CN208152973U - 一种螺杆泵井口注汽密封装置及注采一体化光杆密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种螺杆泵井口注汽密封装置及注采一体化光杆密封装置，其中井口注汽密封装置，所述密封器底座外壁与井口的油管四通上端口密封式连接，密封器底座内壁与注汽密封筒连接，注汽密封芯下端连接抽油杆，所述注汽密封筒下端口内壁开设密封筒下端锥面密封结构，所述注汽密封芯外壁开设密封芯外壁锥面密封结构，所述密封筒下端锥面密封结构与密封芯外壁锥面密封结构相配合密封，所述密封器底座上端口内壁开设底座上端锥面密封结构，所述悬挂短节外壁设置金属锥面密封环，所述底座上端锥面密封结构与金属锥面密封环相配合密封。本实用新型针对螺杆泵注采一体化工艺的注汽、转抽、生产等过程进行优化设计，提高了安全性，完善了螺杆泵井注采一体化工艺。

Description

一种螺杆泵井口注汽密封装置及注采一体化光杆密封装置

技术领域

本实用新型涉及石油开采技术，具体地说是一种螺杆泵井口注汽密封装置及注采一体化光杆密封装置。

背景技术

全金属螺杆泵定转子均为金属材质，可于稠油热采井实施注采一体化工艺，注汽后不动管柱转抽，简化作业工序。根据调研，现有全金属螺杆泵注采一体化技术仍采用仅更换耐高温密封盘的螺杆泵光杆密封器作为注汽时的井口密封装置。该方式一是填料密封一旦在注汽过程中失效，则无法及时封井，高温高压蒸汽泄漏无法控制；二是采用这种密封器实施注采一体化工艺，注汽时整根光杆矗立于井口以上，也存在一定的安全风险。

经过检索井口密封、锥面等关键词，发现了以下公开文献，与本申请仔细对比后，应用到锥面的相关部件跟本申请完全不同，即在整体技术方案、技术效果等均不相同，除了锥面密封的公知技术原理外，其他也没有任何技术启示。

申请号：201410828506.1，公开日2015-04-29公开了一种防泄漏井口密封装置，包括盒体、光杆，在盒体中部的孔中设有弹簧和内、外封套，所述内封套的外周面的下部为上端直径大而下端直径小的锥面，上部为台阶柱面，在锥面和台阶柱面之间为环形槽面，所述上部的台阶柱面的上端面与封盖的下端面接触，所述内封套下部的锥体为沿圆周均布的块体组成，各块体为与轴向斜交的块体，各块体的上端与环形槽体连接，外封套的内孔为与所述内封套的外锥面相配的锥孔，此外封套的外柱面与其外的封套筒孔相配，光杆滑配在盒体内的密封环孔、内封套孔和封盖孔中。本实用新型具有密封效果好、使用寿命长的显著优点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种螺杆泵井口注汽密封装置及注采一体化光杆密封装置，针对螺杆泵注采一体化工艺的注汽、转抽、生产等过程进行优化设计，提高了安全性，完善了螺杆泵井注采一体化工艺。

本实用新型的目的可提供如下技术措施来实现：

该螺杆泵井口注汽密封装置包括密封器底座、注汽密封筒、注汽密封芯、悬挂短节，所述密封器底座外壁与井口的油管四通上端口密封式连接，密封器底座内壁与注汽密封筒连接，所述注汽密封芯从注汽密封筒下端口穿入，一直伸入到密封器底座内部，所述悬挂短节下端面中心有一连接柱，连接柱与注汽密封芯上端面的连接槽丝扣式连接，注汽密封芯下端连接抽油杆，所述注汽密封筒下端口内壁开设密封筒下端锥面密封结构，所述注汽密封芯外壁开设密封芯外壁锥面密封结构，所述密封筒下端锥面密封结构与密封芯外壁锥面密封结构相配合密封，所述密封器底座上端口内壁开设底座上端锥面密封结构，所述悬挂短节外壁设置有硬度比密封器底座小的金属锥面密封环，所述底座上端锥面密封结构与金属锥面密封环相配合密封，所述密封器底座上端连接密封罩，悬挂短节完全位于密封罩内，所述油管四通上端连接防护罩，密封器底座和密封罩完全位于防护罩内。

本实用新型的目的还可提供如下技术措施来实现：

所述密封罩开设密封罩泄压孔，该孔安装丝堵；所述防护罩开设防护罩泄压孔，该孔安装丝堵。

所述注汽密封芯外壁开设吊卡台面；所述悬挂短节外壁也开设有吊卡台面。

本实用新型的目的可通过另一技术方案来实现：

该螺杆泵井口注采一体化光杆密封装置包括光杆密封器，光杆密封器密封在光杆外壁，还包括密封器底座、注汽密封筒、注汽密封芯，所述密封器底座外壁与井口的油管四通上端口密封式连接，密封器底座内壁与注汽密封筒连接，所述密封器底座上端连接光杆密封器，所述注汽密封芯上端连接光杆，注汽密封芯下端连接抽油杆，所述注汽密封筒下端口内壁开设密封筒下端锥面密封结构，所述注汽密封芯外壁开设密封芯外壁锥面密封结构，所述密封筒下端锥面密封结构与密封芯外壁锥面密封结构相配合密封。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

螺杆泵井口注采一体化光杆密封装置，光杆密封器采用与现有螺杆泵光杆密封器相似的结构，内部采用可耐高温的密封填料，主要在正常生产时对杆管环空进行密封。密封器底座连接于光杆密封器下部，安装于现有的螺杆泵热采井口顶部，其下部连接注汽密封筒，顶部内侧设置有密封结构。注汽密封筒内表面为高精度光滑面，与注汽密封芯的高精度光滑外表面相配合，阻隔汽、液通过。注汽密封筒底部和注汽密封芯底部分别设置可相互配合的密封结构，以便在井内压力过高密封芯上窜时阻挡密封芯上窜，同时利用密封芯的上顶力使密封面接触隔断压力。注气密封芯下部连接抽油杆，上部可连接光杆。其上部外侧设置有吊卡台面，供施工过程中安装吊卡时使用。

螺杆泵井口注汽密封装置，悬挂短节连接于注汽密封芯顶部，其底部外侧设置有硬度小于密封器底座顶部内侧密封结构的软金属密封结构，可在注汽过程中与密封器底座顶部内侧的密封结构相配合，承载井内杆柱重量并依靠杆柱自重来密封杆管环空；其本体上设置有吊卡台面，供施工过程中安装吊卡时使用。密封罩安装于密封底座上部外侧，将密封器底座上部开口整体包裹密封，防止高温高压流体从注气密封筒和注汽密封芯之间的间隙泄露。防护罩以法兰连接型式安装于热采井口顶部法兰面上，将外露的密封器底座、密封罩包裹在内，防止密封器底座与井口连接处或者密封罩与密封器底座连接处压力泄露。密封罩、防护罩上均设置有泄压孔，以便观察其内部压力、在必要时进行泄压操作。由于采用了注汽密封筒与注汽密封芯间隙配合密封、悬挂短节与密封器底座软金属密封、密封罩与密封器底座螺纹密封、防护罩与热采井口法兰密封等多重密封手段，注汽密封装置的安全性和可靠性大大提高，尤其是防护罩与热采井口之间的法兰连接使该装置的密封性能达到与热采井口相同级别，消除了现有技术采用光杆密封装置作为注汽密封造成井口耐压级别降低的问题。

该装置在注汽施工时，通过上提光杆使注汽密封筒、注汽密封芯相互配合，然后拆除光杆并安装悬挂短节悬挂抽油杆柱，使螺杆泵转子脱出定子让出注汽通道，之后依次安装密封罩、防护罩封闭井口，最后即可从油管四通开始注汽。注汽后待焖井放喷至井口压力和温度降低到某一程度后，连通生产流程打开油管闸门，之后拆除井口注汽密封装置，将光杆连接至注汽密封芯并下放，安装光杆密封器，螺杆泵转子进入定子，最后安装驱动装置即可转抽。

注汽时采用与热采井口相同安全级别的多重注汽密封技术，相较现有仅采用光杆密封器进行注汽密封的技术方案安全级别更高，避免了单一密封形式降低了井口耐压等级、失效后无法进行压力控制的缺陷。

附图说明

图1为本实用新型的螺杆泵井口注汽密封装置结构示意图；

图2为本实用新型螺杆泵井口注采一体化光杆密封装置结构示意图。

图中：防护罩1，防护罩泄压孔1-1，密封罩2，密封罩泄压孔2-1，密封器底座3，底座上端锥面密封结构3-1，注汽密封筒4，密封筒下端锥面密封结构4-1，注汽密封芯5，密封芯外壁锥面密封结构5-1，吊卡台面5-2，悬挂短节6，金属锥面密封环6-1，吊卡台面6-2。

具体实施方式

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。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：螺杆泵井口注汽密封装置，包括密封器底座3、注汽密封筒4、注汽密封芯5、悬挂短节6，所述密封器底座3外壁与井口的油管四通上端口密封式连接，密封器底座内壁与注汽密封筒4连接，所述注汽密封芯5从注汽密封筒下端口穿入，一直伸入到密封器底座内部，所述悬挂短节6下端面中心有一连接柱，连接柱与注汽密封芯上端面的连接槽丝扣式连接，注汽密封芯下端连接抽油杆105，所述注汽密封筒下端口内壁开设密封筒下端锥面密封结构4-1，所述注汽密封芯外壁开设密封芯外壁锥面密封结构5-1，所述密封筒下端锥面密封结构与密封芯外壁锥面密封结构相配合密封，所述密封器底座上端口内壁开设底座上端锥面密封结构3-1，所述悬挂短节外壁设置有硬度比密封器底座小的金属锥面密封环6-1，所述底座上端锥面密封结构与金属锥面密封环相配合密封，所述密封器底座上端连接密封罩2，悬挂短节完全位于密封罩内，所述油管四通上端连接防护罩1，密封器底座和密封罩完全位于防护罩内。所述密封罩开设密封罩泄压孔2-1，该孔安装丝堵；所述防护罩开设防护罩泄压孔1-1，该孔安装丝堵。所述注汽密封芯外壁开设吊卡台面；所述悬挂短节外壁也开设有吊卡台面。

如附图2所示，螺杆泵井口注采一体化光杆密封装置，包括光杆密封器109，光杆密封器密封在光杆108外壁，还包括密封器底座3、注汽密封筒4、注汽密封芯5，所述密封器底座外壁与井口的油管四通上端口密封式连接，密封器底座内壁与注汽密封筒连接，所述密封器底座上端连接光杆密封器，所述注汽密封芯上端连接光杆，注汽密封芯下端连接抽油杆，所述注汽密封筒下端口内壁开设密封筒下端锥面密封结构，所述注汽密封芯外壁开设密封芯外壁锥面密封结构，所述密封筒下端锥面密封结构与密封芯外壁锥面密封结构相配合密封。

如附图2所示，油管四通101和套管四通102连接，油管四通101下端连接油管104，套管四通102下端与套管103连接，正常生产时，井口密封装置的密封器底座3安装于热采井口的油管四通101顶部法兰面的中心孔内，其上部安装有光杆密封器109，下部安装有注汽密封筒4。油井的光杆108安装于光杆密封器内部，穿过密封器底座3和注汽密封筒4伸入井口中心通道。注汽密封芯5连接于光杆108下端，其下部连接井内的抽油杆105。此时注汽密封芯5脱离注汽密封筒4，位于其下方。密封器底座3和光杆之间的环空内也可安装密封盘根用于增强生产过程中光杆密封器的密封效果。

如附图1所示，需要注汽时，拆除驱动电机106及电机支架107，上提光杆108，光杆带动注汽密封芯5及井内抽油杆上行，待注汽密封芯5进入注汽密封筒4内部后，二者之间配合形成密封，切断井内压力。此后松开光杆密封器和密封器底座3之间的连接，继续上提光杆使注汽密封芯5将密封器底座3内的密封盘根顶出，待注汽密封芯5上部的吊卡台面5-2露出密封器底座3的上端面后，在吊卡台面5-2处安装吊卡将注汽密封芯5和井下抽油杆悬挂于密封器底座3的上端面处。之后断开光杆和注汽密封芯5之间连接，拆除光杆和光杆密封器。紧接着将悬挂短节6安装至注汽密封芯5，在吊卡台面6-2处安装吊卡，略微吊起悬挂短节6、注汽密封芯5及井内抽油杆，拆除安装在吊卡台面5-2处的吊卡，然后下放悬挂短节6，使其下部的金属锥面密封环6-1座封于密封器底座3上端的底座上端锥面密封结构3-1处，起到悬挂抽油杆和密封杆管环空的作用。此时，注汽密封芯5下部的密封芯外壁锥面密封结构5-1和注汽密封筒4下部的密封筒下端锥面密封结构4-1处于分离状态，当井内压力过高或者突升使得抽油杆上顶时，密封芯外壁锥面密封结构5-1和密封筒下端锥面密封结构4-1相互贴合，一方面阻止杆柱继续上窜，另一方面形成自封密封效果，隔断井内压力，可在施工操作过程中起到安全保护作用。接下来拆除吊卡台面6-2处吊卡，将密封罩2安装至密封器底座3，旋紧泄压孔2-1处螺栓，最后将防护罩1安装至热采井口的油管四通顶部法兰面上，旋紧泄压孔1-1处螺栓，或者安装压力表。全部安装完成后如附图1所示。此时热采井口处于耐高温高压密封状态，井内抽油杆上提后螺杆泵转子脱出定子，注汽通道打开，可以进行注汽操作。

注汽完毕，焖井放喷后，需要转抽时，在防护罩1的泄压孔1-1处安装压力表检测防护罩1内部压力值，确保处于安全范围内时，拆除防护罩1，否则打开泄压孔释放压力。拆除防护罩1后，从密封罩2的泄压孔2-1处测试密封罩2内部压力值，确保处于安全范围内时，拆除密封罩2，否则打开泄压孔释放压力。拆除密封罩2后，在吊卡台面6-2处安装吊卡略微吊起悬挂短节6，待吊卡台面5-2露出密封器底座3的上端面后，在吊卡台面5-2处安装吊卡悬挂井内抽油杆，拆除悬挂短节6。之后将光杆穿过光杆密封器后连接至注汽密封芯5顶部，拆除吊卡台面5-2处吊卡后，下放光杆。待注汽密封芯5完全进入注汽密封筒4内后，可在密封器底座3和光杆之间的环空内安装密封盘根以增强生产过程中光杆密封器的密封效果，之后将光杆密封器连接至密封器底座3。继续下放光杆至光余量合适，安装光杆卡悬挂光杆后继续安装电机支架和驱动电机以及扭矩卡等附件。完成后如附图2所示。最后连接电机控制柜并接通电源后，即可转入生产模式。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位指示或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种螺杆泵井口注汽密封装置，其特征在于，包括密封器底座、注汽密封筒、注汽密封芯、悬挂短节，所述密封器底座外壁与井口的油管四通上端口密封式连接，密封器底座内壁与注汽密封筒连接，所述注汽密封芯从注汽密封筒下端口穿入，一直伸入到密封器底座内部，所述悬挂短节下端面中心有一连接柱，连接柱与注汽密封芯上端面的连接槽丝扣式连接，注汽密封芯下端连接抽油杆，所述注汽密封筒下端口内壁开设密封筒下端锥面密封结构，所述注汽密封芯外壁开设密封芯外壁锥面密封结构，所述密封筒下端锥面密封结构与密封芯外壁锥面密封结构相配合密封，所述密封器底座上端口内壁开设底座上端锥面密封结构，所述悬挂短节外壁设置有硬度比密封器底座小的金属锥面密封环，所述底座上端锥面密封结构与金属锥面密封环相配合密封，所述密封器底座上端连接密封罩，悬挂短节完全位于密封罩内，所述油管四通上端连接防护罩，密封器底座和密封罩完全位于防护罩内。

2.根据权利要求1所述的一种螺杆泵井口注汽密封装置，其特征在于，所述密封罩开设密封罩泄压孔，该孔安装丝堵；所述防护罩开设防护罩泄压孔，该孔安装丝堵。

3.根据权利要求1或2所述的一种螺杆泵井口注汽密封装置，其特征在于，所述注汽密封芯外壁开设吊卡台面；所述悬挂短节外壁也开设有吊卡台面。

4.一种螺杆泵井口注采一体化光杆密封装置，包括光杆密封器，光杆密封器密封在光杆外壁，其特征在于，还包括密封器底座、注汽密封筒、注汽密封芯，所述密封器底座外壁与井口的油管四通上端口密封式连接，密封器底座内壁与注汽密封筒连接，所述密封器底座上端连接光杆密封器，所述注汽密封芯上端连接光杆，注汽密封芯下端连接抽油杆，所述注汽密封筒下端口内壁开设密封筒下端锥面密封结构，所述注汽密封芯外壁开设密封芯外壁锥面密封结构，所述密封筒下端锥面密封结构与密封芯外壁锥面密封结构相配合密封。