CN110952947A - 一种井口封控装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于石油工业技术领域，具体涉及一种井口封控装置，其包括承载中心管，承载中心管的下端设置有下固定块，且承载中心管由下至上依次套接有定位总成、密封总成和扭矩传力管；承载中心管的上端的外侧壁上设置有外螺纹，扭矩传力管的内侧壁上设置有内螺纹，扭矩传力管通过内螺纹与外螺纹的配合设置在承载中心管上。该井口封控装置在使用时，工作人员可以转动扭矩传力管，使该扭矩传力管可以向下移动，并挤压密封总成和定位总成，使定位总成中的卡瓦以及密封总成中的密封胶筒向井口封控装置的径向方向扩张，以实现井口封控装置的定位和密封的效果，该密封效果不受井内管柱重量的影响，从而避免井喷事故的发生。
Description
技术领域
本发明属于石油工业技术领域，具体涉及一种井口封控装置。
背景技术
在油田开发中，修井作业是保障油气水井正常生产的重要工序。目前现场在热采转周、油井转注以及井口刺漏损坏时，经常进行更换采油树及套管短接等作业；因受到油气液的腐蚀和锈蚀造成零部件拆卸困难，其更换过程需要1-5小时不等，有的则需要更长的时间；而在整个施工过程如果不对井筒进行有效的封控，当井筒发生溢流时就会出现无控制井喷事故。
目前，施工队伍更换井口采油树过程中，主要采取的方式是在井内下入Y211-150(114)封隔器+750m油管，依靠上提下放封隔器座封来密封油套环形空间，在露出井口(套管接箍)的管柱顶部装旋塞阀来封控油管柱内腔，以完成密封井筒工作。然后便可以进行更换采油树及封井器操作，完成更换工作后，起出井内的封井管柱，从而完成更换工作。
但是，该Y211-150(114)封隔器还存有以下问题：
第一，由于Y211-150(114)封隔器的皮碗是靠上部管柱的重量压缩来密封的，当井内封井管柱重量较轻时，胶筒皮碗便不能有效的密封井口，存在着一定的井控风险；
第二，Y211-150(114)封隔器是单向卡瓦锚定只能悬挂住井内工具及管柱的重量，当遇到井内压力升高时，该Y211-150(114)封隔器无法克服高压油气水的上顶力，也无法有效的密封井口，存在着一定的井控风险；
第三，由于拆换井口采油树封控井筒时频繁的起下管柱，带来了大量的工作量及施工费用。因此，提供一种密封性良好的井口封控装置，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种井口封控装置，以解决现有技术中封隔器密封效果不好，存在一定的井控风险的技术问题。
本发明通过以下技术方案具体实现：
一种井口封控装置，包括承载中心管，所述承载中心管的下端设置有下固定块，且所述承载中心管由下至上依次套接有定位总成、密封总成和扭矩传力管；
所述承载中心管的上端的外侧壁上设置有外螺纹，所述扭矩传力管的内侧壁上设置有内螺纹，所述扭矩传力管通过内螺纹与外螺纹的配合设置在承载中心管上；
所述定位总成包括下压块、卡瓦托以及设置在所述卡瓦托上的卡瓦，所述卡瓦托抵设在所述下固定块上，所述下压块的横截面的形状为楔形，所述卡瓦靠近所述下压块的一端设置有与所述下压块配合的第一导向面；
所述密封总成包括上压块、密封胶筒和封隔座，所述封隔座抵设在下压块上，所述上压块的截面形状也为楔形，所述密封胶筒靠近所述上压块的一端设置有与所述上压块配合的第二导向面，所述扭矩传力管抵设在所述上压块上。
为了更好的实现本发明，在上述结构中做进一步的优化，所述定位总成还包括防转壳体、压环和防转牙片；所述防转壳体套设在所述卡瓦托以及所述下固定块之间，且所述防转壳体上设置有多个防转卡槽，所述压环套设在所述防转壳体上，所述压环上设置有穿孔，所述防转牙片设置在所述防转卡槽内，且所述防转牙片的卡设部与所述穿孔相匹配，所述防转牙片与所述防转卡槽之间设置有弹性件。
为了更好的实现本发明，在上述结构中做进一步的优化，该进口封控装置还包括导流阀，所述导流阀设置在所述承载中心管的下端，所述导流阀的进油口设置在所述导流阀的侧壁上，所述导流阀的出油口与所述承载中心管的内部连通。
为了更好的实现本发明，在上述结构中做进一步的优化，所述导流阀包括上压帽、阀体和下压帽，所述上压帽和所述下压帽分别设置在所述阀体的两端，所述进油口设置在所述阀体的侧壁上，所述阀体通过所述上压帽与所述承载中心管连接，且所述上压帽与所述下压帽均通过丝扣与所述阀体连接固定。
为了更好的实现本发明，在上述结构中做进一步的优化，所述卡瓦的数量为六个，且六个所述卡瓦等间距的分布在所述卡瓦托的圆周侧壁上，所述卡瓦的外侧面设置有向上或者向下倾斜的卡齿，相邻的所述卡瓦上的卡齿的朝向相反。
为了更好的实现本发明，在上述结构中做进一步的优化，所述封隔座的上端设置有用于卡设所述密封胶筒的第一卡槽，所述封隔座的下端设置有用于卡设所述下压块的第二卡槽。
为了更好的实现本发明，在上述结构中做进一步的优化，所述扭矩传力管的下端设置有挡帽，所述上压块的上端卡设在所述挡帽与所述承载中心管之间。
为了更好的实现本发明，在上述结构中做进一步的优化，该井口封控装置还包括封隔管，所述封隔管设置在所述密封总成与所述承载中心管之间。
为了更好的实现本发明，在上述结构中做进一步的优化，所述承载中心管的外侧壁上设置有第一密封槽，所述第一密封槽位于承载中心管与所述封隔管之间，且所述第一密封槽内设置有密封圈。
为了更好的实现本发明，在上述结构中做进一步的优化，所述上压块的内壁侧上设置有第二密封槽，所述第二密封槽内也设置有密封圈。
综上所述，本发明具有以下技术效果：
该井口封控装置在使用时，工作人员可以转动扭矩传力管，使该扭矩传力管可以向下移动，并挤压密封总成和定位总成，使定位总成中的卡瓦以及密封总成中的密封胶筒向井口封控装置的径向方向扩张，以实现井口封控装置的定位和密封的效果，该密封效果不受井内封井管柱的重量的影响，从而避免井喷事故的发生。
此外，本发明的优化方案还具有以下技术效果：
(1)本发明的优化方案为定位总成还包括防转牙片，该防转牙片增加了井口封控装置与油井侧壁的摩擦力，以避免工作人员在拧动扭矩传力管的过程中，该井口封控装置在井内转动的情况发生，从而使该井口封控装置的使用更加的方便。
(2)本发明的优化方案为该井口封控装置还包括导流阀，该导流阀能够将油井内部的高压油气水通过承载中心管向外部排出，以避免油井内部压力过高而导致井喷事故的发生。
(3)本发明的优化方案为相邻两个卡瓦上的卡齿朝向相反，该结构的设置能够增加该井口封控装置与油井侧壁之间的摩擦力，使该井口封控装置更好的承受井筒内的上顶力，从而使该井口封控装置与井筒侧壁的连接更加的稳固。
(4)本发明的优化方案为封隔座的上、下两端分别设置有第一卡槽和第二卡槽，第一卡槽和第二卡槽的设置增加了该井口封控装置的结构的稳定性，使该井口封控装置在使用时更加的安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种井口封控装置的结构示意图；
图2是图1中A-A的断面图；
图3是图1中B部的局部放大图；
图4是本发明一种井口封控装置中承载中心管的结构示意图；
图5是本发明一种井口封控装置中扭矩传力管的结构示意图；
图6是本发明一种井口封控装置中上压块的结构示意图
图7是本发明一种井口封控装置中封隔座的结构示意图。
附图标记：
1、承载中心管；2、下固定块；3、扭矩传力管；41、下压块；42、卡瓦托；43、卡瓦；44、防转壳体；45、压环；46、防转牙片；47、防转卡槽；48、弹性件；51、上压块；52、密封胶筒；53、封隔座；54、挡帽；61、上压帽；62、阀体；63、下压帽；71、第一卡槽；72、第二卡槽；8、封隔管；91、第一密封槽；92、第二密封槽。
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，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例：
如图1至图7所示：
一种井口封控装置，包括承载中心管1，承载中心管1的下端设置有下固定块2，且承载中心管1由下至上依次套接有定位总成、密封总成和扭矩传力管3；
承载中心管1的上端的外侧壁上设置有外螺纹，扭矩传力管3的内侧壁上设置有内螺纹，扭矩传力管3通过内螺纹与外螺纹的配合设置在承载中心管1上；
定位总成包括下压块41、卡瓦托42以及设置在卡瓦托42上的卡瓦43，卡瓦托42抵设在下固定块2上，下压块41的横截面的形状为楔形，卡瓦43靠近下压块41的一端设置有与下压块41配合的第一导向面；
密封总成包括上压块51、密封胶筒52和封隔座53，封隔座53抵设在下压块41上，上压块51的截面形状也为楔形，密封胶筒52靠近上压块51的一端设置有与上压块51配合的第二导向面，扭矩传力管3抵设在上压块51上。
通过上述结构的一种井口封控装置，在使用时，工作人员可以使用吊具将该井口封控装置下放至井筒中，并使密封胶筒52位于套管接箍以下1-2m处，然后通过转动扭矩传力管3，使该扭矩传力管3向承载中心管1的下端移动；且当扭矩传力管3向下移动的过程中，下压块41会挤压定位总成中的卡瓦43，使卡瓦43向承载中心管1的纵向扩张，并抵设在井筒的侧壁上，以完成该井口封控装置的固定；
此时，工作人员可以继续拧动扭矩传力管3，定位总成的位置不变，扭矩传力管3便会挤压上压块51，上压块51向下移动时会挤压密封胶筒52，使密封胶筒52向承载中心管1的纵向扩张以实现井口的密封工作；该井口封控装置的密封效果与扭矩传力管3向下移动的距离有关，其不受井内管柱重量的影响，从而避免因密封效果不好而导致井喷事故的发生。
在工作人员完成采油树及套管短接等作业时，可以通过反向的拧动扭矩传力管3，使扭矩传力管3向承载中心管1的上端移动，而挤压在上压块51与下压块41上的便会力褪去，以使密封胶筒52以及卡瓦43与井筒内壁分离，此时，工作人员便可以将该井口封控装置由井筒中取出。
优化的，上述的定位总成还包括防转壳体44、压环45和防转牙片46；其中，
防转壳体44的上、下两端分别抵设在卡瓦托42以及下固定块2上，且防转壳体44上设置有多个用于放置防转牙片46的防转卡槽47，压环45则套设在防转壳体44上，且压环45对应防转卡槽47的位置设置有便于防转牙片46的卡设部伸出的穿孔；防转牙片46设置在防转卡槽47内，且防转牙片46与防转卡槽47之间设置有弹性件48，防转牙片46在弹性件48的作用下，其卡设部始终位于穿孔外部；
在使用过程中，该防转牙片46的卡设部与井筒的内侧壁接触，以增加该井口封控装置与井筒的摩擦力，从而避免在拧动扭矩传力管3的过程中，该井口封控装置随之转动而导致其无法完成井口封控工作的情况发生，使该井口封控装置的使用更加的方便。
优选的，上述的弹性件48为弹簧片，该弹簧片可以将防转牙片46向承载中心管1的外部挤压，使防转牙片46的卡设部能够与井筒的侧壁接触，以达到防转的效果。
此外，该弹性件48还可以使用弹簧或者其他能够实现防转牙片46伸缩变化的零部件代替。
优化的，该井口封控装置还包括导流阀，其中，导流阀包括上压帽61、阀体62和下压帽63；
上压帽61和下压帽63分别设置在阀体62的两端，且上压帽61与下压帽63通过丝杆连接固定，上压帽61通过螺纹连接的方式设置在承载中心管1的下端，导流阀的进油口设置在所述阀体62的侧壁上，导流阀的出油口与承载中心管1的内部连通；
在工作过程中，当井筒内部有压力产生时，便可以通过该导流阀将井筒内部的油气水的压力向外部释放，以避免井筒内部压力过大而出现井喷事故的发生。
优化的，上述的卡瓦43的数量为多个。
优选的，卡瓦43的数量为六个，六个卡瓦43等间距的分布在卡瓦托42的圆周侧壁上，且六个卡瓦43的外侧面均与设置有向承载中心管1的上端或者下端倾斜的卡齿，以增加该井口封控装置与井筒侧壁连接的稳定性。
需要说明的是，上述的卡瓦43的数量不仅仅局限六个，还可以设置为八个、十个或者更多，具体的可以根据该井口封控装置的直径或者是材料等做具体限定。
更优选的，相邻两个卡瓦43上的卡齿的朝向相反，该卡瓦43能够增加井口封控装置与井筒连接的稳定性，以避免该井口封控装置向井筒内掉落或者是受到上顶力而向井筒上方移动的情况发生，使该井口封控装置的使用更加的安全。
优化的，封隔座53的上端设置有第一卡槽71，封隔座53的下端设置有第二卡槽72；在安装该井口封控装置时，可以将封隔座53套设在承载中心管1上，使封隔座53的下端抵设在下压块41上，且使下压块41的上端卡设在第二卡槽72中，然后将密封胶筒52套设承载中心管1上，使密封胶筒52抵设在封隔座53的上端，且使密封胶筒52的下端卡设在第一卡槽71中，使该井口封控装置的结构更加的稳定。
优选的，扭矩传力管3的下端设置有挡帽54，该挡帽54套设在上压块51的上端，从而进一步的提高该井口封控装置的结构的稳定性。
优化的，该井口封控装置还包括封隔管8，该封隔管8设置在密封总成与承载中心管1之间，封隔管8能够提高该井口封控装置的密封效果，以避免井筒内的压力由该井口封控装置中的间隙向外部漏出，而导致意外事故的发生，从而有效提高该井口封控装置的安全性。
优选的，承载中心管1上设置有第一密封槽91，该第一密封槽91位于承载中心管1与封隔管8之间，且在第一密封槽91内设置有密封圈，以提高该井口封控装置的密封效果。
更优选的，在上压块51的内侧壁上设置有第二密封槽92，该第二密封槽92内也设置有密封圈，从而进一步提高该井口封控装置的密封效果。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种井口封控装置，其特征在于：包括承载中心管(1)，所述承载中心管(1)的下端设置有下固定块(2)，且所述承载中心管(1)由下至上依次套接有定位总成、密封总成和扭矩传力管(3)；
所述承载中心管(1)的上端的外侧壁上设置有外螺纹，所述扭矩传力管(3)的内侧壁上设置有内螺纹，所述扭矩传力管(3)通过内螺纹与外螺纹的配合设置在承载中心管(1)上；
所述定位总成包括下压块(41)、卡瓦托(42)以及设置在所述卡瓦托(42)上的卡瓦(43)，所述卡瓦托(42)抵设在所述下固定块(2)上，所述下压块(41)的横截面的形状为楔形，所述卡瓦(43)靠近所述下压块(41)的一端设置有与所述下压块(41)配合的第一导向面；
所述密封总成包括上压块(51)、密封胶筒(52)和封隔座(53)，所述封隔座(53)抵设在下压块(41)上，所述上压块(51)的截面形状也为楔形，所述密封胶筒(52)靠近所述上压块(51)的一端设置有与所述上压块(51)配合的第二导向面，所述扭矩传力管(3)抵设在所述上压块(51)上。
2.根据权利要求1所述的井口封控装置，其特征在于：所述定位总成还包括防转壳体(44)、压环(45)和防转牙片(46)；所述防转壳体(44)套设在所述卡瓦托(42)以及所述下固定块(2)之间，且所述防转壳体(44)上设置有多个防转卡槽(47)，所述压环(45)套设在所述防转壳体(44)上，所述压环(45)上设置有穿孔，所述防转牙片(46)设置在所述防转卡槽(47)内，且所述防转牙片(46)的卡设部与所述穿孔相匹配，所述防转牙片(46)与所述防转卡槽(47)之间设置有弹性件(48)。
3.根据权利要求2所述的井口封控装置，其特征在于：还包括导流阀，所述导流阀设置在所述承载中心管(1)的下端，所述导流阀的进油口设置在所述导流阀的侧壁上，所述导流阀的出油口与所述承载中心管(1)的内部连通。
4.根据权利要求3所述的井口封控装置，其特征在于：所述导流阀包括上压帽(61)、阀体(62)和下压帽(63)，所述上压帽(61)和所述下压帽(63)分别设置在所述阀体(62)的两端，所述进油口设置在所述阀体(62)的侧壁上，所述阀体(62)通过所述上压帽(61)与所述承载中心管(1)连接，且所述上压帽(61)与所述下压帽(63)均通过丝扣与所述阀体(62)连接固定。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的井口封控装置，其特征在于：所述卡瓦(43)的数量为六个，且六个所述卡瓦(43)等间距的分布在所述卡瓦托(42)的圆周侧壁上，所述卡瓦(43)的外侧面设置有向上或者向下倾斜的卡齿，相邻的所述卡瓦(43)上的卡齿的朝向相反。
6.根据权利要求5所述的井口封控装置，其特征在于：所述封隔座(53)的上端设置有用于卡设所述密封胶筒(52)的第一卡槽(71)，所述封隔座(53)的下端设置有用于卡设所述下压块(41)的第二卡槽(72)。
7.根据权利要求6所述的井口封控装置，其特征在于：所述扭矩传力管(3)的下端设置有挡帽(54)，所述上压块(51)的上端卡设在所述挡帽(54)与所述承载中心管(1)之间。
8.根据权利要求1所述的井口封控装置，其特征在于：还包括封隔管(8)，所述封隔管(8)设置在所述密封总成与所述承载中心管(1)之间。
9.根据权利要求8所述的井口封控装置，其特征在于：所述承载中心管(1)的外侧壁上设置有第一密封槽(91)，所述第一密封槽(91)位于承载中心管(1)与所述封隔管(8)之间，且所述第一密封槽(91)内设置有密封圈。
10.根据权利要求9所述的井口封控装置，其特征在于：所述上压块(51)的内壁侧上设置有第二密封槽(92)，所述第二密封槽(92)内也设置有密封圈。
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