CN113187442A - 一种隔离收集罩密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隔离收集罩密封装置，包括固定座、防喷盖和内防喷组件，用于实现管柱与隔离收集罩的连接。固定座和内防喷组件预先安装在隔离收集罩上，防喷盖预先安装在管柱上，在天然气的钻采时首先将隔离收集罩下入海底且位于地层之上，然后将管柱穿过固定座的第一通孔和内防喷组件，最后将防喷盖与固定座通过止动环固定连接，完成管柱与隔离收集罩的连接。本方案公开的密封放喷装置用于实现隔离收集罩与管柱的连接，相对于现有技术中隔离收集罩与管柱连接后再下入海底的方式，隔离收集罩单独下入海底，隔离收集罩密封装置用于密封隔离收集罩的开孔与管柱间的环形空间，降低管柱对隔离收集罩下入海底的影响，降低隔离收集罩下入海底的难度。
Description
技术领域
本发明涉及天然气水合物开采技术领域，特别涉及一种隔离收集罩密封装置。
背景技术
现有技术中公开了一种海底天然气收集装置，包括钻井平台、隔水管和收集罩，收集罩用于收集水合物地层加热后产生的气体。钻井平台通过隔水管与收集罩连通，隔水管的上端与钻井平台连通，隔水管的下端与收集罩连通，隔水管内设置采气管。
现有技术中通过隔水管与收集罩密封连接，钻具通过隔水管导入收集罩内且钻具与收集罩之间环隙密封也通过隔水管实现，隔水管的长度至少等于收集罩与钻井平台之间的距离，导致用于实现钻具导入和环隙密封的结构的尺寸大。
因此，如何设置一种小尺寸密封结构实现钻具的导入和环隙的密封，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种隔离收集罩密封装置，以设置一种小尺寸密封结构实现钻具的导入和环隙的密封。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种隔离收集罩密封装置，包括：
固定座，所述固定座安装在隔离收集罩上，所述固定座上开设有用于供管柱穿过的第一通孔，所述第一通孔能够与所述隔离收集罩上的安装孔连通；
防喷盖，罩设在所述固定座的远离所述隔离收集罩的一端上，用于阻止所述隔离收集罩内的气体溢出进入海水，所述防喷盖上开设有与所述第一通孔位置对应的第二通孔；
内防喷组件，位于所述隔离收集罩内，包括安装座、多个花瓣形密封瓣和多个鸭蹼状密封瓣，
所述安装座与所述固定座同轴布置，多个所述花瓣形密封瓣和多个所述鸭蹼状密封瓣沿着所述安装座的周向设置且所述花瓣形密封瓣和所述鸭蹼状密封瓣间隔排布，所述花瓣形密封瓣和所述鸭蹼状密封瓣的一端与所述安装座通过弹性铰链连接，所述花瓣形密封瓣和所述鸭蹼状密封瓣远离所述安装座的一端为自由端，所述鸭蹼状密封瓣的自由端能够沿所述安装座的周向方向发生收缩，带动与所述鸭蹼状密封瓣连接的所述花瓣形密封瓣的自由端沿着垂直于所述安装座的轴线的方向运动，多个所述花瓣形密封瓣的自由端和多个所述鸭蹼状密封瓣的自由端能够在所述弹性铰链的回弹力和所述隔离收集罩内气体压力的作用下与所述管柱的外壁贴合。
优选的，在上述隔离收集罩密封装置中，所述固定座内设置有第一通道和第二通道，所述第一通道能够与用于供给化学剂的第一管路连通，所述第二通道能够与用于供给高压流体的第二管路连通，所述第一通道和所述第二通道沿所述固定座的轴线方向设置；
所述防喷盖内设置有第三通道和第四通道，所述第三通道的一端与所述第一通道连通，所述第三通道的另一端能够与所述管柱连通，所述第四通道的一端与所述第二通道连通，所述第四通道的另一端能够与所述管柱连通，所述第三通道和所述第四通道沿所述防喷盖的径向方向设置。
优选的，在上述隔离收集罩密封装置中，所述防喷盖与所述固定座通过止动环锁紧连接，所述固定座与所述防喷盖之间设置有密封圈。
优选的，在上述隔离收集罩密封装置中，所述密封圈的个数至少为个，相邻所述密封圈沿所述固定座的轴线方向并排设置。
优选的，在上述隔离收集罩密封装置中，所述花瓣形密封瓣为金属密封瓣，所述鸭蹼状密封瓣为橡胶密封瓣。
优选的，在上述隔离收集罩密封装置中，所述花瓣形密封瓣的个数至少为4个，所述鸭蹼状密封瓣的个数至少为4个。
优选的，在上述隔离收集罩密封装置中，所述固定座与所述隔离收集罩焊接连接。
优选的，在上述隔离收集罩密封装置中，所述安装座为法兰安装座，所述安装座与所述隔离收集罩法兰连接。
从上述技术方案可以看出，本发明提供的隔离收集罩密封装置，包括固定座、防喷盖和内防喷组件，用于实现管柱与隔离收集罩的连接。固定座和防喷盖安装在隔离收集罩外，内防喷组件安装在隔离收集罩内，管柱依次穿过防喷盖、固定座和内防喷组件安装在隔离收集罩上。固定座和防喷盖配合实现隔离收集罩外的管柱与隔离收集罩之间的密封，内防喷组件的花瓣形密封瓣和鸭蹼状密封瓣实现隔离收集罩内管柱与隔离收集罩之间的密封，相对于现有技术中通过隔水管实现管柱与隔离收集罩之间密封的方式，固定座和防喷盖的组合结构以及内防喷组件均不会凸出隔离收集罩的内外表面过多高度，减小了密封结构的尺寸。
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为本发明实施例提供的隔离收集罩密封装置的结构示意图。
其中，
1、固定座，11、第一通道，12、第二通道，2、防喷盖，21、第三通道，22、第四通道，3、内防喷组件，31、安装座，32、花瓣形密封瓣，33、鸭蹼状密封瓣。
具体实施方式
本发明公开了一种隔离收集罩密封装置，以设置一种小尺寸密封结构实现钻具的导入和环隙的密封。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1。
本发明公开了一种隔离收集罩密封装置，用于对隔离收集罩上用于安装管柱的安装孔进行密封，用于阻止隔离收集罩内的气体溢出进入海水。
本方案公开的隔离收集罩密封装置包括固定座1、防喷盖2和内防喷组件3，其中固定座1和防喷盖2位于隔离收集罩外，内防喷组件3位于隔离收集罩内。
隔离收集罩上开设有用于供管柱穿过的安装孔。此处需要说明的是，现有技术中，采气管柱也是通过安装孔插入隔离收集罩内，本方案隔离收集罩密封装置也是对应安装孔进行安装，安装孔内仍然会插入管柱，因此本方案公开的隔离收集罩密封装置与隔离收集罩连接时可以不对隔离收集罩进行改进，或者，仅需要做小的扩孔改进，以适合于隔离收集罩密封装置在隔离收集罩上的安装。
如图1所示，固定座1安装在隔离收集罩上，且位于隔离收集罩外。为了满足管柱穿过隔离收集罩上安装孔的需求，固定座1上需要开设与安装孔位置对应且连通的第一通孔，第一通孔内穿过管柱。
固定座为隔离收集罩密封装置在隔离收集罩上的安装提供了安装基础。
防喷罩2也位于隔离收集罩外，且与固定座1远离隔离收集罩的一端连接。防喷罩2为罩体结构，防喷罩2用于与固定座1罩设的一端为开放端，防喷罩2与开放端相对的一端为封闭端，封闭端开设第二通孔，第二通孔与第一通孔连通且同轴。
管柱依次穿过第一通孔和第二通孔安装在隔离收集罩密封装置内。此处需要说明的是，在管柱在井筒内下入预设深度后，防喷盖与固定座1连接，实现管柱在隔离收集罩上的安装固定。
固定座1与防喷罩2配合，用于防止隔离收集罩内的气体溢出进入海水。
内防喷组件3位于隔离收集罩内，包括安装座31、多个花瓣形密封瓣32和多个鸭蹼状密封瓣33。其中，安装座31与固定座1螺栓连接且同轴布置。
多个花瓣形密封瓣32和多个鸭蹼状爪沿着安装座31的周向间隔布置，即沿着安装座31的周向依次设置花瓣形密封瓣32、鸭蹼状密封瓣33、花瓣形密封瓣32、鸭蹼状密封瓣33、……、花瓣形密封瓣32和鸭蹼状密封瓣33，花瓣形密封瓣32的两侧分别与鸭蹼状密封瓣33连接，鸭蹼状密封瓣33的两侧分别与花瓣形密封瓣32连接。花瓣形密封瓣32的尺寸较大的一端与安装座31通过弹性铰链连接，花瓣形密封瓣32远离安装座31的一端为尺寸较小的一端，花瓣形抓板的尺寸较小的一端为自由端，能够与管柱的外壁贴合，花瓣形密封瓣32不能发生沿安装座31的周向方向的伸缩，仅能发生沿垂直于安装座31的轴线方向的运动；鸭蹼状密封瓣33的一端与安装座31通过弹性铰链连接，鸭蹼状密封瓣33远离安装座31的一端为自由端，鸭蹼状密封瓣33的自由端或者鸭蹼状密封瓣33整体能够发生沿安装座31的周向方向发生收缩，带动与之连接的花瓣形密封瓣32的自由端向着垂直于安装座31的轴线的方向运动，鸭蹼状密封瓣33的自由端能够与管柱的外壁贴合。鸭蹼状密封瓣33不仅能够发生沿安装座31的周向方向的伸缩，而且能够沿垂直于安装座31的轴线方向的运动。
此处需要说明的是，鸭蹼状密封瓣33带动与之连接的花瓣形密封瓣32的自由端沿着垂直于安装座31的轴线的方向运动，该运动可以是向着安装座31的轴线运动，也可以是远离安装座31的轴线。
鸭蹼状密封瓣33能够沿着安装座31的周向方向伸展或者收缩，对花瓣形密封瓣32施加一个向着管柱的轴线方向运动的力，保证花瓣形密封瓣32能够与管柱的外壁贴合。
鸭蹼状密封瓣33的自由端和花瓣形密封瓣32的自由端之间形成用于供管柱穿过的孔，管柱通过鸭蹼状密封瓣33的自由端和花瓣形密封瓣32的自由端形成的孔，将鸭蹼状密封瓣33撑开，向花瓣形密封瓣32施加一个向着远离管柱的轴线方向运动的力，使鸭蹼状密封瓣33的自由端和花瓣形密封瓣32的自由端之间形成的孔的孔径变大，花瓣形密封瓣32与管柱的外壁贴合，同时鸭蹼状密封瓣33的自由端也与管柱的外壁贴合。
本方案公开的内防喷组件3为低压差内防喷组件，能够在隔离收集罩内低压力气体的作用下实现对管柱的外壁的密封，防止隔离收集罩内的气体通过安装孔喷出隔离收集罩。
本方案公开的隔离收集罩密封装置，包括固定座1、防喷盖2和内防喷组件3，用于实现管柱与隔离收集罩的连接。固定座1和防喷盖2安装在隔离收集罩外，内防喷组件3安装在隔离收集罩内，管柱依次穿过防喷盖2、固定座1和内防喷组件3安装在隔离收集罩上。固定座1和防喷盖2配合实现隔离收集罩外管柱与隔离收集罩之间的密封，内防喷组件3的花瓣形密封瓣32和鸭蹼状密封瓣33实现隔离收集罩内管柱与隔离收集罩之间的密封，相对于现有技术中通过隔水管实现管柱与隔离收集罩之间密封的方式，固定座1和防喷盖2的组合结构以及内防喷组件3均不会凸出隔离收集罩的内外表面过多高度，减小了密封结构的尺寸。
浅层气或者天然气水合物在开采时，需要向地层内注入化学剂或者高压流体。为了避免设置过多的管路，本方案在部分管路设置在固定座1和防喷盖2内，具体的，固定座1内设置有第一通道11和第二通道12，如图1所示，第一通道11和第二通道12为两条独立的通道，且相互不连通，第一通道11和第二通道12沿着固定座1的轴线方向设置，具体的，第一通道11能够与用于供给化学剂的第一管路连通，第二通道12能够与用于供给高压流体的第二管路连通；防喷盖2上设置有第三通道21和第四通道22，如图1所示，第三通道21和第四通道22为两条独立的通道，且相互不连通，第三通道21和第四通道22沿着防喷盖2的径向方向设置，具体的，第三通道21的一端与第一管路连通，第三通道21的另一端与管柱连通，第四通道22的一端与第二管路连通，第四通道22的另一端与管柱连通。
防喷盖2与固定座1有多种连接方式，本方案中选用止动环锁紧的方式实现防喷盖2与固定座1之间的连接，止动环能够对防喷盖2进行沿固定座1的轴线方向的限位。
为了进一步提高防喷盖2和固定座1之间的密封性，本方案在防喷盖2与固定座1之间设置有密封圈。
优选的，密封圈为橡胶密封圈。
密封圈的个数也可以为一个，也可以为至少为两个，采用多个密封圈的密封效果相对于设置一个密封圈的密封效果好。在密封圈为至少两个实施例中，多个密封圈沿着固定座1的轴线方向并排设置。
在本方案的一个具体实施例中，花瓣形密封瓣32为金属密封瓣，鸭蹼状密封瓣33采用橡胶材料制作。
优选的，花瓣形密封瓣32的个数至少为4个，鸭蹼状密封瓣33的个数至少也为4个，花瓣形密封瓣32与鸭蹼状密封瓣33的数量相等。鸭蹼状密封瓣33的数量越多，内防喷组件3的伸缩性相对较强，能够适用于不同孔径的管柱，通用性相对增强。
为了增强隔离收集罩内管柱的开采效率，可以在隔离收集罩上设置多个安装孔，多个安装孔内均设置隔离收集罩密封装置，代替现有技术中通过隔水管密封隔离收集罩的方式，能够实现在隔离收集罩上通过隔离收集罩密封装置安装多个管柱，多个管柱同时进行开采，提高开采效率。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种隔离收集罩密封装置，其特征在于，包括：
固定座(1)，所述固定座(1)安装在隔离收集罩上，所述固定座(1)上开设有用于供管柱穿过的第一通孔，所述第一通孔能够与所述隔离收集罩上的安装孔连通；
防喷盖(2)，罩设在所述固定座(1)的远离所述隔离收集罩的一端上，用于阻止所述隔离收集罩内的气体溢出进入海水，所述防喷盖(2)上开设有与所述第一通孔位置对应的第二通孔；
内防喷组件(3)，位于所述隔离收集罩内，包括安装座(31)、多个花瓣形密封瓣(32)和多个鸭蹼状密封瓣(33)，
所述安装座(31)与所述固定座(1)同轴布置，多个所述花瓣形密封瓣(32)和多个所述鸭蹼状密封瓣(33)沿着所述安装座(31)的周向设置且所述花瓣形密封瓣(32)和所述鸭蹼状密封瓣(33)间隔排布，所述花瓣形密封瓣(32)和所述鸭蹼状密封瓣(33)的一端与所述安装座(31)通过弹性铰链连接，所述花瓣形密封瓣(32)和所述鸭蹼状密封瓣(33)远离所述安装座(31)的一端为自由端，所述鸭蹼状密封瓣(33)的自由端能够沿所述安装座(31)的周向方向发生收缩，带动与所述鸭蹼状密封瓣(33)连接的所述花瓣形密封瓣(32)的自由端沿着垂直于所述安装座(31)的轴线的方向运动，多个所述花瓣形密封瓣(32)的自由端和多个所述鸭蹼状密封瓣(33)的自由端能够在所述弹性铰链的回弹力和所述隔离收集罩内气体压力的作用下与所述管柱的外壁贴合。
2.根据权利要求1所述的隔离收集罩密封装置，其特征在于，所述固定座(1)内设置有第一通道(11)和第二通道(12)，所述第一通道(11)能够与用于供给化学剂的第一管路连通，所述第二通道(12)能够与用于供给高压流体的第二管路连通，所述第一通道(11)和所述第二通道(12)沿所述固定座(1)的轴线方向设置；
所述防喷盖(2)内设置有第三通道(21)和第四通道(22)，所述第三通道(21)的一端与所述第一通道(11)连通，所述第三通道(21)的另一端能够与所述管柱连通，所述第四通道(22)的一端与所述第二通道(12)连通，所述第四通道(22)的另一端能够与所述管柱连通，所述第三通道(21)和所述第四通道(22)沿所述防喷盖(2)的径向方向设置。
3.根据权利要求1所述的隔离收集罩密封装置，其特征在于，所述防喷盖(2)与所述固定座(1)通过止动环锁紧连接，所述固定座(1)与所述防喷盖(2)之间设置有密封圈。
4.根据权利要求3所述的隔离收集罩密封装置，其特征在于，所述密封圈的个数至少为2个，相邻所述密封圈沿所述固定座(1)的轴线方向并排设置。
5.根据权利要求1所述的隔离收集罩密封装置，其特征在于，所述花瓣形密封瓣(32)为金属密封瓣，所述鸭蹼状密封瓣(33)为橡胶密封瓣。
6.根据权利要求5所述的隔离收集罩密封装置，其特征在于，所述花瓣形密封瓣(32)的个数至少为4个，所述鸭蹼状密封瓣(33)的个数至少为4个。
7.根据权利要求1所述的隔离收集罩密封装置，其特征在于，所述固定座(1)与所述隔离收集罩焊接连接。
8.根据权利要求1所述的隔离收集罩密封装置，其特征在于，所述安装座(31)为法兰安装座，所述安装座(31)与所述隔离收集罩法兰连接。
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