CN208330252U - 潜油电泵井口的密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种潜油电泵井口的密封装置，涉及油气开采技术。本实用新型提供通过在动力电缆上套设金属挡板及密封垫组，且其中至少一个金属挡板位于密封垫组与压紧丝堵之间，如此，在将压紧丝堵与密封管紧固时，由于金属挡板能具有良好的抗冲击挤压能力，因此，位于密封垫组与压紧丝堵之间的金属挡板能够缓冲至少部分冲击挤压，从而保护密封垫组不被压坏，保证密封垫组的密封可靠性，有效避免油气泄露。

Description

潜油电泵井口的密封装置

技术领域

本实用新型涉及油气开采技术，尤其涉及一种潜油电泵井口的密封装置。

背景技术

潜油电泵是石油开采作业中重要的举升工具。在安装潜油电泵的过程中，需要将连接潜油电泵的潜油电缆从井下的环套空间往上穿过井口悬挂器，然后连接到电泵控制柜上。实际生产中，由于井下不断产出天然气，因此，环套空间存在较大压力；为避免天然气泄漏到井筒之外，需要对电泵井口以及对电缆穿越部分进行密封。

目前，对潜油电泵井口的密封通常是通过采用O型密封圈或橡胶密封垫来实现。具体地，井口悬挂器上开设有电缆穿孔，电缆穿设在电缆穿孔中，电缆穿孔的下端设置有O型密封圈(或者橡胶密封垫)，O型密封圈(或者橡胶密封垫)套设在电缆上且通过密封压帽与井口悬挂器的下端压紧，密封压帽与井口悬挂器螺纹紧固。

然而，在将密封压帽与井口悬挂器的下端紧固连接时，为了达到密封要求，通常施予较大的预紧力，这就极易将O型密封圈(或者橡胶密封垫)压坏，导致密封失效，进而导致油气泄露。

实用新型内容

针对现有技术中的上述缺陷，本实用新型提供一种潜油电泵井口的密封装置，能够保护密封垫组不被压坏，保证密封垫组的密封可靠性，有效避免油气泄露。

本实用新型提供一种潜油电泵井口的密封装置，包括：连接头、密封管、密封垫组、金属挡板以及压紧丝堵；所述连接头用于与井口套管翼阀门连接；所述密封管与所述连接头连接，所述连接头形成有与密封管连通的电缆过孔，所述电缆过孔用于穿设动力电缆；所述密封管背离所述连接头的末端形成有密封腔；所述密封垫组及金属挡板位于所述密封腔中，用于套设在所述动力电缆上；所述压紧丝堵与所述密封管的末端连接，以将所述金属挡板及密封垫组压紧在所述密封腔中，且至少有一个金属挡板位于所述密封垫组与压紧丝堵之间。

可选地，所述密封垫组的两端分别设置有所述金属挡板。

可选地，所述密封垫组包括至少两个密封垫，所述密封垫沿所述密封管的轴向叠设在一起。

可选地，所述动力电缆与所述密封管之间还设置有绝缘挡板，所述绝缘挡板位于所述密封垫组与金属挡板之间。

可选地，所述密封垫组朝向所述连接头的一端设置有所述绝缘挡板及金属挡板；所述密封垫组背离所述连接头的一端设置有所述绝缘挡板及金属挡板。

可选地，所述绝缘挡板、金属挡板及密封垫组上还设置有沿所述密封管的轴向延伸的穿线孔；所述动力电缆为三相电缆，所述三相电缆的三根电缆分别穿设在三个穿线孔中。

可选地，所述动力电缆与所述密封管之间还填充有密封填料。

可选地，所述密封管上还设置有试压孔，所述试压孔与所述密封腔连通设置；所述试压孔中设置有用于密封所述试压孔的试压塞。

可选地，所述连接头的末端形成有第一连接部，所述密封管的首端设置有第二连接部，所述第一连接部与第二连接部可拆卸连接。

可选地，所述潜油电泵井口的密封装置，还包括：卡箍，所述卡箍套设在所述第一连接部及第二连接部上，且将所述第一连接部及第二连接部连接。

可选地，所述第一连接部与第二连接部对接，且所述第一连接部与第二连接部之间设置有密封钢圈。

本实用新型提供的潜油电泵井口的密封装置，通过在动力电缆上套设金属挡板及密封垫组，且其中至少一个金属挡板位于密封垫组与压紧丝堵之间，如此，在将压紧丝堵与密封管紧固时，由于金属挡板能具有良好的抗冲击挤压能力，因此，位于密封垫组与压紧丝堵之间的金属挡板能够缓冲至少部分冲击挤压，从而保护密封垫组不被压坏，保证密封垫组的密封可靠性，有效避免油气泄露。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为本实施例提供的潜油电泵井口的密封装置及动力电缆的结构示意图；

图2为本实施例提供的潜油电泵井口的密封装置与采油树的装配示意图；

图3为本实施例提供的潜油电泵井口的密封装置中密封管的结构示意图；

图4为本实施例提供的潜油电泵井口的密封装置中密封组件的结构示意图一；

图5为本实施例提供的潜油电泵井口的密封装置中密封组件的结构示意图二。

附图标记说明：

1-密封装置；

11-连接头；

111-第一连接部；

12-密封管；

121-电缆过孔；

122-密封腔；

123-第二连接部；

124-密封填料；

125-试压孔；

13-动力电缆；

14-压紧丝堵；

15-密封组件；

15a-穿线孔；

151-密封垫组；

152-金属挡板；

153-绝缘挡板；

16-卡箍；

17-试压塞；

18-密封钢圈；

19-护盖；

2-采油树。

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，“首”、“尾”等的用语，是用于描述各个结构在附图中的相对位置关系，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件，而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

此外，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

潜油电泵是石油开采作业中重要的举升工具。在安装潜油电泵的过程中，需要将连接潜油电泵的潜油电缆从井下的环套空间中上穿到井口悬挂器，然后连接到电泵控制柜上。实际生产中，由于井下不断产出天然气，因此，环套空间存在较大压力；为避免天然气泄漏到井筒之外，需要对电泵井口以及对电缆穿越部分进行密封。

然而，现有技术中，潜油电泵井口的密封装置大多采用O型密封圈或橡胶密封垫的密封结构，这两种密封结构都存在螺栓预紧力难以掌握、O型橡胶密封圈或橡胶密封垫变形量难以控制的不足，操作时预紧力过大或过小，都会造成井口电缆无法密封。一旦无法密封井内油气会从密封电缆处泄漏，造成安全环保隐患。

为此，本实施例提供一种潜油电泵井口的密封装置，能够保护密封垫组不被压坏，保证密封垫组的密封可靠性，有效避免油气泄露；保护密封组件不被油井中的气体腐蚀老化，延长密封组件的使用寿命，利于降低油气开采成本；并且，本实施例提供的密封装置可耐压达到35MPa，完全能够满足目前的具有自喷能力的潜油电泵井的要求，具有更好的安全性能。

图1为本实施例提供的潜油电泵井口的密封装置及动力电缆的结构示意图；图2为本实施例提供的潜油电泵井口的密封装置与采油树的装配示意图；图3为本实施例提供的潜油电泵井口的密封装置中密封管的结构示意图；图4为本实施例提供的潜油电泵井口的密封装置中密封组件的结构示意图一。

请参照图1，本实施例提供的潜油电泵井口的密封装置1，包括：连接头11，密封管12，密封组件15，以及压紧丝堵14。

连接头11用于与井口套管翼阀门连接，以将该密封装置1与采油树2连接。连接头11朝向井口套管翼阀门的首端可以设置有盘状连接部，盘状连接部可以通过螺栓等紧固件与井口套管翼阀门连接，以利于连接头11与井口套管翼阀门的拆卸。

或者，连接头11的首端与井口套管翼阀门螺纹连接，以利于连接头11与井口套管翼阀门的拆卸，减少密封装置1的零件数量；其中，连接头11的首端具体可通过2 7/8平式扣外螺纹与井口套管翼阀门螺纹连接。

当然，连接头11与井口套管翼阀门的连接方式并不限于此，本实施例此处只是举例说明，例如二者还可通过过盈配合的方式连接。

其中，连接头11种设置有电缆过孔121，动力电缆13穿设在电缆过孔121中。

密封管12与连接头11的末端连接，密封管12的中空部分也形成可供动力电缆13穿过的电缆过孔121，具体可以通过焊接、螺接等方式连接；通过设置密封管12，能够更好地引导动力电缆13的走向，且便于密封处理。

密封管12及连接头11均设置有电缆过孔121，动力电缆13穿设在电缆过孔121中。动力电缆13的一端与井下电缆连接并给井下电机供电，动力电缆13的另一端与地面电缆连接，地面电缆与变压器连接。

密封管12上的电缆过孔121背离连接头11的一端还设置有密封腔122，密封腔122用于安装密封组件15，以实现动力电缆13与密封管12之间的密封，避免油气泄露。

密封组件15具体可以包括：密封垫组151及金属挡板152。密封垫组151可以仅包括一个密封垫，以减少密封装置1的零件数量，简化密封装置1的结构。密封垫组151还可以包括至少两个密封垫，密封垫沿密封管12的轴向叠设，以提高其密封可靠性。

密封垫的数量具体可以大于等2个且小于等于5个，具体可以为3个，以在保证密封可靠性的同时，还能够简化密封装置1的结构。

金属挡板152可以为一个或多个。当金属挡板152仅为一个时，金属挡板152位于密封垫组151与压紧丝堵14之间，以将压紧丝堵14与密封垫组151隔开，从而减缓压紧丝堵14对密封垫组151的冲击挤压。

当金属挡板152为多个时，多个金属挡板152可以设置在密封垫组151的两端，以减缓压紧丝堵14及密封腔122的端壁对密封垫组151的冲击挤压，更好地保护密封垫组151。例如：当金属挡板152为2个时，两个金属挡板152可以分别设置在密封垫组151的两端。

当然，金属挡板152的数量及设置方式并不限于此，本实施例此处只是举例说明。例如：当金属挡板152为多个时，至少一个金属挡板152还可以设置在相邻的密封垫之间。

压紧丝堵14与密封管12的末端连接，具体与密封管12螺纹连接，以将金属挡板152及密封垫组151压紧在密封腔122中，密封垫组151与压紧丝堵14之间设置有其中至少一个金属挡板152。

此外，本实施例中，通过在密封管12的电缆过孔121中设置密封腔122，并通过压紧丝堵14将密封组件15设置在密封腔122中，如此，能够将密封组件15尤其是密封组件15中的密封垫组151与油井中的二氧化碳、天然气等隔开，以免密封组件15被腐蚀老化，从而进一步提高密封组件15的密封可靠性，并延长密封组件15的使用寿命，利于降低油气开采的成本。

本实施例提供的潜油电泵井口的密封装置1，通过在动力电缆13上套设金属挡板152及密封垫组151，且其中至少一个金属挡板152位于密封垫组151与压紧丝堵14之间，如此，在将压紧丝堵14与密封管12紧固时，由于金属挡板152能具有良好的抗冲击挤压能力，因此，位于密封垫组151与压紧丝堵14之间的金属挡板152能够缓冲至少部分冲击挤压，从而保护密封垫组151不被压坏，保证密封垫组151的密封可靠性，有效避免油气泄露。

可选地，动力电缆13与密封管12之间还设置有绝缘挡板153，绝缘挡板153位于密封垫组151与金属挡板152之间。绝缘挡板153主要可由聚酰亚胺等绝缘材料制成，以免动力电缆13漏电引起的电气事故。

在具体实现过程中，绝缘挡板153的数量可大于等于金属挡片的数量，以利于对金属挡片的绝缘保护。当然，绝缘挡板153的数量并不限于此，本实施例此处只是举例说明。

可选地，密封垫组151朝向连接头11的一侧设置有绝缘挡板153及金属挡板152；密封垫组151背离连接头11的一侧设置有绝缘挡板153及金属挡板152，以减缓压紧丝堵14及密封腔122的端壁对密封垫组151的冲击挤压，更好地保护密封垫组151。

图5为本实施例提供的潜油电泵井口的密封装置中密封组件的结构示意图二。

请参照图5，并继续参照图1-4，可选地，绝缘挡板153、金属挡板152及密封垫组151上还设置有沿密封管12的轴向延伸的三个穿线孔15a；动力电缆13为三相电缆，三相电缆的三根电缆分别穿三个穿线孔15a中，以使三根电缆相互隔离。

可选地，动力电缆13与密封管12之间还填充有密封填料124，填料124具体可为环氧树脂。其中，密封管12的电缆过孔121中、与动力电缆13之间有间隙的部分均可填充密封填料124，以更可靠地提高动力电缆13与密封管12之间的密封效果，从而更可靠地避免油气泄露。

可选地，密封管12上还设置有试压孔125，试压孔125与密封腔122连通设置；试压孔125中密封设置有试压塞17。试压孔125具体可为锥形孔，试压孔125从远离密封腔122的一侧至朝向密封腔122的一侧，其直径逐渐减小。

本实施例中，在将密封装置1与采油树2连接完成之后，可向试压注入密封脂等，并对密封装置1进行试压，以检测密封装置1的密封性能，利于保证密封装置1的密封效果。其中，具体的试压过程可以采用常规设置，本实施例对此并不做具体限定。

由于碳酸盐岩的潜油电泵井具有间歇自喷能力，因地层压力高，该类潜油电泵井会出现套压急剧上升现象，最高可达18MPa。本实施例提供的密封装置1可耐压达到35MPa，完全能够满足目前的具有自喷能力的潜油电泵井的要求，具有更好的安全性能。

可选地，连接头11的末端形成有第一连接部111，密封管12的首端设置有第二连接部123，第一连接部111与第二连接部123可拆卸连接，以利于后续对密封装置1的检修。

第一连接部111可以为设置在连接头11外周的环体，相应地，第二连接部123也可以设置在密封管12外周的环体，在第一连接部111及第二连接部123上开设有固定孔，通过螺栓等紧固件与固定孔的配合将第一连接部111与第二连接部123可拆卸连接，也就是将连接头11与密封管12可拆卸连接，简化连接头11与密封管12的装配，且利于后续对密封装置1的检修。

可选地，潜油电泵井口的密封装置1，还包括：卡箍16，卡箍16套设在第一连接部111及第二连接部123上，且将第一连接部111及第二连接部123紧箍。

此时，第一连接部111可以为设置在连接头11外周的环体，且环体背离密封管12的表面倾斜设置，具体由朝向连接头11的一端至远离连接头11的一端、朝向密封管12倾斜设置。

相应地，第二连接部123可以为设置在密封管12外周的环体，环体背离连接头11的表面倾斜设置，具体由朝向密封管12的一端至远离密封管12的一端、朝向连接头11倾斜设置。

此时，卡箍16用于与第一连接部111及第二连接部123接触的表面与第一连接部111及第二连接部123相适配。

由于第一连接部111与第二连接部123相背离的表面均为斜面，因此，卡箍16与第一连接部111及第二连接部123之间具有更大的接触面积，以延长油井中的气体从卡箍16与第一连接部111及第二连接部123之间进入电缆过孔121的路径，以进一步提高卡箍16与第一连接部111、第二连接部123之间的密封效果，也就是提高卡箍16、连接头11及密封管12之间的密封效果，从而进一步提高密封装置1的密封可靠性。

第一连接部111及第二连接相对设置的表面为平面，如此，第一连接部111与第二连接部123之间具有更大的接触面积，进一步延长油井中的气体从卡箍16与第一连接部111及第二连接部123之间进入电缆过孔121的路径，以进一步提高第一连接部111与第二连接部123之间的密封效果，也就是提高连接头11与密封管12之间的密封效果，从而进一步提高密封装置1的密封可靠性。

可选地，且第一连接部111与第二连接部123之间设置有密封钢圈18，以进一步提高第一连接部111与第二连接部123之间的密封效果，也就是提高连接头11与密封管12之间的密封效果，从而进一步提高密封装置1的密封可靠性。

在具体实现过程中，第一连接部111及第二连接部123上可开设梯形槽，第一连接部111与第二连接部123对接时，第一连接部111上的梯形槽与第二连接部123上的梯形槽对接共同形成用于与密封钢圈18配合的配合孔。其中，密封钢圈18与配合孔的形状相适配，具体密封钢圈18可与配合孔过盈配合。

此外，密封管12上还设置有护盖安装孔，护盖安装孔具体设置在第二连接部123与密封管12的连接处，护盖安装孔用于安装护盖19。

采用本实施例提供的密封装置，其装配过程可以为：将连接头11与密封管12连接，将密封组件15放置到密封管12的密封腔122中；将动力电缆13穿设在连接头11中，并穿过密封管12及密封管12中的密封组件15，通过压紧丝堵14将密封组件15固定；用电性能检测仪器对密封性能及电性能进行检测，待密封性能及电性能符合设计要求后，将密封填料124填入密封管12中，然后将护盖19安装至密封管12上。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种潜油电泵井口的密封装置，其特征在于，包括：连接头、密封管、密封垫组、金属挡板以及压紧丝堵；

其中，所述连接头用于与井口套管翼阀门连接；所述密封管与所述连接头连接，所述连接头形成有与密封管连通的电缆过孔，所述电缆过孔用于穿设动力电缆；

所述密封管背离所述连接头的末端形成有密封腔；所述密封垫组及金属挡板位于所述密封腔中，用于套设在所述动力电缆上；

所述压紧丝堵与所述密封管的末端连接，以将所述金属挡板及密封垫组压紧在所述密封腔中，且至少有一个金属挡板位于所述密封垫组与压紧丝堵之间。

2.根据权利要求1所述的潜油电泵井口的密封装置，其特征在于，所述密封垫组的两端分别设置有所述金属挡板；

和/或,所述密封垫组包括至少两个密封垫，所述密封垫沿所述密封管的轴向叠设在一起。

3.根据权利要求1所述的潜油电泵井口的密封装置，其特征在于，所述动力电缆与所述密封管之间还设置有绝缘挡板，所述绝缘挡板位于所述密封垫组与金属挡板之间。

4.根据权利要求3所述的潜油电泵井口的密封装置，其特征在于，所述密封垫组朝向所述连接头的一端设置有所述绝缘挡板及金属挡板；所述密封垫组背离所述连接头的一端设置有所述绝缘挡板及金属挡板。

5.根据权利要求3所述的潜油电泵井口的密封装置，其特征在于，所述绝缘挡板、金属挡板及密封垫组上还设置有沿所述密封管的轴向延伸的三个穿线孔；

所述动力电缆为三相电缆，所述三相电缆的三根电缆分别穿设在三个穿线孔中。

6.根据权利要求1所述的潜油电泵井口的密封装置，其特征在于，所述动力电缆与所述密封管之间还填充有密封填料。

7.根据权利要求1所述的潜油电泵井口的密封装置，其特征在于，所述密封管上还设置有试压孔，所述试压孔与所述密封腔连通设置；所述试压孔中设置有用于密封所述试压孔的试压塞。

8.根据权利要求1-7任一所述的潜油电泵井口的密封装置，其特征在于，所述连接头的末端形成有第一连接部，所述密封管的首端设置有第二连接部，所述第一连接部与第二连接部可拆卸连接。

9.根据权利要求8所述的潜油电泵井口的密封装置，其特征在于，还包括：卡箍，所述卡箍套设在所述第一连接部及第二连接部上，且将所述第一连接部及第二连接部固定。

10.根据权利要求9所述的潜油电泵井口的密封装置，其特征在于，所述第一连接部与第二连接部对接，且所述第一连接部与第二连接部之间设置有密封钢圈。