CN202047782U

CN202047782U - 一种抽汲钢丝绳防喷装置

Info

Publication number: CN202047782U
Application number: CN2011201699176U
Authority: CN
Inventors: 周丰; 孙虎; 邓继学; 刘培润; 张敏; 赵国兴; 张冕; 高红平; 赵小充
Original assignee: Changqing Downhole Operation Co of CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co Ltd
Current assignee: Changqing Downhole Operation Co of CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co Ltd
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2011-05-25
Publication date: 2011-11-23
Anticipated expiration: 2021-05-25

Abstract

本实用新型涉及一种抽汲钢丝绳防喷装置，包括安全拔脱机构及设置在其上的密封机构，密封机构由自下而上依次设置的一级密封件和二级密封件组成；一级密封件与二级密封件之间设置有回流室，该回流室一侧设置有导流管；一级密封件和二级密封件均是由气缸、设置在气缸内且沿气缸轴向延伸的密封条构成；气缸的中心留有供钢丝绳穿过的穿孔,且密封条设置在该穿孔的四周；钢丝绳穿过回流室。本实用新型的优点：本实用新型通过一、二级密封件及上、下扶正器，有效的解决了钢丝绳密封问题，具有节能环保的优点。

Description

一种抽汲钢丝绳防喷装置

技术领域

本实用新型属于石油天然气行业，涉及试油气过程中各种钢丝绳作业技术中，要求对所使用钢丝绳在高压下的密封技术，是对所用钢丝绳的一种密封技术。

背景技术

试油气作业工艺中，通常要对油气层进行各种改造措施，如，压裂，酸化，压井作业，其之后的工序必然要排出地层及井内的施工液体，使油气层恢复产能。在排出井内及地层内液体的施工工艺中，常采用抽汲诱喷的方法，而这种简单，实用的高效排液方法，因抽汲所用的钢丝绳不能进行密封，在各大油气田不能得到广泛的应用，而在长庆的“三低”油气藏得以大量的应用。但该技术仍存在井口不能承压，不能达到工艺密封的要求，以致造成环境污染，不能达到安全，清洁生产的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供了一种能达到工艺密封，不会造成环境污染，达到安全清洁生产的抽汲钢丝绳防喷装置。

本实用新型的目的是这样实现的，一种抽汲钢丝绳防喷装置，包括安全拔脱机构及设置在其上的密封机构，其特殊之处在于，密封机构由自下而上依次设置的一级密封件和二级密封件组成；一级密封件与二级密封件之间设置有回流室，该回流室一侧设置有导流管；一级密封件和二级密封件均是由气缸、设置在气缸内且沿气缸轴向延伸的密封条构成；气缸的中心留有供钢丝绳穿过的穿孔,且密封条设置在该穿孔的四周；钢丝绳穿过回流室。

上述气缸内还设置有沿气缸轴向延伸的气囊，且该气囊位于密封条与气缸的气缸壁之间，该气缸壁上设置有与气囊相通的导气管。

上述二级密封件的顶端设置有上扶正器，所述一级密封件与所述安全拔脱机构之间设置有下扶正器，所述上扶正器和下扶正器均是由左导向轮支座、右导向轮支座、分别设置在左导向轮支座的左导向轮、右导向轮支座上的右导向轮及含有轴承的轴承座构成，其中，左导向轮支座及右导向轮支座关于该轴承座的轴线对称设置在该轴承座顶端；所述上扶正器的轴承座的底部设置在所述二级密封件的气缸的上气缸盖上；所述下扶正器通过设置在其外的外壳分别与所述一级密封件的气缸的下气缸盖和所述安全拔脱机构的顶部通过丝扣连接；所述回流室设置在所述二级密封件的气缸的下气缸盖和所述一级密封件的气缸的上气缸盖之间；所述轴承座的中心沿其中轴线设置有供所述钢丝上下活动的过孔，该过孔与所述穿孔正对，且口径相同。

上述左导向轮和右导向轮大小相同，且分别通过销轴固定在所述左导向轮支座和右导向轮支座上。

上述二级密封件的导气管与所述一级密封件的导气管通过三通管连通，该三通管的中间管口接所述一级密封件的导气管，其上端管口接所述二级密封件的导气管，其下端管口为接抽汲设备的接口；所述密封条呈螺旋状。

上述二级密封件的导气管与所述三通管的上端管口通过气控管线连通。

上述二级密封件及一级密封件的气缸的上气缸盖及下气缸盖上均设置有两个用于固定钢丝绳位置的定位钢球，分置于所述钢丝绳的两侧。

上述一级密封件和二级密封件的气缸的上气缸盖及下气缸盖与所述气囊之间设置有气囊垫。

上述安全拔脱器由上接头和卡座构成；所述上接头的纵界面的形状是十字形，其沿竖直方向的中心圆管中设置有加重杆；所述中心圆管外自上而下依次设置有锁球滑套和定位钢球滑套，所述锁球滑套和所述定位钢球滑套之间设置有锁定钢球，所述定位钢球滑套的下端附近设置有定位钢球；所述中心圆管的下端设置有圆锥形导引头，该圆锥形导引头位于所述定位钢球滑套的下端；所述上接头的横向部设置有锁复位弹簧，且该锁复位弹簧紧邻所述锁球滑套竖向设置；所述加重杆的外壁和所述定位钢球滑套之间设置有滑套，且位于所述圆锥形导引头的上方；所述滑套的上端设置有滑套弹簧，该滑套弹簧设置在所述中心圆管与所述锁球滑套之间；所述滑套外壁与所述定位钢球滑套的内壁紧密接触压紧所述定位钢球；

所述卡座的中心圆管的内壁上，对应于所述锁定钢球和定位钢球处设置有凹槽；所述卡座的中心圆管的顶部的截面形状是倒台形，其两个腰部与与所述锁复位弹簧触及。

上述上接头的横向部上设置有供所述导气管及导流管穿过的导气管孔和导流管孔，所述导气管孔中的中设置有气路密封垫圈，所述导流管孔中设置有液路密封垫圈。

本实用新型的优点：本实用新型通过一、二级密封件及上、下扶正器，有效的解决了钢丝绳密封问题，具有节能环保的优点。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明：

图1是抽汲钢丝绳防喷盒的结构示意图；

图2是一级密封件或二及密封件的结构示意图；

图3是上扶正器或下扶正器的结构示意图；

图4是设置外壳的下扶正器的示意图；

图5是安全拔脱机构的结构示意图；

图6是安全拔脱机构的上接头的结构示意图；

图7是安全拔脱机构的卡座的结构示意图。

附图标记说明：1-安全拔脱机构；2-一级密封件；3-二级密封件；4-回流室；5-导流管；6-上扶正器；7-下扶正器；8-气缸；9-密封条；10-钢丝绳；11-穿孔；12-气囊；13-导气管；14-左导向轮支座；15-右导向轮支座；16-左导向轮；17-右导向轮；18-轴承；19、20-轴承座；21-上气缸盖；22-外壳；23-下气缸盖；24-过孔；25、26-导气管；27-三通管；270-气控管线；28、29、定位钢球；30-气囊垫；31-上接头；32-上接头的中心圆管；33-加重杆；34-滑套；35-锁球滑套；36-定位钢球滑套；37-锁定钢球；38-定位钢球；39-圆锥形导引头；40-锁复位弹簧；41-卡座；42-凹槽；43-卡座的中心圆管；44、45-倒台形的两个腰部；46-导气管孔；47-导流管孔；48-气路密封垫圈；49-液路密封垫圈；50-回流管路；51-滑套弹簧。

具体实施方式

本实施例所提供的抽汲钢丝绳防喷装置主要由上扶正单元、两级气动（液动）密封单元、下扶正单元、安全拔脱单元组成，上扶正单元、两级气动（液动）密封单元、下扶正单元、安全拔脱单元分别通过螺纹相连接，具体结构见如下说明。

如图1所示，一种抽汲钢丝绳防喷盒，包括安全拔脱机构1及设置在其上的密封机构，特殊之处在于，该密封机构由自下而上依次设置的一级密封件2和二级密封件3组成；二级密封件3的顶端设置有上扶正器6，一级密封件2与安全拔脱机构1之间设置有下扶正器7。一级密封件2与二级密封件3之间设置有回流室4，该回流室4引出有导流管5。

参见图2，一级密封件2和二级密封件3均是由气缸8、设置在气缸8内且沿气缸8轴向延伸的密封条9构成；气缸8的中心留有供钢丝绳10穿过的穿孔11,且密封条9设置在该穿孔11的四周；钢丝绳10穿过回流室4。气缸8内还设置有沿气缸8轴向延伸的气囊12，且该气囊12位于密封条9与气缸8的气缸壁之间，该气缸壁上设置有与气囊12相通的导气管13。二级密封件3及一级密封件2的气缸的上气缸盖及下气缸盖上均设置有两个用于固定钢丝绳10位置的定位钢球28、29（280、290），分置于所述钢丝绳10的两侧。一级密封件2和二级密封件3的气缸的上气缸盖及下气缸盖与气囊12之间设置有气囊垫30。（这里的上、下气缸盖也可称之为上、下气囊盖，即气囊的上、下端盖）。

在一级密封件2和二级密封件3之间设计有回流室4和回流管路50，将一级密封件2渗漏出来的液体，通过回流管路50返回井内或流入地面液罐，回流室4与套管或回流罐相连且与大气压相通，回流室4内是无压状态，确保二级密封件3在不承受液体压力的情况下，将钢丝绳10上粘有的油液抹入回流室4，流回井内或回流罐内，使二级密件3达到不渗漏的作用。

气缸8和其上、下气缸盖都是通过螺纹相连接，这样定位了气囊12与气囊垫30，上、下气缸盖上的定位钢球28、29（280、290）对钢丝绳10实现轴向定位。密封条9是呈螺旋状，类似弹簧，在安装钢丝绳10时，将密封条9缠上，在整个系统工作时，如果密封条9有所磨损，密封条9和钢丝绳10之间存有空隙，通过气缸8内的气压挤压气囊12，气囊12将径向作用力传递给密封条9，由于密封条9呈螺旋状，继而再次抱紧钢丝绳10实现密封，对密封条9和钢丝绳10之间的空隙实现自动补偿，保证钢丝绳的密封。

由图3可见，上扶正器6和下扶正器7均是由左导向轮支座14、右导向轮支座15、分别设置在左导向轮支座14的左导向轮16、右导向轮支座上15的右导向轮17及含有轴承18的轴承座19构成，其中，左导向轮支座14及右导向轮支座15关于该轴承座19的轴线对称设置在该轴承座19顶端。左导向轮16和右导向轮17大小相同，且分别通过销轴固定在左导向轮支座14和右导向轮支座15上。通过轴承18可以使得左、右导向轮16、17及其支座14、15实现360度的旋转。

见图1，在于一、二级密封件2、3连接时，上扶正器6的轴承座20的底部设置在二级密封件3的气缸的上气缸盖21上；下扶正器7通过设置在其外的外壳22分别与一级密封件2的气缸的下气缸盖23和安全拔脱机构1的顶部通过丝扣连接；回流室4设置在二级密封件3的气缸的下气缸盖和一级密封件2的气缸的上气缸盖之间；轴承座19的中心沿其中轴线设置有供钢丝绳10上下活动的过孔24，该过孔24与一、二级密封件2、3中的穿孔11正对，且口径相同，利于钢丝绳10上下自由活动。

由上扶正器6，下扶正器7，旋转底坐（即轴承座19）组成钢丝绳10的扶正对中系统，消除钢丝绳10对密封件（一、二级密封件2、3）的偏磨，以提高密封件工作寿命。

二级密封件3的导气管25与一级密封件2的导气管26通过三通管27连通，该三通管27的中间管口接一级密封件2的导气管26，其上端管口接二级密封件3的导气管25，其下端管口为接抽汲设备的接口。

二级密封件3的导气管26与三通管27的上端管口通过气控管线270连通。

由一级密封件2、二级密封件3，气控管线270及三通管27组成了钢丝绳1的基本密封技术，通过气控管线270所供的气压或液压力大于抽汲时井口形成的液体压力，以压缩一级密封件2实现第一级密封；气动密封的主要作用就是补偿钢丝绳对密封件的磨损量，达到密封效果，提高密封件的有效利用率。供气压力一般为抽汲设备如通井机或修井机的供气压力；也可用其上的液压工作系统的压力。

见图5，安全拔脱器1由上接头31和卡座41构成；上接头31的纵界面的形状是十字形，其沿竖直方向的中心圆管32中设置有加重杆33；中心圆管32外自上而下依次设置有锁球滑套35和定位钢球滑套36，锁球滑套35和定位钢球滑套36之间设置有锁定钢球37，定位钢球滑套36的下端附近设置有定位钢球38；中心圆管32的下端设置有圆锥形导引头39，该圆锥形导引头39位于定位钢球滑套36的下端；上接头31的横向部设置有锁复位弹簧40，且该锁复位弹簧40紧邻锁球滑套35竖向设置。加重杆33的外壁和定位钢球滑套36之间设置有滑套34，且位于圆锥形导引头39的上方，滑套34的上端设置有滑套弹簧51，该滑套弹簧51设置在中心圆管32与锁球滑套35之间；滑套34外壁与定位钢球滑套36的内壁紧密接触压紧定位钢球37。

上接头31的横向部上设置有供导气管13及导流管5穿过的导气管孔46和导流管孔47，导气管孔46中设置有气路密封垫圈48，导流管孔47中设置有液路密封垫圈49。

如图7所示，卡座41的用于固定上接头31的中心圆管32的管形内壁上即其中心圆管43，对应于锁定钢球37和定位钢球38处设置有凹槽42；卡座41的中心圆管43的顶部的截面形状是倒台形，其两个腰部44、45与锁复位弹簧40触及。

如此一来，在上提钢丝绳10时，当加重杆33碰到滑套34时，滑套34压缩滑套弹簧51上行，定位钢球38遇到凹槽42而受径向力的作用，定位钢球38收回实现拔脱。当钢丝绳10下放，加重杆33下行，滑套34在滑套弹簧51的作用下给定位钢球38向外的推力，当下行至卡座的凹槽42处，定位钢球38弹出，恢复初始状态。

Claims

1.一种抽汲钢丝绳防喷装置，包括安全拔脱机构及设置在其上的密封机构，其特征在于：所述密封机构由自下而上依次设置的一级密封件和二级密封件组成；所述一级密封件与所述二级密封件之间设置有回流室，该回流室一侧设置有导流管；所述一级密封件和二级密封件均是由气缸、设置在气缸内且沿气缸轴向延伸的密封条构成；所述气缸的中心留有供钢丝绳穿过的穿孔,且所述密封条设置在该穿孔的四周；所述钢丝绳穿过所述回流室。

2.如权利要求1所述的抽汲钢丝绳防喷装置，其特征在于：所述气缸内还设置有沿气缸轴向延伸的气囊，且该气囊位于所述密封条与气缸的气缸壁之间，该气缸壁上设置有与所述气囊相通的导气管。

3.如权利要求2所述的抽汲钢丝绳防喷装置，其特征在于：所述二级密封件的顶端设置有上扶正器，所述一级密封件与所述安全拔脱机构之间设置有下扶正器，所述上扶正器和下扶正器均是由左导向轮支座、右导向轮支座、分别设置在左导向轮支座的左导向轮、右导向轮支座上的右导向轮及含有轴承的轴承座构成，其中，左导向轮支座及右导向轮支座关于该轴承座的轴线对称设置在该轴承座顶端；所述上扶正器的轴承座的底部设置在所述二级密封件的气缸的上气缸盖上；所述下扶正器通过设置在其外的外壳分别与所述一级密封件的气缸的下气缸盖和所述安全拔脱机构的顶部通过丝扣连接；所述回流室设置在所述二级密封件的气缸的下气缸盖和所述一级密封件的气缸的上气缸盖之间；所述轴承座的中心沿其中轴线设置有供所述钢丝上下活动的过孔，该过孔与所述穿孔正对，且口径相同。

4.如权利要求3所述的抽汲钢丝绳防喷装置，其特征在于：所述左导向轮和右导向轮大小相同，且分别通过销轴固定在所述左导向轮支座和右导向轮支座上。

5.如权利要求2或3或4所述的抽汲钢丝绳防喷装置，其特征在于：所述二级密封件的导气管与所述一级密封件的导气管通过三通管连通，该三通管的中间管口接所述一级密封件的导气管，其上端管口接所述二级密封件的导气管，其下端管口为接抽汲设备的接口；所述密封条呈螺旋状。

6.如权利要求5所述的抽汲钢丝绳防喷装置，其特征在于：所述二级密封件的导气管与所述三通管的上端管口通过气控管线连通。

7.如权利要求6所述的抽汲钢丝绳防喷装置，其特征在于：所述二级密封件及一级密封件的气缸的上气缸盖及下气缸盖上均设置有两个用于固定钢丝绳位置的定位钢球，分置于所述钢丝绳的两侧。

8.如权利要求7所述的抽汲钢丝绳防喷装置，其特征在于：所述一级密封件和二级密封件的气缸的上气缸盖及下气缸盖与所述气囊之间设置有气囊垫。

9.如权利要求8所述的抽汲钢丝绳防喷装置，其特征在于：所述安全拔脱器由上接头和卡座构成；所述上接头的纵界面的形状是十字形，其沿竖直方向的中心圆管中设置有加重杆；所述中心圆管外自上而下依次设置有锁球滑套和定位钢球滑套，所述锁球滑套和所述定位钢球滑套之间设置有锁定钢球，所述定位钢球滑套的下端附近设置有定位钢球；所述中心圆管的下端设置有圆锥形导引头，该圆锥形导引头位于所述定位钢球滑套的下端；所述上接头的横向部设置有锁复位弹簧，且该锁复位弹簧紧邻所述锁球滑套竖向设置；所述加重杆的外壁和所述定位钢球滑套之间设置有滑套，且位于所述圆锥形导引头的上方；所述滑套的上端设置有滑套弹簧，该滑套弹簧设置在所述中心圆管与所述锁球滑套之间；所述滑套外壁与所述定位钢球滑套的内壁紧密接触压紧所述定位钢球；

10.如权利要求9所述的抽汲钢丝绳防喷装置，其特征在于：所述上接头的横向部上设置有供所述导气管及导流管穿过的导气管孔和导流管孔，所述导气管孔中的中设置有气路密封垫圈，所述导流管孔中设置有液路密封垫圈。