CN114321379A - 多密封套管补接器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多密封套管补接器，它包括外筒（1）和引鞋（2），外筒（1）的下端与引鞋（2）的上端相连，引鞋（2）的内壁上设有下密封圈（22），外筒（1）内从引鞋（2）向上依次设有下隔环（3）、铅封环（4）、上隔环（5）、控制卡（6）和内筒（7），内筒（7）上方的外筒（1）内壁上设有上密封圈（13），内筒（7）内设有螺旋卡瓦（8），螺旋卡瓦（8）的下端部设有安装在内筒（7）上的卡键，控制卡（6）上设有安装在内筒（7）上的卡块（61）,内筒（7）和外筒（1）之间设有键块（72）。它综合了现有橡胶密封件套管补接器和金属铅密封件套管补接器的优点，采用三重密封结构，密封效果更好，工作寿命更长，结构更紧凑。

Description

多密封套管补接器

技术领域

本发明涉及石油工具，具体涉及一种多密封套管补接器。

背景技术

套管补接器是取出井下损坏套管后,再下入新套管时的新旧套管连接器，它可以保持套管的内通径不变,并起到密封作用。目前油田使用的一种封隔器型套管补接器是利用橡胶密封件进行密封的，橡胶密封件虽然密封效果很好，但其密封作用有一定的时效性，一般工作寿命很难超过十年。另一种铅封式套管补接器则是利用金属铅受压力变形将环空封住，而产生密封作用。铅封密封寿命虽然可以很长，但由于结构限制，这种套管补接器的外径设计的都比较大，在环空较小的位置使用受到限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种密封效果好，工作寿命长，结构更紧凑, 在环空较小的位置使用不受限制的多密封套管补接器。

本发明的技术解决方案是：它包括外筒和引鞋，外筒的上端设有与套管相连接的内螺纹，外筒的下端通过螺纹与引鞋的上端轴向相连，引鞋的内壁上设有下密封圈槽，下密封圈槽内设有与旧套管相密封配合的下密封圈，外筒内从引鞋向上依次设有外壁与外筒内壁相配合的下隔环、铅封环、上隔环、控制卡和内筒，下隔环的下端面与引鞋的上端面相配合，内筒的上端面与外筒朝向下方的内端面相配合，内筒上方位置的外筒内壁上设有上密封圈槽，上密封圈槽内设有与旧套管相密封配合的上密封圈，内筒的内壁为上粗下细的锥形螺旋面，内筒内设有外壁与内筒的锥形螺旋面相配合的螺旋卡瓦，螺旋卡瓦的下端部设有安装在内筒上的键槽内，防止螺旋卡瓦的下端在内筒内部轴向窜动的卡键，控制卡上设有安装在内筒上的键槽内,与螺旋卡瓦的下端相配合，防止螺旋卡瓦在内筒内发生转动的卡块,内筒和外筒之间设有防止内筒在外筒内转动的键块。

本发明的技术效果是：它综合了现有橡胶密封件套管补接器和金属铅密封件套管补接器的优点，采用三重密封结构，密封效果更好，工作寿命更长，结构更紧凑。由于外径可以设计的更小，可以在环空较小的位置使用，使用场合不再受到限制，具有理想的使用效果和应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例剖视结构图。

具体实施方式

如图1所示，它包括外筒1和引鞋2，外筒1的上端设有与套管相连接的内螺纹11，外筒1的下端通过螺纹与引鞋2的上端轴向相连，引鞋2的内壁上设有下密封圈槽21，下密封圈槽21内设有与旧套管相密封配合的下密封圈22，外筒1内从引鞋2向上依次设有外壁与外筒1内壁相配合的下隔环3、铅封环4、上隔环5、控制卡6和内筒7，下隔环3的下端面与引鞋2的上端面相配合，内筒7的上端面与外筒1朝向下方的内端面相配合，内筒7上方位置的外筒1内壁上设有上密封圈槽12，上密封圈槽12内设有与旧套管相密封配合的上密封圈13，内筒7的内壁为上粗下细的锥形螺旋面，内筒7内设有外壁与内筒7的锥形螺旋面相配合的螺旋卡瓦8，螺旋卡瓦8的下端部设有安装在内筒7上的键槽71内，防止螺旋卡瓦8的下端在内筒7内部轴向窜动的卡键，控制卡6上设有安装在内筒7上的键槽71内,与螺旋卡瓦8的下端相配合，防止螺旋卡瓦8在内筒7内发生转动的卡块61,内筒7和外筒1之间设有防止内筒7在外筒1内转动的键块72。

引鞋2的上端通过外螺纹与外筒1的下端轴向相连，外螺纹下方的引鞋2外壁上设有密封圈槽，密封圈槽内安装有与外筒1的内壁相密封配合的O形密封圈23。

下密封圈槽21为环形燕尾槽，下密封圈22为下口位置内壁上设有边部向上的单密封唇的单唇橡胶密封圈。

上密封圈槽12为环形燕尾槽，上密封圈13为下口位置内壁上设有边部向上的下密封唇、上口位置内壁上设有边部向下的上密封唇的双唇橡胶密封圈。

内筒7上端和上密封圈槽12之间的外筒1侧壁上径向设有试压螺纹孔14和排气螺纹孔15，试压螺纹孔14和排气螺纹孔15内分别通过螺纹安装有丝堵16。

内筒7内壁上的锥形螺旋面为左旋大螺距锥形螺旋面。

螺旋卡瓦8为弹簧形螺旋状体，螺旋卡瓦8外壁上的锥形螺旋面为与内筒7内壁相配合的左旋大螺距锥形螺旋面，螺旋卡瓦8的内壁上设有与套管外壁相配合的左旋打捞螺纹。螺旋卡瓦8设有左旋打捞螺纹位置的内径比旧套管外径小2-3mm。螺旋卡瓦8利用内筒7内壁上的锥形螺旋面实现收紧，抓住旧套管。

内筒7上端部位置的外壁上和外筒1相对应位置的内壁上分别设有相配合的弧形键槽，键块72为安装在外筒1和内筒7键槽中的弧形块。键块72使外筒1与内筒7不能相对转动，内筒7只能在外筒1内保持一定范围的上下窜动量，达到压缩铅封环4的目的。

控制卡6由卡块61和卡环62构成，卡环62为外壁与外筒1的内壁相配合的环状体，卡块61设于卡环62上端面上并安装在内筒7下端部的键槽71内，防止控制卡6与内筒7发生相对转动的同时, 与螺旋卡瓦8的下端相配合,防止螺旋卡瓦8在内筒7内发生转动。控制卡6的卡块61和螺旋卡瓦8的卡键分别安装在内筒7下端的键槽71中，使螺旋卡瓦8在内筒7内不能转动，螺旋卡瓦8的外壁与内筒7的锥形螺旋面相配合，使螺旋卡瓦8在内筒7内只能小范围上下窜动，达到胀开和收缩螺旋卡瓦8的目的。

外筒1内设有位于内筒7上方对上密封圈13起到保护作用的护套9，护套9为外壁与外筒1的内壁轴向滑动配合的环状体。

护套9上方的外筒1内径小于护套9的外径，对护套9起到限位作用。

引鞋1、下隔环3、铅封环4、上隔环5、控制卡6和内筒7的内径大于旧套管的外径。

特点：

1、与老式套管补接器相比较，多密封套管补接器将上接头与筒体设计为一个整体零件---外筒1，因此取消了上接头与筒体之间的橡胶密封件，避免了上接头与筒体之间由于橡胶密封件失效而发生泄漏的可能性。

2、在外筒1上端部的内螺纹11下方安装有双唇橡胶密封圈，在新、旧套管之间形成第一道双向密封。

3、在控制卡6之下，上隔环5和下隔环3之间设计有一个铅封环4,通过挤压变形，在新、旧套管之间形成第二道双向密封。

4、在引鞋2内壁上安装有单唇橡胶密封圈，在新、旧套管之间形成第三道双向密封。

5、在三道密封中，第一和第三道的密封件采用了优质橡胶材料，初期阶段，密封性能可靠，均能单独起到密封新旧套管环空的作用，但有老化失效的风险。第二道密封采用的材料是铅，这种材料不易失效，可以延长套管补接器的密封工作寿命。

工作原理:

连接在新套管最下端的多密封套管补接器接近井下套管时，一边慢慢旋转，一边缓慢下放（如未遇阻也可以不旋转管柱），井下套管进入引鞋2后先后进入下密封圈22(单唇橡胶密封圈)和螺旋卡瓦8。螺旋卡瓦8先被小范围上推，再被套管胀开使套管通过。套管通过螺旋卡瓦8后，继续上行进入上密封圈13(双唇橡胶密封圈)，推动护套9使其顶到外筒1，上密封圈13箍住套管外壁，实现密封，完成入鱼。

完成入鱼后，上提管柱，由于螺旋卡瓦8自然状态内径比套管外径小2-3mm，螺旋卡瓦8依靠弹力咬住套管不动。管柱带动多密封套管补接器的其余零件上行，螺旋卡瓦8的外壁与内筒7的锥形螺旋面相配合使螺旋卡瓦8产生向内的收缩力，上提负荷越大，螺旋卡瓦8的打捞螺纹与套管外壁咬合得越紧。此时继续加力上提管柱，带动多密封套管补接器上移，由于螺旋卡瓦8限制了内筒7上移，内筒7通过控制卡6、上隔环5和下隔环3对铅封环4产生了轴向压缩，使铅封环4径向膨胀。当上提管柱的拉力达到或大于要求的拉力时，铅封环4密封住旧套管外壁与外筒1内壁之间的环空，即实现了新、旧套管之间的密封。

根据施工的需要，如果需要退回工具，释放被抓住的井下套管，只要下击管柱，然后边慢慢右旋，边上提工具管柱，即可退回工具。下击的目的是使螺旋卡瓦8的锥形螺旋面脱离内筒7的锥形螺旋面。右旋的目的是利用螺旋卡瓦8与井下套管之间的摩擦力，使螺旋卡瓦8始终处于胀开状态，便于退出井下管柱。

Claims (10)

1.多密封套管补接器，它包括外筒（1）和引鞋（2），外筒（1）的上端设有与套管相连接的内螺纹（11），外筒（1）的下端通过螺纹与引鞋（2）的上端轴向相连，其特征在于：引鞋（2）的内壁上设有下密封圈槽（21），下密封圈槽（21）内设有与旧套管相密封配合的下密封圈（22），外筒（1）内从引鞋（2）向上依次设有外壁与外筒（1）内壁相配合的下隔环（3）、铅封环（4）、上隔环（5）、控制卡（6）和内筒（7），下隔环（3）的下端面与引鞋（2）的上端面相配合，内筒（7）的上端面与外筒（1）朝向下方的内端面相配合，内筒（7）上方位置的外筒（1）内壁上设有上密封圈槽（12），上密封圈槽（12）内设有与旧套管相密封配合的上密封圈（13），内筒（7）的内壁为上粗下细的锥形螺旋面，内筒（7）内设有外壁与内筒（7）的锥形螺旋面相配合的螺旋卡瓦（8），螺旋卡瓦（8）的下端部设有安装在内筒（7）上的键槽（71）内，防止螺旋卡瓦（8）的下端在内筒（7）内部轴向窜动的卡键，控制卡（6）上设有安装在内筒（7）上的键槽（71）内,与螺旋卡瓦（8）的下端相配合，防止螺旋卡瓦（8）在内筒（7）内发生转动的卡块（61）,内筒（7）和外筒（1）之间设有防止内筒（7）在外筒（1）内转动的键块（72）。

2.如权利要求1所述的多密封套管补接器， 其特征在于所述引鞋（2）的上端通过外螺纹与外筒（1）的下端轴向相连，外螺纹下方的引鞋（2）外壁上设有密封圈槽，密封圈槽内安装有与外筒（1）的内壁相密封配合的O形密封圈（23）。

3.如权利要求1所述的多密封套管补接器， 其特征在于所述下密封圈槽（21）为环形燕尾槽，下密封圈（22）为下口位置内壁上设有边部向上的单密封唇的单唇橡胶密封圈。

4.如权利要求1所述的多密封套管补接器， 其特征在于所述上密封圈槽（12）为环形燕尾槽，上密封圈（13）为下口位置内壁上设有边部向上的下密封唇、上口位置内壁上设有边部向下的上密封唇的双唇橡胶密封圈。

5.如权利要求1所述的多密封套管补接器， 其特征在于所述内筒（7）上端和上密封圈槽（12）之间的外筒（1）侧壁上径向设有试压螺纹孔（14）和排气螺纹孔（15），试压螺纹孔（14）和排气螺纹孔（15）内分别通过螺纹安装有丝堵（16）。

6.如权利要求1所述的多密封套管补接器， 其特征在于所述内筒（7）内壁上的锥形螺旋面为左旋大螺距锥形螺旋面。

7.如权利要求1所述的多密封套管补接器， 其特征在于所述螺旋卡瓦（8）为弹簧形螺旋状体，螺旋卡瓦（8）外壁上的锥形螺旋面为与内筒（7）内壁相配合的左旋大螺距锥形螺旋面，螺旋卡瓦（8）的内壁上设有与套管外壁相配合的左旋打捞螺纹。

8.如权利要求1所述的多密封套管补接器， 其特征在于所述内筒（7）上端部位置的外壁上和外筒（1）相对应位置的内壁上分别设有相配合的弧形键槽，键块（72）为安装在外筒（1）和内筒（7）键槽中的弧形块。

9.如权利要求1所述的多密封套管补接器， 其特征在于所述控制卡（6）由卡块（61）和卡环（62）构成，卡环（62）为外壁与外筒（1）的内壁相配合的环状体，卡块（61）设于卡环（62）上端面上并安装在内筒（7）下端部的键槽（71）内。

10.如权利要求1所述的多密封套管补接器， 其特征在于所述外筒（1）内设有位于内筒（7）上方对上密封圈（13）起到保护作用的护套（9），护套（9）为外壁与外筒（1）的内壁轴向滑动配合的环状体。

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