm；
所述的第一橡胶外套锥体(12)由平板硫化机在模具中硫化制作，其坡口15°；
所述的第二橡胶外套锥体(13)由平板硫化机在模具中硫化制作，其坡口15°；
所述的第一橡胶外套密封圈(14)中心距离距离金属骨架支撑台阶(2)下端面为14mm；第一橡胶外套密封圈(14)高出第三橡胶外套(9)本体0.5mm；第一橡胶外套密封圈(14)由平板硫化机在模具中硫化制作；
所述的第二橡胶外套密封圈(15)中心距离距离金属骨架支撑台阶(2)下端面为12mm；第二橡胶外套密封圈(15)高出第三橡胶外套(9)本体0.5mm；第二橡胶外套密封圈(15)由平板硫化机在模具中硫化制作；
所述的油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置，制作所述的第一橡胶外套(7)所用的橡胶的配方和制备工艺特征如下：
①橡胶的重量百分比配方：丁基橡胶，10％～12％；丁腈橡胶，15％～16％；26型氟橡胶，13％～13.5％；246型氟橡胶，11％～11.5％；丁苯橡胶，10.5％～11％；其余为碳黑；
②将制备橡胶的原料按配方比例，放入型号为X(S)N-35/30的橡胶加压式捏炼机中，捏炼4-5小时后，转移到开炼机进行压片成型；
③将捏炼好的橡胶放入型号为XK400的开炼机中，将橡胶压制成长×宽×厚为1000mm×400mm×4mm的橡胶片；
所述的油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置，所述的油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置的加工步骤如下：
①称取45g经开炼机压制好的橡胶片；
②将45g橡胶片和金属骨架(1)放入油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置硫化模具；
③将装好45g橡胶片和金属骨架(1)的硫化模具放入平板硫化机中进行2次硫化；第1次硫化时间5分钟，硫化温度165℃；第二次硫化时间4分钟，硫化温度175℃，得到油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置。
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