CN206737877U - 一种加热管缆的井口悬挂器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种加热管缆的井口悬挂器，井口悬挂器包括顶部密封组件、悬挂组件、芯轴密封组件、底部密封组件和旁通组件，顶部密封组件、悬挂组件、芯轴密封组件和底部密封组件通过各自的壳体围成上下贯通的空腔，加热管缆通过悬挂组件悬挂于空腔内；旁通组件侧向安装于悬挂组件上，电缆杆穿过旁通组件伸入空腔的内部，电缆杆通过悬挂组件与加热管缆的缆芯相连。通过本实用新型的井口悬挂器的旁通组件，将传统的两通井口悬挂器变化为三通井口悬挂器，并将电缆杆穿过旁通组件，从而解决了对加热管缆通电加热的问题。

Description

一种加热管缆的井口悬挂器

技术领域

本实用新型涉及一种加热管缆的井口悬挂器，适用于石油工程的技术领域。

背景技术

油井结蜡是油田开发过程中存在已久的问题，当原油从地下抽到地面时，由于溶解气体的逸出和膨胀而使原油温度逐渐降低，蜡就从原油中按分子量的大小顺序结晶析出，并继而沉积在油管内壁上，致使井筒变窄，油井产量降低，严重时还会堵塞油管造成油井停产。原油对蜡的溶解度随温度的降低而减小，当温度降低到原油对蜡的溶解度小于原油的含蜡量的某一值时，原油中溶解的蜡便开始析出。目前油田采油中所用的超声波技术主要利用超声波的声能击碎原油和石蜡的高分子链，使之变为低分子链，提高了流动性，使其利用的电能一部分转为声能而另一部分转为热能，而转为热能的部分则白白的浪费了。超声波电热清蜡装置即利用了电能转换成的声能，又利用电能在传输过程中释放的热能，对能源进行了综合利用。申请人的在先申请201710122007.4提出了一种中频感应加热管缆及其制备方法，其中利用电感应加热原理将连续油管变成热载体形成加热管缆，加热流经油管和管缆环空的天然气或原油，实现消除结蜡等作用。

油管悬挂器是支承油管柱并密封油管和套管之间环形空间的一种装置。油管悬挂器密封方式是油管悬挂器与油管连接利用重力座入椎体内而密封，便于操作，换井口速度快、安全，故而是中深井、常规井所普遍使用的方式。悬挂器的作用有：悬挂井内油管柱、密封油管和套管的环形空间、为下接套管头和上接采油树提供过渡等。

中国专利申请201410629076.0、201520866618.6和201420667666.8分别公开了三种不同的连续油管悬挂器，由于其中不涉及到对连续油管的内部管缆进行加热的问题，因此悬挂器内部都是上下直通的。另外，油管和壳体之间采用单向密封件进行密封，密封效果不佳。

现有技术中缺少一种密封性能更佳、且适用于加热管缆的井口悬挂器。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术中的上述不足，提供了一种加热管缆的井口悬挂器，加热管缆包括连续油管、缆芯和芯套，芯套包裹在缆芯的外部并置于连续油管的内部，缆芯和连续油管的直径之比为0.05-0.95；井口悬挂器包括顶部密封组件、悬挂组件、芯轴密封组件、底部密封组件和旁通组件，顶部密封组件、悬挂组件、芯轴密封组件和底部密封组件通过各自的壳体围成上下贯通的空腔，加热管缆通过悬挂组件悬挂于空腔内；旁通组件侧向安装于悬挂组件上，电缆杆穿过旁通组件伸入空腔的内部并与加热管缆的缆芯相连。

优选地，所述井口悬挂器的最下端设置盲板法兰，盲板法兰通过螺栓固定到法兰座上，所述盲板法兰和所述法兰座之间设有密封件，所述盲板法兰和所述法兰座上分别设有施压口且内部设有压力通道。

优选地，所述芯轴密封组件包括芯轴，芯轴的下部空腔内还设有金属密封环，金属密封环的底端与壳体的内锥面接触密封；芯轴的下端的梯形斜面与金属密封环的上端的尖角斜面配合，从而实现金属密封环分别与壳体和连续油管的双向密封。

优选地，在所述金属密封环的上方设有顶丝，顶丝沿壳体上的开口伸入空腔的内部，所述顶丝插入空腔中的内端部呈锥形，芯轴上设有推压斜面，使得顶丝的锥形端部能够与推压斜面相配合。

优选地，所述芯轴连接有夹持组件，夹持组件包括夹臂以及设置在夹臂内部的上下两个卡瓦；两个卡瓦形成双向悬挂结构。

优选地，所述芯轴的上端与悬挂筒螺纹连接，所述悬挂筒的上端设有打捞筒，所述悬挂筒的内部设有金属护套；

所述悬挂筒和所述金属护套之间设有绝缘护套，所述绝缘护套的下部设有第一绝缘密封件，所述第一绝缘密封件能够密封绝缘护套的下部和悬挂筒之间的空隙、以及悬挂筒和所述芯套之间的空隙；所述第一绝缘密封件的下部与所述芯套隔开并填充有第二绝缘密封件。

优选地，所述旁通组件包括母法兰、拉拔系统和子法兰，母法兰通过螺栓固定到井口悬挂器的壳体上，子法兰通过螺栓固定到母法兰上；

所述拉拔系统包括拉拔本体、拉拔件、夹持卡件和弹性密封件，子法兰和拉拔本体之间具有空腔，该空腔内设有围绕在电缆杆周围的绝缘密封组件，拉拔件穿过拉拔本体的端部开口与绝缘密封组件抵紧接触；在拉拔件和电缆杆之间设有绝缘密封部件，在该绝缘密封部件与电缆杆之间设有夹持卡件。

优选地，所述顶部密封组件包括平板阀、顶部法兰座、顶部盲板法兰、耐压阀和压力表，所述顶部盲板法兰中间设有顶部压力通道，所述顶部压力通道的一端与所述平板阀的内腔连通，另一端通过三通管分别与所述耐压阀和所述压力表相连。

通过本实用新型的井口悬挂器的旁通组件，将传统的两通井口悬挂器变化为三通井口悬挂器，并将电缆杆穿过旁通组件，从而解决了对加热管缆通电加热的问题。同时，还优化了井口悬挂器的各处密封，使得本实用新型的井口悬挂器具有密封效果好、功能多，能够适用于加热管缆的油井作业中。

附图说明

图1是本实用新型的井口悬挂器的正视图。

图2是本实用新型的井口悬挂器的顶视图。

图3是本实用新型的井口悬挂器的侧视图。

图4是本实用新型的井口悬挂器的仰视图。

图5是本实用新型的井口悬挂器沿图3中A-A面的剖视图。

图6是图5所示的S1区段的放大视图。

图7是图5所示的S2区段的放大视图。

图8是图5所示的S3区段的放大视图。

图9是图5所示的S4区段的放大视图。

图10是本实用新型的加热管缆的截面示意图。

图11是本实用新型的悬挂组件的细部示意图。

图12是本实用新型的拉拔系统的细部示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

如图1-5、8、10所示，根据本实用新型的加热管缆6包括连续油管61、缆芯63和芯套62，芯套62包裹在缆芯63的外部并置于连续油管61的内部，缆芯63和连续油管61的直径之比为0.05-0.95。根据本实用新型的加热管缆的井口悬挂器，包括顶部密封组件1、悬挂组件2、芯轴密封组件3、底部密封组件4和旁通组件5，顶部密封组件1、悬挂组件2、芯轴密封组件3和底部密封组件4通过各自的壳体围成上下贯通的空腔，加热管缆6通过悬挂组件2悬挂于空腔内；旁通组件5侧向安装于悬挂组件2上，电缆杆50穿过旁通组件5伸入空腔的内部，电缆杆50通过悬挂组件2与加热管缆6的缆芯63相连。作业时，通过电缆杆50向缆芯63供电，以达到连续油管加热的目的。

如图6所示，其中显示了根据本实用新型的底部密封组件4的结构示意图。如图所示，井口悬挂器的最下端设置盲板法兰41，盲板法兰41通过螺栓固定到法兰座45上。盲板法兰41和法兰座45之间设有密封件44，盲板法兰41和法兰座45上分别设有施压口42。盲板法兰41和法兰座45的内部设有压力通道43，压力通道43的一端与施压口42连通，另一端与井口悬挂器内部的空腔连通。作业时，将施压口42与油井的采气树阀门相连接。

如图6和7所示，其中显示了根据本实用新型的芯轴密封组件3的结构示意图。芯轴位于井口悬挂器内部的空腔内，该空腔的下端呈倒圆锥形。芯轴密封组件包括螺纹连接的上芯轴10和下芯轴20，下芯轴20的下部空腔内还设有金属密封环30，金属密封环30的底端与壳体的内锥面接触密封。如图6所示，下芯轴20的下端呈倒梯形，金属密封环30的上端呈带有台阶部的尖角形。其中，下芯轴20的下端的梯形斜面与金属密封环30的上端的尖角斜面配合并可相对滑动，下芯轴20的下端的梯形底面与金属密封环30的台阶部配合。由此，当下芯轴20向下运动时，下芯轴20的下端可沿金属密封环30的斜面滑动，直至下芯轴20的底面抵靠在金属密封环30的台阶部上。本申请中通过下芯轴和金属密封环这两个密封件的反向布置，使得壳体和管缆之间实现了双向密封，确保了芯轴与管缆间密封的可靠性。优选地，在下芯轴20和壳体之间、下芯轴20和连续管缆之间都设有辅助密封装置，例如O型圈密封。这样，在壳体和管缆之间就实现了多道密封，增强了密封效果。

在双向密封的金属密封环的上方设有顶丝31，在本实用新型的优选实施方式中，顶丝31沿井口悬挂器的周向均匀设有六根。顶丝31沿井口悬挂器的壳体上的开口伸入空腔的内部，顶丝31和壳体之间设有聚四氟乙烯圈密封件32。插入空腔中的顶丝31的内端部呈锥形，相应位置的下芯轴20上设有推压件33。推压件33的上表面上设有推压斜面，使得顶丝31的锥形端部能够与推压斜面相配合。在将顶丝31向内推动的过程中，通过沿推压斜面前行而将下芯轴20向下压动，并带动金属密封环30向下移动，从而实现了壳体和管缆之间的密封。

如图7和8所示，其中显示了悬挂组件2的细部结构图。如图所示，上芯轴10和下芯轴20之间螺纹连接，并且在上芯轴10和下芯轴20之间形成双向悬挂结构。上芯轴10连接有上夹持组件，上夹持组件包括上夹臂101以及设置在上夹臂101内部的上卡瓦102。下芯轴20连接有下夹持组件，下夹持组件包括下夹臂201以及设置在下夹臂201内部的下卡瓦202。上卡瓦102和下卡瓦202的内壁设有卡纹以夹持连续油管的外壁，上卡瓦102和下卡瓦202通过分隔件103分开，以避免两个卡瓦相互触碰。采用此种双向悬挂结构，不仅能够防止管缆由于自重落入井中，而且还能防止由于地下油压过大导致连续油管被顶起，即能够防止管缆的双向移动。

上芯轴10的上端与悬挂筒40螺纹连接。如图8所示，悬挂筒40的上端设有打捞筒26，悬挂筒40的内部设有金属护套21(例如，铜套)，金属护套21的周壁上设有孔，压丝22穿过金属护套21周壁上的孔将管缆的缆芯63固定在金属护套21的内腔中。悬挂筒40和金属护套21之间设有绝缘护套25。绝缘护套25的下部设有第一绝缘密封件23。第一绝缘密封件23的形状被构造成使得能够密封绝缘护套25的下部和悬挂筒40之间的空隙、以及悬挂筒40和芯套62之间的空隙。第一绝缘密封件23的下部与芯套62隔开一定的空隙，在此空隙内还填充有第二绝缘密封件24。从而，在悬挂筒40和金属护套21之间形成多道绝缘密封，以防止通过电缆杆50传导至缆芯63上的电流泄漏至悬挂筒上。打捞筒26能够用于将芯轴及其内部的管缆提升出油井。为了使得提升作业顺利进行，可以在与电缆杆50对应部位的壳体内壁上设置切刀27。这样，在提升作业时，通过切刀27将电缆杆50切断，从而能够保证提升作业顺利进行。

如图8和12所示，其中显示了根据本实用新型的旁通组件5的结构详图。如图所示，电缆杆50穿过旁通组件5与金属护套21相接触，从而实现将电流通过电缆杆50传到管缆的连续油管上、加热流经连续油管和管缆环空的天然气或原油、消除结蜡等作用。旁通组件5包括母法兰51、拉拔系统52、打压阀53、子法兰54。母法兰51通过螺栓固定到井口悬挂器的壳体上，子法兰54通过螺栓固定到母法兰51上。拉拔系统52包括拉拔本体521、拉拔件522、夹持卡件524、弹性密封件525。其中，子法兰54和拉拔本体521之间具有空腔，该空腔内设有围绕在电缆杆50周围的绝缘密封组件541。拉拔件522穿过拉拔本体521的端部开口与绝缘密封组件541抵紧接触，在拉拔件522和电缆杆50之间也设有绝缘密封部件525。在拉拔件522和电缆杆50之间的绝缘密封部件525与电缆杆50之间设有夹持卡件524。打压阀53设置在子法兰54的外部，并与子法兰54和拉拔本体521之间的空腔连通，用于向其中通入压力。在通过打压阀53注入压力以后，使得子法兰54和拉拔本体521之间的压力增大，推动拉拔本体521向外运动，并带动夹持卡件524夹持电缆杆向外运动，从而实现将电缆杆拉出的目的。

如图9所示，其中显示了顶部密封组件1的结构示意图。如图所示，顶部密封组件1包括平板阀15、顶部法兰座14、顶部盲板法兰13、耐压阀12和压力表11。其中，顶部盲板法兰13中间设有顶部压力通道131，顶部压力通道131的一端与平板阀15的内腔连通，另一端通过三通管132分别与耐压阀12和压力表11相连，以控制和监测壳体空腔内部的压力变化情况。

通过本实用新型的井口悬挂器的旁通组件，将传统的两通井口悬挂器变化为三通井口悬挂器，并使电缆杆穿过旁通组件，从而解决了对加热管缆通电加热的问题。同时，还优化了井口悬挂器的各处密封，使得本实用新型的井口悬挂器具有密封效果好、功能多，能够适用于加热管缆的油井作业中。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种加热管缆的井口悬挂器，所述加热管缆包括连续油管、缆芯和芯套，芯套包裹在缆芯的外部并置于连续油管的内部，所述缆芯和所述连续油管的直径之比为0.05-0.95，其特征在于，所述井口悬挂器包括顶部密封组件、悬挂组件、芯轴密封组件、底部密封组件和旁通组件，所述顶部密封组件、悬挂组件、芯轴密封组件和底部密封组件通过各自的壳体围成上下贯通的空腔，所述加热管缆通过所述悬挂组件悬挂于空腔内；所述旁通组件侧向安装于所述悬挂组件上，电缆杆穿过所述旁通组件伸入空腔的内部并与加热管缆的缆芯相连。

2.根据权利要求1所述的井口悬挂器，其特征在于，所述井口悬挂器的最下端设置盲板法兰，盲板法兰通过螺栓固定到法兰座上，所述盲板法兰和所述法兰座之间设有密封件，所述盲板法兰和所述法兰座上分别设有施压口且内部设有压力通道。

3.根据权利要求1或2所述的井口悬挂器，其特征在于，所述芯轴密封组件包括芯轴，芯轴的下部空腔内还设有金属密封环，金属密封环的底端与壳体的内锥面接触密封；芯轴的下端的梯形斜面与金属密封环的上端的尖角斜面配合，从而实现金属密封环分别与壳体和连续油管的双向密封。

4.根据权利要求3所述的井口悬挂器，其特征在于，在所述金属密封环的上方设有顶丝，顶丝沿壳体上的开口伸入空腔的内部，所述顶丝插入空腔中的内端部呈锥形，芯轴上设有推压斜面，使得顶丝的锥形端部能够与推压斜面相配合。

5.根据权利要求3所述的井口悬挂器，其特征在于，所述芯轴连接有夹持组件，夹持组件包括夹臂以及设置在夹臂内部的上下两个卡瓦；两个卡瓦形成双向悬挂结构。

6.根据权利要求4所述的井口悬挂器，其特征在于，所述芯轴的上端与悬挂筒螺纹连接，所述悬挂筒的上端设有打捞筒，所述悬挂筒的内部设有金属护套；

所述悬挂筒和所述金属护套之间设有绝缘护套，所述绝缘护套的下部设有第一绝缘密封件，所述第一绝缘密封件能够密封绝缘护套的下部和悬挂筒之间的空隙、以及悬挂筒和所述芯套之间的空隙；所述第一绝缘密封件的下部与所述芯套隔开并填充有第二绝缘密封件。

7.根据权利要求1或2所述的井口悬挂器，其特征在于，所述旁通组件包括母法兰、拉拔系统和子法兰，母法兰通过螺栓固定到井口悬挂器的壳体上，子法兰通过螺栓固定到母法兰上；

所述拉拔系统包括拉拔本体、拉拔件、夹持卡件和弹性密封件，子法兰和拉拔本体之间具有空腔，该空腔内设有围绕在电缆杆周围的绝缘密封组件，拉拔件穿过拉拔本体的端部开口与绝缘密封组件抵紧接触；在拉拔件和电缆杆之间设有绝缘密封部件，在该绝缘密封部件与电缆杆之间设有夹持卡件。

8.根据权利要求1或2所述的井口悬挂器，其特征在于，所述顶部密封组件包括平板阀、顶部法兰座、顶部盲板法兰、耐压阀和压力表，所述顶部盲板法兰中间设有顶部压力通道，所述顶部压力通道的一端与所述平板阀的内腔连通，另一端通过三通管分别与所述耐压阀和所述压力表相连。