CN117722141A - 一种气密封具有特殊螺纹的套管短节 - Google Patents
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Abstract
一种气密封具有特殊螺纹的套管短节，涉及热采井套管连接技术领域。上接头下部有内管和支撑头，下接头上部有外管，外管内孔和支撑头的外圆间隙配合连接，外管和内管之间安装有液体胶囊，外管顶部通过螺栓连接压盖。本发明的有益效果是：上接头和下接头通过内管、外管、液体胶囊和压盖连接成为一个有刚度的整体，当套管内温度升高时，套管整体长度增加，套内温度升高后，液体胶囊发生热膨胀，将压盖、外管和下接头顶起，整个套管短节的长度缩短，从而弥补了套管长度的变化，设置活塞环和气体胶囊组合密封效果良好，使用寿命长，避免普通密封圈在高温下的缺点，同时还可以调整液体胶囊的热膨胀系数，从而更好的适应各种井深即温升。
Description
技术领域
本发明涉及热采井套管连接技术领域，尤其涉及一种气密封具有特殊螺纹的套管短节。
背景技术
很多的油田中，原油为粘度很大的稠油，对于该类油种的开采，一般使用热采工艺，热采工艺是从套管的环空内向稠油中注入热介质，用高温将稠油化开，与原油混合在一起后成为粘度较小的可输送工质，热介质一般采用蒸汽，蒸汽与稠油接触后，温度中和，成为液态水，一起进行输送；
热采工艺的套管在热胀冷缩的作用下，注入蒸汽时会套管会发生线性膨胀，导致套管被迫受压，套管连接部位的连接螺纹等薄弱部位容易损坏造成泄漏，长期的注入蒸汽还会导致套管连接部位的密封圈老化失效。
发明内容
为了解决热采井套管膨胀变形引起的问题，本发明提供一种气密封具有特殊螺纹的套管短节。
本发明提供的技术方案是：一种气密封具有特殊螺纹的套管短节，包括上接头和下接头，上接头下部有一段内管，内管下部有支撑头，支撑头的外径大于内管的外径，下接头上部有外管，外管内孔和支撑头的外圆间隙配合连接，外管和内管之间安装有液体胶囊，外管顶部通过螺栓连接压盖；
液体胶囊内填充有液压油，定位套B的内孔螺纹连接定位轴B，定位轴B通过轴承、孔用挡圈和轴用挡圈连接在支撑头上部，液体胶囊上部硫化固定有定位套A，定位套A的内孔螺纹连接定位轴A，定位轴A通过轴承、孔用挡圈和轴用挡圈连接在压盖的下部，定位轴A和定位套A之间连接的螺纹为非自锁的特殊螺纹，定位轴B和定位套B之间连接的螺纹为非自锁的特殊螺纹，即螺纹升角大于当量摩擦角；
支撑头外圆加工有环槽A，环槽A和支撑头底部之间开有通孔，通孔底部安装有过滤网，环槽A内安装有气体胶囊，气体胶囊内填充有压缩空气，支撑头在环槽A下部开有三道环槽B，每个环槽B内安装有活塞环。
液体胶囊在外侧有一个向内凹陷的缺口，外管在缺口部位开有条形孔，条形孔内安装有推进块，外管在条形孔外侧通过螺栓连接端盖，端盖和推进块之间安装有若干个垫片。
压盖通过圆周均布的四个螺栓连接外管，压盖为半体结构，每个半体的压盖上开有两个安装孔。
内管的管壁内开有若干上下贯通的过流孔，过流孔沿内管圆周均匀布置，过流孔的上下端口均加工成直径扩大的喇叭口。
本发明的有益效果为：上接头和下接头通过内管、外管、液体胶囊和压盖连接在一起，成为一个有刚度的整体，当套管内温度升高时，套管发生线性热膨胀整体长度增加，而液体的热膨胀系数比金属大，套内温度升高后，液体胶囊发生热膨胀，将压盖、外管和下接头顶起，整个套管短节的长度缩短，从而弥补了套管长度的变化，设置活塞环和气体胶囊组合密封效果良好，使用寿命长，避免普通密封圈在高温下的缺点，同时还可以调整液体胶囊的热膨胀系数，从而更好的适应各种井深及各井的温度变化。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图；
附图2是附图1的A处放大图；
附图3是附图1的B处放大图；
附图4是附图1的C处放大图；
附图5是附图1的D处放大图。
图中：1-上接头，2-内管，3-支撑头，4-下接头，5-外管，6-液体胶囊，7-压盖，8-过流孔，9-定位套A，10-定位轴A，11-轴承，12-轴用挡圈，13-孔用挡圈，14-环槽A，15-气体胶囊，16-喇叭口，17-活塞环，18-环槽B，19-通孔，20-过滤网，21-垫片，22-缺口，23-端盖，24-推进块，25-条形孔，26-定位套B，27-定位轴B。
具体实施方式
如图1～5所示，一种气密封具有特殊螺纹的套管短节，包括上接头1和下接头4，上接头1下部有一段内管2，内管2下部有支撑头3，支撑头3的外径大于内管2的外径，下接头4上部有外管5，外管5内孔和支撑头3的外圆间隙配合连接，外管5和内管2之间安装有液体胶囊6，外管5顶部通过螺栓连接压盖7；
液体胶囊6内填充有液压油，定位套B26的内孔螺纹连接定位轴B27，定位轴B27通过轴承11、孔用挡圈13和轴用挡圈12连接在支撑头3上部，液体胶囊6上部硫化固定有定位套A9，定位套A9的内孔螺纹连接定位轴A10，定位轴A10通过轴承11、孔用挡圈13和轴用挡圈12连接在压盖7的下部，定位轴A10和定位套A9之间连接的螺纹为非自锁的特殊螺纹，定位轴B27和定位套B26之间连接的螺纹为非自锁的特殊螺纹，即螺纹升角大于当量摩擦角；
当安装液体胶囊6时，首先将液体胶囊6下部的定位套B26对准定位轴B27，向下压液体胶囊6，由于连接的特殊螺纹不自锁，所以向下压液体胶囊6时，下面的定位轴B27产生转动，定位套B26通过螺纹与定位轴B27连接，然后将压盖7的定位轴A10向下压定位套A9，同样的将定位套A9通过螺纹与定位轴A10连接，由于液体不可压缩，在外部温度不变化时，上接头1和下接头4通过内管2、外管5、液体胶囊6和压盖7连接在一起，成为一个有刚度的整体，当套管内温度升高时，套管发生线性热膨胀整体长度增加，而液体的热膨胀系数比金属大，套内温度升高后，液体胶囊6发生热膨胀，将压盖7、外管5和下接头4顶起，整个套管短节的长度缩短，从而弥补了套管长度的变化；
支撑头3外圆加工有环槽A14，环槽A14和支撑头3底部之间开有通孔19，通孔19底部安装有过滤网20，环槽A14内安装有气体胶囊15，气体胶囊15内填充有压缩空气，支撑头3在环槽A14下部开有三道环槽B18，每个环槽B18内安装有活塞环17。
该套管短节需要密封的部位就在支撑头3和外管5之间，通过设置气体胶囊15对该间隙进行气密封，通过在气体胶囊15下部设置活塞环17加强密封，采用活塞环17可防止普通橡胶密封圈在高温下老化降低密封效果，同时将套管内的压力传递到气体胶囊15的非密封面，即气体胶囊15贴合外管5的压力与套内压力相同，活塞环17上下压差小，活塞环17和气体胶囊15组合密封效果良好，使用寿命长。
液体胶囊6在外侧有一个向内凹陷的缺口22，外管5在缺口22部位开有条形孔25，条形孔25内安装有推进块24，外管5在条形孔25外侧通过螺栓连接端盖23，端盖23和推进块24之间安装有若干个垫片21，当套内升温时，由于液体胶囊6两侧的固定端，液体胶囊6只能在高度方向上产生热膨胀，通过更换垫片21的数量，可给液体胶囊6的缺口22部位留出不同的空隙或者不留空隙，从而改变液体胶囊6的膨胀高度，通过计算井深、套管数量、温度升高值，可计算出套管膨胀伸长的长度，来确定垫片21的数量，也就是调整液体胶囊6的热膨胀系数。
压盖7通过圆周均布的四个螺栓连接外管5，压盖7为半体结构，每个半体的压盖7上开有两个安装孔便于安装。
内管2的管壁内开有若干上下贯通的过流孔8，过流孔8沿内管2圆周均匀布置，过流孔8的上下端口均加工成直径扩大的喇叭口16，过流孔8内流动的液体可提高向液体胶囊6传递的热量值。
Claims (4)
1.一种气密封具有特殊螺纹的套管短节，包括上接头(1)和下接头(4)，其特征在于：上接头(1)下部有一段内管(2)，内管(2)下部有支撑头(3)，支撑头(3)的外径大于内管(2)的外径，下接头(4)上部有外管(5)，外管(5)内孔和支撑头(3)的外圆间隙配合连接，外管(5)和内管(2)之间安装有液体胶囊(6)，外管(5)顶部通过螺栓连接压盖(7)；
液体胶囊(6)内填充有液压油，液体胶囊(6)下部硫化固定有定位套B(26)，定位套B(26)的内孔螺纹连接定位轴B(27)，定位轴B(27)通过轴承(11)、孔用挡圈(13)和轴用挡圈(12)连接在支撑头(3)上部，液体胶囊(6)上部硫化固定有定位套A(9)，定位套A(9)的内孔螺纹连接定位轴A(10)，定位轴A(10)通过轴承(11)、孔用挡圈(13)和轴用挡圈(12)连接在压盖(7)的下部，定位轴A(10)和定位套A(9)之间连接的螺纹为非自锁的特殊螺纹，定位轴B(27)和定位套B(26)之间连接的螺纹为非自锁的特殊螺纹，即螺纹升角大于当量摩擦角；
支撑头(3)外圆加工有环槽A(14)，环槽A(14)和支撑头(3)底部之间开有通孔(19)，通孔(19)底部安装有过滤网(20)，环槽A(14)内安装有气体胶囊(15)，气体胶囊(15)内填充有压缩空气，支撑头(3)在环槽A(14)下部开有三道环槽B(18)，每个环槽B(18)内安装有活塞环(17)。
2.根据权利要求1所述的一种气密封具有特殊螺纹的套管短节，其特征在于：液体胶囊(6)在外侧有一个向内凹陷的缺口(22)，外管(5)在缺口(22)部位开有条形孔(25)，条形孔(25)内安装有推进块(24)，外管(5)在条形孔(25)外侧通过螺栓连接端盖(23)，端盖(23)和推进块(24)之间安装有若干个垫片(21)。
3.根据权利要求1所述的一种气密封具有特殊螺纹的套管短节，其特征在于：压盖(7)通过圆周均布的四个螺栓连接外管(5)，压盖(7)为半体结构，每个半体的压盖(7)上开有两个安装孔。
4.根据权利要求1所述的一种气密封具有特殊螺纹的套管短节，其特征在于：内管(2)的管壁内开有若干上下贯通的过流孔(8)，过流孔(8)沿内管(2)圆周均匀布置，过流孔(8)的上下端口均加工成直径扩大的喇叭口(16)。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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