CN201144694Y - 桥式偏心双向密封测试装置 - Google Patents

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王东
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Abstract

一种桥式偏心双向密封测试装置,在本体中心设有上连接杆和齿条杆,两杆螺纹连接,从上连接杆上端至下端外周逐序设有销紧螺母,空心定位螺套、密封螺套;在空心定位螺套上设有上锥形螺套、限位螺套和下固定螺套,在限位螺套和下固定螺套外周设有下锥形撑套;在下锥形撑套上下两端设有上、下密封胶碗,在密封螺套外周设有齿轮臂固定体,齿轮臂固定体上外周套在下固定螺套内,齿轮臂固定体下部外周套有下锥形套;齿条杆外周设有齿轮臂固定体和开关轮固定体,齿条杆上端插在齿轮臂固定体的中心孔内,中上部露在齿轮臂固定体中部所设的凹形平台上,与对称的齿轮臂上的齿轮啮合,下部露在开关轮固定体中下部所设凹形平台上,顶在平台上所设的开关轮上,上锥形螺套上部设有密闭护套。

Description

桥式偏心双向密封测试装置
一、技术领域
本实用新型涉及用于油田桥式偏心分层注水井测试压力和流量的测试装置,具体地说是一种桥式偏心双向密封测试装置。用于井下油管内分层关井,进行井下各层的差压膨胀式封隔器密封效果的检验、分层压力测试以及由此延伸的相关地层参数的测试。
二、背景技术
以往,油田注水开发中,用于桥式偏心注水井进行分层压力测试或验封的密封段,采用固定式橡胶密封圈,进行操作时,对胶圈外径要求严格,既不能太大,又不能太小,密封盈余少,承受的压差小,不适应注水井测试的要求,而能够承载较大压差的密封段装置一直是空白。
三、发明内容
本实用新型的目的是提供一种桥式偏心双向密封测试装置,解决上述已有技术存在的问题。这种密封装置可主动地控制密封胶碗的膨胀,封闭进液口上下通道,实现分层密封。由于两级密封段密封盈余大,可承受20MPa以上的压差,而不会出现漏液或密封失效的现象。此外,本装置的机构内部设计有连通***,实现压力的传递,保证密封层段压力的测量,装置下部留有接口,可安装流量计或压力计,实现不同的流量和压力对比测试。
本实用新型由尾杆结头、开关轮、中心销、开关轮、开关块、固定销、扭簧、开关固定体、挡垫、压簧、齿条杆、滚轮销、滚轮、齿轮臂、齿轮臂固定销、齿轮臂固定体、下密封胶碗、下锥形螺套、密封螺套、下固定螺套、空心定位螺套、下锥形撑套、O形圈、上密封胶碗、限位螺套、上锥形螺套、上连接杆、锁紧螺母和密闭护套组成本体,其特征在于本体设为圆柱形,其中心设有上连接杆和齿条杆,两杆螺纹连接,上连接杆在上部,齿条杆在下部,从上连接杆上端至下端外周逐序设有销紧螺母,空心定位螺套、密封螺套;空心定位螺套设为圆柱梯形,在其上梯形外周设有与其螺纹连接的上锥形螺套、限位螺套,在其下梯形外周套有下固定螺套,在限位螺套和下固定螺套外周设有下锥形撑套,限位螺套与下锥形撑套螺纹连接,在下锥形撑套上下两端设有上、下密封胶碗,在下锥形撑套中部及与空心定位螺套上的连通孔对应处设有连通孔;在密封螺套外周设有与其螺纹连接的齿轮臂固定体,齿轮臂固定体上外周套在下固定螺套内,与其螺纹连接,齿轮臂固定体下部外周套有下锥形套,下锥形套设为下密封胶碗的固定座;齿条杆外周设有齿轮臂固定体和开关轮固定体,两固定体螺纹连接,齿条杆上端插在齿轮臂固定体的中心孔内,中上部露在齿轮臂固定体中部所设的凹形平台上,与对称的齿轮臂上的齿轮啮合,下部通过开关轮固定体上部中心所设的弹簧露在开关轮固定体中下部所设凹形平台上,顶在平台上所设的带缺口的开关轮上,开关轮固定体下端部设有尾杆接头;上锥形螺套上部设有密闭护套,两者螺纹连接。
上连接杆设为圆柱形,上端直径小并设有公螺纹、与锁紧螺母配合;下端设有公螺纹,与齿条杆上部母螺纹配合。
空心定位螺套设为圆柱梯形,直径从上向下由小变大设有3个直径段,内径相同;上端下部设有公螺纹,与上限位螺套上部的母螺纹配合;空心定位螺套与上连接杆之间设有缝隙。
密闭护套设为圆管形,其上下设有母螺纹,下母螺纹与上锥形螺套的公螺纹配合,上母螺纹与油管的公螺纹配合。
上锥形螺套设为变径圆柱形,上部外径和内径小于下部外径和内径,上部设有母螺纹和公螺纹,上部公螺纹与密闭护套的母螺纹配合,上部母螺纹与空心定位螺套公螺纹配合,下部外周设为锥形,上部外周设O形密封圈。
上下密封胶碗设为喇叭口形,在内面中下部设有凹槽,下部外周设圆柱形。
限位螺套设为圆柱形,上部直径大,下部直径小,下部设有公螺纹,在公螺纹以上设有O形密封圈,公螺纹与下锥形撑套的母螺纹配合,中心设有中心孔与空心定位螺套滑动配合。
下锥形撑套设为圆柱形,上端部设有内锥面,下部设有外锥面,分别与上密封胶碗的外锥面和下密封胶碗的内锥面配合,中部设有连通孔。
密封螺套设为圆柱形,上部外周设有O形密封圈,下部设有公螺纹,与齿轮臂固定体上部的母螺纹配合。
下固定螺套设为圆柱形,上端内径小,下部设有母螺纹,与齿轮臂固定体上部公螺纹配合。
齿轮臂固定体设为圆柱形,上部外径小于下部外径,上部内径大于中部内径,小于下部内径,上部设有母螺纹,密封螺套的公螺纹配合,中部一侧设有凹形平台,下部设有母螺纹。
下锥形套上部设为内喇叭形,与下密封胶碗外侧面配合,下部设为圆柱形,下端设有内平台,为下密封胶碗的密封座。
齿轮臂设为对称的弓形块,对称在齿条杆的两侧,齿轮臂的上端部设半圆形齿轮,在齿轮的圆心处用齿轮臂固定销固定在齿轮臂固定体中部所设凹形平台的上部,齿轮臂下部设有水平凹槽,凹槽内设有露出凹槽一部分的齿轮,齿轮用齿轮臂固定销固定在凹槽两壁之间。
齿条杆设为圆柱形,上部设有母螺纹与上连接杆下端的公螺纹配合,在母螺纹以下到中上部外周设有螺齿,与齿轮臂上的齿轮啮合,中下部设有挡垫,下端部设为半圆形头。
开关轮固定体设为圆柱形,上部外径和内径小于下部内径和外径,中部一侧设有凹形平台,上部设有公螺纹,公螺纹以下设有O形密封圈,公螺纹与齿轮臂固定体下部的母螺纹配合,下部设有母螺纹与尾杆螺纹连接。
开关轮设为有扇形口的圆形,其开关轮中心轴固定在开关轮固定体凹形平台的中心,在开关轮中心轴一侧设有一个开关块,开关块的一端用开关块固定销固定,开关块固定销上设有扭簧,扭簧的一端固定在开关块上,另一端固定在开关轮上,使开关块从垂直于开关轮固定体的角度可左右摆动,使齿条杆下端接触开关轮外周或落进扇形口里。
本实用新型与已有技术相比具有以下优点:
1、采用膨胀式密封段,保证工作筒内严格密封。
2、膨胀式密封段在工作筒内密封时,可承载20MPa以上的压差。
3、采用上下双向密封段同时胀缩的办法,保证装置在起效过程中,稳定可靠。
4、采用提挂式张开控制***,实现装置的易操作性。
本实用新型可应用于油田桥式偏心分层注水井的分层压力测试、分层封隔器状况检验、注水井的地面不关井分层压降试井和其他分层不稳定试井参数的检验和测试。
本实用新型填补国内偏心注水井分层压降测试的空白,提高了分层验封的可靠性。与以往采用作业分层封堵的方法相比,每层减少测试成本12万元,减少停产天数7天以上。按每年测试20井次计算,可至少带来500万元的效益,其中还不包括增加分层测试和检验后所带来的间接效益。
四、附图说明
附图为桥式偏心分层注水井双向密封测试装置的结构示意图。
图中1-尾杆接头  2-中心销  3-开关轮  4-开关块  5-固定销  6-扭簧  7-开关轮固定体  8-挡垫  9-上压簧  10-齿条杆  11-滚轮销  12-滚轮  13-齿轮臂  14-齿轮臂固定销  15-齿轮臂固定体  16-下密封胶碗17-下锥形套  18-密封螺套  19-下固定螺套  20-空心定位螺套  21-下锥形撑套  22-“O”形密封圈  23-上密封胶碗  24-限位螺套  25-上锥形螺套  26-上连接杆  27-锁紧螺母  28-密封护套
五、具体实施方式
为进一步公开本实用新型的技术方案,下面结合说明书附图通过实施例作详细说明:
本实用新型由尾杆结头1、开关轮3、中心销2、开关块4、固定销5、扭簧6、开关固定体7、挡垫8、压簧9、齿条杆10、滚轮销11、滚轮12、齿轮臂13、齿轮臂固定销14、齿轮臂固定体15、下密封胶碗16、下锥形套17、密封螺套18、下固定螺套19、空心定位螺套20、下锥形撑套21、O形密封圈22、上密封胶碗23、限位螺套24、上锥形螺套25、上连接杆26、锁紧螺母27和密闭护套28组成本体,其特征在于本体设为圆柱形,其中心设有上连接杆和齿条杆,两杆螺纹连接,上连接杆在上部,齿条杆在下部,从上连接杆上端至下端外周逐序设有销紧螺母,空心定位螺套、密封螺套;空心定位螺套设为圆柱梯形,在其上梯形外周设有与其螺纹连接的上锥形螺套、限位螺套,在其下梯形外周套有下固定螺套,在限位螺套和下固定螺套外周设有下锥形撑套,限位螺套与下锥形撑套螺纹连接,在下锥形撑套上下两端设有上、下密封胶碗,在下锥形撑套中部及与空心定位螺套上的连通孔对应处设有连通孔;在密封螺套外周设有与其螺纹连接的齿轮臂固定体,齿轮臂固定体5上外周套在下固定螺套内,与其螺纹连接,齿轮臂固定体下部外周套有下锥形套,下锥形套设为下密封胶碗的固定座;齿条杆外周设有齿轮臂固定体和开关轮固定体,两固定体螺纹连接,齿条杆上端插在齿轮臂固定体的中心孔内,中上部露在齿轮臂固定体中部所设的凹形平台上,与对称的齿轮臂上的齿轮啮合,下部通过开关轮固定体上部中心所设的弹簧露在开关轮固定体中下部所设凹形平台上,顶在凹形平台上所设的带缺口的开关轮上,开关轮固定体下端部设有尾杆接头;上锥形螺套上部设有密闭护套,两者螺纹连接。
上部密闭护套28中安装压力计,下部可接配重。下井前,受开关轮的限制,齿条杆10上移,使齿轮臂13收缩在Φ44mm直径范围内,同时,带动上联接杆26上移,保持下锥形撑套21和上锥形套25分别与下密封胶碗16、上密封胶碗23之间松驰,胶碗收缩到Φ44mm以内,使仪器顺利下井。仪器下到预定深度后,上提至偏心配水器工作筒时,开关轮3翻转,释放齿轮臂13,同时齿条杆10拉动上联接杆26,推动下锥形撑套21和上锥形套25分别挤压下密封胶碗16和上密封胶碗23,使其膨胀,外径增大,在工作筒内,分别密封进液口上下,实现井下分层关井。
密封护套28内有压力计通过空心定位螺套20与上下密封胶碗之间时下锥形撑套21上的传压孔与外界实现压力传递。
尾杆接头1可接压力计或流量计,没油管内压力或流量值。
当对层间封隔器实施检验时,密闭护套28内设置压力计或尾杆接头1可接压力计或流量计均可。下井前,按下齿轮臂13,在齿轮的带动下,齿条杆10与上连接杆26上移,从而带动限位螺套24上移,密封胶碗16和23失去支撑从而收缩,将开关轮3翻转,松开齿轮臂,利用齿条杆10锁住开关轮3,开关轮3上的开关块4可向上来回转动,收拢后超出密封段主体最大外径2-4mm。下井通过偏心工作筒时,开关块4能够卧于开关轮3内,保证使密封段顺利通过工作筒。上提到偏心配水器工作筒时,开关块4遇阻向下翻转,使齿条杆10离开开关轮3,齿轮臂13张开,在上压簧9的推动下,齿条杆10与上联接杆26、限位螺套24下移,撑开上下两道密封胶碗16和23,首先阻断其中一层与油管内的压力和液体流量传递。通过地面调整注水压力和流量,井下油管内压力流量相应改变。检查密闭护套28内的压力计有无相应改变,如果无变化,则说明该层在油管内实现关闭后,不会受油管和其他层压力流量的影响,说明其上下封隔器有效。反之,如果关闭层也发生相应变化,则说明该层受其他层干扰,至少有一个封隔器失效。依此分别对各层进行检验,可确定各个封隔器起效情况。
当进行分层压力测试时,对装置基本操作与封隔器检验作一致。只是在实现油管内分层关井后,可以不必调整压力和流量,而将装置及压力计一起置于井下,直到测试结束,再起出装置和仪器。依此可分别对一口井的多个层进行压力测试。如果连续测试从油管内关井到关井后压力稳定的全过程,即测试注水井分层压力降落,由此,或获得多项地层和油藏参数。

Claims (16)

1、一种桥式偏心双向密封测试装置,由尾杆结头、开关轮、中心销、开关轮、开关块、固定销、扭簧、开关固定体、挡垫、压簧、齿条杆、滚轮销、滚轮、齿轮臂、齿轮臂固定销、齿轮臂固定体、下密封胶碗、下锥形螺套、密封螺套、下固定螺套、空心定位螺套、下锥形撑套、O形圈、上密封胶碗、限位螺套、上锥形螺套、上连接杆、锁紧螺母和密闭护套组成本体,其特征在于本体设为圆柱形,其中心设有上连接杆和齿条杆,两杆螺纹连接,上连接杆在上部,齿条杆在下部,从上连接杆上端至下端外周逐序设有销紧螺母,空心定位螺套、密封螺套;空心定位螺套设为圆柱梯形,在其上梯形外周设有与其螺纹连接的上锥形螺套、限位螺套,在其下梯形外周套有下固定螺套,在限位螺套和下固定螺套外周设有下锥形撑套,限位螺套与下锥形撑套螺纹连接,在下锥形撑套上下两端设有上、下密封胶碗,在下锥形撑套中部及与空心定位螺套上的连通孔对应处设有连通孔;在密封螺套外周设有与其螺纹连接的齿轮臂固定体,齿轮臂固定体上外周套在下固定螺套内,与其螺纹连接,齿轮臂固定体下部外周套有下锥形套,下锥形套设为下密封胶碗的固定座;齿条杆外周设有齿轮臂固定体和开关轮固定体,两固定体螺纹连接,齿条杆上端插在齿轮臂固定体的中心孔内,中上部露在齿轮臂固定体中部所设的凹形平台上,与对称的齿轮臂上的齿轮啮合,下部通过开关轮固定体上部中心所设的弹簧露在开关轮固定体中下部所设凹形平台上,顶在平台上所设的带缺口的开关轮上,开关轮固定体下端部设有尾杆接头;上锥形螺套上部设有密闭护套,两者螺纹连接。
2、根据权利要求1所述的桥式偏心双向密封测试装置,其特征在于上连接杆设为圆柱形,上端直径小并设有公螺纹、与锁紧螺母配合;下端设有公螺纹,与齿条杆上部母螺纹配合。
3、根据权利要求1所述的桥式偏心双向密封测试装置,其特征在于空心定位螺套设为圆柱梯形,直径从上向下由小变大设有3个直径段,内径相同;上端下部设有公螺纹,与上限位螺套上部的母螺纹配合;空心定位螺套与上连接杆之间设有缝隙。
4、根据权利要求1所述的桥式偏心双向密封测试装置,其特征在于密闭护套设为圆管形,其上下设有母螺纹,下母螺纹与上锥形螺套的公螺纹配合,上母螺纹与油管的公螺纹配合。
5、根据权利要求1所述的桥式偏心双向密封测试装置,其特征在于上锥形螺套设为变径圆柱形,上部外径和内径小于下部外径和内径,上部设有母螺纹和公螺纹,上部公螺纹与密闭护套的母螺纹配合,上部母螺纹与空心定位螺套公螺纹配合,下部外周设为锥形,上部外周设O形密封圈。
6、根据权利要求1所述的桥式偏心双向密封测试装置,其特征在于上下密封胶碗设为喇叭口形,在内面中下部设有凹槽,下部外周设圆柱形。
7、根据权利要求1所述的桥式偏心双向密封测试装置,其特征在于限位螺套设为圆柱形,上部直径大,下部直径小,下部设有公螺纹,在公螺纹以上设有O形密封圈,公螺纹与下锥形撑套的母螺纹配合,中心设有中心孔与空心定位螺套滑动配合。
8、根据权利要求1所述的桥式偏心双向密封测试装置,其特征在于下锥形撑套设为圆柱形,上端部设有内锥面,下部设有外锥面,分别与上密封胶碗的外锥面和下密封胶碗的内锥面配合,中部设有连通孔。
9、根据权利要求1所述的桥式偏心双向密封测试装置,其特征在于密封螺套设为圆柱形,上部外周设有O形密封圈,下部设有公螺纹,与齿轮臂固定体上部的母螺纹配合。
10、根据权利要求1所述的桥式偏心双向密封测试装置,其特征在于下固定螺套设为圆柱形,上端内径小,下部设有母螺纹,与齿轮臂固定体上部公螺纹配合。
11、根据权利要求1所述的桥式偏心双向密封测试装置,其特征在于齿轮臂固定体设为圆柱形,上部外径小于下部外径,上部内径大于中部内径,小于下部内径,上部设有母螺纹,密封螺套的公螺纹配合,中部一侧设有凹形平台,下部设有母螺纹。
12、根据权利要求1所述的桥式偏心双向密封测试装置,其特征在于下锥形套上部设为内喇叭形,与下密封胶碗外侧面配合,下部设为圆柱形,下端设有内平台,为下密封胶碗的密封座。
13、根据权利要求1所述的桥式偏心双向密封测试装置,其特征在于齿轮臂设为对称的弓形块,对称在齿条杆的两侧,齿轮臂的上端部设半圆形齿轮,在齿轮的圆心处用齿轮臂固定销固定在齿轮臂固定体中部所设凹形平台的上部,齿轮臂下部设有水平凹槽,凹槽内设有露出凹槽一部分的齿轮,齿轮用齿轮臂固定销固定在凹槽两壁之间。
14、根据权利要求1所述的桥式偏心双向密封测试装置,其特征在于齿条杆设为圆柱形,上部设有母螺纹与上连接杆下端的公螺纹配合,在母螺纹以下到中上部外周设有螺齿,与齿轮臂上的齿轮啮合,中下部设有挡垫,下端部设为半圆形头。
15、根据权利要求1所述的桥式偏心双向密封测试装置,其特征在于开关轮固定体设为圆柱形,上部外径和内径小于下部内径和外径,中部一侧设有凹形平台,上部设有公螺纹,公螺纹以下设有O形密封圈,公螺纹与齿轮臂固定体下部的母螺纹配合,下部设有母螺纹与尾杆螺纹连接。
16、根据权利要求1所述的桥式偏心双向密封测试装置,其特征在于开关轮设为有扇形口的圆形,其开关轮中心轴固定在开关轮固定体凹形平台的中心,在开关轮中心轴一侧设有一个开关块,开关块的一端用开关块固定销固定,开关块固定销上设有扭簧,扭簧的一端固定在开关块上,另一端固定在开关轮上,使开关块从垂直于开关轮固定体的角度可左右摆动,使齿条杆下端接触开关轮外周或落进扇形口里。
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