CN211058756U - 火驱采油井口装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及油田稠油热采井口装置技术领域，是一种火驱采油井口装置，其包括等径四通、转换法兰和油管头四通，等径四通、转换法兰和油管头四通自上而下依序固定安装在一起；在油管头四通的上部内密封固定安装有油管悬挂器，油管悬挂器的上部伸入转换法兰内，在油管悬挂器的下部内固定安装有油管挂短接件。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，修井作业时，下耐高压密封件能在上提管柱时与油管悬挂器一起提出井口进行保养、维护及更换；同时，相比于现有技术，本装置在等径四通与油管头四通之间省略了闸阀，直接采用转换法兰将等径四通与油管头四通连接，由此避免了此处设置闸阀关不严出现泄漏的现象。

Description

火驱采油井口装置

技术领域

本实用新型涉及油田稠油热采井口装置技术领域，是一种火驱采油井口装置。

背景技术

新疆油田经过几十年的发展和壮大，在目前的原油产量构成中，稠油已占到30％以上的比例，并继续呈现着逐年增高的明显趋势。新疆油田为寻求稠油有效开采接替方式，提高采收率，2009年以来新疆油田公司先后在红山和风城进行了火驱采油工艺的先导试验，并取得了成功，目前已经进入工业化应用阶段。随之而来的就要求有适应于火驱开采工艺的采油井口装置，对于应用于火驱开采工艺的采油井口装置，要求在高温、高压下具有良好的密封性，另外，最好尽量少设置阀门，以避免阀门关不严出现泄漏的现象，而由于火烧采油要求连续注入空气，井口带有高压，无法更换阀门。

发明内容

本实用新型提供了一种火驱采油井口装置，克服了上述现有技术之不足，其能够满足在高温、高压下的密封要求。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种火驱采油井口装置，包括等径四通、转换法兰和油管头四通，等径四通、转换法兰和油管头四通自上而下依序固定安装在一起；在油管头四通的上部内密封固定安装有油管悬挂器，油管悬挂器的上部伸入转换法兰内，在油管悬挂器的下部内固定安装有油管挂短接，在油管悬挂器的上端内与转换法兰内侧之间固定安装有颈部耐高压密封件；与油管悬挂器内外对应的油管头四通上沿圆周间隔固定安装有至少两个能防止油管悬挂器向上移动的顶丝锁紧机构，在顶丝锁紧机构下方的油管悬挂器外侧与油管头四通内侧之间固定安装有能与油管悬挂器一起被提出井口的下耐高压密封件。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述与颈部耐高压密封件和油管悬挂器对应的转换法兰内侧设置有呈台阶状的凹台，凹台包括自上而下分布的上凹台和下凹台，上凹台呈上窄下宽的锥台状，在油管悬挂器的上部内侧设置有呈上宽下窄的第一密封锥面；颈部耐高压密封件包括密封压环主体，在密封压环主体的外侧中部设置有限位凸缘，在密封压环主体的上部内侧设置有呈上宽下窄的上内锥台面，在密封压环主体上部外侧设置有与上凹台内侧配合的上外锥台面，在密封压环主体的下部内侧设置有呈上窄下宽的下内锥台面，在密封压环主体下部外侧设置有与第一密封锥面配合的下外锥台面，密封压环主体的上外锥台面与上凹台的内侧面相互顶紧，密封压环主体的下外锥台面与油管悬挂器的第一密封锥面相互顶紧，限位凸缘位于油管悬挂器顶面与下凹台顶面之间；限位凸缘的高度小于油管悬挂器顶面与下凹台顶面之间的距离。

上述下耐高压密封件包括金属挡环、金属压环和金属密封环，金属挡环固定安装在顶丝锁紧机构下方的油管悬挂器的外侧，在顶丝锁紧机构与金属挡环之间的油管头四通内侧设置有内下外上倾斜的第一限位斜面，金属压环套装在顶丝锁紧机构与金属挡环之间的油管悬挂器的外侧，在金属压环的下部外侧设置有与第一限位斜面配合的外限位斜面，外限位斜面座在第一限位斜面上，在顶丝锁紧机构与金属压环之间的油管悬挂器外侧设置有密封凸台，密封凸台的上端面呈内上外下的倾斜状，密封凸台的下端面呈内下外上的倾斜状，顶丝锁紧机构中的顶丝内下端与密封凸台的上端面相互顶紧，金属密封环固定安装在金属压环与密封凸台的下端面之间。

上述限位凸缘下方与转换法兰底端面之间的油管悬挂器外侧与转换法兰内侧之间设置有至少一道的密封圈，在顶丝锁紧机构与金属密封环之间的油管悬挂器外侧与油管头四通内侧之间设置有至少一道的密封圈。

上述转换法兰的下端沿圆周径向设置有至少一个开口朝外的径向注脂开口槽，在径向注脂开口槽内固定安装有堵头，在转换法兰的下端设置有至少一个开口朝下的纵向注脂开口槽，纵向注脂开口槽的上端与径向注脂开口槽内端衔接并连通；在纵向注脂开口槽下端开口外侧的转换法兰底面与油管头四通顶面之间设置有至少一个金属密封圈。

上述等径四通的左端口和右端口分别密封固定安装有第一闸阀和第二闸阀，在等径四通的上端口密封固定安装有阀盖，在油管头四通的左端口和右端口分别密封固定安装有第三闸阀和第四闸阀，在第一闸阀、第二闸阀、第三闸阀和第四闸阀的外端分别密封固定安装有阀盖。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其采用颈部耐高压密封件和下耐高压密封件双密封方式对油管悬挂器与转换法兰、油管头四通之间进行密封，能提高本井口装置的密封性，使本井口装置适用于高温、高压的火驱采油工艺，能够实现采油井口的可靠井控和实施带压作业的条件；修井作业时，下耐高压密封件能在上提管柱时与油管悬挂器一起提出井口进行保养、维护及更换；同时，相比于现有技术，本装置在等径四通与油管头四通之间省略了闸阀，直接采用转换法兰将等径四通与油管头四通连接，由此避免了此处设置闸阀关不严出现泄漏的现象。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例的主视局部剖视结构示意图。

附图2为附图1中的A处的放大结构示意图。

附图中的编码分别为：1为等径四通，2为套管法兰组件，3为转换法兰，4为油管头四通，5为油管悬挂器，6为油管挂短接，7为颈部耐高压密封件，8为顶丝锁紧机构，9为上凹台，10为下凹台，11为密封锥面，12为密封压环主体，13为限位凸缘，14为上内锥台面，15为上外锥台面，16为下内锥台面，17为下外锥台面，18为金属挡环，19为第一限位斜面，20为金属压环，21为外限位斜面，22为密封凸台，23为金属密封环，24为密封圈，25为径向注脂开口槽，26为堵头，27为纵向注脂开口槽，28为第一闸阀，29为第二闸阀，30为金属密封圈，31为第三闸阀，32为第四闸阀，33为阀。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1、2所示，该火驱采油井口装置包括等径四通1、转换法兰3和油管头四通4，等径四通1、转换法兰3和油管头四通4自上而下依序固定安装在一起；在油管头四通4的上部内密封固定安装有油管悬挂器5，油管悬挂器5的上部伸入转换法兰3内，在油管悬挂器5的下部内固定安装有油管挂短接6，在油管悬挂器5的上端内与转换法兰3内侧之间固定安装有颈部耐高压密封件7；与油管悬挂器5内外对应的油管头四通4上沿圆周间隔固定安装有至少两个能防止油管悬挂器5向上移动的顶丝锁紧机构8，在顶丝锁紧机构8下方的油管悬挂器5外侧与油管头四通4内侧之间固定安装有能与油管悬挂器5一起被提出井口的下耐高压密封件。

本实用新型采用颈部耐高压密封件7和下耐高压密封件双密封方式对油管悬挂器5与转换法兰3、油管头四通4之间进行密封，能提高本井口装置的密封性，使本井口装置适用于高温、高压的火驱采油工艺，能够实现采油井口的可靠井控和实施带压作业的条件；修井作业时，下耐高压密封件能在上提管柱时与油管悬挂器一起提出井口进行保养、维护及更换；同时，相比于现有技术（申请号为2017218822067，名称：可带压作业热采井口装置），本装置在等径四通与油管头四通之间省略了闸阀，直接采用转换法兰将等径四通1与油管头四通4连接，由此避免了此处设置闸阀关不严出现泄漏的现象。

本实用新型采用等径四通1代替现有热采井口装置中的采油树四通（垂直通径大于旁通径），使本实用新型在实施抽油光杆密封时，光杆密封器能够更好地对光杆环空进行密封，提高了密封性能，能够满足工况要求。

下耐高压密封件还具有防止油管悬挂器5向下移动的限位作用。

顶丝锁紧机构8在生产阶段不承受井内压力，只起锁紧油管悬挂器5的功能。

顶丝锁紧机构8，其可以采用公开号为204851201U（专利名称：井口连接装置和注汽装置及生产装置）的中国专利文献中所述的左顶丝密封机构或右顶丝密封机构，也可以采用其它现有公知技术中的顶丝锁紧机构8。

可根据实际需要，对上述可带压作业热采井口装置作进一步优化或/和改进：

如附图1、2所示，与颈部耐高压密封件7和油管悬挂器5对应的转换法兰3内侧设置有呈台阶状的凹台，凹台包括自上而下分布的上凹台9和下凹台10，上凹台9呈上窄下宽的锥台状，在油管悬挂器5的上部内侧设置有呈上宽下窄的第一密封锥面11；颈部耐高压密封件7包括密封压环主体12，在密封压环主体12的外侧中部设置有限位凸缘13，在密封压环主体12的上部内侧设置有呈上宽下窄的上内锥台面14，在密封压环主体12上部外侧设置有与上凹台9内侧配合的上外锥台面15，在密封压环主体12的下部内侧设置有呈上窄下宽的下内锥台面16，在密封压环主体12下部外侧设置有与第一密封锥面11配合的下外锥台面17，密封压环主体12的上外锥台面15与上凹台9的内侧面相互顶紧，密封压环主体12的下外锥台面17与油管悬挂器5的第一密封锥面11相互顶紧，限位凸缘13位于油管悬挂器5顶面与下凹台10顶面之间；限位凸缘13的高度小于油管悬挂器5顶面与下凹台10顶面之间的距离。

颈部耐高压密封件7具有自压密封功能，无论是上紧的预紧力，还是油气反作用力，都能起到使该处密封效果加强的作用。

本实用新型内部带压的情况下，颈部耐高压密封件7中的密封压环主体12的上下两端，在压力作用下，更加服帖的压紧在各自对应的上凹台9和第一密封锥面11上，其在带压的工况下，能够发挥更好的密封作用。

在工具穿过油管悬挂器5内时，工具会碰撞颈部耐高压密封件7，在上提或下放工具的作用力下，颈部耐高压密封件7在油管悬挂器5上端内与凹台内侧会上滑移或下滑移，颈部耐高压密封件7上的限位凸缘13高度的设置，能够使限位凸缘13在油管悬挂器5顶面与下凹台10顶面之间上下移动，由此可以减小工具对颈部耐高压密封件7的摩擦作用，能够延长颈部耐高压密封件7的使用寿命。

如附图1、2所示，下耐高压密封件包括金属挡环18、金属压环20和金属密封环23，金属挡环18固定安装在顶丝锁紧机构8下方的油管悬挂器5的外侧，在顶丝锁紧机构8与金属挡环18之间的油管头四通4内侧设置有内下外上倾斜的第一限位斜面19，金属压环20套装在顶丝锁紧机构8与金属挡环18之间的油管悬挂器5的外侧，在金属压环20的下部外侧设置有与第一限位斜面19配合的外限位斜面21，外限位斜面21座在第一限位斜面19上，在顶丝锁紧机构8与金属压环20之间的油管悬挂器5外侧设置有密封凸台22，密封凸台22的上端面呈内上外下的倾斜状，密封凸台22的下端面呈内下外上的倾斜状，顶丝锁紧机构8中的顶丝内下端与密封凸台22的上端面相互顶紧，金属密封环23固定安装在金属压环20与密封凸台22的下端面之间。

通过金属压环20的限位，使油管悬挂器5和油管头四通4实现压紧密封，金属密封环23和金属压环20通过金属挡环18与油管悬挂器5安装成一体，在修井作业时，在上提管柱时，使金属挡环18、金属密封环23和金属压环20与油管悬挂器5一起提出井口进行保养、维护及更换。

金属挡环18、金属密封环23和金属压环20，更能满足高温带压工况的要求。

如附图1、2所示，限位凸缘13下方与转换法兰3底端面之间的油管悬挂器5外侧与转换法兰3内侧之间设置有至少一道的密封圈24，在顶丝锁紧机构8与金属密封环23之间的油管悬挂器5外侧与油管头四通4内侧之间设置有至少一道的密封圈24。

颈部耐高压密封件7、金属挡环18、金属密封环23和金属压环20等与密封圈24的结合，加强了油管悬挂器5的整体密封效果。

如附图1、2所示，在转换法兰3的下端沿圆周径向设置有至少一个开口朝外的径向注脂开口槽25，在径向注脂开口槽25内固定安装有堵头26，在转换法兰3的下端设置有至少一个开口朝下的纵向注脂开口槽27，纵向注脂开口槽27的上端与径向注脂开口槽25内端衔接并连通；在纵向注脂开口槽27下端开口外侧的转换法兰3底面与油管头四通4顶面之间设置有至少一个金属密封圈30。

通过向径向注脂开口槽25内注入密封油脂后，密封油脂通过纵向注脂开口槽27流入金属密封圈30内侧的的转换法兰3底面与油管头四通4顶面之间，由此能够进一步提高转换法兰3与油管头四通4之间的密封性。

如附图1、2所示，等径四通1的左端口和右端口分别密封固定安装有第一闸阀28和第二闸阀29，在等径四通1的上端口密封固定安装有阀盖33，在油管头四通4的左端口和右端口分别密封固定安装有第三闸阀31和第四闸阀32，在第一闸阀28、第二闸阀29、第三闸阀31和第四闸阀32的外端分别密封固定安装有阀盖33。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本实用新型最佳实施例的使用过程：

本实用新型的油管头四通4通过套管法兰组件2安装在井口上。

生产状态需要实施带压作业时，通过从等径四通1左右两端口伸入光杆密封器封堵光杆环空，拆卸热采盘根盒（等径四通1上端口阀盖33等），在等径四通1上端口通过法兰安装抽油杆带压作业装置，然后将油管内的抽油杆和抽油泵柱塞带压提出，再进行油管投堵，投堵完成后，拆卸转换法兰3及以上部分，接着将油管带压作业装置连接在油管头四通4上，松开顶丝锁紧机构8，顶丝锁紧机构8向外移动，解除顶丝锁紧机构8对油管悬挂器5的顶紧作用，采用工具与油管悬挂器5上部内固定连接后，通过起出油管悬挂器5，完成油管管柱的上提作业。

恢复生产时，首先将油管管柱通过油管带压作业装置下入井内，完成油管下入作业后，最后一根油管通过油管挂短接6与油管悬挂器5连接好，油管悬挂器5坐封在油管头四通4内，上紧顶丝锁紧机构8，拆卸油管带压作业装置，安装转换法兰3及以上部分，连接紧固好各部位螺栓，恢复生产。

Claims (9)

1.一种火驱采油井口装置，其特征在于包括等径四通、转换法兰和油管头四通，等径四通、转换法兰和油管头四通自上而下依序固定安装在一起；在油管头四通的上部内密封固定安装有油管悬挂器，油管悬挂器的上部伸入转换法兰内，在油管悬挂器的下部内固定安装有油管挂短接，在油管悬挂器的上端内与转换法兰内侧之间固定安装有颈部耐高压密封件；与油管悬挂器内外对应的油管头四通上沿圆周间隔固定安装有至少两个能防止油管悬挂器向上移动的顶丝锁紧机构，在顶丝锁紧机构下方的油管悬挂器外侧与油管头四通内侧之间固定安装有能与油管悬挂器一起被提出井口的下耐高压密封件。

2.根据权利要求1所述的火驱采油井口装置，其特征在于与颈部耐高压密封件和油管悬挂器对应的转换法兰内侧设置有呈台阶状的凹台，凹台包括自上而下分布的上凹台和下凹台，上凹台呈上窄下宽的锥台状，在油管悬挂器的上部内侧设置有呈上宽下窄的第一密封锥面；颈部耐高压密封件包括密封压环主体，在密封压环主体的外侧中部设置有限位凸缘，在密封压环主体的上部内侧设置有呈上宽下窄的上内锥台面，在密封压环主体上部外侧设置有与上凹台内侧配合的上外锥台面，在密封压环主体的下部内侧设置有呈上窄下宽的下内锥台面，在密封压环主体下部外侧设置有与第一密封锥面配合的下外锥台面，密封压环主体的上外锥台面与上凹台的内侧面相互顶紧，密封压环主体的下外锥台面与油管悬挂器的第一密封锥面相互顶紧，限位凸缘位于油管悬挂器顶面与下凹台顶面之间；限位凸缘的高度小于油管悬挂器顶面与下凹台顶面之间的距离。

3.根据权利要求1或2所述的火驱采油井口装置，其特征在于下耐高压密封件包括金属挡环、金属压环和金属密封环，金属挡环固定安装在顶丝锁紧机构下方的油管悬挂器的外侧，在顶丝锁紧机构与金属挡环之间的油管头四通内侧设置有内下外上倾斜的第一限位斜面，金属压环套装在顶丝锁紧机构与金属挡环之间的油管悬挂器的外侧，在金属压环的下部外侧设置有与第一限位斜面配合的外限位斜面，外限位斜面座在第一限位斜面上，在顶丝锁紧机构与金属压环之间的油管悬挂器外侧设置有密封凸台，密封凸台的上端面呈内上外下的倾斜状，密封凸台的下端面呈内下外上的倾斜状，顶丝锁紧机构中的顶丝内下端与密封凸台的上端面相互顶紧，金属密封环固定安装在金属压环与密封凸台的下端面之间。

4.根据权利要求3所述的火驱采油井口装置，其特征在于限位凸缘下方与转换法兰底端面之间的油管悬挂器外侧与转换法兰内侧之间设置有至少一道的密封圈，在顶丝锁紧机构与金属密封环之间的油管悬挂器外侧与油管头四通内侧之间设置有至少一道的密封圈。

5.根据权利要求1或2或4所述的火驱采油井口装置，其特征在于转换法兰的下端沿圆周径向设置有至少一个开口朝外的径向注脂开口槽，在径向注脂开口槽内固定安装有堵头，在转换法兰的下端设置有至少一个开口朝下的纵向注脂开口槽，纵向注脂开口槽的上端与径向注脂开口槽内端衔接并连通；在纵向注脂开口槽下端开口外侧的转换法兰底面与油管头四通顶面之间设置有至少一个金属密封圈。

6.根据权利要求3所述的火驱采油井口装置，其特征在于转换法兰的下端沿圆周径向设置有至少一个开口朝外的径向注脂开口槽，在径向注脂开口槽内固定安装有堵头，在转换法兰的下端设置有至少一个开口朝下的纵向注脂开口槽，纵向注脂开口槽的上端与径向注脂开口槽内端衔接并连通；在纵向注脂开口槽下端开口外侧的转换法兰底面与油管头四通顶面之间设置有至少一个金属密封圈。

7.根据权利要求1或2或4或6所述的火驱采油井口装置，其特征在于等径四通的左端口和右端口分别密封固定安装有第一闸阀和第二闸阀，在等径四通的上端口密封固定安装有阀盖，在油管头四通的左端口和右端口分别密封固定安装有第三闸阀和第四闸阀，在第一闸阀、第二闸阀、第三闸阀和第四闸阀的外端分别密封固定安装有阀盖。

8.根据权利要求3所述的火驱采油井口装置，其特征在于等径四通的左端口和右端口分别密封固定安装有第一闸阀和第二闸阀，在等径四通的上端口密封固定安装有阀盖，在油管头四通的左端口和右端口分别密封固定安装有第三闸阀和第四闸阀，在第一闸阀、第二闸阀、第三闸阀和第四闸阀的外端分别密封固定安装有阀盖。

9.根据权利要求5所述的火驱采油井口装置，其特征在于等径四通的左端口和右端口分别密封固定安装有第一闸阀和第二闸阀，在等径四通的上端口密封固定安装有阀盖，在油管头四通的左端口和右端口分别密封固定安装有第三闸阀和第四闸阀，在第一闸阀、第二闸阀、第三闸阀和第四闸阀的外端分别密封固定安装有阀盖。

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