CN117759201B - 一种带有端口保护功能的气密封隔热管 - Google Patents

Abstract

本发明提出了涉及油田隔热管技术领域的一种带有端口保护功能的气密封隔热管。一种带有端口保护功能的气密封隔热管，包括有等间距分布的套管，所述套管的下侧设置有内螺纹，所述套管的上侧设置有外螺纹，相邻两个所述套管的内螺纹与外螺纹螺纹配合，相邻两个所述套管之间设置有密封环，所述套管外环面的下侧固接有顶环，所述顶环固接有周向等间距分布的固定板，周向等间距分布的所述固定板远离所述顶环的一侧固接有底环，所述底环滑动连接有周向等间距分布的滑杆，周向等间距分布的所述滑杆靠近相邻所述顶环的一侧固接有固定壳。本发明在两个套管螺纹连接处发生断裂时，通过对下方套管进行防坠保护，避免下方套管坠入井下。

Description

一种带有端口保护功能的气密封隔热管

技术领域

本发明属于油田隔热管技术领域，具体提出了一种带有端口保护功能的气密封隔热管。

背景技术

隔热管是用于隔绝热量的管件，而油田井下所用的隔热管为套管，主要将石油和井壁隔开，避免石油与井壁接触，同时在抽油过程中，为了保证石油具有较佳的流动性，需要保证套管内石油具有较高温度，而此时套管起到保温石油的作用。

目前套管连接方式主要有螺纹连接和套箍连接，螺纹连接的方式是在套管两端分别开设内外两种螺纹，将相邻两个套管的内螺纹和外螺纹连接，但是，螺纹连接的方式导致两个套管的螺纹连接处的强度较低，套管在下井的过程中，套管会直接或间接与井壁接触，从而导致套管受到撞击发生晃动，严重时导致两个套管的螺纹连接处发生断裂，最终下方套管会坠入井下，下坠的套管会受损，且后续需要油田作业人员对下坠的套管进行打捞，过程繁琐。

发明内容

为了解决油田下管过程中套管坠井的技术问题，本发明提供了一种带有端口保护功能的气密封隔热管。

本发明的技术方案为：一种带有端口保护功能的气密封隔热管，包括有等间距分布的套管，所述套管的下侧设置有内螺纹，所述套管的上侧设置有外螺纹，相邻两个所述套管的内螺纹与外螺纹螺纹配合，相邻两个所述套管之间设置有密封环，所述套管外环面的下侧固接有顶环，所述顶环固接有周向等间距分布的固定板，周向等间距分布的所述固定板远离所述顶环的一侧固接有底环，所述底环滑动连接有周向等间距分布的滑杆，周向等间距分布的所述滑杆靠近相邻所述顶环的一端固接有固定壳，所述底环和所述固定壳均与其下方相邻的所述套管滑动连接，所述固定壳与相邻的所述底环之间固接有周向等间距分布的第一弹性件，所述固定壳设置有防脱落机构，所述防脱落机构用于防止相邻下方所述套管脱落。

进一步说明，所述密封环的下侧设置有凹陷的弧形面，所述套管的上侧与相邻所述密封环的弧形面密封配合，用于增加所述密封环与相邻所述套管之间的接触面积。

进一步说明，所述防脱落机构包括有转环，所述转环转动连接于相邻的所述固定壳内，所述底环设置有周向等间距分布的第一扇形槽，所述固定壳设置有周向等间距分布的第二扇形槽，所述转环设置有周向等间距分布的第三扇形槽，所述固定壳设置有导向槽，所述转环的外环面固接有与相邻所述导向槽滑动连接的限位杆，所述套管外环面的上侧固接有周向等间距分布的扇形块，所述扇形块的形状与相邻所述第一扇形槽、所述第二扇形槽和所述第三扇形槽的形状均相等，所述第一扇形槽与相邻的所述第二扇形槽在竖直方向对齐。

进一步说明，所述固定壳固接有位于相邻所述导向槽内两侧的限位块，所述限位块的材质为弹性材料，所述限位块用于限位相邻的所述限位杆。

进一步说明，还包括有等间距分布的防护机构，等间距分布的所述防护机构分别设置于相邻的所述顶环，所述防护机构用于保护相邻两个所述套管之间的螺纹连接处，所述防护机构包括有周向等间距分布的防护板，周向等间距分布的所述防护板均铰接于相邻的所述顶环，所述防护板与相邻的所述固定板之间固接有第二弹性件，所述滑杆远离相邻所述固定壳的一端固接有L形板，所述L形板与相邻所述防护板远离所述顶环的一侧限位配合。

进一步说明，所述防护板的形状设置为弧形。

进一步说明，所述防护板靠近相邻所述L形板的一侧设置有弧形凸起，所述L形板设置有与相邻所述防护板弧形凸起配合的凹槽。

进一步说明，所述防护板设置有弧形槽，所述固定板铰接有与相邻所述弧形槽滑动连接的矩形框。

进一步说明，所述矩形框远离相邻所述固定板一侧位于所述弧形槽下侧时，所述矩形框与相邻所述防护板之间的夹角大于90°。

进一步说明，所述防护板远离相邻所述顶环的一侧固接有摩擦块，所述摩擦块设置有等间距分布的凸起，所述矩形框远离相邻所述固定板一侧位于所述弧形槽下侧时，所述防护板的弧形凸起与相邻所述摩擦块等间距分布的凸起在竖直方向对齐。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明在两个套管螺纹连接处发生断裂时，通过对下方套管进行防坠保护，避免下方套管坠入井下，在两个套管螺纹连接完成后，防护板正好位于两个套管连接处的外侧，在套管下井的过程中，防护板优先与井壁的凸起接触，从而避免两个套管的螺纹连接处与井壁凸起接触，对两个套管的螺纹连接处（端口）进行防护，起到套管扶正的作用，当下方套管出现下坠时，防护板的下侧靠近井壁，并使得上方的套管无法向下移动，从而给地面上的操作人员反馈，井下发生套管坠井的情况，而操作人员根据反馈将上方套管和下坠的套管同时从井下取出，无需进行后续打捞下坠套管的过程，减少操作人员的工作量。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明固定壳和扇形块位置状态的立体结构示意图；

图3为本发明的立体结构剖面图；

图4为本发明套管和密封环的立体结构剖面图；

图5为本发明底环、固定壳和转环的立体结构爆炸图；

图6为本发明下方套管下坠状态的立体结构示意图；

图7为本发明防护机构的立体结构示意图。

附图标记：1：套管，3：密封环，4：顶环，5：固定板，6：底环，601：第一扇形槽，7：滑杆，8：固定壳，801：第二扇形槽，802：导向槽，9：第一弹性件，10：转环，1001：第三扇形槽，11：限位杆，12：扇形块，13：限位块，14：防护板，1401：弧形槽，15：第二弹性件，16：L形板，17：矩形框，18：摩擦块。

具体实施方式

首先要指出，在不同描述的实施方式中，相同部件设有相同的附图标记或者说相同的构件名称，其中，在整个说明书中包含的公开内容能够按意义转用到具有相同的附图标记或者说相同的构件名称的相同部件上。在说明书中所选择的位置说明、例如上、下、侧等等也参考直接描述的以及示出的附图并且在位置改变时按意义转用到新的位置上，本发明中并未展示套管隔热作用的具体结构，一般在套管内开设空腔或夹层来体现套管的隔热效果。

实施例1：一种带有端口保护功能的气密封隔热管，如图1-图4所示，包括有上下等间距分布的套管1，套管1内的下侧设置有内螺纹，套管1外环面的上侧设置有外螺纹，上方套管1的内螺纹与下方套管1的外螺纹螺纹配合，相邻两个套管1之间设置有密封环3，密封环3的下侧设置有凹陷的弧形面，套管1的上表面设置有环形凸起，用于增加密封环3与相邻套管1之间的接触面积，增加密封环3与相邻套管1之间的密封性，避免套管连接处出现石油泄漏，套管1外环面的下侧固接有顶环4，顶环4的下表面固接有周向等间距分布的四个固定板5，四个的固定板5的下侧固接有底环6，底环6滑动连接有周向等间距分布的四个滑杆7，四个滑杆7的上端固接有固定壳8，底环6的内侧和相邻固定壳8的内侧均与其下方相邻套管1外环面的上侧滑动连接，固定壳8与相邻的底环6之间固接有周向等间距分布的四个第一弹性件9，第一弹性件9为弹簧，第一弹性件9位于相邻滑杆7的外侧，固定壳8设置有防脱落机构，防脱落机构用于防止相邻下方套管1脱落。

如图2、图3和图5-图7所示，防脱落机构包括有转环10，转环10转动连接于相邻的固定壳8内，转环10的内侧面与下方相邻套管1外侧的上部滑动连接，底环6的内侧设置有周向等间距分布的四个第一扇形槽601，固定壳8的内侧设置有周向等间距分布的四个第二扇形槽801，转环10的内侧设置有周向等间距分布的四个第三扇形槽1001，固定壳8右侧的前部设置有导向槽802，转环10的外环面固接有与相邻导向槽802滑动连接的限位杆11，限位杆11沿相邻导向槽802滑动，限位杆11带动转环10转动，固定壳8固接有位于相邻导向槽802内前后两侧的四个限位块13，限位块13的材质为橡胶材料，限位块13用于限位相邻的限位杆11，避免限位杆11在导向槽802内随意滑动，套管1外环面的上侧固接有周向等间距分布的四个扇形块12，在两个套管1安装完成后，上方套管1的扇形块12位于上方套管1固定壳8的上方，扇形块12的形状与相邻第一扇形槽601、第二扇形槽801和第三扇形槽1001的形状均相等，第一扇形槽601与相邻的第二扇形槽801在竖直方向对齐，当第三扇形槽1001与相邻的第二扇形槽801对齐时，扇形块12向上移动依次穿过相邻第一扇形槽601、第二扇形槽801和第三扇形槽1001。

图1所示状态为已经将上方套管1安装在下方套管1上的状态，而两个套管1未安装前处于分离状态，两个相邻套管1安装过程如下：首先下方套管1被夹持器械固定在油田井口，操作人员通过控制起吊设备将上方套管1吊起并处于下方套管1的正上方，初始状态下，限位杆11位于导向槽802的后侧并受后侧的两个限位块13限位无法移动，第三扇形槽1001与相邻的第二扇形槽801对齐，并使得第一扇形槽601与相邻的扇形块12上下对齐，随后，操作人员通过起吊设备控制上方套管1向下移动，上方套管1带动顶环4、固定板5和底环6等零件向下移动，下方套管1上的扇形块12依次穿过相邻的第一扇形槽601、第二扇形槽801和第三扇形槽1001，随后固定壳8位于扇形块12的下方，操作人员顺时针转动限位杆11，限位杆11挤压两个限位块13并由导向槽802的后侧逐渐转至导向槽802的前侧，限位杆11带动转环10顺时针转动，第三扇形槽1001逐渐与相邻的第二扇形槽801错位，当限位杆11转至导向槽802的前侧时，前侧的两个限位块13将限位杆11限位，转环10将四个第二扇形槽801封堵，第三扇形槽1001与相邻的第二扇形槽801错位。

在转环10将四个第二扇形槽801封堵后，操作人员通过起吊设备带动套管1转动，上方套管1的内螺纹和下方套管1的外螺纹逐渐螺纹配合，在上方套管1向下移动的过程中，两个套管1挤压密封环3，且密封环3下侧为凹陷的弧形面，增加了密封环3与下方套管1之间的接触面积，提高密封环3与下方套管1之间的密封性。

在两个套管1螺纹连接后，操作人员将下方的套管1放入井下，通过夹持器械将上方的套管1固定在油田井口，并继续重复上述步骤在最上方套管1的上方继续安装套管1，由于套管1在下井的过程中，套管1会与井壁接触，一般在套管1外侧安装套管扶正器，保证套管1居中的同时，避免套管1直接与井壁接触，虽然套管扶正器辅助套管1下井，但是套管扶正器仍会将其与井壁的撞击力传递给套管1，而套管1受到撞击后，会出现晃动，由于两个套管1的连接处为螺纹连接，螺纹连接强度较低，在套管1发生晃动时，两个套管1的螺纹连接处易出现断裂，导致处于下方的套管1脱离，致使下方套管1坠入井下，而发生套管1坠井情况后需要将坠井的套管1打捞，无疑是增加了油田作业人员的工作量，因此，需要在两个套管1连接处出现断裂时，对下方套管1进行防坠保护，具体操作如下：当下方套管1下坠时，下方的套管1带动四个扇形块12向下移动，四个扇形块12与上方套管1的固定壳8接触，由于转环10已经将第二扇形槽801封堵，因此，固定壳8和转环10形成圆环，防止扇形块12穿过相邻的第二扇形槽801。

当四个扇形块12与上方套管1的固定壳8接触后，四个扇形块12带动固定壳8向下移动，四个第一弹性件9对固定壳8的下移速度进行缓冲，间接对下方套管1的下移速度进行缓冲，减少下方套管1下坠时的冲击力，当四个第一弹性件9不再被压缩时，固定壳8无法向下移动，同时下方套管1无法向下移动，对下方套管1进行防坠保护，随后操作人员将上方套管1和下方下坠的套管1从井下取出，无需进行后续打捞下坠套管1的过程，减少操作人员的工作量，当下坠套管1从井下取出后，操作人员将损坏的套管1更换继续完成下管操作。

实施例2：在实施例1的基础上，如图2、图3、图6和图7所示，还包括有等间距分布的防护机构，等间距分布的防护机构分别设置于相邻的顶环4，防护机构用于保护相邻两个套管1之间的螺纹连接处，防护机构包括有周向等间距分布的四个防护板14，四个防护板14均铰接于相邻顶环4的外侧，防护板14的形状设置为弧形，在套管1向下移动时，防护板14的外侧会优先与井壁接触，从而对套管1的端口进行防护，防护板14与相邻的固定板5之间固接有第二弹性件15，第二弹性件15为弹簧，在防护板14与井壁凸起接触时，第二弹性件15对防护板14的挤压力进行缓冲，间接减少套管1所受的冲击力，滑杆7的下端固接有L形板16，L形板16与相邻防护板14的下侧限位配合，防护板14的下侧设置有弧形凸起，L形板16设置有与相邻防护板14弧形凸起配合的凹槽，初始状态第二弹性件15处于压缩状态，L形板16对防护板14下侧限位避免第二弹性件15复位，防护板14中部的下侧设置有弧形槽1401，固定板5的下部铰接有与相邻弧形槽1401滑动连接的矩形框17，矩形框17远离相邻固定板5一侧位于弧形槽1401下侧时，矩形框17与相邻防护板14之间的夹角大于90°，当防护板14靠近套管1时，矩形框17并不会阻碍防护板14靠近套管1，防护板14的下侧固接有摩擦块18，摩擦块18设置有等间距分布的两个凸起，如图7所示，矩形框17远离相邻固定板5一侧位于弧形槽1401下侧时，防护板14的弧形凸起与相邻摩擦块18的两个凸起在竖直方向对齐，增加了防护板14下侧与井壁之间的摩擦力。

在套管1下井的过程中，防护板14也会同步下井，而防护板14的形状为弧形，防护板14优先与井壁的凸起接触，从而避免两个套管1的螺纹连接处与井壁凸起接触，对两个套管1的螺纹连接处进行防护（两个套管1的螺纹连接处强度较低），防护板14相当于套管扶正器，无需额外增加新的套管扶正器，且防护板14正好位于两个套管1的连接处，在两个套管1连接完成后，防护板14自动定位，而现有套管扶正器需要手动定位，且定位过程繁琐，在防护板14与井壁凸起接触时，防护板14的下侧靠近套管1，第二弹性件15被压缩，对防护板14的冲击力进行缓冲，减少套管1所受的冲击力，在防护板14下侧靠近套管1的过程中，矩形框17的上侧沿弧形槽1401向上滑动，但是L形板16仍对防护板14下侧限位，防护板14无法远离套管1，L形板16的凹槽对相邻防护板14下侧的弧形凸起限位，保证在下方套管1未发生下坠时，L形板16始终对相邻防护板14的下侧进行限位。

当下方套管1发生坠落时，以右侧的滑杆7为例，滑杆7带动L形板16向下移动，L形板16向下移动解除对防护板14下侧的限位，处于压缩状态的第二弹性件15复位带动防护板14的下侧远离套管1，防护板14的下侧带动摩擦块18远离套管1并与井壁接触，当下方套管1不再坠落时，状态如图7所示，而此时，防护板14下侧的弧形凸起和摩擦块18的两个凸起均与井壁接触，增加了防护板14下侧与井壁之间的接触面积，摩擦块18和防护板14使得顶环4和上方套管1无法下移，同时下方套管1无法下移，而此时，位于地面上的操作人员发现无法继续下放套管1时，了解到井下套管1出现下坠现象，则操作人员通过起吊设备带动上方的套管1向上移动，上方套管1带动顶环4、固定板5、底环6、滑杆7、固定壳8和转环10向上移动，固定壳8和转环10带动扇形块12和下方的套管1向上移动，上方套管1通过顶环4带动四个防护板14向上移动，在防护板14向上移动的过程中，防护板14的弧形面会与井壁凸起接触，使得防护板14靠近套管1，第二弹性件15被压缩，且此时，矩形框17与相邻防护板14之间的夹角大于90°，矩形框17并不会影响防护板14的下侧靠近套管1。

以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种带有端口保护功能的气密封隔热管，包括有等间距分布的套管（1），所述套管（1）的下侧设置有内螺纹，所述套管（1）的上侧设置有外螺纹，相邻两个所述套管（1）的内螺纹与外螺纹螺纹配合，其特征是：还包括有密封环（3），所述密封环（3）设置于相邻两个所述套管（1）之间，所述套管（1）外环面的下侧固接有顶环（4），所述顶环（4）固接有周向等间距分布的固定板（5），周向等间距分布的所述固定板（5）远离所述顶环（4）的一侧固接有底环（6），所述底环（6）滑动连接有周向等间距分布的滑杆（7），周向等间距分布的所述滑杆（7）靠近相邻所述顶环（4）的一端固接有固定壳（8），所述底环（6）和相邻的所述固定壳（8）均与其下方相邻的所述套管（1）滑动连接，所述固定壳（8）与相邻的所述底环（6）之间固接有周向等间距分布的第一弹性件（9），所述固定壳（8）设置有防脱落机构，所述防脱落机构用于防止相邻下方所述套管（1）脱落；

所述防脱落机构包括有转环（10），所述转环（10）转动连接于相邻的所述固定壳（8）内，所述底环（6）设置有周向等间距分布的第一扇形槽（601），所述固定壳（8）设置有周向等间距分布的第二扇形槽（801），所述转环（10）设置有周向等间距分布的第三扇形槽（1001），所述固定壳（8）设置有导向槽（802），所述转环（10）的外环面固接有与相邻所述导向槽（802）滑动连接的限位杆（11），所述套管（1）外环面的上侧固接有周向等间距分布的扇形块（12），所述扇形块（12）的形状与相邻所述第一扇形槽（601）、所述第二扇形槽（801）和所述第三扇形槽（1001）的形状均相等，所述第一扇形槽（601）与相邻的所述第二扇形槽（801）在竖直方向对齐；

所述固定壳（8）固接有位于相邻所述导向槽（802）内两侧的限位块（13），所述限位块（13）的材质为弹性材料，所述限位块（13）用于限位相邻的所述限位杆（11）；

还包括有等间距分布的防护机构，等间距分布的所述防护机构分别设置于相邻的所述顶环（4），所述防护机构用于保护相邻两个所述套管（1）之间的螺纹连接处，所述防护机构包括有周向等间距分布的防护板（14），周向等间距分布的所述防护板（14）均铰接于相邻的所述顶环（4），所述防护板（14）与相邻的所述固定板（5）之间固接有第二弹性件（15），所述滑杆（7）远离相邻所述固定壳（8）的一端固接有L形板（16），所述L形板（16）与相邻所述防护板（14）远离所述顶环（4）的一侧限位配合；

所述防护板（14）的形状设置为弧形；

所述防护板（14）靠近相邻所述L形板（16）的一侧设置有弧形凸起，所述L形板（16）设置有与相邻所述防护板（14）弧形凸起配合的凹槽；

所述防护板（14）设置有弧形槽（1401），所述固定板（5）铰接有与相邻所述弧形槽（1401）滑动连接的矩形框（17）

所述矩形框（17）远离相邻所述固定板（5）一侧位于所述弧形槽（1401）下侧时，所述矩形框（17）与相邻所述防护板（14）之间的夹角大于90°；

所述防护板（14）远离相邻所述顶环（4）的一侧固接有摩擦块（18），所述摩擦块（18）设置有等间距分布的凸起，所述矩形框（17）远离相邻所述固定板（5）一侧位于所述弧形槽（1401）下侧时，所述防护板（14）的弧形凸起与相邻所述摩擦块（18）等间距分布的凸起在竖直方向对齐。

2.根据权利要求1所述的一种带有端口保护功能的气密封隔热管，其特征是：所述密封环（3）的下侧设置有凹陷的弧形面，所述套管（1）的上侧与相邻所述密封环（3）的弧形面密封配合，用于增加所述密封环（3）与相邻所述套管（1）之间的接触面积。