CN205778791U - 密封隔热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种密封隔热装置，该密封隔热装置包括：中心管；套设在所述中心管的外壁的隔热环；包裹在所述隔热环的外侧的密封支架；套设在所述中心管上的上密封堵头和套设在所述中心管上的下密封堵头，所述上密封堵头和所述下密封堵头分别套设在所述隔热环的两端。本实用新型的密封隔热装置结构简单，该密封隔热装置具有良好的密封性能和隔热效果，在使用过程中，该密封隔热装置具有安装方便的优点，长期使用后，容易将该密封隔热装置从管柱节箍处中取出。

Description

密封隔热装置

技术领域

本实用新型涉及蒸汽吞吐开采技术，尤其涉及一种用于蒸汽吞吐工艺管柱节箍处的密封隔热装置。

背景技术

蒸汽开采技术是目前开采稠油的主要技术，目前蒸汽吞吐开采技术中管柱节箍处的节箍密封装置广泛使用的是以JM/100型接箍密封装置的设计思路为代表的接箍密封装置，如图1所示，JM/100型接箍密封装置包括上中心管1、下中心管2和石墨密封环3，上中心管1的内壁设有内螺纹段，下中心管2的外壁设有外螺纹段，下中心管2伸入上中心管1内与上中心管1相螺接，下中心管2和上中心管1相接时，石墨密封环3套设在下中心管2和上中心管1的外壁，起到管柱接箍处的密封作用，JM/100型接箍密封装置主要采用上中心管1和下中心管2固定、石墨密封环3密封隔热的形式，在施工过程中将该类型接箍密封装置置于管柱接箍处，旋紧管柱后下入井筒中。

由于该类型接箍密封装置受本体结构制约，该类型接箍密封装置内部有缩径，影响后期的测试仪器在管柱中的上下移动；同时，在注汽阶段，石墨密封环3具有较高的导热系数(151W/m·K)，导致该密封隔热装置隔热效果极不理想，成为整趟管柱中热损失点，同时由于石墨密封环3极易发生破碎，破碎后掉入管柱内部，造成管柱缩颈，起出管柱时，需进行反旋卸下管柱作业，破碎后的该接箍密封装置极难卸下。

针对现有技术中存在的缺陷，有必要提供一种新型的密封隔热装置，来克服上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、耐磨损、密封性能和隔热效果好的密封隔热装置。

为实现上述目的，本实用新型提供一种密封隔热装置，所述密封隔热装置包括：

中心管；

隔热环，其套设在所述中心管的外壁；

密封支架，其包裹在所述隔热环的外侧；

上密封堵头和下密封堵头，所述上密封堵头和所述下密封堵头均套设在所述中心管上，所述上密封堵头和所述下密封堵头分别套设在所述隔热环的两端。

如上所述的密封隔热装置，其中，所述中心管的外壁上设有多个沿所述中心管的轴向间隔设置的环缝。

如上所述的密封隔热装置，其中，所述中心管的两端分别形成有上扩径头和下扩径头，所述上密封堵头夹设在所述上扩径头和所述隔热环之间，所述下密封堵头夹设在所述下扩径头和所述隔热环之间。

如上所述的密封隔热装置，其中，所述上密封堵头的外侧形成有从上至下径向向外扩张的上导入曲面。

如上所述的密封隔热装置，其中，所述下密封堵头的外侧形成有从上至下径向向内收缩的下导入曲面。

如上所述的密封隔热装置，其中，所述隔热环靠近所述上密封堵头的一端的外侧形成有从上至下径向向外倾斜设置的上锥面，所述上密封堵头的内侧设有与所述上锥面相配合的上扩张锥面。

如上所述的密封隔热装置，其中，所述隔热环靠近所述下密封堵头的一端的外侧形成有从上至下径向向内倾斜设置的下锥面，所述下密封堵头的内侧设有与所述下锥面相配合的下扩张锥面。

如上所述的密封隔热装置，其中，所述上密封堵头的外径和所述下密封堵头的外径均小于或等于所述密封支架的外径。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型的密封隔热装置结构简单，使用该密封隔热装置来密封管柱节箍处，安装方便，容易从管柱节箍处中取出，同时，该密封隔热装置具有很好的密封性能及隔热效果。

2、本实用新型的密封隔热装置的中心管设有多个沿中心管的轴向间隔设置的环缝，能够使中心管沿其轴向方向扩张，进而该密封隔热装置沿其径向方向在合理范围内缩短，能适应不同长度的管柱节箍处的效果。

3、本实用新型的密封隔热装置的上密封堵头和下密封堵头均采用高分子材料制成，使上密封堵头和下密封堵具有优良的机械性能和材料特性，提高了上密封堵头和下密封堵的强度，防止在使用该密封隔热装置来密封管柱节箍处过程中发生破碎变形的情况发生，保证不污染井下环境。

4、本实用新型的密封隔热装置的隔热环采用二氧化硅气凝胶和玻璃纤维复合而成，实现使用该密封隔热装置密封管柱节箍处时，具有优异的隔热性能。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。

图1为现有技术的JM/100型接箍密封装置的结构示意图；

图2为本实用新型的密封隔热装置的结构示意图；

图3为本实用新型的密封隔热装置的使用状态示意图；

图4为本实用新型的密封隔热装置的中心管的结构示意图。

附图标号说明：

现有技术：

1-上中心管；

2-下中心管

3-石墨密封环。

本实用新型：

4-中心管；

41-上扩径头；

42-下扩径头；

43-环缝；

5-隔热环；

51-上锥面；

52-下锥面；

6-密封支架；

61-外上锥面；

62-外下锥面；

7-上密封堵头；

71-上导入曲面；

72-上扩张锥面；

73-上凹槽；

8-下密封堵头；

81-下导入曲面；

82-下扩张锥面；

83-下凹槽；

9-下油管节箍；

91-中心孔；

92-缩径段；

10-上油管节箍；

101-扩径段。

具体实施方式

结合附图和本实用新型具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本实用新型的细节。但是，在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。

图2至图4分别为本实用新型的密封隔热装置的结构示意图、密封隔热装置的使用状态示意图和密封隔热装置的中心管的结构示意图。

如图2所示，本实用新型的密封隔热装置包括中心管4、隔热环5、密封支架6、上密封堵头7和下密封堵头8；其中，隔热环5套设在中心管4的外壁，密封支架6包裹在隔热环5的外侧，上密封堵头7和下密封堵头8均套设在中心管4上，且上密封堵头7和下密封堵头8分别套设在隔热环5的两端。

使用该密封隔热装置密封管柱节箍处的安装过程如下所示：如图3所示，首先，将该密封隔热装置置于下油管节箍9的中心孔91中，下油管节箍9的中心孔91下端设有从上至下径向向内渐缩的缩径段92，且该密封隔热装置与下油管节箍9同轴设置，该密封隔热装置的下密封堵头8的下端与油管节箍9的中心孔91下端的缩径段92的内壁相抵接，然后安装上油管节箍10，上油管节箍10伸入密封隔热装置与下油管节箍9之间的间隙，并旋紧上油管节箍10，上油管节箍10与下油管节箍9丝扣连接，在开始旋紧上油管节箍10过程中，上密封堵头7与上油管节箍10的内壁相抵接，继续旋紧上油管节箍10，上油管节箍10的内壁挤压该密封隔热装置的密封支架6，密封支架6受挤压发生轻微变形而贴紧上油管节箍10的内壁，隔热环5具有一定的塑性，隔热环5随密封支架6的轻微变形而产生变化，确保隔热效果，再次旋紧上油管节箍10，上油管节箍10的内壁与下密封堵头8相抵接，上油管节箍10的中心孔的上端设有从上至下径向向外扩张的扩径段101，直至上油管节箍10的扩径段101的内壁压紧上密封堵头7，从而使该密封隔热装置起到良好的密封及隔热效果。

另外，从管柱节箍处中取出该密封隔热装置的过程与安装过程相反：旋转上油管节箍10使上油管节箍10松开与下油管节箍9之间的连接，即正常卸开上油管节箍10与下油管节箍9之间的连接丝扣后，可以目视到该密封隔热装置，然后用手将该密封隔热装置从下油管节箍9的内孔中取出即可。

本实用新型的密封隔热装置结构简单，该密封隔热装置可以起到良好的密封效果，同时，隔热环5使该密封隔热装置具有良好的隔热效果，实现减少在注气阶段整趟管柱的热损失的目的。在使用过程中，该密封隔热装置具有安装方便的优点，同时该密封隔热装置的中心管4内壁无缩径结构，不会影响后期的测试仪器在管柱中的上下移动；另外，在取出该密封隔热装置过程中，还具有容易从管柱节箍处中取出的优点。

具体的，如图4所示，中心管4为中空的圆柱型管，中心管4的内孔内部无缩径结构，也即，该中心管4的内壁无任何台阶结构，以保证该密封隔热装置内部无缩径，以实现不会影响后期的测试仪器在管柱中的上下移动的目的；进一步的，在本实施例中，中心管4的外壁上可设有多个沿中心管4的轴向间隔设置的环缝43，以实现中心管4可以沿其轴向方向扩张，达到灵活适应不同长度的管柱节箍处的效果，在本实用新型中，环缝43沿中心管4的周向方向环设在中心管4的外壁，多个环缝43沿中心管4的轴向间隔设置，当然，环缝43也可设计为螺旋型的环缝，螺旋型的环缝从中心管4的外壁的上端连续地环绕至中心管4的外壁的下端，环缝43的深度可根据实际需求而调整，以满足中心管4沿其轴向方向扩张的需求即可，环缝43的形状也可设计为其他结构，在此不做具体限制。在一具体实施方式中，中心管4的两端分别形成有上扩径头41和下扩径头42，在本实用新型中，上扩径头41和下扩径头42分别与中心管4一体成型，当然，上扩径头41和下扩径头42也可以采用其他方式与中心管4相接，在此不做具体限制。

如图2和图3所示，隔热环5套设在中心管4的外壁，隔热环5采用复合材料制成，使隔热环5具有良好的隔热效果，同时隔热环5还具有一定的塑性，在本实用新型中，隔热环5由二氧化硅气凝胶和玻璃纤维复合而成，与石墨材料高达151W/m·K的导热系数相比，实际测得该隔热环5的导热系数仅为0.030W/m·K，隔热等级达到R-33.3，有效解决了JM/100型接箍密封装置“只密封，不隔热”的问题，以达到密封的同时具有优异的隔热性能的目的；进一步地，隔热环5靠近上密封堵头7的一端的外侧形成有从上至下径向向外倾斜设置的上锥面51，优选地，隔热环5靠近下密封堵头8的一端的外侧形成有从上至下径向向内倾斜设置的下锥面52。

密封支架6包裹在隔热环5的外侧，密封支架6的外侧形状与隔热环5的外侧形状相似，密封支架6靠近上密封堵头7的一端的外侧形成有从上至下径向向外倾斜设置的外上锥面61，密封支架6的外上锥面61包裹在隔热环5的上锥面51的外侧，密封支架6靠近下密封堵头8的一端的外侧形成有从上至下径向向内倾斜设置的外下锥面62，密封支架6的外下锥面62包裹在隔热环5的下锥面52的外侧；在使用该密封隔热装置密封管柱节箍处时，密封支架6有效防止隔热环5与上油管节箍10的内壁直接接触，起到保护隔热环5的作用，有利于延长该密封隔热装置的使用寿命，在本实用新型中，密封支架6采用钢材制成，具有一定的强度，同时，密封支架6受挤压时能产生轻微的变形，优选地，上密封堵头7的外径和下密封堵头8的外径均小于或等于密封支架6的外径，以实现进一步提高该密封隔热装置的密封效果。

上密封堵头7套设在中心管4上，且上密封堵头7套设在隔热环5的上端，上密封堵头7采用高分子材料制成，使该密封隔热装置具有优良的机械性能和材料特性，首先，使该密封隔热装置的本体强度高，在使用该密封隔热装置过程中，上密封堵头7不会发生破碎情形，即实现不污染井下环境，保证内通径，其次，由于上密封堵头7具有优异的自润滑性能和耐磨性能，使得该密封隔热装置长期使用后不发生粘连，容易将该密封隔热装置从管柱节箍处再次取出，在本实用新型中，上密封堵头7采用聚醚醚酮(PEEK)制成。

进一步地，上密封堵头7的外侧形成有从上至下径向向外扩张的上导入曲面71，以实现将该密封隔热装置置于下部油管节箍9的内孔91后，上紧上油管节箍10过程中，减小上油管节箍10的内壁与上密封堵头7之间的摩擦力，容易上紧上油管节箍10，同样，在取出该密封隔热装置时，也有利于减小上油管节箍10的内壁与上密封堵头7之间的摩擦力，即实现容易卸下上油管节箍10的目的；优选地，上密封堵头7的内侧设有与隔热环5的上锥面51相配合的上扩张锥面72，实现上密封堵头7与隔热环5紧密贴合，在本实施例中，上密封堵头7的上扩张锥面72延伸至密封支架6的外上锥面61的外侧，以实现密封支架6稳定地包裹在隔热环5的外侧；在一具体实施方式中，上密封堵头7夹设在上扩径头41和隔热环5之间，可防止上密封堵头7从中心管4上脱落下来，在本实用新型中，上密封堵头7对应上扩径头41的内壁开有与上扩径头41相配合的上凹槽73，上扩径头41置于上凹槽73内，以达到上密封堵头7稳定地夹设在上扩径头41和隔热环5之间的目的。

下密封堵头8套设在中心管4上，且下密封堵头8套设在隔热环5的下端，下密封堵头8同样采用高分子材料制成，使该密封隔热装置具有优良的机械性能和材料特性，首先，使该密封隔热装置的本体强度高，在使用该密封隔热装置过程中，下密封堵头8不发生破碎情形，即实现不污染井下环境，保证内通径，其次，由于下密封堵头8具有优异的自润滑性能和耐磨性能，使得该密封隔热装置长期使用后不发生粘连，容易将该密封隔热装置从管柱节箍处再次取出，在本实用新型中，下密封堵头8同样采用聚醚醚酮(PEEK)制成。

进一步地，下密封堵头8的外侧形成有从上至下径向向内收缩的下导入曲面81，以实现将该密封隔热装置置于下部油管节箍9的内孔91后，上紧上油管节箍10的过程中，减小上油管节箍10的内壁与下密封堵头8之间的摩擦力，容易上紧上油管节箍10，同样，在取出该密封隔热装置时，也有利于减小上油管节箍10的内壁与下密封堵头8之间的摩擦力，即实现容易卸下上油管节箍10的目的；优选地，下密封堵头8的内侧设有与隔热环5的下锥面52相配合的下扩张锥面82，实现下密封堵头8与隔热环5紧密贴合，在本实施例中，下密封堵头8的下扩张锥面82延伸至密封支架6的外下锥面62的外侧，以实现密封支架6稳定地包裹在隔热环5的外侧；在一具体实施方式中，下密封堵头8夹设在下扩径头42和隔热环5之间，防止下密封堵头8从中心管4上脱落下来，在本实用新型中，下密封堵头8对应下扩径头42的内壁开有与下扩径头42相配合的下凹槽83，下扩径头42设在下凹槽83内，以达到下密封堵头8稳定地夹设在下扩径头42和隔热环5之间的目的；在本实用新型中，上密封堵头7和下密封堵头8尺寸相同，上密封堵头7和下密封堵头8构成该密封隔热装置的密封堵头，使该密封隔热装置具有良好的密封性能。

本实用新型的密封隔热装置的上下两端分别包裹有由高分子材料制成的上密封堵头7和由高分子材料制成的下密封堵头8，使得该密封隔热装置具有高强度，在使用过程中，该密封隔热装置不易发生破碎，不污染井下环境，同时，包覆的上密封堵头7和下密封堵头8均具有优异的自润滑性能和耐磨性能，使用后容易将该密封隔热装置从管柱节箍处中取出，该密封隔热装置的中心管4上套设有由复合材料制成的隔热环5，隔热环5由二氧化硅气凝胶和玻璃纤维复合而成，其隔热等级达到R-33.3，使该密封隔热装置具有良好的密封和隔热性能，隔热环5外侧包裹有由钢材制成的密封支架6，密封支架6可防止隔热环5与上油管节箍10的内壁直接接触，以延长隔热环5的寿命，即密封支架6有助于延长该密封隔热装置的使用寿命，同时，上密封堵头7的外径和下密封堵头8的外径均小于或等于密封支架6的外径，可以进一步提高该密封隔热装置的密封性能。

本实用新型通过巧妙的设计及大胆的材料运用，实现该密封隔热装置具有“不破碎、易取出、强密封和高隔热”的应用效果，避免了传统接箍密封装置容易破碎、隔热性能差、难以取出和内径缩小的问题，本实用新型的密封隔热装置不仅能够节约施工成本，同时也能提高工作效率。

本实用新型的密封隔热装置的组装过程如下：首先，将密封支架6包裹在隔热环5的外侧；然后，将包裹有密封支架6的隔热环5套设在在中心管4的外壁上；之后将由高分子材料加工成型的上密封堵头7套在中心管4上且上密封堵头7的上扩张锥面72抵压在隔热环5的上锥面51上，以及将由高分子材料加工成型的下密封堵头8套设在中心管4上，且下密封堵头8的下扩张锥面82抵压在隔热环5的下锥面上52上；最后，采用冲压工艺对中心管4的上下两端进行冲压，使中心管4的上下端分别形成上扩径头41和下扩径头42，也即，使上密封堵头7稳定地夹设在上扩径头41和隔热环5之间，以及使下密封堵头8稳固地夹设在下扩径头42和隔热环5之间，上述过程即为该密封隔热装置整个装配过程。

针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本实用新型进行解释，以便于能够更好地理解本实用新型，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本实用新型的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。

Claims (8)

1.一种密封隔热装置，其特征在于，所述密封隔热装置包括：

中心管；

隔热环，其套设在所述中心管的外壁；

密封支架，其包裹在所述隔热环的外侧；

上密封堵头和下密封堵头，所述上密封堵头和所述下密封堵头均套设在所述中心管上，所述上密封堵头和所述下密封堵头分别套设在所述隔热环的两端。

2.如权利要求1所述的密封隔热装置，其特征在于，所述中心管的外壁上设有多个沿所述中心管的轴向间隔设置的环缝。

3.如权利要求1所述的密封隔热装置，其特征在于，所述中心管的两端分别形成有上扩径头和下扩径头，所述上密封堵头夹设在所述上扩径头和所述隔热环之间，所述下密封堵头夹设在所述下扩径头和所述隔热环之间。

4.如权利要求1所述的密封隔热装置，其特征在于，所述上密封堵头的外侧形成有从上至下径向向外扩张的上导入曲面。

5.如权利要求4所述的密封隔热装置，其特征在于，所述下密封堵头的外侧形成有从上至下径向向内收缩的下导入曲面。

6.如权利要求1所述的密封隔热装置，其特征在于，所述隔热环靠近所述上密封堵头的一端的外侧形成有从上至下径向向外倾斜设置的上锥面，所述上密封堵头的内侧设有与所述上锥面相配合的上扩张锥面。

7.如权利要求6所述的密封隔热装置，其特征在于，所述隔热环靠近所述下密封堵头的一端的外侧形成有从上至下径向向内倾斜设置的下锥面，所述下密封堵头的内侧设有与所述下锥面相配合的下扩张锥面。

8.如权利要求1所述的密封隔热装置，其特征在于，所述上密封堵头的外径和所述下密封堵头的外径均小于或等于所述密封支架的外径。