本發(fā)明涉及一種加熱管纜的井口懸掛器，適用于石油工程的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

油井結(jié)蠟是油田開發(fā)過程中存在已久的問題，當(dāng)原油從地下抽到地面時，由于溶解氣體的逸出和膨脹而使原油溫度逐漸降低，蠟就從原油中按分子量的大小順序結(jié)晶析出，并繼而沉積在油管內(nèi)壁上，致使井筒變窄，油井產(chǎn)量降低，嚴(yán)重時還會堵塞油管造成油井停產(chǎn)。原油對蠟的溶解度隨溫度的降低而減小，當(dāng)溫度降低到原油對蠟的溶解度小于原油的含蠟量的某一值時，原油中溶解的蠟便開始析出。目前油田采油中所用的超聲波技術(shù)主要利用超聲波的聲能擊碎原油和石蠟的高分子鏈，使之變?yōu)榈头肿渔?，提高了流動性，使其利用的電能一部分轉(zhuǎn)為聲能而另一部分轉(zhuǎn)為熱能，而轉(zhuǎn)為熱能的部分則白白的浪費(fèi)了。超聲波電熱清蠟裝置即利用了電能轉(zhuǎn)換成的聲能，又利用電能在傳輸過程中釋放的熱能，對能源進(jìn)行了綜合利用。申請人的在先申請201710122007.4提出了一種中頻感應(yīng)加熱管纜及其制備方法，其中利用電感應(yīng)加熱原理將連續(xù)油管變成熱載體形成加熱管纜，加熱流經(jīng)油管和管纜環(huán)空的天然氣或原油，實(shí)現(xiàn)消除結(jié)蠟等作用。

油管懸掛器是支承油管柱并密封油管和套管之間環(huán)形空間的一種裝置。油管懸掛器密封方式是油管懸掛器與油管連接利用重力座入椎體內(nèi)而密封，便于操作，換井口速度快、安全，故而是中深井、常規(guī)井所普遍使用的方式。懸掛器的作用有：懸掛井內(nèi)油管柱、密封油管和套管的環(huán)形空間、為下接套管頭和上接采油樹提供過渡等。

中國專利申請201410629076.0、201520866618.6和201420667666.8分別公開了三種不同的連續(xù)油管懸掛器，由于其中不涉及到對連續(xù)油管的內(nèi)部管纜進(jìn)行加熱的問題，因此懸掛器內(nèi)部都是上下直通的。另外，油管和殼體之間采用單向密封件進(jìn)行密封，密封效果不佳。

現(xiàn)有技術(shù)中缺少一種密封性能更佳、且適用于加熱管纜的井口懸掛器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供了一種加熱管纜的井口懸掛器，包括頂部密封組件、懸掛組件、芯軸密封組件、底部密封組件和旁通組件，頂部密封組件、懸掛組件、芯軸密封組件和底部密封組件通過各自的殼體圍成上下貫通的空腔，加熱管纜通過懸掛組件懸掛于空腔內(nèi)；旁通組件側(cè)向安裝于懸掛組件上，電纜桿穿過旁通組件伸入空腔的內(nèi)部并與加熱管纜的纜芯相連。

優(yōu)選地，井口懸掛器的最下端設(shè)置盲板法蘭，盲板法蘭通過螺栓固定到法蘭座上，盲板法蘭和法蘭座之間設(shè)有密封件，盲板法蘭和法蘭座上分別設(shè)有施壓口且內(nèi)部設(shè)有壓力通道。壓力通道的一端與施壓口連通，另一端與井口懸掛器內(nèi)部的空腔連通。

優(yōu)選地，芯軸的下部空腔內(nèi)還設(shè)有金屬密封環(huán)，金屬密封環(huán)的底端與殼體內(nèi)部接觸密封；金屬密封環(huán)的底端與殼體的內(nèi)錐面接觸密封；芯軸的下端的梯形斜面與金屬密封環(huán)的上端的尖角斜面配合，從而實(shí)現(xiàn)金屬密封環(huán)分別與殼體和連續(xù)油管的雙向密封。

優(yōu)選地，芯軸包括螺紋連接的上芯軸和下芯軸，下芯軸的下部空腔內(nèi)還設(shè)有金屬密封環(huán)，金屬密封環(huán)的底端與殼體的內(nèi)錐面接觸密封；下芯軸的下端呈倒梯形，金屬密封環(huán)的上端呈帶有臺階部的尖角形；下芯軸的下端的梯形斜面與金屬密封環(huán)的上端的尖角斜面配合并能夠相對滑動，下芯軸的下端的梯形底面與金屬密封環(huán)的臺階部配合，從而實(shí)現(xiàn)金屬密封環(huán)分別與殼體和連續(xù)油管的雙向密封。

優(yōu)選地，在金屬密封環(huán)的上方設(shè)有頂絲，頂絲沿殼體上的開口伸入空腔的內(nèi)部，頂絲插入空腔中的內(nèi)端部呈錐形，相應(yīng)位置的芯軸上設(shè)有推壓斜面，使得頂絲的錐形端部能夠與推壓斜面相配合。

優(yōu)選地，芯軸連接有夾持組件，夾持組件包括夾臂以及設(shè)置在夾臂內(nèi)部的上下兩個卡瓦；上卡瓦和下卡瓦的內(nèi)壁設(shè)有卡紋并形成雙向懸掛結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，上芯軸連接有上夾持組件，上夾持組件包括上夾臂以及設(shè)置在上夾臂內(nèi)部的上卡瓦；下芯軸連接有下夾持組件，下夾持組件包括下夾臂以及設(shè)置在下夾臂內(nèi)部的下卡瓦；上卡瓦和下卡瓦的內(nèi)壁設(shè)有卡紋并通過分隔件分開；上芯軸和下芯軸之間形成雙向懸掛結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，芯軸的上端與懸掛筒螺紋連接，懸掛筒的上端設(shè)有打撈筒，懸掛筒的內(nèi)部設(shè)有金屬護(hù)套；纜芯和金屬護(hù)套用壓絲連接；

懸掛筒和金屬護(hù)套之間設(shè)有絕緣護(hù)套，絕緣護(hù)套的下部設(shè)有第一絕緣密封件，第一絕緣密封件的形狀被構(gòu)造成使得能夠密封絕緣護(hù)套的下部和懸掛筒之間的空隙、以及懸掛筒和芯套之間的空隙；第一絕緣密封件的下部與芯套隔開并填充有第二絕緣密封件。

優(yōu)選地，旁通組件包括母法蘭、拉拔系統(tǒng)、打壓閥、子法蘭，母法蘭通過螺栓固定到井口懸掛器的殼體上，子法蘭通過螺栓固定到母法蘭上；

拉拔系統(tǒng)包括拉拔本體、拉拔件、夾持卡件、彈性密封件，子法蘭和拉拔本體之間具有空腔，該空腔內(nèi)設(shè)有圍繞在電纜桿周圍的絕緣密封組件，拉拔件穿過拉拔本體的端部開口與絕緣密封組件抵緊接觸；在拉拔件和電纜桿之間設(shè)有絕緣密封部件，在該絕緣密封部件與電纜桿之間設(shè)有夾持卡件；

在子法蘭的外部設(shè)置打壓閥，子法蘭和拉拔本體之間的空腔與打壓閥連通。

優(yōu)選地，頂部密封組件包括平板閥、頂部法蘭座、頂部盲板法蘭、耐壓閥和壓力表，頂部盲板法蘭中間設(shè)有頂部壓力通道，頂部壓力通道的一端與平板閥的內(nèi)腔連通，另一端通過三通管分別與耐壓閥和壓力表相連。

通過本發(fā)明的井口懸掛器的旁通組件，將傳統(tǒng)的兩通井口懸掛器變化為三通井口懸掛器，并將電纜桿穿過旁通組件，從而解決了對加熱管纜通電加熱的問題。同時，還優(yōu)化了井口懸掛器的各處密封，使得本發(fā)明的井口懸掛器具有密封效果好、功能多，能夠適用于加熱管纜的油井作業(yè)中。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的井口懸掛器的正視圖。

圖2是本發(fā)明的井口懸掛器的頂視圖。

圖3是本發(fā)明的井口懸掛器的側(cè)視圖。

圖4是本發(fā)明的井口懸掛器的仰視圖。

圖5是本發(fā)明的井口懸掛器沿圖3中a-a面的剖視圖。

圖6是圖5所示的s1區(qū)段的放大視圖。

圖7是圖5所示的s2區(qū)段的放大視圖。

圖8是圖5所示的s3區(qū)段的放大視圖。

圖9是圖5所示的s4區(qū)段的放大視圖。

圖10是本發(fā)明的加熱管纜的截面示意圖。

圖11是本發(fā)明的懸掛組件的細(xì)部示意圖。

圖12是本發(fā)明的拉拔系統(tǒng)的細(xì)部示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下文中將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。

如圖1-5、8、10所示，根據(jù)本發(fā)明的加熱管纜6包括連續(xù)油管61、纜芯63和芯套62，芯套62包裹在纜芯63的外部并置于連續(xù)油管61的內(nèi)部。根據(jù)本發(fā)明的加熱管纜的井口懸掛器，包括頂部密封組件1、懸掛組件2、芯軸密封組件3、底部密封組件4和旁通組件5，頂部密封組件1、懸掛組件2、芯軸密封組件3和底部密封組件4通過各自的殼體圍成上下貫通的空腔，加熱管纜6通過懸掛組件2懸掛于空腔內(nèi)；旁通組件5側(cè)向安裝于懸掛組件2上，電纜桿50穿過旁通組件5伸入空腔的內(nèi)部，電纜桿50通過懸掛組件2與加熱管纜6的纜芯63相連。作業(yè)時，通過電纜桿50向纜芯63供電，以達(dá)到連續(xù)油管加熱的目的。

如圖6所示，其中顯示了根據(jù)本發(fā)明的底部密封組件4的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，井口懸掛器的最下端設(shè)置盲板法蘭41，盲板法蘭41通過螺栓固定到法蘭座45上。盲板法蘭41和法蘭座45之間設(shè)有密封件44，盲板法蘭41和法蘭座45上分別設(shè)有施壓口42。盲板法蘭41和法蘭座45的內(nèi)部設(shè)有壓力通道43，壓力通道43的一端與施壓口42連通，另一端與井口懸掛器內(nèi)部的空腔連通。作業(yè)時，將施壓口42與油井的采氣樹閥門相連接。

如圖6和7所示，其中顯示了根據(jù)本發(fā)明的芯軸密封組件3的結(jié)構(gòu)示意圖。芯軸位于井口懸掛器內(nèi)部的空腔內(nèi)，該空腔的下端呈倒圓錐形。芯軸密封組件包括螺紋連接的上芯軸10和下芯軸20，下芯軸20的下部空腔內(nèi)還設(shè)有金屬密封環(huán)30，金屬密封環(huán)30的底端與殼體的內(nèi)錐面接觸密封。如圖6所示，下芯軸20的下端呈倒梯形，金屬密封環(huán)30的上端呈帶有臺階部的尖角形。其中，下芯軸20的下端的梯形斜面與金屬密封環(huán)30的上端的尖角斜面配合并可相對滑動，下芯軸20的下端的梯形底面與金屬密封環(huán)30的臺階部配合。由此，當(dāng)下芯軸20向下運(yùn)動時，下芯軸20的下端可沿金屬密封環(huán)30的斜面滑動，直至下芯軸20的底面抵靠在金屬密封環(huán)30的臺階部上。本申請中通過下芯軸和金屬密封環(huán)這兩個密封件的反向布置，使得殼體和管纜之間實(shí)現(xiàn)了雙向密封，確保了芯軸與管纜間密封的可靠性。優(yōu)選地，在下芯軸20和殼體之間、下芯軸20和連續(xù)管纜之間都設(shè)有輔助密封裝置，例如o型圈密封。這樣，在殼體和管纜之間就實(shí)現(xiàn)了多道密封，增強(qiáng)了密封效果。

在雙向密封的金屬密封環(huán)的上方設(shè)有頂絲31，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，頂絲31沿井口懸掛器的周向均勻設(shè)有六根。頂絲31沿井口懸掛器的殼體上的開口伸入空腔的內(nèi)部，頂絲31和殼體之間設(shè)有聚四氟乙烯圈密封件32。插入空腔中的頂絲31的內(nèi)端部呈錐形，相應(yīng)位置的下芯軸20上設(shè)有推壓件33。推壓件33的上表面上設(shè)有推壓斜面，使得頂絲31的錐形端部能夠與推壓斜面相配合。在將頂絲31向內(nèi)推動的過程中，通過沿推壓斜面前行而將下芯軸20向下壓動，并帶動金屬密封環(huán)30向下移動，從而實(shí)現(xiàn)了殼體和管纜之間的密封。

如圖7和8所示，其中顯示了懸掛組件2的細(xì)部結(jié)構(gòu)圖。如圖所示，上芯軸10和下芯軸20之間螺紋連接，并且在上芯軸10和下芯軸20之間形成雙向懸掛結(jié)構(gòu)。上芯軸10連接有上夾持組件，上夾持組件包括上夾臂101以及設(shè)置在上夾臂101內(nèi)部的上卡瓦102。下芯軸20連接有下夾持組件，下夾持組件包括下夾臂201以及設(shè)置在下夾臂201內(nèi)部的下卡瓦202。上卡瓦102和下卡瓦202的內(nèi)壁設(shè)有卡紋以夾持連續(xù)油管的外壁，上卡瓦102和下卡瓦202通過分隔件103分開，以避免兩個卡瓦相互觸碰。采用此種雙向懸掛結(jié)構(gòu)，不僅能夠防止管纜由于自重落入井中，而且還能防止由于地下油壓過大導(dǎo)致連續(xù)油管被頂起，即能夠防止管纜的雙向移動。

上芯軸10的上端與懸掛筒40螺紋連接。如圖8所示，懸掛筒40的上端設(shè)有打撈筒26，懸掛筒40的內(nèi)部設(shè)有金屬護(hù)套21(例如，銅套)，金屬護(hù)套21的周壁上設(shè)有孔，壓絲22穿過金屬護(hù)套21周壁上的孔將管纜的纜芯63固定在金屬護(hù)套21的內(nèi)腔中。懸掛筒40和金屬護(hù)套21之間設(shè)有絕緣護(hù)套25。絕緣護(hù)套25的下部設(shè)有第一絕緣密封件23。第一絕緣密封件23的形狀被構(gòu)造成使得能夠密封絕緣護(hù)套25的下部和懸掛筒40之間的空隙、以及懸掛筒40和芯套62之間的空隙。第一絕緣密封件23的下部與芯套62隔開一定的空隙，在此空隙內(nèi)還填充有第二絕緣密封件24。從而，在懸掛筒40和金屬護(hù)套21之間形成多道絕緣密封，以防止通過電纜桿50傳導(dǎo)至纜芯63上的電流泄漏至懸掛筒上。打撈筒26能夠用于將芯軸及其內(nèi)部的管纜提升出油井。為了使得提升作業(yè)順利進(jìn)行，可以在與電纜桿50對應(yīng)部位的殼體內(nèi)壁上設(shè)置切刀27。這樣，在提升作業(yè)時，通過切刀27將電纜桿50切斷，從而能夠保證提升作業(yè)順利進(jìn)行。

如圖8和12所示，其中顯示了根據(jù)本發(fā)明的旁通組件5的結(jié)構(gòu)詳圖。如圖所示，電纜桿50穿過旁通組件5與金屬護(hù)套21相接觸，從而實(shí)現(xiàn)將電流通過電纜桿50傳到管纜的連續(xù)油管上、加熱流經(jīng)連續(xù)油管和管纜環(huán)空的天然氣或原油、消除結(jié)蠟等作用。旁通組件5包括母法蘭51、拉拔系統(tǒng)52、打壓閥53、子法蘭54。母法蘭51通過螺栓固定到井口懸掛器的殼體上，子法蘭54通過螺栓固定到母法蘭51上。拉拔系統(tǒng)52包括拉拔本體521、拉拔件522、夾持卡件524、彈性密封件525。其中，子法蘭54和拉拔本體521之間具有空腔，該空腔內(nèi)設(shè)有圍繞在電纜桿50周圍的絕緣密封組件541。拉拔件522穿過拉拔本體521的端部開口與絕緣密封組件541抵緊接觸，在拉拔件522和電纜桿50之間也設(shè)有絕緣密封部件525。在拉拔件522和電纜桿50之間的絕緣密封部件525與電纜桿50之間設(shè)有夾持卡件524。打壓閥53設(shè)置在子法蘭54的外部，并與子法蘭54和拉拔本體521之間的空腔連通，用于向其中通入壓力。在通過打壓閥53注入壓力以后，使得子法蘭54和拉拔本體521之間的壓力增大，推動拉拔本體521向外運(yùn)動，并帶動夾持卡件524夾持電纜桿向外運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)將電纜桿拉出的目的。

如圖9所示，其中顯示了頂部密封組件1的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，頂部密封組件1包括平板閥15、頂部法蘭座14、頂部盲板法蘭13、耐壓閥12和壓力表11。其中，頂部盲板法蘭13中間設(shè)有頂部壓力通道131，頂部壓力通道131的一端與平板閥15的內(nèi)腔連通，另一端通過三通管132分別與耐壓閥12和壓力表11相連，以控制和監(jiān)測殼體空腔內(nèi)部的壓力變化情況。

通過本發(fā)明的井口懸掛器的旁通組件，將傳統(tǒng)的兩通井口懸掛器變化為三通井口懸掛器，并使電纜桿穿過旁通組件，從而解決了對加熱管纜通電加熱的問題。同時，還優(yōu)化了井口懸掛器的各處密封，使得本發(fā)明的井口懸掛器具有密封效果好、功能多，能夠適用于加熱管纜的油井作業(yè)中。

雖然本發(fā)明所揭露的實(shí)施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明而采用的實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實(shí)施的形式上及細(xì)節(jié)上作任何的修改與變化，但本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。