CN202810772U - 一种热采组合密封装置 - Google Patents

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陈俊国
彭元东
杨康敏
杨冰
程连文
王志清
甘树明
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Abstract

本实用新型涉及一种热采组合密封装置，包括中心管，中心管上沿轴向依次套设有第一辅助胶筒、主胶筒和楔入套体，楔入套体与中心管滑动配合，第一辅助胶筒的前端贴靠于设置在中心管上的第一挡止凸缘上，主胶筒前端与第一辅助胶筒直接靠接或者通过隔环靠接，所述隔环套设在中心管外；楔入套体被设置在其上的第二挡止凸缘分为前后两段，前段为楔入段，后段上套设有贴设在第二挡止凸缘上的第二辅助胶筒，在第二辅助胶筒后端有轴向压力作用时，楔入套体的楔入段插入主胶筒与中心管之间实现主胶筒径向膨胀密封，第一、第二辅助胶筒被压缩实现径向膨胀密封，主胶筒为改性聚四氟乙烯胶筒。在高温注汽和降温生产时都可保证热采封隔器实现长效承压密封。

Description

一种热采组合密封装置
技术领域
本实用新型涉及油田稠油热采技术领域，特别涉及一种用于与热采封隔器配套使用的高温热采密封装置。
背景技术
稠油开采以热采方式进行，即通过向地下油层注入蒸汽使稠油粘度降低后再予以开采。热采封隔器是稠油热采的关键设备，而热采封隔器的封隔密封装置又是热采封隔器的关键部件，其决定了热采封隔器的密封性能和热采的效率。目前，可用于高温热采封隔器的封隔密封装置有两类：一类是以膨胀石墨为原料的密封装置，另一类是以聚四氟乙烯为原料的密封装置。在现场使用中，石墨密封装置在注汽时存在蠕动释封现象，影响工具寿命；而聚四氟乙烯密封装置经过填充改性后，虽然可实现注汽时高温密封，但经常在注汽后降温生产时释封，所以其只可用于注汽封隔器，无法用于热采井封堵生产时的承压密封；另外，聚四氟乙烯密封装置压缩力较大，现场坐封负荷较高，实施不安全，并且也影响密封性能。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种热采组合密封装置，其在高温注汽和降温生产时都可保证热采封隔器实现长效承压密封。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种热采组合密封装置，包括中心管，中心管上沿轴向依次套设有第一辅助胶筒、主胶筒和楔入套体，楔入套体与中心管滑动配合，第一辅助胶筒的前端贴靠于设置在中心管上的第一挡止凸缘上，主胶筒前端与第一辅助胶筒直接靠接或者通过隔环靠接，所述隔环套设在中心管外；楔入套体被设置在其上的第二挡止凸缘分为前后两段，前段为楔入段，后段上套设有贴设在第二挡止凸缘上的第二辅助胶筒，在第二辅助胶筒后端有轴向压力作用时，楔入套体的楔入段插入主胶筒与中心管之间实现主胶筒径向膨胀密封，第一、第二辅助胶筒被压缩实现径向膨胀密封，主胶筒为改性聚四氟乙烯胶筒。
所述楔入套体的楔入段的前端为插入主胶筒尾端内倒角中的锥形导向头部。
所述楔入套体的锥形导向头部与主胶筒尾端内倒角的斜面吻合配合。
所述主胶筒尾端内倒角斜面与轴线方向的夹角为15°～25°。
所述楔入套体与中心管之间设有轴向密封结构。
所述第一挡止凸缘设于中心管的一端。
所述第一、第二辅助胶筒均为高碳纤维浸石墨胶筒或者金属丝浸石墨胶筒。
一种热采组合密封装置，包括中心管，中心管上沿轴向依次套设有第一辅助胶筒、主胶筒和第二辅助胶筒，第一辅助胶筒的前端贴靠于设置在中心管上的挡止凸缘上，主胶筒的前、后端与对应的第一、第二辅助胶筒直接靠接或者通过隔环靠接，所述隔环套设在中心管外，在第二辅助胶筒后端有轴向压力作用时，三个胶筒均被压缩实现径向膨胀密封，主胶筒为改性聚四氟乙烯胶筒。
所述第一、第二辅助胶筒均为高碳纤维浸石墨胶筒或者金属丝浸石墨胶筒。
所述挡止凸缘设于中心管的一端。
本实用新型采用主胶筒和第一、第二辅助胶筒组合密封的形式，与热采封隔器配套使用，注汽时，主胶筒稍膨胀，在两端辅助胶筒的压迫下，抑制了主胶筒的高温变形；停注降温时，主胶筒稍收缩，但在两端辅助胶筒的压迫下，弥补了主胶筒的较小收缩量，从而保证了密封装置在高温注汽和注汽后降温生产过程中的承压密封，有效解决了现有改性聚四氟乙烯胶筒注汽降温时易释封的问题，同时本实用新型的密封装置还耐磨损，满足了热采井长效封堵生产的需要。主胶筒依靠与楔入套体配合实现径向膨胀密封，坐封负荷低，保证了密封装置的高温承压性能。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的结构示意图；
图2是图1的密封使用状态图；
图3是本实用新型实施例2的结构示意图； 
图4是图3的密封使用状态图。
具体实施方式
实施例1
图1所示的热采组合密封装置，包括中心管4，中心管的一端设有第一挡止凸缘，中心管上沿轴向依次套设有第一辅助胶筒8、隔环7、主胶筒6和楔入套体2，第一辅助胶筒8的前端贴靠于第一挡止凸缘16上，主胶筒前端通过隔环7与第一辅助胶筒8靠接设置；楔入套体2与中心管4滑动配合，在楔入套体与中心管之间还设有密封结构，该密封结构为设置在楔入套体内套面上的密封圈5；楔入套体2被设置在其上的第二挡止凸缘17分为前后两段，其中，前段为楔入段，为便于引导楔入段顺利插入主胶筒与中心管之间，将楔入段的前端部设为锥形导向头部，该锥形导向头部插入主胶筒尾端设置的内倒角中、与内倒角的斜面吻合配合，在楔入套体的后段上依次套设有第二辅助胶筒3和动力件1，动力件、第二辅助胶筒贴靠设置，第二辅助胶筒贴靠在第二挡止凸缘上，液压力通过动力件1轴向推动挤压各辅助胶筒和主胶筒。
本实施例中，主胶筒6为改性聚四氟乙烯胶筒，第一、第二辅助胶筒均为高碳纤维浸石墨胶筒，主胶筒和辅助胶筒的内径相同，当然若不相同也是可实施的。
本实施例中，楔入套体2的锥形导向头部与主胶筒6尾端内倒角的斜面吻合配合，并且主胶筒尾端内倒角斜面与轴线方向的夹角可以采用15°～25°范围内的任一角度。当然，在应用时，楔入套体前端部与主胶筒尾端的配合结构也可以采用其他的形式，只要保证在有轴向压力时，楔入套体能够插入主胶筒与中心管之间使主胶筒径向膨胀实现密封即可，比如，上述主胶筒内倒角斜面与轴线方向的夹角采用其他角度或者楔入套体锥形导向头部的锥形斜面与主胶筒内倒角的斜面不吻合配合也是可行的，另外，楔入套体的锥形导向头部和主胶筒尾端的内倒角也可以只设置其一。
本实施例中，楔入套体2与中心管4之间还设置了轴向密封结构，如果取消该密封结构，仅依靠第一辅助胶筒8也能在整体上起到轴向密封的作用。
本实施例的热采组合密封装置在应用时和热采封隔器配套使用，施工时，把装配有本密封装置的封隔器连接油管下至设计位置，地面用泵车憋液压，液压推动动力件1和楔入套体2，先压迫辅助胶筒8膨胀和套管9压紧，然后楔入套体2受压楔入到主胶筒6内，促使主胶筒6径向膨胀和套管9压紧密封；在液压下，动力件1压紧辅助胶筒3贴紧套管壁9；封隔器自带的锁紧机构锁紧，防止组合密封件各胶筒回弹释封。本实施例密封使用状态见图2所示。
其工作过程是：注汽时，主胶筒6稍膨胀，在两端部胶筒2、7的压迫下，抑制了主胶筒6的高温变形；停注降温时，主胶筒稍收缩，但在两端辅助胶筒2、7的压迫下，弥补了主胶筒6的较小收缩量，从而保证密封件在注汽和生产过程中的承压密封。解封时，上提封隔器，楔入套体2先从主胶筒6中脱开，继续上提，辅助胶筒2、7回弹释封，从而保证了整个组合密封装置顺利解封。
实施例2
图3所示的热采组合密封装置，包括中心管15，中心管的一端设有挡止凸缘，中心管上沿轴向依次套设有第一辅助胶筒14、主胶筒13、第二辅助胶筒11和动力件10，第一辅助胶筒14的前端贴靠于挡止凸缘上，主胶筒13的前、后端与对应的第一、第二辅助胶筒通过隔环12靠接，所述隔环12也套设在中心管15上，动力件10与第二辅助胶筒11贴靠设置。上述主胶筒13为改性聚四氟乙烯胶筒，上述第一、第二辅助胶筒均为高碳纤维浸石墨胶筒。
本实施例的热采组合密封装置在应用时和热采封隔器配套使用，当液压推动动力件时，第二辅助胶筒11、主胶筒13和第一辅助胶筒14均在轴向挤压力的作用下被压缩产生径向膨胀，从而实现与套管壁9的压紧密封。见图4所示。
在本实用新型的其他实施例中，胶筒之间设置的隔环可以省略不用而采用胶筒直接靠接的方式；第一、第二辅助胶筒也可以采用其他类型的密封材料制成，如金属丝浸石墨密封材料。主胶筒和辅助胶筒在具体应用时胶筒的内径也可不同。另外，中心管上的挡止凸缘也可设置在靠近端部的位置上。 

Claims (10)

1.一种热采组合密封装置，其特征在于：包括中心管，中心管上沿轴向依次套设有第一辅助胶筒、主胶筒和楔入套体，楔入套体与中心管滑动配合，第一辅助胶筒的前端贴靠于设置在中心管上的第一挡止凸缘上，主胶筒前端与第一辅助胶筒直接靠接或者通过隔环靠接，所述隔环套设在中心管外；楔入套体被设置在其上的第二挡止凸缘分为前后两段，前段为楔入段，后段上套设有贴设在第二挡止凸缘上的第二辅助胶筒，在第二辅助胶筒后端有轴向压力作用时，楔入套体的楔入段插入主胶筒与中心管之间实现主胶筒径向膨胀密封，第一、第二辅助胶筒被压缩实现径向膨胀密封，主胶筒为改性聚四氟乙烯胶筒。
2.根据权利要求1所述的热采组合密封装置，其特征在于：所述楔入套体的楔入段的前端为插入主胶筒尾端内倒角中的锥形导向头部。
3.根据权利要求2所述的热采组合密封装置，其特征在于：所述楔入套体的锥形导向头部与主胶筒尾端内倒角的斜面吻合配合。
4.根据权利要求3所述的热采组合密封装置，其特征在于：所述主胶筒尾端内倒角斜面与轴线方向的夹角为15°～25°。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的热采组合密封装置，其特征在于：所述楔入套体与中心管之间设有轴向密封结构。
6.根据权利要求5所述的热采组合密封装置，其特征在于：所述第一挡止凸缘设于中心管的一端。
7.根据权利要求1或2或3所述的热采组合密封装置，其特征在于：所述第一、第二辅助胶筒均为高碳纤维浸石墨胶筒或者金属丝浸石墨胶筒。
8.一种热采组合密封装置，其特征在于：包括中心管，中心管上沿轴向依次套设有第一辅助胶筒、主胶筒和第二辅助胶筒，第一辅助胶筒的前端贴靠于设置在中心管上的挡止凸缘上，主胶筒的前、后端与对应的第一、第二辅助胶筒直接靠接或者通过隔环靠接，所述隔环套设在中心管外，在第二辅助胶筒后端有轴向压力作用时，三个胶筒均被压缩实现径向膨胀密封，主胶筒为改性聚四氟乙烯胶筒。
9.根据权利要求8所述的热采组合密封装置，其特征在于：所述第一、第二辅助胶筒均为高碳纤维浸石墨胶筒或者金属丝浸石墨胶筒。
10.根据权利要求8或9所述的热采组合密封装置，其特征在于：所述挡止凸缘设于中心管的一端。
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