專利名稱：油井套管密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于油層測量的油井套管密封連接裝置。
目前，我國油田在測量油井各油層流量和成分時所用的油井套管密封裝置，它包括下側(cè)開有集流孔的聯(lián)通管，設(shè)在聯(lián)通管外壁上并與聯(lián)通管內(nèi)所設(shè)的液壓介質(zhì)流通管相連通的油井套管密封件，液壓介質(zhì)流通管與設(shè)在聯(lián)通管下端的由增壓電磁泵和泄壓裝置組成的液壓回路相通。其中，油井套管密封件為一橡膠管，泄壓裝置為泄壓閥。橡膠管外徑為27.5mm，內(nèi)徑為20mm。利用增壓電磁泵將油井內(nèi)液壓介質(zhì)充入橡膠管內(nèi)，對其充液蓄壓，使其撐開，將124mm的油井套管封堵密封。打開泄壓閥，使橡膠管排液泄壓。這種油井套管密封裝置的缺點(diǎn)是橡膠管不僅在抗拉強(qiáng)度，扯斷延伸率和耐溫性能方面都有一定的局限性，而且更重要的其密封效果差。同時，利用增壓電磁泵對橡膠管充液蓄壓時，沒有相應(yīng)的壓力調(diào)節(jié)控制裝置，只能靠控制增壓電磁泵的電流大小和充液時間的長短，憑操作者的經(jīng)驗(yàn)去判斷是否將油井套管封堵密封。所以對橡膠管的充液蓄壓有較大的隨機(jī)性和盲目性，大大影響了油井套管封堵密封的可靠性，有時還發(fā)生橡膠管超壓破壞，失去密封作用還不知道，只能將密封裝置提出油井才知分曉。綜上所述，由于橡膠管密封效果差，對其充液蓄壓不能調(diào)節(jié)控制，密封可靠性差，直接影響了測量的精度。經(jīng)調(diào)查和檢索，目前尚未發(fā)現(xiàn)有更好的油井套管密封裝置。
本實(shí)用新型的目的是提供一種密封效果好，充液蓄壓可以調(diào)控的密封安全可靠的油井套管密封裝置。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種油井套管密封裝置，它包括下側(cè)開有集流孔的聯(lián)通管，設(shè)在聯(lián)通管外壁上并與聯(lián)通管內(nèi)所設(shè)的液壓介質(zhì)流通管相連通的油井套管密封件，液壓介質(zhì)流通管還與聯(lián)通管下端所設(shè)的由增壓電磁泵和泄壓裝置組成的液壓回路相通。其中，所說的油井套管密封件為一柔性復(fù)合密封囊，所說的泄壓裝置為一具有溢流安全閥的泄壓電磁泵，聯(lián)通管的管座與增壓電磁泵的泵殼密封連接，增壓電磁泵的底端設(shè)有閥座，閥座內(nèi)開有軸向通孔，閥座的側(cè)面開有與其內(nèi)腔相通的進(jìn)液孔，泄壓電磁泵的泵殼上端與閥座下端密封連接，泄壓電磁泵的泵殼底端開有與泄壓磁泵泵體內(nèi)腔相通的出液孔。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是柔性復(fù)合密封囊比橡膠管密封效果好，而且利用增壓電磁泵對柔性復(fù)合密封囊充液蓄壓時，可以利用泄壓電磁泵的溢流安全閥調(diào)節(jié)控制其充液量，以確保柔性復(fù)合密封囊達(dá)到設(shè)定的安全工作壓強(qiáng)，密封安全可靠，進(jìn)而提高油井測量的精度。
現(xiàn)結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型做具體描述


圖1為油井套管密封裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為聯(lián)通管結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為增壓電磁泵結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為泄壓電磁泵結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為液壓回路工作原理圖。
如
圖1所示，一種油井套管密封裝置，它包括下側(cè)開有集流孔17的聯(lián)通管1，設(shè)在聯(lián)通管1外壁上并與聯(lián)通管1內(nèi)所設(shè)的液壓介質(zhì)流通管16相連通的柔性復(fù)合密封囊12，液壓介質(zhì)連通管16又與設(shè)在聯(lián)通管1下端由增壓電磁泵2和具有溢流安全閥的泄壓電磁泵3組成的液壓回路相通，聯(lián)通管1的管座與增壓電磁泵2的泵殼4上端密封連接，增壓電磁泵2的底端設(shè)有閥座213，閥座213上開有軸向通孔，閥座213的側(cè)面開有與增壓電磁泵2泵體內(nèi)腔相通的進(jìn)液孔18，泄壓電磁泵3的泵殼5的上端與閥座213下端密封連接，泵殼5的底端開有與泄壓電磁泵3泵體內(nèi)腔相通的出液孔19。
如圖2所示，聯(lián)通管1上端帶有螺紋孔，用于連接測量儀器。聯(lián)通管1的下側(cè)開有8個集流孔17，它們與油層相通，油井液體由此孔流入聯(lián)通管1的內(nèi)腔，經(jīng)集流流向測量儀器。集流孔17是在油井套管被封堵密封后下部各油層被測流體的通道。在聯(lián)通管1外壁設(shè)有柔性復(fù)合密封囊12，它是由化纖織物織成的承載層和涂覆在其表面的有機(jī)涂料密封層組成的圓筒形結(jié)構(gòu)?；w織物如錦綸、滌綸或芳綸均可，有機(jī)涂料為聚氨酯或聚酰亞胺，可以單面或雙面涂覆。圓筒形的柔性復(fù)合密封囊12的兩端用1mm粗的錦絲線或軟鉛絲捆扎在聯(lián)通管1的外壁上，形成柔性可蓄壓空間。在聯(lián)通管1的管座內(nèi)開有一對階梯孔，配有密封環(huán)13和壓緊螺母14，內(nèi)穿供電導(dǎo)線，分別與增壓電磁泵2和泄壓電磁泵3的電磁線圈連接。聯(lián)通管1的管座安裝在增壓電磁泵2的泵殼4上，并由O形密封圈61密封。
如圖3所示，增壓電磁泵2包括設(shè)在泵殼4內(nèi)與其同軸布置的泵體203和帶有軸向通孔的閥座213，泵體203通過固定鐵芯209固定支撐在閥座213上，并用兩個O形密封圈210密封。泵殼4的下端固定安裝在閥座213上，并由O形密封圈62密封。固定鐵芯209與閥座213之間設(shè)有帶軸向孔的擋片211。閥座213側(cè)面開有與泵體203內(nèi)腔相通的進(jìn)液孔18。泵體203上端設(shè)有多孔墊片202和帶孔固定螺母201。泵體203外壁纏繞4000匝電磁線圈208，泵體203內(nèi)設(shè)有可上下滑動的柱塞206，它由彈簧207支撐在固定鐵芯209上。柱塞206內(nèi)腔的上部有-60°圓錐孔，它與一圓錐形浮動閥芯205組成增壓電磁泵2的出口密封付20。閥芯205由限位柱銷204限制在柱塞206內(nèi)。閥座213的內(nèi)腔也有-60°圓錐孔，它與另一圓錐形浮動閥芯212形成增壓電磁泵2的入口密封付21。
增壓電磁泵2電源為半波整流直流電，電流為0.6～0.8A。當(dāng)正半波時，線圈208通電，產(chǎn)生電磁力，吸引柱塞206向下運(yùn)動，壓縮彈簧207，使泵體203內(nèi)腔容積減小，壓強(qiáng)增加，相對壓強(qiáng)大于泵體203外腔的壓強(qiáng)，關(guān)閉入口密封付21，打開出口密封付20，使泵內(nèi)液體經(jīng)液壓介質(zhì)液通管16充入柔性復(fù)合密封囊12。當(dāng)負(fù)半波時，線圈208斷電，電磁力消失，柱塞206在彈簧207的作用下向上運(yùn)動，使泵體203內(nèi)腔容積增加，壓強(qiáng)減小，泵體203內(nèi)腔的壓強(qiáng)低于泵體203外腔的壓強(qiáng)，在壓差力的作用下，使出口密封付20關(guān)閉，入口密封付21打開，油層的液體由進(jìn)液孔18吸入泵體203的內(nèi)腔。每一周波完成一次液壓介質(zhì)的充吸過程，50周波頻率，每秒增壓電磁泵2充吸液壓介質(zhì)50次，2分鐘左右即可將柔性復(fù)合密封囊12充液蓄壓到0.02MPa。
如圖4所示，泄壓電磁泵3，它包括設(shè)在泵殼5內(nèi)與其同軸布置的由上泵體303和下泵體311組成的泵體，上泵體303支撐在下泵體311上，泵體的上端內(nèi)腔裝有環(huán)形墊片302和環(huán)形固定螺母301，形成泄壓電磁泵3的入口，泵體外壁纏繞有5000匝電磁線圈308，在泵體內(nèi)設(shè)有與其同軸布置的可上下滑動的柱塞307和活動鐵芯309，柱塞307由彈簧310支撐在下泵體311上，柱塞307的上端裝有60°錐孔的螺母閥座305，它與一60°圓錐頭閥芯306形成泄壓電磁泵3的入口密封付31，下泵體311內(nèi)腔有60°圓錐面，它與一球頭閥芯312形成泄壓電磁泵3的出口密封付32，活動鐵芯309支撐在球頭閥芯312上，球頭閥芯312由主彈簧313支撐在下泵體311底端所設(shè)的調(diào)節(jié)螺母314上，這里，下泵體311的內(nèi)腔圓錐面兼作安全閥座，它與球頭閥芯312，主彈簧313和調(diào)節(jié)螺母314構(gòu)成泄壓電磁泵3的溢流安全閥，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母314，改變主彈簧313的行程可以改變球頭閥芯313對安全閥座的密封預(yù)緊力，從而保證整個液壓回路具有設(shè)定的安全工作壓強(qiáng)。泵殼5的下端與下泵體311由O形密封圈64密封。泵殼5上端裝配在增壓電磁泵2下端所設(shè)的閥座213上，并由O形密封圈63密封，上泵體303與閥座213螺紋連接。
泄壓電磁泵3工作時要求供給半波整流直流電，電流為0.6～0.8A。正半波時，有電流通過電磁線圈308，產(chǎn)生向上的電流磁場，電磁力吸引柱塞307向下運(yùn)動，壓縮彈簧310，使泵體內(nèi)腔容積減小，壓強(qiáng)增大，高于泵體外腔的壓強(qiáng)，使錐頭閥芯306向上運(yùn)動，關(guān)閉入口密封付31。與此同時，出口密封付32的球頭閥芯312同時受到兩個作用力一是泵體內(nèi)腔較高的壓強(qiáng)和泵體外腔較低壓強(qiáng)的壓力差，方向向下，二是電磁力吸引活動鐵芯309向下運(yùn)動，推動球頭閥芯312向下運(yùn)動，打開出口密封付32，將泵體內(nèi)腔的液壓介質(zhì)經(jīng)出液孔19排出泵外。當(dāng)負(fù)半波時，線圈308電流為零，電磁力消失，在彈簧310的作用下使柱塞307向上運(yùn)動，泵體內(nèi)腔因容積增大而壓強(qiáng)減小，其壓強(qiáng)低于泵體外腔的壓強(qiáng)，球頭閥芯312在主彈簧313的作用下向上運(yùn)動，關(guān)閉出口密封付32。錐頭閥芯306在其上端面受到較高的液壓而向下運(yùn)動，打開入口密封付31，柔性復(fù)合密封囊12內(nèi)的液壓介質(zhì)經(jīng)閥座213的軸向通孔流入泵體內(nèi)腔，完成吸液過程。每一周波循環(huán)排吸一次。每秒50周波，泄壓電磁泵3完成排吸循環(huán)50次，工作3-5分鐘，即可將柔性復(fù)合密封囊12內(nèi)的液壓介質(zhì)排空。
如圖5所示，在本實(shí)用新型中，由于泄壓電磁泵3中的溢流安全閥是可以調(diào)節(jié)的，它可以根據(jù)需要，調(diào)節(jié)液壓回路設(shè)定的安全工作壓強(qiáng)。在啟動增壓電磁泵2對柔性復(fù)合密封囊12進(jìn)行充液蓄壓前，可預(yù)先調(diào)節(jié)溢流安全閥，設(shè)定液壓回路的安全工作壓強(qiáng)，如0.02MPa，啟動增壓電磁泵2后，當(dāng)液壓回路，包括與其連通的柔性復(fù)合密封囊12中的壓強(qiáng)超過設(shè)定的安全工作壓強(qiáng)0.02MPa時，溢流安全閥便會自動打開，掉排多余的液體介質(zhì)，使整個液壓回路保證在設(shè)定的安全工作壓強(qiáng)下工作。
在本實(shí)用新型中，增壓電磁泵2工作對柔性復(fù)合密封囊12充液蓄壓，封堵密封油井套管，設(shè)在聯(lián)通管1上端的測量儀器對油層流量和成分進(jìn)行測量，測量完畢，泄壓電磁泵3工作，使柔性復(fù)合密封囊12排液泄壓，使其收縮于聯(lián)道管1管壁上，完成一個油層的測量程序。柔性復(fù)合密封囊封堵密封油井套管效果好，對柔性復(fù)合密封囊充液蓄壓時可利用溢流安全閥進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，保證其具有設(shè)定的安全工作壓強(qiáng)。
權(quán)利要求1．一種油井套管密封裝置，它包括下側(cè)開有集流孔(17)的聯(lián)通管(1)，設(shè)在聯(lián)通管(1)外壁上并與聯(lián)通管(1)內(nèi)所設(shè)的液壓介質(zhì)流通管(16)相連通的油井套管密封件(12)，液壓介質(zhì)流通管(16)還與聯(lián)通管(1)下端所設(shè)的由增壓電磁泵(2)和泄壓裝置(3)組成的液壓回路相通，其特征在于所說的油井套管密封件(12)為一柔性復(fù)合密封囊，所說的泄壓裝置(3)為一具有溢流安全閥的泄壓電磁泵，聯(lián)通管(1)的管座與增壓電磁泵(2)的泵殼(4)密封連接，增壓電磁泵(2)的底端設(shè)有閥座(213)，閥座(213)內(nèi)開有軸向通孔，閥座(213)的側(cè)面開有與其內(nèi)腔相通的進(jìn)液孔(18)，泄壓電磁泵(3)的泵殼(5)上端與閥座(213)下端密封連接，泵殼(5)的底端開有與泄壓電磁泵(3)泵體內(nèi)腔相通的出液孔(19)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種油井套管密封裝置，其特征在于所說的泄壓電磁泵(3)，它包括設(shè)在泵殼(5)內(nèi)與其同軸布置的由上泵體(303)和下泵體(311)組成的泵體，泵體的上端內(nèi)腔裝有環(huán)形墊片(302)和環(huán)形固定螺母(301)形成泄壓電磁泵(3)的入口，泵體外壁纏繞有電磁線圈(308)，在泵體內(nèi)設(shè)有與其同軸布置的可上下滑動的柱塞(307)和活動鐵芯(309)，柱塞(307)由彈簧(310)支撐在下泵體(311)上，柱塞(307)的上端裝有螺母閥座(205)，它與一錐頭閥芯(306)形成入口密封付(31)，下泵體(311)內(nèi)腔有一圓錐面，它與一球頭閥芯(312)形成出口密封付(32)，活動鐵芯(309)支撐在球頭閥芯(312)上，球頭閥芯(312)由主彈簧(313)支撐在下泵體(311)底端所設(shè)的調(diào)節(jié)螺母(314)上，下泵體(311)的內(nèi)腔圓錐面兼作安全閥座，它與球頭閥芯(312)，主彈簧(313)和調(diào)節(jié)螺母(314)形成溢流安全閥，下泵體(311)與泵殼(5)密封連接。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所說的一種油井套管密封裝置，其特征在于所說的柔性復(fù)合密封囊(12)是由化纖織物織成的承載層和涂覆在其表面上的有機(jī)涂料密封層組成的。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種用于油層測量的油井套管密封裝置,它包括聯(lián)通管,設(shè)在其外壁上的柔性復(fù)合密封囊和設(shè)在聯(lián)通管下端的由增壓電磁泵和具有溢流安全閥的泄壓電磁泵組成的液壓回路。增壓電磁泵工作對柔性復(fù)合密封囊充液蓄壓,封堵密封油井套管,泄壓電磁泵工作,柔性復(fù)合密封囊排液泄壓。柔性復(fù)合密封囊封堵密封油井套管效果好,在對柔性復(fù)合密封囊充液蓄壓時可利用溢流安全閥進(jìn)行調(diào)節(jié)控制,保證其具有設(shè)定的安全工作壓強(qiáng)。
文檔編號E21B33/10GK2312322SQ9722600
公開日1999年3月31日 申請日期1997年9月9日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月9日
發(fā)明者李明坤, 李德勝 申請人:北京市斯佩思技術(shù)應(yīng)用研究所