CN111005695A - 一种高温高压耐腐蚀密封结构及油气井加热钢缆悬挂器 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种高温高压耐腐蚀密封结构及油气井加热钢缆悬挂器，密封结构包括从上到下依次设置的盘根上压环、盘根上垫环、聚四氟乙烯盘根、盘根下垫环和盘根下压环，聚四氟乙烯盘根的上表面、下表面圆周均布有若干个梯形卡槽，盘根上垫环底部、盘根下垫环顶部均设有与聚四氟乙烯盘根的梯形卡槽对应的梯形卡块，每个梯形卡块伸入相应的梯形卡槽内；盘根上压环的顶部外边缘设有顶丝斜面。悬挂器包括悬挂器壳体和置于悬挂器壳体内的密封结构。本发明在悬挂器壳体的顶丝作用下，盘根上压环可以下移压紧聚四氟乙烯盘根，在压紧的过程中，聚四氟乙烯盘根随着梯形卡槽受力，更容易涨开，以最小的压紧力起到更好的密封效果。
Description
技术领域
本发明涉及油气井电加热作业的技术领域，尤其涉及一种高温高压耐腐蚀密封结构及油气井加热钢缆悬挂器。
背景技术
油井结蜡是油田开发过程中存在已久的问题，油田气井，深7000m左右，井下压力120Mpa，温度130℃左右，井口温度5℃左右；随采气举升和底层温度下降，在距离地面3000m左右，气温降为60℃左右，蜡开始析出；可以判断，蜡虽析出，但不会凝管。当气举至离地面2000-2500m时，根据温度梯度计算，温度下降到30℃左右，蜡开始凝管，沉积在油管内壁上，致油井变窄，油井产量降低，严重时还会堵塞油管造成油井停产。
目前，新型钢缆电加热清蜡解堵作业在油田成功应用。钢缆入井后需要利用悬挂器悬挂在井口采油树上，通过盘根密封住油管与钢缆的环空，钢缆伸出悬挂器与电源连接，进行加热清蜡解堵，恢复油气井正常生产。
在加热的过程中，与钢缆接触的盘根对密封性能要求较高，一旦密封性能不好，就会存在泄漏的安全风险，造成事故。油井中的温度较高，油气中还存在腐蚀源，比如H2S、CO2等气体，都会对盘根产生缓慢腐蚀，也会造成密封不严、泄漏，因此，悬挂器盘根是很关键的密封部件。
发明内容
本发明旨在解决与钢缆接触的盘根密封性能不好的问题，而提供一种高温高压耐腐蚀密封结构及油气井加热钢缆悬挂器。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种高温高压耐腐蚀密封结构，包括从上到下依次设置的盘根上压环、盘根上垫环、聚四氟乙烯盘根、盘根下垫环和盘根下压环，所述盘根上压环、盘根上垫环、聚四氟乙烯盘根、盘根下垫环和盘根下压环的中间位置均贯穿有供加热钢缆穿过并安装的同轴孔洞；
所述聚四氟乙烯盘根的上表面、下表面圆周均布有若干个梯形卡槽，所述盘根上垫环底部、盘根下垫环顶部均设有与聚四氟乙烯盘根的梯形卡槽对应的梯形卡块，每个梯形卡块伸入相应的梯形卡槽内；
所述盘根上压环的顶部外边缘设有顶丝斜面。
所述聚四氟乙烯盘根外侧壁上下两端设有两个环形槽，每个环形槽内安装有一个密封圈。
一种上述的高温高压耐腐蚀密封结构的油气井加热钢缆悬挂器，包括悬挂器壳体，所述悬挂器壳体内从上到下设有贯穿孔，所述贯穿孔内下端设有第一安装台阶；
所述盘根上压环、盘根上垫环、聚四氟乙烯盘根、盘根下垫环、盘根下压环安装在贯穿孔内，盘根下压环的底部座封在第一安装台阶上，所述盘根上压环、盘根上垫环、聚四氟乙烯盘根、盘根下垫环、盘根下压环的外壁与贯穿孔内壁相贴合，所述盘根上压环、盘根上垫环、聚四氟乙烯盘根、盘根下垫环、盘根下压环将贯穿孔内部分为上端的上密封腔和下端的下密封腔；
所述悬挂器壳体侧壁上圆周设有若干顶丝，所述顶丝的顶紧端伸入贯穿孔内并顶紧在盘根上压环的顶丝斜面上。
所述贯穿孔内上端设有第二安装台阶，所述第二安装台阶上座封有两个悬挂卡瓦，所述悬挂器壳体侧壁上对应每个悬挂卡瓦均对称设有两个卡瓦顶紧丝，所述卡瓦顶紧丝的顶紧端伸入贯穿孔内并顶紧在悬挂卡瓦外壁上；
待悬挂的加热钢缆穿过两个悬挂卡瓦、盘根上压环、盘根上垫环、聚四氟乙烯盘根、盘根下垫环、盘根下压环安装在悬挂器壳体上。
所述悬挂卡瓦内壁上设有夹紧加热钢缆的齿牙。
本发明的有益效果是：本发明盘根上压环上设有顶丝斜面，在悬挂器壳体的顶丝作用下，盘根上压环可以下移压紧聚四氟乙烯盘根，聚四氟乙烯盘根上、下有盘根上垫环、盘根下垫环支撑，聚四氟乙烯盘根上、下表面设有梯形卡槽，在压紧的过程中，盘根上压环、盘根上垫环压缩聚四氟乙烯盘根时，聚四氟乙烯盘根随着梯形卡槽受力，更容易涨开，以最小的压紧力起到更好的密封效果。聚四氟乙烯盘根由于是聚四氟乙烯材料，能够耐高温、耐腐蚀。
将密封结构安装于悬挂器壳体中，聚四氟乙烯盘根受到顶丝的作用，抱紧加热钢缆，使聚四氟乙烯盘根与悬挂器壳体密封、聚四氟乙烯盘根与加热钢缆密封，两个密封面可以将油气完全隔离在悬挂器壳体以下，加热钢缆从悬挂器壳体上部伸出，与电源连接，通电加热熔蜡，使油气井回复生产。
附图说明
图1为本发明高温高压耐腐蚀密封结构的示意图；
图2为本发明油气井加热钢缆悬挂器的示意图；
图3为图2中A-A的剖面图；
图中：1-盘根上压环；2-盘根上垫环；3-聚四氟乙烯盘根；4-盘根下垫环；5-盘根下压环；6-加热钢缆；7-梯形卡槽；8-梯形卡块；9-顶丝斜面；10-环形槽；11-密封圈；12-悬挂器壳体；13-贯穿孔；14-第一安装台阶；15-上密封腔；16-下密封腔；17-顶丝；18-第二安装台阶；19-悬挂卡瓦；20-卡瓦顶紧丝；21-齿牙；
以下将结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，
一种高温高压耐腐蚀密封结构，包括从上到下依次设置的盘根上压环1、盘根上垫环2、聚四氟乙烯盘根3、盘根下垫环4和盘根下压环5，所述盘根上压环1、盘根上垫环2、聚四氟乙烯盘根3、盘根下垫环4和盘根下压环5的中间位置均贯穿有供加热钢缆6穿过并安装的同轴孔洞；
所述聚四氟乙烯盘根3的上表面、下表面圆周均布有若干个梯形卡槽7，所述盘根上垫环2底部、盘根下垫环4顶部均设有与聚四氟乙烯盘根3的梯形卡槽7对应的梯形卡块8，每个梯形卡块8伸入相应的梯形卡槽7内；
所述盘根上压环1的顶部外边缘设有顶丝斜面9。
所述聚四氟乙烯盘根3外侧壁上下两端设有两个环形槽10，每个环形槽10内安装有一个密封圈11。
如图2、图3所示，
一种上述的高温高压耐腐蚀密封结构的油气井加热钢缆悬挂器，包括悬挂器壳体12，所述悬挂器壳体12内从上到下设有贯穿孔13，所述贯穿孔13内下端设有第一安装台阶14；
所述盘根上压环1、盘根上垫环2、聚四氟乙烯盘根3、盘根下垫环4、盘根下压环5安装在贯穿孔13内，盘根下压环5的底部座封在第一安装台阶14上，所述盘根上压环1、盘根上垫环2、聚四氟乙烯盘根3、盘根下垫环4、盘根下压环5的外壁与贯穿孔13内壁相贴合，所述盘根上压环1、盘根上垫环2、聚四氟乙烯盘根3、盘根下垫环4、盘根下压环5将贯穿孔13内部分为上端的上密封腔15和下端的下密封腔16；
所述悬挂器壳体12侧壁上圆周设有若干顶丝17，所述顶丝17的顶紧端伸入贯穿孔13内并顶紧在盘根上压环1的顶丝斜面9上。
所述贯穿孔13内上端设有第二安装台阶18，所述第二安装台阶18上座封有两个悬挂卡瓦19，所述悬挂器壳体1侧壁上对应每个悬挂卡瓦19均对称设有两个卡瓦顶紧丝20，所述卡瓦顶紧丝20的顶紧端伸入贯穿孔13内并顶紧在悬挂卡瓦19外壁上；
待悬挂的加热钢缆6穿过两个悬挂卡瓦19、盘根上压环1、盘根上垫环2、聚四氟乙烯盘根3、盘根下垫环4、盘根下压环5安装在悬挂器壳体12上。
所述悬挂卡瓦19内壁上设有夹紧加热钢缆6的齿牙21。
本发明盘根上压环1上设有顶丝斜面9，在悬挂器壳体12的顶丝17的作用下，盘根上压环1可以下移压紧聚四氟乙烯盘根3，聚四氟乙烯盘根3上、下有盘根上垫环2、盘根下垫环4支撑，聚四氟乙烯盘根3上、下表面设有梯形卡槽7，在压紧的过程中，盘根上压环1、盘根上垫环2压缩聚四氟乙烯盘根3时，聚四氟乙烯盘根3随着梯形卡槽7受力，更容易涨开，以最小的压紧力起到更好的密封效果，聚四氟乙烯盘根3外有两道密封圈，可以起到辅助密封的作用。聚四氟乙烯盘根3由于是聚四氟乙烯材料，能够耐高温、耐腐蚀。
将密封结构安装于悬挂器壳体12中，聚四氟乙烯盘根3受到顶丝17的作用，抱紧加热钢缆6，使聚四氟乙烯盘根3与悬挂器壳体12密封、聚四氟乙烯盘根3与加热钢缆6密封，两个密封面可以将油气完全隔离在悬挂器壳体12以下，加热钢缆6从悬挂器壳体12上部伸出，与电源连接，通电加热熔蜡，使油气井回复生产。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高温高压耐腐蚀密封结构，其特征在于，包括从上到下依次设置的盘根上压环(1)、盘根上垫环(2)、聚四氟乙烯盘根(3)、盘根下垫环(4)和盘根下压环(5)，所述盘根上压环(1)、盘根上垫环(2)、聚四氟乙烯盘根(3)、盘根下垫环(4)和盘根下压环(5)的中间位置均贯穿有供加热钢缆(6)穿过并安装的同轴孔洞；
所述聚四氟乙烯盘根(3)的上表面、下表面圆周均布有若干个梯形卡槽(7)，所述盘根上垫环(2)底部、盘根下垫环(4)顶部均设有与聚四氟乙烯盘根(3)的梯形卡槽(7)对应的梯形卡块(8)，每个梯形卡块(8)伸入相应的梯形卡槽(7)内；
所述盘根上压环(1)的顶部外边缘设有顶丝斜面(9)。
2.根据权利要求1所述的一种高温高压耐腐蚀密封结构，其特征在于，所述聚四氟乙烯盘根(3)外侧壁上下两端设有两个环形槽(10)，每个环形槽(10)内安装有一个密封圈(11)。
3.一种具有权利要求1或2所述的高温高压耐腐蚀密封结构的油气井加热钢缆悬挂器，其特征在于，包括悬挂器壳体(12)，所述悬挂器壳体(12)内从上到下设有贯穿孔(13)，所述贯穿孔(13)内下端设有第一安装台阶(14)；
所述盘根上压环(1)、盘根上垫环(2)、聚四氟乙烯盘根(3)、盘根下垫环(4)、盘根下压环(5)安装在贯穿孔(13)内，盘根下压环(5)的底部座封在第一安装台阶(14)上，所述盘根上压环(1)、盘根上垫环(2)、聚四氟乙烯盘根(3)、盘根下垫环(4)、盘根下压环(5)的外壁与贯穿孔(13)内壁相贴合，所述盘根上压环(1)、盘根上垫环(2)、聚四氟乙烯盘根(3)、盘根下垫环(4)、盘根下压环(5)将贯穿孔(13)内部分为上端的上密封腔(15)和下端的下密封腔(16)；
所述悬挂器壳体(12)侧壁上圆周设有若干顶丝(17)，所述顶丝(17)的顶紧端伸入贯穿孔(13)内并顶紧在盘根上压环(1)的顶丝斜面(9)上。
4.根据权利要求3所述的一种油气井加热钢缆悬挂器，其特征在于，所述贯穿孔(13)内上端设有第二安装台阶(18)，所述第二安装台阶(18)上座封有两个悬挂卡瓦(19)，所述悬挂器壳体(1)侧壁上对应每个悬挂卡瓦(19)均对称设有两个卡瓦顶紧丝(20)，所述卡瓦顶紧丝(20)的顶紧端伸入贯穿孔(13)内并顶紧在悬挂卡瓦(19)外壁上；
待悬挂的加热钢缆(6)穿过两个悬挂卡瓦(19)、盘根上压环(1)、盘根上垫环(2)、聚四氟乙烯盘根(3)、盘根下垫环(4)、盘根下压环(5)安装在悬挂器壳体(12)上。
5.根据权利要求4所述的一种油气井加热钢缆悬挂器，其特征在于，所述悬挂卡瓦(19)内壁上设有夹紧加热钢缆(6)的齿牙(21)。
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