CN110886588A - 煤层气井简易井口封堵工具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及煤层气开发技术领域，提供了一种煤层气井简易井口封堵工具。该封堵工具包括输送组件、密封接头(6)和密封体(7)，其中，输送组件包括调节丝杠(1)、轴承座(3)和导杆(5)，轴承座(3)内设置有调节螺母(31)和轴承(32)，轴承(32)套装在调节螺母(31)上，调节螺母(31)套装在调节丝杠(1)上，且调节螺母(31)被配置为旋转时带动所述调节丝杠(1)轴向移动，导杆(5)两端分别与调节丝杠(31)和密封体(7)连接；导杆(5)穿过密封接头(6)，密封接头(6)适于连接到煤层气井口(93)一侧的通口(94)；密封体(7)适于伸入到煤层气井口(93)的两侧。该封堵工具可实现煤层气井口装置的带压更换。
Description
技术领域
本发明涉及煤层气开发技术领域，特别涉及一种煤层气井简易井口封堵工具。
背景技术
在煤层气开采过程中，煤层气井埋采深度较浅，储层压力低，井口的套管压力低，因此常采用成本低、承压低的简易井口装置。该井口装置只有一套法兰连接，法兰连接的上法兰连接一套短三通。短三通的上端安装光杆密封器，短三通的水平端为出液口。由于井口装置一直处在自然环境下，在煤层气井长期开采煤层气的过程中，井口装置法兰连接的上法兰很容易发生损坏，影响煤层气开采的效率。因此，需要对井口装置法兰连接的上法兰进行定期更换。
目前在对井口装置法兰连接的上法兰进行拆卸时，需要对井口套管进行泄压或者压井，将井口压力落零。对井口进行泄压时，需要将煤层气井内煤层气泄放，将井内煤层气全部泄放后，才可对该井口装置法兰连接的上法兰进行拆卸更换；使用压井的方式，则需要将井下煤气层下压，防止煤层气井发生井喷，将井下煤气层下压后，对井口装置法兰连接的上法兰进行拆卸更换。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：煤层气井套管的泄压需要将煤层气井内的煤层气全部泄放，泄放时间可能需要数日，甚至更长，严重影响了煤层气井产气恢复时间和煤层气井产气的效率；而压井之后，煤层气井下的高压会对煤层气井的储层造成伤害，使煤层气井无法恢复正常产气量，影响煤层气井的产能。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种煤层气井简易井口封堵工具，以更方便有效地对井口装置法兰连接的上法兰进行带压拆装更换。
本发明一实施例提供一种煤层气井简易井口封堵工具，包括输送组件、密封接头和密封体，其中，
所述输送组件包括调节丝杠、轴承座和导杆，所述轴承座内设置有调节螺母和轴承，所述轴承套装在所述调节螺母上，所述调节螺母套装在所述调节丝杠上，且所述调节螺母被配置为旋转时带动所述调节丝杠轴向移动，所述导杆两端分别与所述调节丝杠和所述密封体连接；
所述导杆穿过所述密封接头，所述密封接头适于连接到所述煤层气井口一侧的通口；
所述密封体适于伸入到所述煤层气井口两侧的通口内。
可选择地，所述调节螺母上设置凸出部，所述凸出部内设置有延伸到所述调节螺母腔内的注油孔，且所述轴承为两个，两个所述轴承分别位于所述凸出部的两侧。
可选择地，所述输送组件还包括轴承压帽，所述轴承压帽套装在所述调节螺母上，所述轴承压帽上设置有螺纹，所述轴承压帽通过螺纹连接到所述轴承座远离所述导杆一侧的端口，且所述轴承压帽被配置为顶挤所述轴承。
可选择地，所述输送组件还包括外筒，所述外筒一端与所述轴承座连接，另一端与所述密封接头连接，且所述调节丝杠在所述外筒内与所述导杆连接。
可选择地，所述输送组件还包括手轮，所述手轮套装在所述调节螺母上，被配置为带动所述调节螺母旋转。
可选择地，所述输送组件还包括防转销钉，所述防转销钉设置在所述轴承座上，所述调节丝杠上设置有轴向延伸的凹槽，所述防转销钉穿过所述轴承座插入到所述凹槽中。
可选择地，所述输送组件还包括固定支架和定位销钉，所述固定支架的上端通过所述定位销钉与所述轴承座靠近所述导杆的一端连接。
可选择地，所述固定支架的下端适于固定在地面上。
可选择地，所述密封接头内设置有密封圈，所述密封圈套装在所述导杆上。
本发明另一实施例提供的一种煤层气井简易井口封堵工具，还包括双公短节，其中，所述双公短节的两端适于分别连接所述密封接头和所述煤层气井口一侧的通口。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
该煤层气井简易井口封堵工具中的导杆分别与调节丝杠和密封体连接，调节丝杠上套装有调节螺母，当旋转调节螺母时，带动调节丝杠轴向移动，从而使得导杆带动密封体在煤层气井口两侧的通口内移动。密封体将煤层气井内的环形空间密封，然后就可以对煤层气井口装置法兰连接的上法兰进行带压更换。调节螺母设置在轴承座内，轴承座内还设置有轴承，轴承套装在调节螺母上，将调节螺母固定在轴承座内，防止调节螺母在旋转时发生位移。导杆穿过密封接头，将密封接头与煤层气井口一侧的通口连接，进一步保证煤层气井口的密封，防止井内煤层气泄露。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中提供的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是煤层气井简易井口装置的结构示意图；
图2是根据本发明一实施例提供的煤层气井简易井口封堵工具的结构示意图；
图3是根据本发明一实施例提供的煤层气井简易井口封堵工具安装到煤层气井口一侧的通口的剖面结构示意图；
图4是根据本发明另一实施例提供的煤层气井简易井口封堵工具中密封接头与双公短节连接的结构示意图；
图5是根据本发明一实施例提供的煤层气井简易井口封堵工具中调节丝杠方形外壁的示意图；
图6是根据本发明一实施例提供的煤层气井简易井口封堵工具中调节螺母的剖面结构示意图；
图7是根据本发明一实施例提供的煤层气井简易井口封堵工具中调节螺母的左视图；
图8是根据本发明一实施例提供的煤层气井简易井口封堵工具中手轮的结构示意图；
图9是根据本发明一实施例提供的煤层气井简易井口封堵工具中输送组件的结构示意图；
图10是根据本发明一实施例提供的煤层气井简易井口封堵工具中密封接头的结构示意图；
图11是根据本发明一实施例提供的煤层气井简易井口封堵工具中密封体的结构示意图；
图中的附图标记分别表示：
1—调节丝杠；11—凹槽；
2—手轮；21—手轮压帽；201—手轮套口；
3—轴承座；31—调节螺母；301—方形外壁；311—凸出部；32—轴承；33—轴承压帽；34—防松螺母；35—防转销钉；36—定位销钉；
4—固定支架；
5—导杆；
6—密封接头；61—密封圈；
7—密封体；71—尾座；72—密封闸皮；
8—外筒；
9—煤层气井口装置；91—闸阀；92—上法兰；93—煤层气井口；94—通口；
10—双公短节。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步的详细描述。
本发明提供的煤层气井简易井口封堵工具，包括输送组件、密封接头和密封体。输送组件包括调节丝杠、轴承座和导杆，轴承座内设置有调节螺母和轴承，轴承套装在调节螺母上，调节螺母套装在调节丝杠上，且调节螺母被配置为旋转时带动调节丝杠轴向移动，导杆两端分别与调节丝杠和密封体连接；导杆穿过密封接头，密封接头适于连接到煤层气井口一侧的通口；密封体适于深入到煤层气井口两侧的通口内。
本发明提供的煤层气井简易井口封堵工具中的导杆分别与调节丝杠和密封体连接，调节丝杠上套装有调节螺母，当旋转调节螺母时，带动调节丝杠轴向移动，从而使得导杆带动密封体在煤层气井口两侧的通口内移动。密封体将煤层气井口内的环形空间密封，然后就可以对煤层气井口装置法兰连接的上法兰进行带压更换。调节螺母设置在轴承座内，轴承座内还设置有轴承，轴承套装调节螺母上，将调节螺母固定在轴承座内，防止调节螺母在旋转时发生位移。导杆穿过密封接头，将密封接头与煤层气井口一侧的通口连接，进一步保证煤层气井口的密封，防止井内煤层气泄露。
本发明一实施例提供了一种煤层气井简易井口封堵工具，图1是煤层气井简易井口装置的结构图；图2是该煤层气井简易井口封堵工具的结构示意图；图3是该煤层气井简易井口封堵工具安装到煤层气井口一侧的通口的剖面结构示意图。
根据图2-3所示，煤层气井简易井口封堵工具可包括输送组件、密封接头6、密封体7。
在本实施例中，输送组件可包括调节丝杠1、轴承座3和导杆5，轴承座3内可设置有调节螺母31和轴承32。
例如，调节丝杠1可为带有外螺纹的钢杆，调节螺母31内可设置有螺纹，将调节螺母31套装在调节丝杠1上，调节螺母31与调节丝杠1通过螺纹连接，当调节螺母31旋转时可带动调节丝杠1轴向移动。参见图2和图9，例如，在本实施例中，可在调节螺母31露在轴承座3外部的一侧上套装手轮2。参见图7和图8，例如可将手轮2的套口201两侧设置为方形，同样也可将调节螺母31外壁与手轮2套装部位的两侧也设置为方形，将手轮套口201套装到调节螺母31的方形外壁301处，通过旋转手轮2便可带动调节螺母31的旋转。参见图9，为了防止手轮2脱落，还可在调节螺母31最外端通过螺纹连接套装上手轮压帽21，防止手轮2在旋转时脱落。当然对于旋转调节螺母31的辅助工具手轮2以及配件防松压帽21的使用方式，本申请并不仅限于此，在其他实施例中也可采用其他的配件和方式。
具体参见图6和图9，调节螺母31上可设置有凸出部311，凸出部311内设置有延伸到调节螺母31腔内的注油孔。通过注油孔向调节螺母31腔内注入润滑油，可以润滑调节螺母31与调节丝杠1之间的螺纹。当然本申请并不仅限于此，调节螺母31与调节丝杠1之间的连接可以采用其他的方式，润滑油的注入可以采用其他方式。参见图9，可将轴承32套装在调节螺母31上。例如在本实施例中，轴承座3内的轴承32可为推力轴承，且轴承32可为两套，分别位于调节螺母31上凸出部311的两侧。当然本申请并不仅限于此，在其他实施例中，也可以采用其他合理的轴承或其他装置。
如图9所示，输送组件还可包括轴承压帽33，例如，在本实施例中，轴承座3两端的端口均可设置有内螺纹，轴承压帽33可为圆环形，且直径可略小于轴承座3远离导杆5一侧的端口的直径。轴承压帽33上可设置有外螺纹，轴承压帽33便可通过螺纹连接到轴承座3远离导杆5一侧的端口上，轴承压帽33随着与轴承座3之间的螺纹连接深入到轴承座3内，压紧轴承座3内的轴承32。在该实施例中，参见图9，轴承座3内可设置为阶梯状的通道，例如远离导杆5的一侧通道直径大于靠近导杆5一侧的通道直径，这样轴承压帽就可将轴承压紧到轴承座3内通道阶梯变化的侧壁上，从而固定轴承32与调节螺母31。在本实施例中，可将套装在调节螺母31上的轴承32选为推力轴承，每个推力轴承都可包括两个内径不同的轴承，将两个推力轴承中分别与调节螺母31凸出部311接触的轴承选为内径等于调节螺母31的直径，这样两个推力轴承中分别与调节螺母31凸出部311接触的轴承与调节螺母31通过过盈配合压紧，且随着调节螺母31的旋转一起旋转。而将两个推力轴承中分别与调节螺母31凸出部311远离的轴承选为内径大于调节螺母31，且两个推力轴承中分别与调节螺母31凸出部311远离的轴承并不随着调节螺母31的旋转一起旋转。例如，推力轴承中的两个轴承之间可由多个滚珠连接，在调节螺母31旋转时，会带动两个推力轴承中分别与凸出部311接触的轴承旋转，而推力轴承中两个轴承之间依靠滚动连接，一方面避免了轴承之间的摩擦损害轴承，另一方面可以使得与凸出部311接触的轴承的旋转更灵活。这样通过轴承压帽33将轴承32与调节螺母31压紧在轴承座3内，保证了调节螺母31和轴承32在旋转的过程中不会发生位移。当然本申请只是提供一种可行的实施例，轴承32的类型选择以及轴承32与调节螺母31之间的连接并不仅限于此，在其他实施例中，也可以采用其他的方式。
参见图9，轴承压帽33上还可设置有防松螺母34，防松螺母34可设置为与轴承压帽33外螺纹相吻合的内螺纹，通过螺纹连接可压紧到轴承座3的端口，轴承压帽33与防松螺母34之间会产生预紧力，而防松螺母34与轴承座3的端口会产生摩擦，从而就可防止轴承压帽33的松动。当然本申请并不仅限于此，在其他实施例中，也可以采用其他的部件或方式防止轴承压帽33松动。
在本实施例中，轴承座3上还可设置有防转销钉35。例如参见图5，调节丝杠1上可设置有沿轴向延伸的凹槽11。可将防转销钉35穿过轴承座3与调节丝杠1连接，凹槽11可用于承接防转销钉35的穿过轴承座3的下端。当然对于防止调节丝杠1旋转的方式及配件，本申请并不仅限于此。
在本实施例中，轴承座3上还可设置有定位销钉36和固定支架4。例如参见图2，固定支架4可用于支撑在轴承座3靠近导杆5的一端，且固定支架4可通过定位销钉36与轴承座3连接固定。例如，在本实施例中，固定支架4的上端可包括直径略大于轴承座3的直径的圆环，将固定支架4上端的圆环套装在轴承座3上，通过定位销钉36将轴承座3与圆环固定，为了方便固定支架4的安装，固定支架4上与轴承座3连接的圆环可设置为开口可开合。当然本申请并不仅限于此，在其他实施例中，也可以采用其他的方式将固定支架4与轴承座3固定连接。另外，在本申请实施例中，固定支架4的下端可固定在地面上，且可通过地脚螺栓固定，避免固定支架4发生移动。对于固定支架4的结构和与轴承座3之间的支撑固定，本申请只是提供一种实施例，并不仅限于此。
参见图2，该煤层气井简易井口封堵工具还可包括外筒8。外筒8两端的端口可均带有外螺纹，一端与轴承座3可通过螺纹连接，另一端与密封接头6也可通过螺纹连接。调节丝杠1与导杆5连接，例如，调节丝杠1和导杆5之间可通过销钉或螺栓进行连接。当然针对调节丝杠1和导杆5之间的连接本申请并不仅限于此。调节丝杠1和导杆5均设置在外筒8内，外筒8可为空心的金属管，适用于为调节丝杠1和导杆5提供移动的空间，当然本申请并不仅于此。
导杆5的另一端和密封体7连接，当在操作人员操作下转动手轮2使得调节螺母31旋转从而带动调节丝杠1移动时，参见图3，调节丝杠1向前的轴向移动会带动导杆5前进，从而使得密封体7进入到煤层气井口93两侧的通口94，因而相当于对井口93的环形空间进行了密封。参见图11，密封体7可分为两部分，尾座71和密封闸皮72。其中，尾座71与导杆5连接，例如在本申请中，尾座71可为钢制的T型槽，将导杆5与密封体7的尾座71连接的一端设置为与尾座71相吻合的形状，从而与导杆5可通过插接连接。密封闸皮72可为橡胶浇注而成，例如在本申请实施例中，可将密封闸皮72设置为前端开口，中间设置凹槽，这样在密封体7进入煤层气井口时，密封闸皮72的前端可张开，经过煤层气的挤压变形，以适用于环抱密封井内的环形空间。
参见图2，该煤层气井简易井口封堵工具还可包括密封接头6。密封接头6与外筒8连接的端口可设置有与外筒8外螺纹相吻合的内螺纹，二者通过螺纹连接可使得接口处牢固。在本申请提供的一种实施例中，密封接头6的另一端可直接与煤层气井口连接，密封接口的该端可设置有与煤层气井口内螺纹相吻合的外螺纹。当然针对密封接头6与外筒8和煤层气井口连接的方式以及密封接头6的结构，本申请并不仅限于此，在其他实施例中，也可以采样其他的方式。另外具体参见图10，密封接头6内还可设置有密封圈61，例如导杆5穿过密封圈61与密封圈61以过盈配合的方式将煤层气井口的一侧密封，进一步保证了煤层气井口的密封性，防止井内煤层气泄露。在本申请实施例中，密封圈61的材质可优选为丁腈橡胶，丁腈橡胶的耐磨性较高，在导杆5轴向移动的过程中可以减少对导杆5的磨损，而且丁腈橡胶的粘接力强，保证了密封圈61与煤层气井口一侧的通口94之间连接的稳固以及密封性。当然本申请并不仅限于此，在其他实施例中，也可以使用其他良好的材料作为密封圈61。
在本申请提供的另一个实施例中，参见图4，煤层气井简易井口封堵工具包括输送配件、外筒8、密封接头6和密封体7，还可包括双公短节10。在本实施例中，可将密封接头6两侧的端口均设置为内螺纹，在密封接头6与煤层气井口93一侧的通口94之间还可通过两侧均设置有外螺纹的双公短节10连接，当然本申请中对于双公短节10的结构、使用以及与煤层气井口93一侧的通口94之间的连接装置，同样并不仅限于此。
在本发明提供的一个实施例中的煤层气井简易井口封堵工具的安装过程为：
首先将调节螺母31通过螺纹套装在调节丝杠1上，在调节螺母31上的凸出部311的两侧分别套装一个轴承32，将套装在一起的调节丝杠1、调节螺母31、轴承32放置在轴承座3内，在轴承座3远离导杆5的一侧端口通过螺纹连接轴承压帽33，使用轴承压帽33将轴承32与调节螺母31压紧到轴承座3内直径大的通道侧壁上，在轴承压帽33外侧安装上防松螺母34固定轴承压帽33，防止轴承压帽33的松动影响轴承座3中调节螺母31的旋转。然后在轴承座3端口外的调节螺母31上套装上手轮2，将手轮2套在调节螺母31上与手轮2的方形套口201对应的方形外壁301处，将手轮压帽21通过螺纹连接到调节螺母31上手轮2远离轴承座3的一侧，防止手轮2脱落。将防转销钉35穿过轴承座3与轴承座3内的调节丝杠1上的凹槽11固定，防止调节丝杠1轴向移动时旋转。将导杆5连接到调节丝杠1上，再将外筒8套装在调节丝杠1与导杆5上，通过螺纹与轴承座3靠近导杆5一侧的端口连接，将导杆5穿过密封接头6的密封圈61，将外筒8的另一侧也通过螺纹与密封接头6连接。将导杆5的另一侧与密封体7的尾座71通过插接连接。最后打开固定支架4上圆环的开口，套装在轴承座3上，用定位销钉36将定位支架4与轴承座3之间固定。
在本发明提供的一个实施例中的煤层气井简易井口封堵工具的工作原理为：
先将密封体7插入煤层气井口93一侧的通口94内，将密封接头6与该侧通口94连接安装，确认安装良好后，将固定支架4固定在地面上，通过地脚螺栓固定。
打开井口装置9的闸阀91，旋转手轮2，带动调节丝杠1轴向移动，从而由导杆5将密封体7推进井口93两侧的通口94内，密封闸皮72受到煤层气的挤压变形，直到密封闸皮72环抱整个井口93的环形空间，将煤层气井口93密封。
旋转手轮2直至密封闸皮72抵达井口另一侧的闸阀91处，确保密封体7完全密封井口93，无法再前进后，用手轮压帽21固定手轮2防止脱落及回转。
拧松井口装置9法兰连接上的螺栓，卸掉井口装置9法兰连接的上法兰92，进行上法兰92更换，井口装置9法兰连接的上法兰92更换完成后，再拧紧法兰连接上的螺栓。
放松手轮压帽21，回转手轮2，将密封体7缓慢带出通口94，关闭闸阀91。煤层气井便可继续产气。
以上所述仅为本发明的说明性示例，并不用以限制本发明的保护范围，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 (10)
1.一种煤层气井简易井口封堵工具，其特征在于，包括输送组件、密封接头(6)和密封体(7)，其中，
所述输送组件包括调节丝杠(1)、轴承座(3)和导杆(5)，所述轴承座(3)内设置有调节螺母(31)和轴承(32)，所述轴承(32)套装在所述调节螺母(31)上，所述调节螺母(31)套装在所述调节丝杠(1)上，且所述调节螺母(31)被配置为旋转时带动所述调节丝杠(1)轴向移动，所述导杆(5)两端分别与所述调节丝杠(1)和所述密封体(7)连接；
所述导杆(5)穿过所述密封接头(6)，所述密封接头(6)适于连接到所述煤层气井口(93)一侧的通口(94)；
所述密封体(7)适于伸入到所述煤层气井口(93)两侧的通口(94)内。
2.根据权利要求1所述的煤层气井简易井口封堵工具，其特征在于，所述调节螺母(31)上设置凸出部(311)，所述凸出部(311)内设置有延伸到所述调节螺母(31)腔内的注油孔，且所述轴承(32)为两个，两个所述轴承(32)分别位于所述凸出部(311)的两侧。
3.根据权利要求1所述的煤层气井简易井口封堵工具，其特征在于，所述输送组件还包括轴承压帽(33)，所述轴承压帽(33)套装在所述调节螺母(31)上，所述轴承压帽(33)上设置有螺纹，所述轴承压帽(33)通过螺纹连接到所述轴承座(3)远离所述导杆(5)一侧的端口，且所述轴承压帽(33)被配置(33)为顶挤所述轴承(32)。
4.根据权利要求1所述的煤层气井简易井口封堵工具，其特征在于，所述输送组件还包括外筒(8)，所述外筒(8)一端与所述轴承座(3)连接，另一端与所述密封接头(6)连接，且所述调节丝杠(1)在所述外筒(8)内与所述导杆(5)连接。
5.根据权利要求1所述的煤层气井简易井口封堵工具，其特征在于，所述输送组件还包括手轮(2)，所述手轮(2)套装在所述调节螺母(31)上，被配置为带动所述调节螺母(31)旋转。
6.根据权利要求1所述的煤层气井简易井口封堵工具，其特征在于，所述输送组件还包括防转销钉(35)，所述防转销钉(35)设置在所述轴承座(3)上，所述调节丝杠(1)上设置有轴向延伸的凹槽(11)，所述防转销钉(35)穿过所述轴承座(3)插入到所述凹槽(11)中。
7.根据权利要求1所述的煤层气井简易井口封堵工具，其特征在于，所述输送组件还包括固定支架(4)和定位销钉(36)，所述固定支架(4)的上端通过所述定位销钉(36)与所述轴承座(3)靠近所述导杆(5)的一端连接。
8.根据权利要求7所述的煤层气井简易井口封堵工具，其特征在于，所述固定支架(4)的下端适于固定在地面上。
9.根据权利要求1所述的煤层气井简易井口封堵工具，其特征在于，所述密封接头(6)内设置有密封圈(61)，所述密封圈(61)套装在所述导杆(5)上。
10.根据权利要求1-9其中任一项所述的煤层气井简易井口封堵工具，其特征在于，还包括双公短节(10)，其中，所述双公短节(10)的两端适于分别连接所述密封接头(6)和所述煤层气井口(93)一侧的通口(94)。
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