專利名稱：雙控式熱采封隔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于采油機(jī)械的配套工具。
為克服上述兩類封隔器的缺點(diǎn)專利號(hào)為002103311的專利公開(kāi)了雙封式熱采封隔器，將上述兩類封隔器串聯(lián)在一起，這樣雖然提高了密封性能，但解封力增加，同時(shí)成本也提高一倍左右。
本實(shí)用新型由中心管、下端蓋、梳形上端蓋、密封套、雙金屬片、內(nèi)腔外殼、藥液等組成。中心管下端帶有油管外螺紋，上端帶有油管內(nèi)螺紋，在中心管的中段部位有環(huán)形帶狀藥液槽，藥液槽外面焊有外殼，在中心管上形成一內(nèi)腔，稱藥液腔。外殼的外面裝有密封套，在密封套與外殼之間有一夾層，雙金屬片處于夾層中，上端用螺釘固定在內(nèi)腔外殼上。中心管下端裝有下端蓋，上端裝有梳形上端蓋，其名稱源于在上端蓋下端開(kāi)有若干圓孔和條縫呈梳形。在下端蓋上開(kāi)有螺孔，在中心管的下端開(kāi)有加藥孔，通過(guò)螺孔，用螺釘將下端蓋固定在中心管上，通過(guò)中心管上的加藥孔將藥液注入藥液腔。
本實(shí)用新型在結(jié)構(gòu)上采取將藥液腔在里，外部緊貼片狀雙金屬熱敏片，靠藥劑的相變和雙金屬的熱變形，兩者共同的貢獻(xiàn)完成座封和解封。達(dá)到既兼顧兩類封隔器的優(yōu)點(diǎn)，又降低成本的目的。本新型去掉了過(guò)去在某些封隔器曾使用的記憶合金，一方面降低了成本，另一方面可以騰出狹小的徑向空間，加厚了雙金屬的厚度(雙金屬的變形力與厚度的立方成正比)使雙金屬的膨脹力大幅度提高，為了補(bǔ)償去掉記憶合金相變時(shí)的膨脹變形，在化學(xué)藥劑中加入膨脹石蠟，由于石蠟液化的溫度范圍與記憶合金相變溫度接近故能替代由記憶合金產(chǎn)生的變形和應(yīng)力。
另一方面本新型的雙金屬片的上方用螺釘固定，避免了當(dāng)密封套上提損壞時(shí)，雙金屬片落入井下。由于封隔器下井后膨脹，它的聚四氟密封套在上端蓋與聚四氟套的聯(lián)接部位容易損壞，這是由于聚四氟密封套在上端蓋內(nèi)部的部分為圓形薄環(huán)，應(yīng)力集中，構(gòu)成薄弱環(huán)節(jié)。本新型的上端蓋采用環(huán)梳形結(jié)構(gòu)就擴(kuò)大了受力面積，分散了應(yīng)力，達(dá)到保護(hù)密封套的效果。
本實(shí)用新型不但有膨脹劑還有固體熱敏材料雙金屬，藥劑內(nèi)添加石蠟，當(dāng)它融化時(shí)，起到膨脹量突增的效果，取代了價(jià)格昂貴的形狀記憶合金的熱彈性馬氏體相變產(chǎn)生的突發(fā)變形。
本新型不再有和中心管相通的通孔，因而座封功能不受中心管的壓力的直接控制而僅受蒸汽溫度影響，避免了中心管壓力通過(guò)封隔器內(nèi)部直接漏出導(dǎo)致封隔器失效的可能。由藥劑和雙金屬雙重控制的封隔器不但座封力大，且解封時(shí)由于雙金屬的收縮作用比單純藥劑型大所以更易于解封。本新型的環(huán)梳形上端蓋還保護(hù)了聚四氟密封套減少了其落入井下的可能性。
本實(shí)用新型具有密封效果好，又解決了易卡井的問(wèn)題，具有廣泛的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施方式
如圖所示首先，采用35CrMo鋼制成長(zhǎng)580mm、外徑為φ130mm、內(nèi)徑為φ62mm的中心管毛坯，再將中心管毛坯上端加工成2.5英寸的油管內(nèi)螺紋(10)，下端加工成2.5英寸的外螺紋(15)，然后，再將中心管毛坯的外壁精車成具有多個(gè)不同直徑的臺(tái)階，即鄰近2.5英寸內(nèi)、外螺紋處為直徑φ128mm長(zhǎng)40mm的上、下兩段粗徑部分，然后加工中間的細(xì)徑部分為φ73mm長(zhǎng)300mm，以便構(gòu)成加藥腔，精車后的中心管預(yù)制件的上粗徑部分(φ128mm長(zhǎng)40mm)，再經(jīng)銑床銑出與管軸線平行的溝槽長(zhǎng)12 mm、寬14 mm、深5mm，經(jīng)過(guò)車、銑后的中心管預(yù)制件再對(duì)內(nèi)腔內(nèi)壁(4)的全部?jī)?nèi)表面進(jìn)行防蝕處理后，再到鉆床在靠近2.5英寸內(nèi)螺紋的粗徑處鉆出30個(gè)均布的M5mm緊固釘螺孔(12)，加藥孔(14)，中心管(1)的加工就全部完成。
制好的中心管上、下兩段粗徑處(露出2.5英寸內(nèi)、外螺紋)焊接內(nèi)腔外殼(8)形成環(huán)形空腔后加入藥液(5)、封口(14)，靠近2.5英寸內(nèi)螺紋的粗徑處安放雙金屬片(11)并擰緊固定螺釘(13)，套上由聚四氟制成的密封套(7)就形成了在內(nèi)腔外殼(8)與密封套(7)之間夾層(6)夾層內(nèi)安放雙金屬片。
上、下端蓋是用外徑φ159mm、內(nèi)徑φ120mm的厚壁管毛坯料制成，兩個(gè)端蓋加工完的外徑都是φ152mm，梳形上端蓋的加工參見(jiàn)圖3，上端蓋的總長(zhǎng)為45mm，內(nèi)部的上段為15mm長(zhǎng)，中中心有M128×2mm的內(nèi)螺紋，中段為長(zhǎng)10mm，內(nèi)徑φ144mm圓臺(tái)階，下段為長(zhǎng)20mm，內(nèi)徑φ148mm的圓臺(tái)階，即下段形成外徑為φ152mm厚2mm薄筒，在薄筒上鉆孔，開(kāi)縫，制成梳形上端蓋。用梳形上端蓋(9)從上至下擰進(jìn)中心管，直至緊固密封套(7)。類似地，密封套(7)的下端(2.5英寸外螺紋處)用下端蓋(3)靠緊，并用3個(gè)M8mm的螺釘通過(guò)下端螺孔(2)將下端蓋固定在中心管上，整臺(tái)雙封式熱采封隔器即安裝完畢。
熱采作業(yè)中將雙控式熱采封隔器隨井管一起下入預(yù)定深度，并注入高壓熱蒸汽，熱蒸汽通過(guò)雙控式熱采封隔器的中心管(1)的內(nèi)徑不斷傳遞熱量給藥液，使雙金屬和藥液受熱向外膨脹，兩種熱敏材料共同的作用使密封套(7)向外膨脹，達(dá)到密封注氣壓力的目的；在完成熱注周期后，溫度大幅度下降，雙金屬及化學(xué)藥劑處于收縮狀態(tài)，雙金屬的收縮對(duì)解封做出了貢獻(xiàn)，而且雙金屬片(11)僅有上端固定，下端處于自由狀態(tài)，故上提井管進(jìn)很容易解封不易造成卡井事故。
權(quán)利要求1.一種雙控式熱采封隔器，其特征在于由中心管、上端蓋、下端蓋、密封套、雙金屬片、內(nèi)腔外殼、藥液組成，在中心管的中段部位開(kāi)有環(huán)行帶狀藥液槽，藥液槽外面焊有外殼，在中心管上形成一內(nèi)腔，外殼外面裝有密封套，在外殼與密封套之間有一夾層，夾層中的雙金屬片上端用螺釘固定在內(nèi)腔外殼上，中心管下段裝有下端蓋，上段裝有上端蓋，下端蓋上開(kāi)有螺孔，中心管的下端有加藥孔，通過(guò)此加藥孔將藥液注入內(nèi)腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙控式熱采封隔器，其特征在于其中心管上端帶有內(nèi)螺紋，下端帶有外螺紋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙控式熱采封隔器，其特征在于所說(shuō)的上端蓋與中心管的連結(jié)是螺紋連結(jié)，下端蓋是用螺釘固定在中心管上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙控式熱采封隔器，其特征在于所說(shuō)的上端蓋下端開(kāi)有若干圓孔和條縫，呈梳形。
專利摘要一種雙控式熱采封隔器,由中心管、梳形上端蓋、下端蓋、密封套、雙金屬片、內(nèi)腔外殼和藥液等組成,在中心管中段部位開(kāi)有環(huán)行帶狀藥液槽,藥液槽外面焊有外殼,外殼外面裝有密封套,雙金屬片上端用螺釘固定在內(nèi)腔外殼上,中心管下端裝有下端蓋,上端裝有梳形上端蓋,下端蓋上開(kāi)有螺孔,中心管開(kāi)有加藥孔,通過(guò)加藥孔將藥液注入內(nèi)腔,本實(shí)用新型具有密封效果好、容易解封、成本低、不易卡井等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21B33/12GK2499568SQ01250599
公開(kāi)日2002年7月10日 申請(qǐng)日期2001年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月7日
發(fā)明者趙海龍, 郭言柱, 耿殿奇, 畢文亮, 蔣生健, 楊雙虎, 余國(guó)文, 吳德華 申請(qǐng)人:盤錦天翔石油設(shè)備制造有限公司, 東北大學(xué)