CN112838554A - 一种电潜泵电缆作业井口装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电潜泵电缆作业井口装置，实现电潜泵采油用特种电缆的密封和夹持，由夹持系统和密封系统两部分组成，其夹持系统主要由卡瓦座、两瓣分体式卡瓦、对开分体式卡瓦压紧块组成，密封系统包括胶芯支座、胶芯、胶芯压紧块三部分；其卡瓦采用两瓣分体式结构，便于电缆的夹持与拆卸，其胶芯采用压缩方式实现电缆的接触与密封，确保安装过程中不损坏密封接触面；电潜泵电缆作业井口装置可安装在采油井口套管头上用以连接、悬置、密封特种电缆，辅助潜油电泵系统工作。本井口装置是保障特种电缆电潜泵采油系统可靠工作的重要地面装置，其密封性能好、夹持性能稳定、现场装卸方便，可组装于特种电缆电潜泵采油系统创造较大的经济效益。

Description

一种电潜泵电缆作业井口装置
技术领域
本发明涉及石油工程井下开采的中后期，配套潜油电泵开采的井口装置对于电缆的密封和夹持。
背景技术
当前开采原油的主要技术手段就是人工举升，而其中电潜泵采油系统，电缆在油管内悬挂，由经过改进的能支撑电泵装置重量的电缆起下电潜泵，起泵时不必将油管起出，可以极大的提高作业效率，缩短检泵时间，提高经济效益，可广泛适用于陆地海洋采油，并有效保证油井产量。电潜泵电缆作业井口装置，顾名思义，是一种连接在井口的用于通过电缆来辅助开采作业的装置，电潜泵电缆作业井口装置可安装在采油井口套管头上连接、悬置、密封特种电缆，辅助潜油电泵系统工作。但是,目前市场上现有的电缆作业井口装置在使用时，存在电缆缺少固定支撑，过大机械力拉扯电缆的易折易损，电缆与夹持装置的过度磨损等问题，而且当电缆固定可靠性不高的时候，可能会缠绕井筒内其他的采油设备造成不必要的麻烦。所以设计密封良好，能承受较大纵向载荷，能承受井内一定压力且能延长电缆使用寿命的电缆作业井口装置显得很有必要。
发明内容
为了克服现有电潜泵电缆作业井口装置缺少电缆夹持固定，易与夹持装置过度磨损，受过大拉力而折断，以及密封性能不好，使油气泄露等情况导致电缆使用寿命降低等缺点，本发明的目的在于提供一种电潜泵电缆作业井口装置，又能夹持电缆，还具有良好的密封装置，提高作业的安全性和工作效率。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种电潜泵电缆作业井口装置，包括密封系统部分：胶芯支座、胶芯、胶芯压紧块，胶芯安装在胶芯支座与特种电缆之间，胶芯支座的内表面孔壁由上至下逐渐向内收缩，胶芯的外表面与胶芯支座内壁相适应，胶芯支座设置有台阶，用以控制胶芯的下行行程；
胶芯和胶芯支座安装在悬挂器最下端，并通过两个O形圈128×53实现双重密封，而在胶芯上方安装有胶芯压紧块，用以承受上方夹持装置传递的压力，压紧胶芯，使胶芯在胶芯支座内下行后膨胀变形，实现对电缆的密封；
夹持系统部分：卡瓦座、卡瓦、卡瓦压紧块，卡瓦安装在卡瓦座和特种电缆之间，卡瓦座的内孔壁由上至下逐渐向内收缩，卡瓦的外表面与卡瓦座的内孔壁适配，卡瓦结构上设置有限位结构以限制两瓣卡瓦结构在轴线方向的相对位移并连接两卡瓦，保证与电缆的同轴；
其他密封、悬挂辅助零部件：R×45密封垫环、装置外壳、悬挂器、悬挂器支撑环、悬挂器X型密封环、悬挂器密封环压环、O形圈128×53、形密封圈170×53、调整垫片、压紧块垫片DN32、六角螺母M27、双头螺柱M27×180、自紧螺钉M4×10、井口端盖、电缆、顶丝、O形密封圈7.5×1.8、顶丝压套、螺母M8、O形密封圈、密封限位环、自紧螺钉M4×8，悬挂器内，胶芯压紧块上方安装有卡瓦和卡瓦座，卡瓦座固定在悬挂器的凸台上，卡瓦上方的卡瓦压紧块上设置有限位结构以限制对开两卡瓦压紧块在轴线方向上的相对位移，卡瓦压紧块由井口端盖与装置外壳通过六角螺母M27、双头螺柱M27×180连接，由上至下压紧固定在卡瓦上，给卡瓦施加压力，保证卡瓦对电缆的夹持；
悬挂器通过悬挂器支撑环、悬挂器X型密封环、悬挂器密封环压环与装置外壳相连接，并且实现悬挂器和装置外壳的第一级密封，最后通过顶丝和自紧螺钉M4×8固定。
本井口装置是保障特种电缆电潜泵采油系统可靠工作的重要地面装置，其密封性能好、夹持性能稳定、现场装卸方便，可组装于特种电缆电潜泵采油系统创造较大的经济效益。
附图说明
图1为本发明二维平面剖视图；
图2为本发明主体结构半剖图；
图3为悬挂器承压密封结构示意图；
图4为卡瓦三维示意图；
图5为卡瓦三维俯视图；
图6为卡瓦压紧块三维示意图；
图7为卡瓦压紧块三维俯视图；
图8为顶盖三维示意图；
R×45密封垫环(1)、装置外壳(2)、悬挂器(3)、悬挂器支撑环(4)、悬挂器X型密封环(5)、悬挂器密封环压环(6)、O形圈128×53(7)、胶芯支座(8)、胶芯(9)、胶芯压紧块(10)、卡瓦座(11)、卡瓦(12)、形密封圈170×53(13)、调整垫片(14)、卡瓦压紧块(15)、压紧块垫片DN32(16)、六角螺母M27(17)、双头螺柱M27×180(18)、自紧螺钉M4×10(19)、顶盖(20)、电缆(21)、O形圈128×53(22)、顶丝(23)、O形密封圈7.5×1.8(24)、顶丝压套(25)、螺母M8(26)、O形密封圈(27)、密封限位环(28)、自紧螺钉M4×8(29)。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细叙述。
参照图1、图2、图3，一种电潜泵电缆作业井口装置，由R×45密封垫环(1)、装置外壳(2)、悬挂器(3)、悬挂器支撑环(4)、悬挂器X型密封环(5)、悬挂器密封环压环(6)、O形圈128×53(7)、胶芯支座(8)、胶芯(9)、胶芯压紧块(10)、卡瓦座(11)、卡瓦(12)、形密封圈170×53(13)、调整垫片(14)、卡瓦压紧块(15)、压紧块垫片DN32(16)、六角螺母M27(17)、双头螺柱M27×180(18)、自紧螺钉M4×10(19)、井口端盖(20)、电缆(21)、O形圈128×53(22)、顶丝(23)、O形密封圈7.5×1.8(24)、顶丝压套(25)、螺母M8(26)、O形密封圈(27)、密封限位环(28)、自紧螺钉M4×8(29)构成。
参照图1、图4、图5、图6、图7、图8，所述加持装置由卡瓦座(11)、卡瓦(12)、卡瓦压紧块(15)构成；卡瓦(12)安装在卡瓦座(11)与特种电缆(21)之间，卡瓦座(11)的内孔壁由上至下逐渐向内收缩，卡瓦(12)的外表面与卡瓦座(11)的内孔壁适配，卡瓦(12-1)上设置有限位结构(12-11)和卡瓦结构(12-2)上设置有限位结构(12-21)以限制卡瓦结构(12-1)和卡瓦结构(12-2)在轴线方向的相对位移并连接两卡瓦，保证与电缆(21)的同轴；悬挂器(3)内，胶芯压紧块(10)上方安装有卡瓦(12)和卡瓦座(11)，卡瓦座(11)固定在悬挂器(3)的凸台上，卡瓦(12)上方卡瓦压紧块(15-1)上设置有限位结构(15-11)和卡瓦压紧块(15-2)上设置有限位结构(15-21)以限制卡瓦压紧块(15-1)和卡瓦压紧块(15-2)在轴线方向上的相对位移，卡瓦压紧块(15-1)和卡瓦压紧块(15-2)由井盖(20)与装置外壳(2)通过六角螺母M27(17)、双头螺柱M27×180(18)连接，由上至下压紧固定在卡瓦(12)上，给卡瓦(12)施加压力，保证卡瓦(12)对电缆(21)的夹持；
参照图1、图2、图3，所述密封装置由O形圈128×53(7)、O形圈128×53(22)、胶芯支座(8)、胶芯(9)、胶芯压紧块(10)构成，胶芯(9)安装在胶芯支座(8)与特种电缆(21)之间，胶芯支座(8)的内表面孔壁由上至下逐渐向内收缩，胶芯(9)的外表面与胶芯支座(8)内壁相适应，胶芯支座(8)设置有台阶，用以控制胶芯(9)的下行行程；胶芯(9)和胶芯支座(8)安装在悬挂器(3)最下端，并通过O形圈128×53(7)、O形圈128×53(22)实现双重密封，而在胶芯(9)上方安装有胶芯压紧块(10)，用以承受上方夹持装置传递的压力，压紧胶芯(9)，使胶芯(9)在胶芯支座(8)内下行后膨胀变形，实现对电缆(21)的密封；
参照图1～图3，其工作原理为：整体各个部件是和悬挂器(3)接触，悬挂器(3)则通过悬挂器支撑环(4)、悬挂器X型密封环(5)、悬挂器密封环压环(6)与装置外壳(2)接触并且达到力的传递。在支承环(1)的下方有一固定环，稳固密封支承组件，同时在悬挂器密封环压环(6)和顶丝(23)间设置了O形密封圈(27)。这样可以避免悬挂器(3)与装置外壳(2)的直接接触，延长这两个零件的使用寿命。同时悬挂器密封环压环(6)、悬挂器X型密封环(5)和悬挂器支承环(4)磨损过度也易于更换且成本要低于悬挂器(3)和装置外壳(2)。密封装置通过胶芯支座(8)、胶芯压紧块(10)间压紧胶芯(9)，胶芯(9)的形状结构类似卡瓦胶芯，受压缩抱紧，电缆完成第一级密封。如果弹性密封体因长时间作业导致密封性能有所下降，可以用添加压紧块的方式继续加大压紧的深度使其延长使用寿命。卡瓦结构(12)安装在卡瓦座(11)内，卡瓦座(11)的孔壁由上至下逐渐向内收缩。卡瓦结构(12)的外表面与卡瓦座(11)孔壁适配，当卡瓦结构(12)下行时，卡瓦结构(12)能够与特种电缆(21)紧密配合，从而实现悬挂功能。卡瓦(12-1)上设置有限位结构(12-11)，卡瓦(12-2)上设置有限位结构(12-21)以限制卡瓦(12-1)和卡瓦座(12-2)在轴线上的相对位移，从而避免了卡瓦结构(12-1)与卡瓦结构(12-2)上下错位和周边方向倾斜的现象发生，提高悬挂油管的可靠性。通过井口端盖(20)使得压紧块(15)贴紧卡瓦(12)，并且施加预紧力，且可以添加调整垫片(14)来增加预紧力。两片卡瓦在预紧力的作用下向内收缩抱紧电缆，达到夹持的作用。同时卡瓦(12)与卡瓦座(11)相接触有一个锥度，保证卡瓦夹紧电缆后向下会受到来自锥面的反作用力。反作用力在水平反向上的分力帮助卡瓦收紧不放松，保证夹持效果，而在竖直方向上的分力则帮助支撑卡瓦。整体实现夹持的自适应结果，从而装置夹持悬挂大载荷存在可行性，零件(14)受压传递至卡瓦(12)达到夹持效果，需要回弹时放松零件的压紧，在电缆带动帮助下复位。

Claims (1)

1.一种电潜泵电缆作业井口装置，由R×45密封垫环(1)、装置外壳(2)、悬挂器(3)、悬挂器支撑环(4)、悬挂器X型密封环(5)、悬挂器密封环压环(6)、O形圈128×53(7)、胶芯支座(8)、胶芯(9)、胶芯压紧块(10)、卡瓦座(11)、卡瓦(12)、形密封圈170×53(13)、调整垫片(14)、卡瓦压紧块(15)、压紧块垫片DN32(16)、六角螺母M27(17)、双头螺柱M27×180(18)、自紧螺钉M4×10(19)、井口端盖(20)、电缆(21)、O形圈128×53(22)、顶丝(23)、O形密封圈7.5×1.8(24)、顶丝压套(25)、螺母M8(26)、O形密封圈(27)、密封限位环(28)、自紧螺钉M4×8(29)构成；
所述胶芯(9)安装在胶芯支座(8)与特种电缆(21)之间，胶芯支座(8)的内表面孔壁由上至下逐渐向内收缩，胶芯(9)的外表面与胶芯支座(8)内壁相适应，胶芯支座(8)设置有台阶，设置成胶芯(9)的下行行程的控制结构；
所述胶芯(9)和胶芯支座(8)安装在悬挂器(3)最下端，并通过O形圈128×53(7)、O形圈128×53(22)实现双重密封，而在胶芯(9)上方安装有胶芯压紧块(10)，用以承受上方夹持装置传递的压力，压紧胶芯(9)，使胶芯(9)在胶芯支座(8)内下行后膨胀变形，设置成电缆(21)的密封结构；
所述卡瓦(12)安装在卡瓦座(11)余特种电缆(21)之间，卡瓦座(11)的内孔壁由上至下逐渐向内收缩，卡瓦(12)的外表面与卡瓦座(11)的内孔壁适配，卡瓦(12-1)上设置有限位结构(12-11)和卡瓦结构(12-2)上设置有限位结构(12-21)以限制卡瓦结构(12-1)和卡瓦结构(12-2)在轴线方向的相对位移并连接两卡瓦；
所述悬挂器(3)内，胶芯压紧块(10)上方安装有卡瓦(12)和卡瓦座(11)，卡瓦座(11)固定在悬挂器(3)的凸台上，卡瓦(12)上方卡瓦压紧块(15-1)上设置有限位结构(15-11)和卡瓦压紧块(15-2)上设置有限位结构(15-21)以限制卡瓦压紧块(15-1)和卡瓦压紧块(15-2)在轴线方向上的相对位移，卡瓦压紧块(15-1)和卡瓦压紧块(15-2)由井口端盖(20)与装置外壳(2)通过六角螺母M27(17)、双头螺柱M27×180(18)连接，由上至下压紧固定在卡瓦(15)上，给卡瓦(12)施加压力，形成电缆(21)的夹持结构；
所述悬挂器(3)通过悬挂器支撑环(4)、悬挂器X型密封环(5)、悬挂器密封环压环(6)与装置外壳(2)相连接，并且实现悬挂器(3)和装置外壳(2)的第一级密封，最后通过顶丝(23)和自紧螺钉M4×8(29)固定。
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