CN203430470U - 一种电动密封段 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电动密封段，其包括：筒状外壳；密封设置在外壳内腔中的电动机；与外壳的一端连接的滑套芯体；设置在外壳的内腔中，并在电动机的驱动下可旋转的丝杠，丝杠伸入滑套芯体的内腔；设置在滑套芯体上并与丝杠连接的柱塞，柱塞在丝杠的驱动下沿滑套芯体的轴线往复移动；套设在滑套芯体外表面上的胶筒，胶筒在柱塞的驱动下可沿滑套芯体的轴线产生压缩和拉伸形变。本实用新型中，采用机械机构来改变胶筒的径向外涨和收缩，取代了强力冲击和提拉的操作方式，使测试密封段更加方便的进出中孔，系吊验封装置的钢丝或电缆所承受的拉力只是验封装置的自身重力，钢丝或电缆拉断及胶筒损坏的几率降低，减少甚至避免了测试事故的发生。

Description

一种电动密封段

技术领域

本实用新型涉及油井设备技术领域，更具体地说，涉及一种电动密封段。

背景技术

在油田开发过程中，注水井注水质量的好坏直接关系到油田开发的稳产效果，而分层注水管柱的密封状况直接决定分层注水质量，注水井验封是检验分层注水井层段密封状况的重要手段。

注水井验封测试时，需要将验封压力计、测试密封段和定位器三者组成一体形成验封装置，然后将其吊装放入到井中，当验封装置到达井下注水层位时，测试密封段需要进入设置在井中的配水器的中孔内，整体固定在测试密封段上的上、下两个胶筒依靠注水压差沿其径向膨胀，进而与配水器的中孔内壁贴合以形成密封，即上、下胶筒处于涨封状态，从而使验封压力计能分别测量测试密封段上部的管柱内的注水压力和测试密封段下部的座封层位的地层压力。定位器可与配水器进行卡止，以保证在测试期间验封装置不会退出配水器。

但是传统的测试密封段存在诸多问题：由于测试密封段的上、下胶筒在未膨胀时的外径，与配水器中孔的内径静态间隙较小（仅1mm），一旦胶筒在进入配水器之前略有外涨，其外径增大就会形成阻挡，则处于悬吊状态的测试密封段就很难进入到配水器的中孔内，为了使其顺利进入中孔就需要反复进行提拉冲击的操作。当测试密封段入孔后，经水力压差作用，上、下胶筒涨封后会卡紧在配水器内，而在测试完成后需要将测试密封段退出中孔时，上、下两个胶筒均无法自行泄压解封，只能靠外力强提外拔，这就经常造成系吊验封装置的钢丝或电缆拉断及胶筒损坏，导致测试事故频发。

因此，如何使测试密封段能够更加方便的进出配水器的中孔，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种电动密封段，其能够使测试密封段更加方便的进出配水器的中孔，减少甚至避免测试事故的发生。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种电动密封段，其包括：

筒状外壳；

密封设置在所述外壳围成的贯通内腔中的电动机；

与所述外壳的一端连接并与所述外壳同轴设置的滑套芯体；

设置在所述外壳的内腔中，并在所述电动机的驱动下可进行旋转的丝杠，所述丝杠伸入所述滑套芯体的内腔中；

设置在所述滑套芯体上并与所述丝杠连接的柱塞，所述柱塞在所述丝杠的驱动下能够沿所述滑套芯体的轴线方向往复移动；

套设在所述滑套芯体外表面上的胶筒，所述胶筒在所述柱塞的驱动下可沿所述滑套芯体的轴线方向产生压缩形变和拉伸形变以实现与配水器的中孔内壁密封贴合和分离。

优选的，上述电动密封段中，所述电动机通过电机密封筒设置在所述外壳的内腔中，所述电机密封筒的尾部通过螺纹和螺钉与所述外壳的内壁固定连接；

所述电机密封筒的头部安装有密封座，所述密封座上设置有绝缘塞，所述绝缘塞贯穿所述密封座，且所述绝缘塞上设置有能够电导通验封压力计和所述电动机的导线芯柱，所述导线芯柱位于所述密封座外侧的部分通过芯柱密封套与所述外壳的内腔隔绝，所述导线芯柱与所述绝缘塞之间设置有密封圈。

优选的，上述电动密封段中，所述电动机通过电机锁环与所述电机密封筒固定；

所述电动机通过联轴器与伸入所述电机密封筒中的所述丝杠连接，所述丝杠与所述电机密封筒的接触部位设置有密封圈。

优选的，上述电动密封段中，所述柱塞设置在所述滑套芯体的内腔中，且所述柱塞与所述滑套芯体的内壁的接触部位设置有密封圈，所述滑套芯体与所述外壳之间的接触部位设置有密封圈。

优选的，上述电动密封段中，所述滑套芯体外表面上设置有滑套，所述滑套包括彼此分离的多个套筒段，相邻两个所述套筒段之间均通过所述胶筒连接，所述柱塞设置在靠近所述外壳的所述套筒段的内腔中。

优选的，上述电动密封段中，所述滑套芯体上设置有沿其轴线延伸的条形孔，所述柱塞与靠近所述外壳的所述套筒段通过螺栓连接，且所述螺栓穿过所述条形孔。

优选的，上述电动密封段中，设置位置距离所述外壳最远的所述套筒段通过穿心销固定在所述滑套芯体；

所述胶筒的两端均通过胶筒卡箍分别固定在相邻的两个套筒段上。

优选的，上述电动密封段中，所述胶筒的数量为两个，位于两个所述胶筒之间的所述套筒段上设置有与所述滑套芯体的内腔连通的进液孔。

优选的，上述电动密封段中，设置在所述滑套芯体两端的两个所述套筒段与所述滑套芯体之间设置有密封圈。

优选的，上述电动密封段中，所述外壳与验封压力计的连接端上，设置有能够与所述验封压力计配合连接的密封接头。

本实用新型提供的电动密封段中，电动机密封设置在圆筒状的外壳中，外壳的一端设置有滑套芯体。丝杠的两端分别伸入外壳的内腔和滑套芯体的内腔，其伸入外壳的内腔中的一端与电动机连接，伸入到滑套芯体的内腔中的另一端设置有可在丝杠上往复移动的柱塞。在滑套芯体的外表面上还设置有胶筒，胶筒在柱塞的驱动下能够发生形变。

此电动密封段的工作过程为：启动电动机，使电动机正转，电动机带动丝杠旋转，设置在丝杠上的柱塞在丝杠螺纹的作用下，向靠近电动机的方向移动，柱塞沿滑套芯体的轴线方向拉动胶筒使其发生拉伸变形，避免胶筒外涨而形成阻挡，从而使电动密封段能够顺利进入到配水器中孔中。电动密封段顺利进入中孔后，使电动机反转，柱塞反向移动，从而压缩胶筒使其发生压缩变形，胶筒外涨使其外径逐渐增大，直至与配水器的内壁贴合，形成涨封。测试完成后，控制电动机再次进行正转，柱塞再次向靠近电动机的方向移动，进而拉伸胶筒，直至胶筒不再处于外涨状态，此时胶筒与配水器之间存在静态间隙，电动密封段能够顺畅的从中孔之中提出。

本实用新型提供的电动密封段，采用机械机构来改变胶筒的径向外涨和收缩，取代了传统的强力冲击和提拉的操作方式，使测试密封段能够更加方便的进出配水器的中孔，系吊验封装置的钢丝或电缆在整个过程中所承受的拉力仅仅是验封装置的自身重力，而不再承受其他外力，钢丝或电缆拉断及胶筒损坏的几率大大降低，减少甚至避免了测试事故的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电动密封段的结构示意图；

图2为测试过程示意图。

以上图1-图2中：

外壳1、电动机2、滑套芯体3、丝杠4、柱塞5、胶筒6、电机密封筒7、密封座8、绝缘塞9、导线芯柱10、芯柱密封套11、电机锁环12、联轴器13、套筒段14、条形孔15、穿心销16、胶筒卡箍17、进液孔18；

验封压力计A、电动密封段B、配套定位器C、油管D、配水器E、支臂C1、配水孔E1、管柱压力传感器P1、地层压力传感器P2。

具体实施方式

本实用新型提供了一种电动密封段，其能够使测试密封段更加方便的进出配水器的中孔，减少甚至避免测试事故的发生。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-图2所示，本实用新型实施例提供的电动密封段，其包括：

筒状外壳1；

密封设置在外壳1围成的贯通内腔中的电动机2；

与外壳1的一端连接并与外壳1同轴设置的滑套芯体3；

设置在外壳1的内腔中，并在电动机2的驱动下可进行旋转的丝杠4，丝杠4伸入滑套芯体3的内腔中；

设置在滑套芯体3上并与丝杠4连接的柱塞5，柱塞5在丝杠4的驱动下能够沿所滑套芯体3的轴线方向往复移动；

套设在滑套芯体3外表面上的胶筒6，胶筒6在柱塞5的驱动下可沿滑套芯体3的轴线方向产生压缩形变和拉伸形变以实现与配水器的中孔内壁密封贴合和分离。

本实施例提供的电动密封段中，电动机2密封设置在圆筒状的外壳1中，外壳1的一端设置有滑套芯体3。丝杠4的两端分别伸入外壳1的内腔和滑套芯体3的内腔，其伸入外壳1的内腔中的一端与电动机2连接，伸入到滑套芯体3的内腔中的另一端设置有可在丝杠4上往复移动的柱塞5。在滑套芯体3的外表面上还设置有胶筒6，胶筒6在柱塞5的驱动下能够发生形变。

此电动密封段的工作过程为：启动电动机2，使电动机2正转，电动机2带动丝杠4旋转，设置在丝杠4上的柱塞5在丝杠4螺纹的作用下，向靠近电动机2的方向移动，柱塞5沿滑套芯体3的轴线方向拉动胶筒6使其发生拉伸变形，避免胶筒6外涨而形成阻挡，从而使电动密封段顺利进入到配水器中孔中。电动密封段顺利进入中孔后，使电动机2反转，柱塞5反向移动，从而压缩胶筒6使其发生压缩变形，胶筒6外涨使其外径逐渐增大，直至与配水器的内壁贴合，形成涨封。测试完成后，控制电动机2再次进行正转，柱塞5再次向靠近电动机2的方向移动，进而拉伸胶筒6，直至胶筒6不再处于外涨状态，此时胶筒6与配水器之间存在静态间隙，电动密封段能够顺畅的从中孔之中提出。

本实施例提供的电动密封段，采用机械机构来改变胶筒6的径向外涨和收缩，取代了传统的强力冲击和提拉的操作方式，使测试密封段能够更加方便的进出配水器的中孔，系吊验封装置的钢丝或电缆在整个过程中所承受的拉力仅仅是验封装置的自身重力，而不再承受其他外力，钢丝或电缆拉断及胶筒6损坏的几率大大降低，减少甚至避免了测试事故的发生。

本实施例中，包括电机驱动部分、组合滑套体部分、伺服调控部分及地层进液通道的压力传导部分。

电机驱动部分主要提供推力或拉力，用于推拉各滑套体。其中：

外壳1与验封压力计的连接端上，设置有能够与验封压力计配合连接的密封接头，该密封接头上设有标准螺纹，以便于和配套的验封压力计组装成一体。电动机2通过电机密封筒7设置在内腔中，电机密封筒7的尾部通过螺纹和螺钉与外壳1的内壁固定连接。电机密封筒7的头部安装有密封座8，实现电极密封筒的内部密封，密封座8上设置有绝缘塞9，绝缘塞9贯穿密封座8，且绝缘塞9上设置有能够电导通验封压力计和电动机2的导线芯柱10，导线芯柱10位于密封座8外侧的部分通过芯柱密封套11与内腔隔绝，即从验封压力计中引出的电源线焊接在导线芯柱10上，并通过芯柱密封套11与外部绝缘，内部则连接到电动机2的供电端子上，导线芯柱10与绝缘塞9之间设置有密封圈。电动机2通过电机锁环12与电机密封筒7固定。电动机2通过联轴器13与伸入电机密封筒7中的丝杠4连接，丝杠4与电机密封筒7的接触部位设置有密封圈。

伺服调控部分是配合上述部分工作的运动机构。其中：

柱塞5设置在滑套芯体3的内腔中，且柱塞5与滑套芯体3的内壁的接触部位设置有密封圈，滑套芯体3与外壳1之间的接触部位设置有密封圈。滑套芯体3上设置有沿其轴线延伸的条形孔15，柱塞5与靠近外壳1的套筒段14通过螺栓连接，且螺栓穿过条形孔15。

当丝杠4旋转时，螺纹传动方式安装在丝杠4上的柱塞5可在滑套芯体3内壁上往复移动。滑套芯体3开有条形孔15，防转联动的螺栓一端紧固在柱塞5外表面，另一端穿过滑套芯体3上的条形孔15与滑套连接。当丝杠4旋转时，柱塞5上的螺栓会在条孔内上下移动，保证柱塞5仅能平移而不自身旋转，从而带动滑套上、下移动。同时柱塞5外部的密封圈能使其工作在压力动平衡状态。

组合滑套体部分主要用于平稳传递电动机2动力，推动安装在滑套上的密封胶筒6产生预期形变。其中：

滑套芯体3外表面上设置有滑套，滑套包括彼此分离的多个套筒段14，相邻两个套筒段14之间均通过胶筒6连接，柱塞5设置在靠近外壳1的套筒段14内腔中。此胶筒6为中国国家标准规定的标准件。设置位置距离外壳1最远的套筒段14通过穿心销16固定在滑套芯体3；胶筒6的两端均通过胶筒卡箍17分别固定在相邻的两个套筒段14上，此胶筒卡箍17同样为中国国家标准规定的标准件。胶筒6的数量为两个，每一个胶筒6的两端均使用胶筒卡箍17以螺纹方式紧固在对应位置的套筒段14上。位于两个胶筒6之间的套筒段14上设置有与滑套芯体3的内腔连通的进液孔18。设置在滑套芯体3两端的两个套筒段14与滑套芯体3之间设置有密封圈。

地层进液流通的压力传导部分是把地层进液的压力在设备内部传导到配套验封压力计中的地层压力传感器上。如图1所示，包括：滑套芯体312内部的连通孔，丝杠4中轴设置的连通孔，外壳1下部设置的偏心孔。地层液体进入进液孔18后，流过连通孔，再经外壳1与电机密封筒7之间的环形空间，作用到验封压力计中的地层压力传感器上。所述部件的各隔离压力部位均设有密封胶圈，从而保证了上部井筒内注水压力与地层进液压力的可靠隔离。

请参见附图2，图示状态为胶筒6涨封状态。

现场测试时，首先将配套的验封压力计A、本实用新型电动密封段B、配套定位器C组装成一体。定位器支臂C1收拢在外壳1内。仪器通电，使电动机2正转，电动密封段B的两个胶筒6均被拉平与仪器等径。仪器在井中继续下放，并穿过层位配水器E中孔后，定位器经撞击后定位支臂C1释放涨开，使电动密封段B处在配水器E的中孔内而不下滑。此时控制电机反转，电动密封B的两个胶筒6受推力涨出，直至紧密贴靠在配水器E的中孔孔壁，封堵住上部的井口高压注水流经配水器内孔的通道，完成涨封功能。此时地层流体穿过配水孔E1从进液孔18流经电动密封段B的内部通道，最终将层位压力传递到验封压力计A下部的地层压力传感器P2上。而油管D内的注水压力被验封压力计A上部的管柱压力传感器P1测量。测压结束后，控制电动机反转，电动密封段B的两个胶筒6再次被拉平，注水压力和地层压力经配水器E中孔与胶筒6外间隙连通，形成压力平衡状态。此时可将仪器顺利提出配水器E，完成此层位验封测试。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电动密封段，其特征在于，包括：

筒状外壳（1）；

密封设置在所述外壳（1）围成的贯通内腔中的电动机（2）；

与所述外壳（1）的一端连接并与所述外壳（1）同轴设置的滑套芯体（3）；

设置在所述外壳（1）的内腔中，并在所述电动机（2）的驱动下可进行旋转的丝杠（4），所述丝杠（4）伸入所述滑套芯体（3）的内腔中；

设置在所述滑套芯体（3）上并与所述丝杠（4）连接的柱塞（5），所述柱塞（5）在所述丝杠（4）的驱动下能够沿所述滑套芯体（3）的轴线方向往复移动；

套设在所述滑套芯体（3）外表面上的胶筒（6），所述胶筒（6）在所述柱塞（5）的驱动下可沿所述滑套芯体（3）的轴线方向产生压缩形变和拉伸形变以实现与配水器的中孔内壁密封贴合和分离。

2.根据权利要求1所述的电动密封段，其特征在于：

所述电动机（2）通过电机密封筒（7）设置在所述外壳（1）的内腔中，所述电机密封筒（7）的尾部通过螺纹和螺钉与所述外壳（1）的内壁固定连接；

所述电机密封筒（7）的头部安装有密封座（8），所述密封座（8）上设置有绝缘塞（9），所述绝缘塞（9）贯穿所述密封座（8），且所述绝缘塞（9）上设置有能够电导通验封压力计和所述电动机（2）的导线芯柱（10），所述导线芯柱（10）位于所述密封座（8）外侧的部分通过芯柱密封套（11）与所述外壳（1）的内腔隔绝，所述导线芯柱（10）与所述绝缘塞（9）之间设置有密封圈。

3.根据权利要求2所述的电动密封段，其特征在于：

所述电动机（2）通过电机锁环（12）与所述电机密封筒（7）固定；

所述电动机（2）通过联轴器（13）与伸入所述电机密封筒（7）中的所述丝杠（4）连接，所述丝杠（4）与所述电机密封筒（7）的接触部位设置有密封圈。

4.根据权利要求1所述的电动密封段，其特征在于，所述柱塞（5）设置在所述滑套芯体（3）的内腔中，且所述柱塞（5）与所述滑套芯体（3）的内壁的接触部位设置有密封圈，所述滑套芯体（3）与所述外壳（1）之间的接触部位设置有密封圈。

5.根据权利要求1所述的电动密封段，其特征在于，所述滑套芯体（3）外表面上设置有滑套，所述滑套包括彼此分离的多个套筒段（14），相邻两个所述套筒段（14）之间均通过所述胶筒（6）连接，所述柱塞（5）设置在靠近所述外壳（1）的所述套筒段（14）的内腔中。

6.根据权利要求5所述的电动密封段，其特征在于，所述滑套芯体（3）上设置有沿其轴线延伸的条形孔（15），所述柱塞（5）与靠近所述外壳（1）的所述套筒段（14）通过螺栓连接，且所述螺栓穿过所述条形孔（15）。

7.根据权利要求5所述的电动密封段，其特征在于：

设置位置距离所述外壳（1）最远的所述套筒段（14）通过穿心销（16）固定在所述滑套芯体（3）；

所述胶筒（6）的两端均通过胶筒卡箍（17）分别固定在相邻的两个所述套筒段（14）上。

8.根据权利要求5所述的电动密封段，其特征在于，所述胶筒（6）的数量为两个，位于两个所述胶筒（6）之间的所述套筒段（14）上设置有与所述滑套芯体（3）的内腔连通的进液孔（18）。

9.根据权利要求5所述的电动密封段，其特征在于，设置在所述滑套芯体（3）两端的两个所述套筒段（14）与所述滑套芯体（3）之间设置有密封圈。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的电动密封段，其特征在于，所述外壳（1）与验封压力计的连接端上，设置有能够与所述验封压力计配合连接的密封接头。

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