CN112302600A - 火驱用热补偿式封隔器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了本发明实施例提供了一种火驱用热补偿式封隔器，包括：中心管，管壁上设置有进液孔；外管组件，同轴间隔套设在中心管外，外管组件与中心管之间形成容纳空腔，进液孔与容纳空腔连通；第一活塞和第二活塞，均能滑动地设置在容纳空腔内，第一活塞的一端位于进液孔下游处，第一活塞的另一端与第二活塞的一端连接，且第一活塞的另一端、第二活塞的一端和外管组件之间形成用于设置膨胀液的补偿空腔；膨胀筒，嵌设在外管组件上；膨胀组件，设置在膨胀筒与中心管之间，膨胀组件与活塞组件的另一端连接。本发明能提高火驱油井分层注气过程中封隔器的密封性能，在温度升高时或者压力较高时能够通过自补偿继续保持可靠密封性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种火驱用热补偿式封隔器。
背景技术
随着辽河油田火驱油井的规模的不断扩大，原油产量的不断提高。火驱油井的井筒问题也不断的出现，尤其是现有的热采封隔器不能适应目前火驱油井的需要。火驱井在初始阶段的温度较高，在火驱火线向外延伸时井筒温度又会降低，同时油于火驱井的井筒压力较高，现有的热敏封隔器在温度较高的初始阶段能够实现较好的密封，而在火线向外延伸段由于温度的降低热敏封隔器容易解封不能满足现场分层注气的要求。
发明内容
本发明提供了一种火驱用热补偿式封隔器，以达到实现可靠密封的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明实施例提供了一种火驱用热补偿式封隔器，包括：中心管，管壁上设置有进液孔；外管组件，同轴间隔套设在中心管外，外管组件与中心管之间形成容纳空腔，进液孔与容纳空腔连通；第一活塞和第二活塞，均能滑动地设置在容纳空腔内，第一活塞的一端位于进液孔下游处，第一活塞的另一端与第二活塞的一端连接，且第一活塞的另一端、第二活塞的一端和外管组件之间形成用于设置膨胀液的补偿空腔；膨胀筒，嵌设在外管组件上；膨胀组件，设置在膨胀筒与中心管之间，膨胀组件与第二活塞的另一端连接。
进一步地，第一活塞具有外径依次减小的大径段、中径段和小径段，第二活塞的一端能滑动地设置在小径段外，且第二活塞的一端能够与中径段和小径段之间的台阶抵接。
进一步地，大径段与中径段之间的台阶、中径段外壁、第二活塞的一端和外管组件的内壁共同围成补偿空腔。
进一步地，小径段远离中径段的一端设置有卡接凸起，卡接凸起用于与第二活塞的一端卡接限位。
进一步地，外管组件上设置有第一锁定组件，第一活塞上设置有与第一锁定组件配合的第一配合组件。
进一步地，外管组件上设置有第二锁定组件，第二活塞上设置有与第一锁定组件配合的第二配合组件。
进一步地，中心管的外壁设置有环形凸起，环形凸起将中心管分隔成上中心管和下中心管，上中心管的外径大于下中心管的外径，环形凸起的外径大于上中心管的外径。
进一步地，下中心管外套设有衬套，第二活塞的另一端和膨胀组件均能够位于衬套外。
进一步地，下中心管外固定设置有压帽，压帽内侧通过密封圈与衬套压接配合，压帽的外侧与膨胀筒压接配合。
进一步地，中心管的一端连接有上接头。
本发明的有益效果是，提高火驱油井分层注气过程中封隔器的密封性能，在温度升高时或者压力较高时能够通过自补偿继续保持可靠密封性能。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例的结构示意图。
图中附图标记：1、上接头；2、中心管；3、防松帽；5、剪断销钉；6、压紧环；7、液缸；8、密封垫；9、挡体；10、进液孔；11、密封圈；22、密封圈；12、第一活塞；121、第一配合组件；13、第二活塞；131、第二配合组件；16、环形凸起；18、膨胀筒；19、填充球；20、填充孔；21、膨胀体；23、压帽；24、衬套；25、补偿空腔；27、第一锁定组件；28、第二锁定组件。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种火驱用热补偿式封隔器，包括中心管2、外管组件、第一活塞12、第二活塞13、膨胀筒18和膨胀组件。中心管2的管壁上设置有进液孔10。外管组件同轴间隔套设在中心管2外，外管组件与中心管2之间形成容纳空腔，进液孔10与容纳空腔连通。第一活塞12和第二活塞13均能滑动地设置在容纳空腔内，第一活塞12的一端位于进液孔10下游处，第一活塞12的另一端与第二活塞13的一端连接，且第一活塞12的另一端、第二活塞13的一端和外管组件之间形成用于设置膨胀液的补偿空腔25。膨胀筒18嵌设在外管组件上。膨胀组件设置在膨胀筒18与中心管2之间，膨胀组件与活塞组件的另一端连接。
本发明的目的是为了提高火驱油井分层注气过程中封隔器的密封性能，在温度升高时或者压力较高时能够通过自补偿继续保持可靠密封性能。
其中，第一活塞12具有外径依次减小的大径段、中径段和小径段，第二活塞13的一端能滑动地设置在小径段外，且第二活塞13的一端能够与中径段和小径段之间的台阶抵接。小径段远离中径段的一端设置有卡接凸起，第二活塞13的下侧设置有与卡接凸起配合的限位凸起，卡接凸起用于与第二活塞13的一端卡接限位。
本发明实施例中，大径段与中径段之间的台阶、中径段外壁、第二活塞13的一端和外管组件的内壁共同围成补偿空腔25。补偿空腔25呈密封结构，用于盛放膨胀液，以使膨胀液在温度升高时膨胀并推动第二活塞13运动，以通过自补偿续保持可靠密封性能。
外管组件上设置有第一锁定组件27和第二锁定组件28，第一活塞12上设置有与第一锁定组件27配合的第一配合组件121。第二活塞13上设置有与第二锁定组件28配合的第二配合组件131。
设置第一锁定组件27和第二锁定组件28能够对应将第一活塞12和第二活塞13锁定，限制二者沿外管组件轴向方向的位移，保证封隔器的密封性能。本发明实施例中上述第一锁定组件27和第一配合组件121为锁簧和锁套组件。对应的第二锁定组件28与第二配合组件131也为锁簧和锁套组件。
中心管2的外壁设置有环形凸起16，环形凸起16将中心管2分隔成上中心管和下中心管，上中心管的外径大于下中心管的外径，环形凸起16的外径大于上中心管的外径。其中，下中心管外套设有衬套24，活塞组件的另一端和膨胀组件均能够位于衬套24外。
上述膨胀组件设置在衬套24外侧，膨胀组件包括膨胀体21，该膨胀体21设置有与中心线倾斜的填充孔20，膨胀体21内设置有多个填充球19，且该填充球19不会发生形变。
优选地，下中心管外固定设置有压帽23，压帽23内侧通过密封圈22与衬套24压接配合，压帽23的外侧与膨胀筒18压接配合(且焊接连接在一起)。
外管组件为液缸7，液缸7与中心管2之间设置有端部密封组件。所述端部密封组件包括依次连接防松帽3、压紧环6、密封垫8和挡体9。挡体9下部外径较小，上部外径较大，其套在中心管2与液缸7的环形空间的上部内部，密封垫8套在中心管2外部，压紧环6通过螺纹与中心管2连接在一起，进一步的压紧密封垫8。防松帽3通过螺纹与中心管2连接在一起，并通过剪断销钉5与压紧环6连接在一起。
需要说明的是，第一活塞12与液缸7及中心管2相接触部位有密封圈11，第二活塞13与液缸7和第一活塞12之间接触部位也设置有密封圈11。
进一步地，中心管2的一端连接有上接头1。上接头1通过丝扣与中心管2连接在一起，上接头1的两端内部车有连接用的内螺纹。
工作的时候将本封隔器下入到预定位后，向中心管2内打入压力液，压力液经进液孔10，进入容纳空腔，进而作用在第一活塞12上，使第一活塞12推动第二活塞13，此时填充球19部位的体积减小，由于是填充球19固体，体积压缩空间无法减小，进一步的填充球19推动膨胀筒18向外运动，达到密封的作用。当达到设计压力时第一锁定组件27和第一配合组件121配合，第一活塞12被锁紧，即此时达到设计压力及所要求的密封效果。
当温度增加时，补偿空腔25中膨胀液体积膨胀，进一步的推动第二活塞13运动，使填充球19继续向外膨胀，进一步密封外部空间；当第二锁定组件28与第二配合组件131相对时，此时停止运，即达到了设计要求。
当需要解封的时候，上提中心管2，使剪断销钉5剪断，此时中心管2带动防松帽3向上运动，当环形凸起16与第一活塞12的上部直径较大端相接触时，带动第一活塞12向上运动，进一步的带动第二活塞13向上运动(此时锁簧由于上提力使其破坏失去锁定作用)，此时填充球19的位置体积变大，同时由于填充球19失去支撑，膨胀筒18部分回弹，当第一活塞12与液缸7上部相接触时，带动其余部件向上运动，即达到解封作用。从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：本发明提高火驱油井分层注气过程中封隔器的密封性能，在温度升高时或者压力较高时能够通过自补偿继续保持可靠密封性能。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。
Claims (10)
1.一种火驱用热补偿式封隔器，其特征在于，包括：
中心管(2)，管壁上设置有进液孔(10)；
外管组件，同轴间隔套设在中心管(2)外，所述外管组件与中心管(2)之间形成容纳空腔，进液孔(10)与所述容纳空腔连通；
第一活塞(12)和第二活塞(13)，均能滑动地设置在所述容纳空腔内，第一活塞(12)的一端位于进液孔(10)下游处，第一活塞(12)的另一端与第二活塞(13)的一端连接，且第一活塞(12)的另一端、第二活塞(13)的一端和所述外管组件之间形成用于设置膨胀液的补偿空腔(25)；
膨胀筒(18)，嵌设在所述外管组件上；
膨胀组件，设置在膨胀筒(18)与中心管(2)之间，所述膨胀组件与第二活塞(13)的另一端连接。
2.根据权利要求1所述的火驱用热补偿式封隔器，其特征在于，第一活塞(12)具有外径依次减小的大径段、中径段和小径段，第二活塞(13)的一端能滑动地设置在所述小径段外，且第二活塞(13)的一端能够与所述中径段和所述小径段之间形成的台阶抵接。
3.根据权利要求2所述的火驱用热补偿式封隔器，其特征在于，所述大径段与所述中径段之间的台阶、所述中径段外壁、第二活塞(13)的一端和所述外管组件的内壁共同围成补偿空腔(25)。
4.根据权利要求2所述的火驱用热补偿式封隔器，其特征在于，所述小径段远离所述中径段的一端设置有卡接凸起，所述卡接凸起用于与第二活塞(13)的一端卡接限位。
5.根据权利要求1所述的火驱用热补偿式封隔器，其特征在于，所述外管组件上设置有第一锁定组件(27)，第一活塞(12)上设置有与第一锁定组件(27)配合的第一配合组件(121)。
6.根据权利要求1所述的火驱用热补偿式封隔器，其特征在于，所述外管组件上设置有第二锁定组件(28)，第二活塞(13)上设置有与第一锁定组件(27)配合的第二配合组件(131)。
7.根据权利要求1所述的火驱用热补偿式封隔器，其特征在于，中心管(2)的外壁设置有环形凸起(16)，环形凸起(16)将中心管(2)分隔成上中心管和下中心管，所述上中心管的外径大于所述下中心管的外径，所述环形凸起(16)的外径大于所述上中心管的外径。
8.根据权利要求7所述的火驱用热补偿式封隔器，其特征在于，所述下中心管外套设有衬套(24)，第二活塞(13)的另一端和所述膨胀组件均能够位于衬套(24)外。
9.根据权利要求8所述的火驱用热补偿式封隔器，其特征在于，所述下中心管外固定设置有压帽(23)，压帽(23)内侧通过密封圈(22)与衬套(24)压接配合，压帽(23)的外侧与膨胀筒(18)压接配合。
10.根据权利要求1所述的火驱用热补偿式封隔器，其特征在于，中心管(2)的一端连接有上接头(1)。
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