CN114320214A - 一种采注蒸汽封隔器 - Google Patents

Abstract

本发明属于封隔器技术领域，公开了一种采注蒸汽封隔器，包括中管和套设在其外部的封隔筒、膨胀件和端筒，所述中管中部的膨胀件以相互扣接的状态设置在中管中部，两个所述端筒固定在中管的端部，所述封隔筒位于两个端筒的连接间隙之间，所述封隔筒位于膨胀件的连接部分外侧，所述膨胀件设有环形阵列分布的膨胀叉，所述膨胀叉的外侧面设有非膨胀支撑部和膨胀斜面，所述非膨胀支撑部所在处的直径与封隔筒非膨胀状态时的内径对应，所述膨胀件的外径与封隔筒膨胀状态时的内径对应，中管的外圆上开有环形阵列分布的若干条管槽，中管的两端开有环形阵列分布的管端孔。该采注蒸汽封隔器，可让封隔筒内圆均匀受力，从而实现较为良好的封隔效果。

Description

一种采注蒸汽封隔器

技术领域

本发明属于封隔器技术领域，具体涉及一种采注蒸汽封隔器。

背景技术

油井在开采时，特别是稠油油井需要采用热力开采法，即需要将高温高压的水蒸气加注于井下，使得稠油在压力的作用下进行开采，在热力注蒸汽开采石油的过程中，在井下需要采用注蒸汽封隔器；

在现有的技术条件下封隔器作用方式多样，主要为机械式、热胀式和热敏金属式，各种不同类型的封隔器各有优点和缺点，其中主要的缺点包括密封不严、封隔压力低和耐高温差，以及使用过程中部件容易丢失和操作维护成本高等，以上缺点在不同类型的封隔器中都有或多或少的体现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采注蒸汽封隔器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种采注蒸汽封隔器，包括中管和套设在其外部的封隔筒、膨胀件和端筒，所述中管中部的膨胀件以相互扣接的状态设置在中管中部，两个所述端筒固定在中管的端部，所述封隔筒位于两个端筒的连接间隙之间，所述封隔筒位于膨胀件的连接部分外侧；

所述膨胀件设有环形阵列分布的膨胀叉，所述膨胀叉的外侧面设有非膨胀支撑部和膨胀斜面，所述非膨胀支撑部所在处的直径与封隔筒非膨胀状态时的内径对应，所述膨胀件的外径与封隔筒膨胀状态时的内径对应。

优选的，所述中管的外圆上开有环形阵列分布的若干条管槽，所述中管的两端开有环形阵列分布的管端孔。

优选的，所述膨胀件的轮廓呈圆形筒状，所述膨胀件的端面上开有环形阵列分布的端面螺纹孔，所述膨胀叉位于背向端面螺纹孔的一侧，所述膨胀叉的内侧设有叉内棱，所述叉内棱嵌入管槽内部，所述叉内棱内部开有将其轴向贯穿的棱管。

优选的，所述膨胀叉的内侧部分延伸至膨胀件的内部空间中，所述膨胀件内膨胀叉之间的衔接处为叉容槽。

优选的，所述端筒的轮廓呈杯状，所述端筒的一端内侧设有筒内环，所述筒内环所在一端的端筒的外圆上开有环形阵列分布的筒端孔，所述筒内环的轴向方向上开有环端面孔，所述筒内环的内边缘设有环形阵列分布并嵌入管槽内部的环内条，所述环内条内开有将其轴向贯穿的条管。

优选的，所述环内条嵌入管端孔内部，所述筒内环的内圆压在中管的外圆上，所述环端面孔内部容纳有轴向栓，所述轴向栓插入膨胀件中的端面螺纹孔内部并与其螺纹连接。

优选的，所述膨胀件和端筒被限位螺栓贯穿，所述限位螺栓的两端各拧有一个端螺母，所述限位螺栓位于膨胀件中的棱管和端筒中的条管内部，所述端螺母压向端筒背向封隔筒的端面。

优选的，所述叉内棱与环内条的轴心线重合，所述膨胀件的膨胀叉的轴向方向朝向另一个膨胀件的两个膨胀叉之间的叉容槽。

优选的，所述端筒之间的间距等于封隔筒的长度，所述端筒的直径与封隔筒非膨胀状态下的外径相同。

优选的，所述筒端孔内部设有连接销，所述连接销的剩余部分侵入中管端部的管端孔内，所述连接销的轴向方向上开有通孔，该通孔容纳限位螺栓。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提出的一种采注蒸汽封隔器，包括中管和套设在其外部的封隔筒、膨胀件和端筒，中管中部的膨胀件以相互扣接的状态设置在中管中部，两个端筒固定在中管的端部，封隔筒位于两个端筒的连接间隙之间，封隔筒位于膨胀件的连接部分外侧，通过相互交叉设置的膨胀件扣合实现封隔筒的膨胀，此种连接方式相较于现有的封隔器，避免了封隔筒的外圆支撑力量不均导致密封不严的问题；

2、本发明提出的一种采注蒸汽封隔器，膨胀件设有环形阵列分布的膨胀叉，膨胀叉的外侧面设有非膨胀支撑部和膨胀斜面，非膨胀支撑部所在处的直径与封隔筒非膨胀状态时的内径对应，膨胀件的外径与封隔筒膨胀状态时的内径对应，封隔筒在膨胀后通过膨胀件最大直径部分的支撑，封隔筒在膨胀的过程中受到膨胀斜面的支撑是较为平滑的，可避免封隔筒的形变过程过于剧烈，有利于增加封隔筒的使用寿命；

3、本发明提出的一种采注蒸汽封隔器，中管的外圆上开有环形阵列分布的若干条管槽，中管的两端开有环形阵列分布的管端孔，膨胀件的轮廓呈圆形筒状，膨胀件的端面上开有环形阵列分布的端面螺纹孔，膨胀叉位于背向端面螺纹孔的一侧，膨胀叉的内侧设有叉内棱，叉内棱嵌入管槽内部，叉内棱内部开有将其轴向贯穿的棱管，叉内棱嵌入管槽内部，膨胀件在中管的外圆上轴向运动，抑制了膨胀件相对于中管的转动，提高了中管与膨胀件的连接可靠性，而且限位螺栓在两端张紧后也起起到了辅助限制膨胀件位置的作用，进一步避免膨胀叉径向受力导致变形。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的分离状态结构示意图；

图3为本发明的中管结构示意图；

图4为本发明的膨胀件结构示意图；

图5为本发明的膨胀件剖切状态结构示意图；

图6为本发明的端筒剖切状态结构示意图；

图7为本发明的膨胀件扣合过程示意图。

图中：1、连接销；2、中管；201、管端孔；202、管槽；3、封隔筒；4、端螺母；5、限位螺栓；6、膨胀件；601、膨胀叉；602、非膨胀支撑部；603、膨胀斜面；604、叉内棱；605、棱管；606、端面螺纹孔；607、叉容槽；7、轴向栓；8、端筒；801、筒端孔；802、筒内环；803、环内条；804、条管；805、环端面孔。

具体实施方式

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。

参考图1-图7，一种采注蒸汽封隔器，包括中管2和套设在其外部的封隔筒3、膨胀件6和端筒8，中管2中部的膨胀件6以相互扣接的状态设置在中管2中部，两个端筒8固定在中管2的端部，封隔筒3位于两个端筒8的连接间隙之间，封隔筒3位于膨胀件6的连接部分外侧；

膨胀件6设有环形阵列分布的膨胀叉601，膨胀叉601的外侧面设有非膨胀支撑部602和膨胀斜面603，非膨胀支撑部602所在处的直径与封隔筒3非膨胀状态时的内径对应，膨胀件6的外径与封隔筒3膨胀状态时的内径对应，膨胀件6的材质为硫化的柔性橡胶。

参考图2-图5，中管2的外圆上开有环形阵列分布的若干条管槽202，管槽202起到限制膨胀件6和端筒8位置的作用，中管2的两端开有环形阵列分布的管端孔201，膨胀件6的轮廓呈圆形筒状，膨胀件6的端面上开有环形阵列分布的端面螺纹孔606，膨胀叉601位于背向端面螺纹孔606的一侧，膨胀叉601的内侧设有叉内棱604，叉内棱604嵌入管槽202内部，叉内棱604内部开有将其轴向贯穿的棱管605，膨胀叉601的内侧部分延伸至膨胀件6的内部空间中，膨胀件6内膨胀叉601之间的衔接处为叉容槽607，限制膨胀件6的具体构件是叉内棱604，限制膨胀件6之间的相互位置主要由相互交叉的膨胀叉601保持。

参考图1-图7，端筒8的轮廓呈杯状，端筒8的一端内侧设有筒内环802，筒内环802所在一端的端筒8的外圆上开有环形阵列分布的筒端孔801，筒内环802的轴向方向上开有环端面孔805，筒内环802的内边缘设有环形阵列分布并嵌入管槽202内部的环内条803，环内条803用于保持端筒8和中管2的相对位置，并保持封隔筒3的轴向位置，避免封隔筒3沿着中管2活动导致错位，环内条803内开有将其轴向贯穿的条管804，环内条803嵌入管端孔201内部，筒内环802的内圆压在中管2的外圆上，环端面孔805内部容纳有轴向栓7，轴向栓7插入膨胀件6中的端面螺纹孔606内部并与其螺纹连接，轴向栓7通过外在的驱动部件拉动让膨胀件6移动，轴向栓7外在的驱动部件为现有技术，包括压力驱动类型和电力驱动类型的驱动部件。

参考图1-图7，膨胀件6和端筒8被限位螺栓5贯穿，限位螺栓5的两端各拧有一个端螺母4，限位螺栓5位于膨胀件6中的棱管605和端筒8中的条管804内部，限位螺栓5的张紧让端筒8消除连接销1的连接间隙，绷紧状态的限位螺栓5起到了辅助限制膨胀件6滑动方向的作用，进一部避免膨胀叉601因径向受力导致错位，端螺母4压向端筒8背向封隔筒3的端面，叉内棱604与环内条803的轴心线重合，膨胀件6的膨胀叉601的轴向方向朝向另一个膨胀件6的两个膨胀叉601之间的叉容槽607，端筒8之间的间距等于封隔筒3的长度，端筒8的直径与封隔筒3非膨胀状态下的外径相同，筒端孔801内部设有连接销1，连接销1的剩余部分侵入中管2端部的管端孔201内，连接销1的轴向方向上开有通孔，该通孔容纳限位螺栓5。

工作原理，该采注蒸汽封隔器，使用时投放到井内，让封隔筒3的位置移动到需要封隔的位置，随后通过驱动装置带动轴向栓7让轴向栓7连接的膨胀件6的相对位置发生变化，膨胀件6的非膨胀支撑部602、膨胀斜面603和膨胀件6的外圆面依次进入封隔筒3的内圆中，此时封隔筒3被不断支撑完成井内的封闭，在封隔的过程中两个端筒8的相对位置不会发生变化，封隔筒3处于变化时长度不会发生变化，因此封隔筒3的外圆会更为紧密的压向井的内壁，从而实现较为良好的封隔效果；

连接销1完成中管2和端筒8的紧固连接，限位螺栓5被其两端的端螺母4拉紧，端螺母4处于绷紧状态并位于棱管605内部，在非膨胀支撑部602受到向外侧的力将会拉动绷紧状态的端螺母4，而端螺母4被绷紧将会抑制膨胀叉601向外拉的力，而且膨胀叉601的轮廓有利于抑制向外的受力，膨胀叉601的根部厚度较大，膨胀叉601远离膨胀件6厚度依次递减，而连接销1也被限位螺栓5穿过，限位螺栓5消除连接销1连接中管2和封隔筒3的连接间隙时还起到了抑制连接销1轴向移动脱出的作用；

随着两个膨胀件6之间的间距逐渐缩小，膨胀叉601的膨胀斜面603将会逐渐接触另一个膨胀件6内部的叉容槽607，从而实现两个膨胀件6的外圆面的对接从而实现封隔筒3的支撑，而且封隔筒3的内圆被支撑时没有空隙。

以上所述，仅为发明较佳的具体实施方式，但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发明揭露的技术范围内，根据发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种采注蒸汽封隔器，包括中管（2）和套设在其外部的封隔筒（3）、膨胀件（6）和端筒（8），其特征在于：所述中管（2）中部的膨胀件（6）以相互扣接的状态设置在中管（2）中部，两个所述端筒（8）固定在中管（2）的端部，所述封隔筒（3）位于两个端筒（8）的连接间隙之间，所述封隔筒（3）位于膨胀件（6）的连接部分外侧；

所述膨胀件（6）设有环形阵列分布的膨胀叉（601），所述膨胀叉（601）的外侧面设有非膨胀支撑部（602）和膨胀斜面（603），所述非膨胀支撑部（602）所在处的直径与封隔筒（3）非膨胀状态时的内径对应，所述膨胀件（6）的外径与封隔筒（3）膨胀状态时的内径对应。

2.根据权利要求1所述的一种采注蒸汽封隔器，其特征在于：所述中管（2）的外圆上开有环形阵列分布的若干条管槽（202），所述中管（2）的两端开有环形阵列分布的管端孔（201）。

3.根据权利要求2所述的一种采注蒸汽封隔器，其特征在于：所述膨胀件（6）的轮廓呈圆形筒状，所述膨胀件（6）的端面上开有环形阵列分布的端面螺纹孔（606），所述膨胀叉（601）位于背向端面螺纹孔（606）的一侧，所述膨胀叉（601）的内侧设有叉内棱（604），所述叉内棱（604）嵌入管槽（202）内部，所述叉内棱（604）内部开有将其轴向贯穿的棱管（605）。

4.根据权利要求2所述的一种采注蒸汽封隔器，其特征在于：所述膨胀叉（601）的内侧部分延伸至膨胀件（6）的内部空间中，所述膨胀件（6）内膨胀叉（601）之间的衔接处为叉容槽（607）。

5.根据权利要求1所述的一种采注蒸汽封隔器，其特征在于：所述端筒（8）的轮廓呈杯状，所述端筒（8）的一端内侧设有筒内环（802），所述筒内环（802）所在一端的端筒（8）的外圆上开有环形阵列分布的筒端孔（801），所述筒内环（802）的轴向方向上开有环端面孔（805），所述筒内环（802）的内边缘设有环形阵列分布并嵌入管槽（202）内部的环内条（803），所述环内条（803）内开有将其轴向贯穿的条管（804）。

6.根据权利要求5所述的一种采注蒸汽封隔器，其特征在于：所述环内条（803）嵌入管端孔（201）内部，所述筒内环（802）的内圆压在中管（2）的外圆上，所述环端面孔（805）内部容纳有轴向栓（7），所述轴向栓（7）插入膨胀件（6）中的端面螺纹孔（606）内部并与其螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的一种采注蒸汽封隔器，其特征在于：所述膨胀件（6）和端筒（8）被限位螺栓（5）贯穿，所述限位螺栓（5）的两端各拧有一个端螺母（4），所述限位螺栓（5）位于膨胀件（6）中的棱管（605）和端筒（8）中的条管（804）内部，所述端螺母（4）压向端筒（8）背向封隔筒（3）的端面。

8.根据权利要求7所述的一种采注蒸汽封隔器，其特征在于：所述叉内棱（604）与环内条（803）的轴心线重合，所述膨胀件（6）的膨胀叉（601）的轴向方向朝向另一个膨胀件（6）的两个膨胀叉（601）之间的叉容槽（607）。

9.根据权利要求1所述的一种采注蒸汽封隔器，其特征在于：所述端筒（8）之间的间距等于封隔筒（3）的长度，所述端筒（8）的直径与封隔筒（3）非膨胀状态下的外径相同。

10.根据权利要求5所述的一种采注蒸汽封隔器，其特征在于：所述筒端孔（801）内部设有连接销（1），所述连接销（1）的剩余部分侵入中管（2）端部的管端孔（201）内，所述连接销（1）的轴向方向上开有通孔，该通孔容纳限位螺栓（5）。

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