CN1920244A - 一种双动力双密封单阀双控式注采井口装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于稠油油田注蒸汽热采的双动力双密封单阀双控式注采井口装置，由底法兰1、井口主体2、环空控制阀门3、油管悬挂器4、顶丝5、上法兰6、主阀门7、油管控制阀门8、小四通9和出端控制阀10组成，总体结构与现有井口装置相同，井口主体2内表面三分之二处加工成锥面，锥面上喷焊硬质合金，并经磨削加工。油管悬挂器4下密封面加工为球形，上部为长圆柱形，在距下基面35mm外圆面上设有3道弹性金属－记忆金属密封环密封槽。控制阀3、7、8、10采用单启双密平行式闸板阀，由阀体11、定力杆12、楔式滑块13、闸板14、密封副15、阀杆16、阀盖17、支架18、阀杆螺母19和手轮20组成。此种注采井口装置既可用于注汽，又可用于采油，而且工作、密封性能大大提高，并可大大减少维修工作量，延长使用寿命。

Description

一种双动力双密封单阀双控式注采井口装置

技术领域：

本发明涉及一种用于稠油油田注蒸汽热力开采的井口装置，属石油开采设备装置类。

背景技术：

采油树是保证油井正常生产的重要井口装置，目前，现场采用的采油树虽然种类甚多，结构不同，但对于热采井口装置而言则大多功能单一，注汽不能采油，采油不能注汽，不能满足稠油开采的需要。此外，现有的井口装置还存在以下不足：配套的阀门采用单闸板闸阀，工作时泄漏严重；油管悬挂器与主体连接处密封不稳定，易泄漏，且使用周期较短，需经常维修或更换；采用的阀门数量太多，成本高。

发明内容：

本发明目的在于提供一种多功能即既能用于注汽又可用于采油且可克服现有井口装置上述不足的双动力密封单阀双控式注采井口装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：此种注采井口装置由底法兰、井口主体、环空控制阀门、油管悬挂器、顶丝、上法兰、主阀门、油管控制阀门、小四通和出端控制阀组成，其总体结构与现有采油树相同：底法兰上方座放并通过固定螺栓与井口主体相连接固定；井口主体两侧对称连接设置有环空控制阀门，主体腔内设有油管悬挂器；井口主体上方通过螺栓与上法兰连接固定，上法兰外侧设有顶丝；上法兰上方接装有主阀门，主阀门上方接装有小四通；小四通两侧对称连接设置有油管控制阀，上方接装有出端控制阀。本发明与现有技术不同之处即构成技术特征的是所采用的油管悬挂器、井口主体和各控制阀结构上有所改进和创新，现分述如下：

油管悬挂器和井口主体：油管悬挂器下密封面加工为球形，上部为长圆柱形，在距下基面35mm外圆面上设有3道弹性金属-记忆金属密封环密封槽。与此同时，在与油管悬挂器相配合的井口主体内表面三分之二处加工成锥面，锥面上喷焊硬质合金，并磨削加工至硬度HRC30-65，表面粗糙度Ra≤0.8μm。由于将油管悬挂器密封面加工为球形，在所配顶丝作用下与井口主体球形密封面相吻合，可达到良好密封效果；由于球面上方外圆面上设有3道记忆金属密封环，当温度高于150℃时，该密封环自动变形，当温度低于150℃时，恢复初始状态，从而达到长久的密封效果，故称为“双密封”。另外，当油管下植作业完成时，油管悬挂器的密封力点完全作用在井口主体的密封面上形成一个密封力，加上顶丝旋紧力，共有双重力点，故称为“双动力”。

控制阀：采用单启双密封平行式闸板阀。此种控制阀由阀体、定力杆、闸板、楔式滑块、密封副(阀座)、阀杆、阀盖、支架、阀杆螺母和手轮组成，阀体腔内设有左右两个平行的闸板，两闸板相对组合在一起，其间的楔形滑块槽内设有一楔式滑块，阀体内腔底面上垂直设置一个定力杆；两闸板两侧与阀体相交部位间隙处分别设有上、下相对的密封副，组合后的闸板顶部“丁”字槽内与阀杆下端连接固定；阀杆外侧从下至上依次套装有阀盖、支架和手轮，阀盖通过固定螺栓与阀体相连接固定，支架下部以螺纹与阀盖连接，上部用阀杆螺母将阀杆外侧密封件拧紧，手轮通过内螺纹与阀杆上端相连接。关闭阀门时，旋转手轮，与之相连接的阀杆带动闸板下行到关闭位置时，阀体内腔面垂直向上设置的定力杆插入闸板下方的小通径，并穿过阀板中部的大通孔与楔式滑块槽内的楔式滑块相交；产生一个逆向力，此时，定力杆推动楔式滑块沿闸门内斜面上行，在楔式滑块作用下，使组合后的闸板平行地向两侧涨开，闸板的密封面与密封副(阀座)的密封面相贴合，从而完成阀门的关闭。

由于本发明采用的控制阀闸板中间分开，变成双向密封，可同时密封进端和止端介质，故称“双密”；“单启”是指该控制阀启闭方式与普通闸板阀相同。“平行式”是指两闸板互相平行组合为一体。

另外，为提高阀门的密封性能和使用寿命，在闸板的密封面和阀座的密封面上都喷焊有钨钴铬硬质合金材料层；为保证闸板不变形，将闸板的分界面加工成半圆和斜面，并在斜面上喷焊有钨钴铬硬质合金材料层；为节约原材料和降低生产成本，在保证阀体最小壁厚的条件下，阀体外形呈上圆下方形。

本发明提供的注采井口装置，由于在井口主体、油管悬挂器和各控制阀结构上采用了新的设计和改进，使其既可用于注汽，又可用于采油，而且工作、密封性能大大提高，并可大大减少维修工作量，延长使用寿命，降低稠油开采生产成本。

附图说明：

图1为本发明注汽井口装置的总体结构示意图。图2为图1中A处放大图即井口主体和油管悬挂器配合部位状态图。图3为油管悬挂器结构示意图。图4为各控制阀结构示意图。

具体实施方式：

如图所示：本发明提供的注采井口装置由底法兰1、井口主体2、环空控制阀门3、油管悬挂器4、顶丝5、上法兰6、主阀门7、油管控制阀门8、小四通9和出端控制阀10组成，其组装关系如下：底法兰1上方座放并通过固定螺栓与井口主体2相连接固定；井口主体2两侧对称连接设置有环空控制阀门3，主体2腔内设有油管悬挂器4；井口主体2上方通过螺栓与上法兰6连接固定，上法兰6外侧设有顶丝5；上法兰6上方接装有主阀门7，主阀门7上方接装有小四通9；小四通9两侧对称连接设置有油管控制阀8，上方接装有出端控制阀10。其中，井口主体2(图2)内表面三分之二处加工成锥面，锥面上喷焊硬质合金，并磨削加工至硬度HRC30-65，表面粗糙度Ra≤0.8μm。油管悬挂器4(图3)下密封面加工为球形，上部为长圆柱形，在距下基面35mm外圆面上设有3道弹性金属-记忆金属密封环密封槽。控制阀3、7、8、10(图4)采用单启双密平行式闸板阀，此种控制阀由阀体11、定力杆12、楔式滑块13、闸板14、密封副15、阀杆16、阀盖17、支架18、阀杆螺母19和手轮20组成，其组装结构如下：阀体11腔内设有左右两个平行的闸板14，两闸板14相对组合在一起，其间的楔形滑块槽内设有一楔式滑块13，阀体11内腔底面上垂直设置一个定力杆12；两闸板14两侧与阀体11相交部位间隙处分别设有上、下相对的密封副15，组合后的闸板14顶部“丁”字槽内与阀杆16下端连接固定；阀杆16外侧从下至上依次套装有阀盖17、支架18和手轮20，阀盖17通过固定螺栓与阀体11相连接固定，支架18下部以螺纹与阀盖17连接，上部用阀杆螺母19将阀杆16外侧密封件拧紧，手轮20通过内螺纹与阀杆16上端相连接。此种控制阀采用耐高温材料制作，其中，阀体11、阀盖17为35CrMo，阀座15为1Cr13并喷焊镍基合金，闸板14为35CrMo并喷焊钴基合金，阀杆16为2Cr13，阀杆螺母19为H62黄铜。

Claims (1)

1、一种双动力双密封单阀双控式注采井口装置，由底法兰(1)、井口主体(2)、环空控制阀门(3)、油管悬挂器(4)、顶丝(5)、上法兰(6)、主阀门(7)、油管控制阀门(8)、小四通(9)和出端控制阀(10)组成，总体结构与现有井口装置相同，其特征在于：井口主体(2)内表面三分之二处加工成锥面，锥面上喷焊硬质合金，并磨削加工至硬度HRC30-65，表面粗糙度Ra≤0.8μm；油管悬挂器(4)下密封面加工为球形，上部为长圆柱形，在距下基面35mm外圆面上设有3道弹性金属-记忆金属密封环密封槽；控制阀(3)、(7)、(8)、(10)采用单启双密平行式闸板阀，此种控制阀由阀体(11)、定力杆(12)、楔式滑块(13)、闸板(14)、密封副(15)、阀杆(16)、阀盖(17)、支架(18)、阀杆螺母(19)和手轮(20)组成：阀体(11)腔内设有左右两个平行的闸板(14)，两闸板(14)相对组合在一起，其间的楔形滑块槽内设有一楔式滑块(13)，阀体(11)内腔底面上垂直设置一个定力杆(12)；两闸板(14)两侧与阀体(11)相交部位间隙处分别设有上、下相对的密封副(15)，组合后的闸板(14)顶部“丁”字槽内与阀杆(16)下端连接固定；阀杆(16)外侧从下至上依次套装有阀盖(17)、支架(18)和手轮(20)，阀盖(17)通过固定螺栓与阀体(11)相连接固定，支架(18)下部以螺纹与阀盖(17)连接，上部用阀杆螺母(19)将阀杆(16)外侧密封件拧紧，手轮(20)通过内螺纹与阀杆(16)上端相连接。