CN2312322Y - 油井套管密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于油层测量的油井套管密封装置,它包括联通管,设在其外壁上的柔性复合密封囊和设在联通管下端的由增压电磁泵和具有溢流安全阀的泄压电磁泵组成的液压回路。增压电磁泵工作对柔性复合密封囊充液蓄压,封堵密封油井套管,泄压电磁泵工作,柔性复合密封囊排液泄压。柔性复合密封囊封堵密封油井套管效果好,在对柔性复合密封囊充液蓄压时可利用溢流安全阀进行调节控制,保证其具有设定的安全工作压强。

Description

油井套管密封装置

本实用新型涉及一种用于油层测量的油井套管密封连接装置。

目前，我国油田在测量油井各油层流量和成分时所用的油井套管密封装置，它包括下侧开有集流孔的联通管，设在联通管外壁上并与联通管内所设的液压介质流通管相连通的油井套管密封件，液压介质流通管与设在联通管下端的由增压电磁泵和泄压装置组成的液压回路相通。其中，油井套管密封件为一橡胶管，泄压装置为泄压阀。橡胶管外径为27.5mm，内径为20mm。利用增压电磁泵将油井内液压介质充入橡胶管内，对其充液蓄压，使其撑开，将124mm的油井套管封堵密封。打开泄压阀，使橡胶管排液泄压。这种油井套管密封装置的缺点是：橡胶管不仅在抗拉强度，扯断延伸率和耐温性能方面都有一定的局限性，而且更重要的其密封效果差。同时，利用增压电磁泵对橡胶管充液蓄压时，没有相应的压力调节控制装置，只能靠控制增压电磁泵的电流大小和充液时间的长短，凭操作者的经验去判断是否将油井套管封堵密封。所以对橡胶管的充液蓄压有较大的随机性和盲目性，大大影响了油井套管封堵密封的可靠性，有时还发生橡胶管超压破坏，失去密封作用还不知道，只能将密封装置提出油井才知分晓。综上所述，由于橡胶管密封效果差，对其充液蓄压不能调节控制，密封可靠性差，直接影响了测量的精度。经调查和检索，目前尚未发现有更好的油井套管密封装置。

本实用新型的目的是提供一种密封效果好，充液蓄压可以调控的密封安全可靠的油井套管密封装置。

本实用新型是这样实现的：一种油井套管密封装置，它包括下侧开有集流孔的联通管，设在联通管外壁上并与联通管内所设的液压介质流通管相连通的油井套管密封件，液压介质流通管还与联通管下端所设的由增压电磁泵和泄压装置组成的液压回路相通。其中，所说的油井套管密封件为一柔性复合密封囊，所说的泄压装置为一具有溢流安全阀的泄压电磁泵，联通管的管座与增压电磁泵的泵壳密封连接，增压电磁泵的底端设有阀座，阀座内开有轴向通孔，阀座的侧面开有与其内腔相通的进液孔，泄压电磁泵的泵壳上端与阀座下端密封连接，泄压电磁泵的泵壳底端开有与泄压磁泵泵体内腔相通的出液孔。

与现有技术相比，本实用新型的优点是柔性复合密封囊比橡胶管密封效果好，而且利用增压电磁泵对柔性复合密封囊充液蓄压时，可以利用泄压电磁泵的溢流安全阀调节控制其充液量，以确保柔性复合密封囊达到设定的安全工作压强，密封安全可靠，进而提高油井测量的精度。

现结合附图和实施例对本实用新型做具体描述：

图1为油井套管密封装置的结构示意图；

图2为联通管结构示意图；

图3为增压电磁泵结构示意图；

图4为泄压电磁泵结构示意图；

图5为液压回路工作原理图。

如图1所示，一种油井套管密封装置，它包括下侧开有集流孔17的联通管1，设在联通管1外壁上并与联通管1内所设的液压介质流通管16相连通的柔性复合密封囊12，液压介质连通管16又与设在联通管1下端由增压电磁泵2和具有溢流安全阀的泄压电磁泵3组成的液压回路相通，联通管1的管座与增压电磁泵2的泵壳4上端密封连接，增压电磁泵2的底端设有阀座213，阀座213上开有轴向通孔，阀座213的侧面开有与增压电磁泵2泵体内腔相通的进液孔18，泄压电磁泵3的泵壳5的上端与阀座213下端密封连接，泵壳5的底端开有与泄压电磁泵3泵体内腔相通的出液孔19。

如图2所示，联通管1上端带有螺纹孔，用于连接测量仪器。联通管1的下侧开有8个集流孔17，它们与油层相通，油井液体由此孔流入联通管1的内腔，经集流流向测量仪器。集流孔17是在油井套管被封堵密封后下部各油层被测流体的通道。在联通管1外壁设有柔性复合密封囊12，它是由化纤织物织成的承载层和涂覆在其表面的有机涂料密封层组成的圆筒形结构。化纤织物如锦纶、涤纶或芳纶均可，有机涂料为聚氨酯或聚酰亚胺，可以单面或双面涂覆。圆筒形的柔性复合密封囊12的两端用1mm粗的锦丝线或软铅丝捆扎在联通管1的外壁上，形成柔性可蓄压空间。在联通管1的管座内开有一对阶梯孔，配有密封环13和压紧螺母14，内穿供电导线，分别与增压电磁泵2和泄压电磁泵3的电磁线圈连接。联通管1的管座安装在增压电磁泵2的泵壳4上，并由O形密封圈61密封。

如图3所示，增压电磁泵2包括设在泵壳4内与其同轴布置的泵体203和带有轴向通孔的阀座213，泵体203通过固定铁芯209固定支撑在阀座213上，并用两个O形密封圈210密封。泵壳4的下端固定安装在阀座213上，并由O形密封圈62密封。固定铁芯209与阀座213之间设有带轴向孔的挡片211。阀座213侧面开有与泵体203内腔相通的进液孔18。泵体203上端设有多孔垫片202和带孔固定螺母201。泵体203外壁缠绕4000匝电磁线圈208，泵体203内设有可上下滑动的柱塞206，它由弹簧207支撑在固定铁芯209上。柱塞206内腔的上部有-60°圆锥孔，它与一圆锥形浮动阀芯205组成增压电磁泵2的出口密封付20。阀芯205由限位柱销204限制在柱塞206内。阀座213的内腔也有-60°圆锥孔，它与另一圆锥形浮动阀芯212形成增压电磁泵2的入口密封付21。

增压电磁泵2电源为半波整流直流电，电流为0.6～0.8A。当正半波时，线圈208通电，产生电磁力，吸引柱塞206向下运动，压缩弹簧207，使泵体203内腔容积减小，压强增加，相对压强大于泵体203外腔的压强，关闭入口密封付21，打开出口密封付20，使泵内液体经液压介质液通管16充入柔性复合密封囊12。当负半波时，线圈208断电，电磁力消失，柱塞206在弹簧207的作用下向上运动，使泵体203内腔容积增加，压强减小，泵体203内腔的压强低于泵体203外腔的压强，在压差力的作用下，使出口密封付20关闭，入口密封付21打开，油层的液体由进液孔18吸入泵体203的内腔。每一周波完成一次液压介质的充吸过程，50周波频率，每秒增压电磁泵2充吸液压介质50次，2分钟左右即可将柔性复合密封囊12充液蓄压到0.02MPa。

如图4所示，泄压电磁泵3，它包括设在泵壳5内与其同轴布置的由上泵体303和下泵体311组成的泵体，上泵体303支撑在下泵体311上，泵体的上端内腔装有环形垫片302和环形固定螺母301，形成泄压电磁泵3的入口，泵体外壁缠绕有5000匝电磁线圈308，在泵体内设有与其同轴布置的可上下滑动的柱塞307和活动铁芯309，柱塞307由弹簧310支撑在下泵体311上，柱塞307的上端装有60°锥孔的螺母阀座305，它与一60°圆锥头阀芯306形成泄压电磁泵3的入口密封付31，下泵体311内腔有60°圆锥面，它与一球头阀芯312形成泄压电磁泵3的出口密封付32，活动铁芯309支撑在球头阀芯312上，球头阀芯312由主弹簧313支撑在下泵体311底端所设的调节螺母314上，这里，下泵体311的内腔圆锥面兼作安全阀座，它与球头阀芯312，主弹簧313和调节螺母314构成泄压电磁泵3的溢流安全阀，旋转调节螺母314，改变主弹簧313的行程可以改变球头阀芯313对安全阀座的密封预紧力，从而保证整个液压回路具有设定的安全工作压强。泵壳5的下端与下泵体311由O形密封圈64密封。泵壳5上端装配在增压电磁泵2下端所设的阀座213上，并由O形密封圈63密封，上泵体303与阀座213螺纹连接。

泄压电磁泵3工作时要求供给半波整流直流电，电流为0.6～0.8A。正半波时，有电流通过电磁线圈308，产生向上的电流磁场，电磁力吸引柱塞307向下运动，压缩弹簧310，使泵体内腔容积减小，压强增大，高于泵体外腔的压强，使锥头阀芯306向上运动，关闭入口密封付31。与此同时，出口密封付32的球头阀芯312同时受到两个作用力：一是泵体内腔较高的压强和泵体外腔较低压强的压力差，方向向下，二是电磁力吸引活动铁芯309向下运动，推动球头阀芯312向下运动，打开出口密封付32，将泵体内腔的液压介质经出液孔19排出泵外。当负半波时，线圈308电流为零，电磁力消失，在弹簧310的作用下使柱塞307向上运动，泵体内腔因容积增大而压强减小，其压强低于泵体外腔的压强，球头阀芯312在主弹簧313的作用下向上运动，关闭出口密封付32。锥头阀芯306在其上端面受到较高的液压而向下运动，打开入口密封付31，柔性复合密封囊12内的液压介质经阀座213的轴向通孔流入泵体内腔，完成吸液过程。每一周波循环排吸一次。每秒50周波，泄压电磁泵3完成排吸循环50次，工作3-5分钟，即可将柔性复合密封囊12内的液压介质排空。

如图5所示，在本实用新型中，由于泄压电磁泵3中的溢流安全阀是可以调节的，它可以根据需要，调节液压回路设定的安全工作压强。在启动增压电磁泵2对柔性复合密封囊12进行充液蓄压前，可预先调节溢流安全阀，设定液压回路的安全工作压强，如0.02MPa，启动增压电磁泵2后，当液压回路，包括与其连通的柔性复合密封囊12中的压强超过设定的安全工作压强0.02MPa时，溢流安全阀便会自动打开，掉排多余的液体介质，使整个液压回路保证在设定的安全工作压强下工作。

在本实用新型中，增压电磁泵2工作对柔性复合密封囊12充液蓄压，封堵密封油井套管，设在联通管1上端的测量仪器对油层流量和成分进行测量，测量完毕，泄压电磁泵3工作，使柔性复合密封囊12排液泄压，使其收缩于联道管1管壁上，完成一个油层的测量程序。柔性复合密封囊封堵密封油井套管效果好，对柔性复合密封囊充液蓄压时可利用溢流安全阀进行调节控制，保证其具有设定的安全工作压强。

Claims (3)

1．一种油井套管密封装置，它包括下侧开有集流孔(17)的联通管(1)，设在联通管(1)外壁上并与联通管(1)内所设的液压介质流通管(16)相连通的油井套管密封件(12)，液压介质流通管(16)还与联通管(1)下端所设的由增压电磁泵(2)和泄压装置(3)组成的液压回路相通，其特征在于：所说的油井套管密封件(12)为一柔性复合密封囊，所说的泄压装置(3)为一具有溢流安全阀的泄压电磁泵，联通管(1)的管座与增压电磁泵(2)的泵壳(4)密封连接，增压电磁泵(2)的底端设有阀座(213)，阀座(213)内开有轴向通孔，阀座(213)的侧面开有与其内腔相通的进液孔(18)，泄压电磁泵(3)的泵壳(5)上端与阀座(213)下端密封连接，泵壳(5)的底端开有与泄压电磁泵(3)泵体内腔相通的出液孔(19)。

2．根据权利要求1所说的一种油井套管密封装置，其特征在于：所说的泄压电磁泵(3)，它包括设在泵壳(5)内与其同轴布置的由上泵体(303)和下泵体(311)组成的泵体，泵体的上端内腔装有环形垫片(302)和环形固定螺母(301)形成泄压电磁泵(3)的入口，泵体外壁缠绕有电磁线圈(308)，在泵体内设有与其同轴布置的可上下滑动的柱塞(307)和活动铁芯(309)，柱塞(307)由弹簧(310)支撑在下泵体(311)上，柱塞(307)的上端装有螺母阀座(205)，它与一锥头阀芯(306)形成入口密封付(31)，下泵体(311)内腔有一圆锥面，它与一球头阀芯(312)形成出口密封付(32)，活动铁芯(309)支撑在球头阀芯(312)上，球头阀芯(312)由主弹簧(313)支撑在下泵体(311)底端所设的调节螺母(314)上，下泵体(311)的内腔圆锥面兼作安全阀座，它与球头阀芯(312)，主弹簧(313)和调节螺母(314)形成溢流安全阀，下泵体(311)与泵壳(5)密封连接。

3．根据权利要求1或2所说的一种油井套管密封装置，其特征在于所说的柔性复合密封囊(12)是由化纤织物织成的承载层和涂覆在其表面上的有机涂料密封层组成的。

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