一种双级注汽补偿器的制作方法

1.本实用新型涉及采油设备技术领域，具体而言，涉及一种双级注汽补偿器。


背景技术：

2.稠油油藏具有粘度高、流度低地特点，受限于油藏物理性质，开发难度大。目前常规开采技术是注入蒸汽(温度达到300℃左右)，将热能携带进入油藏并进行稀释，降低油藏的粘度，提高流度，提高开采效率。注气井使用的封隔补偿器受高温高压作用，会造成密封圈破坏，在使用过程中频繁出现套压升高甚至油套平衡现象，这就容易造成蒸汽不能进入油藏，无法与稠油接触，导致注气效果不佳，无法达到施工设计目的，同时由于套压的升高极易造成浅层套管变形及重大井控安全隐患，形成更大经济损失。
3.造成套压升高的主要原因有：封隔补偿器失效或密封不良；隔热管丝扣密封不严；套管外部串漏；井口悬挂器等原因造成套压升高；其中，封隔补偿器密封失效及隔热管丝扣密封不严是造成套压升高的主要原因。而出现封隔补偿器密封效果不佳或者是失效原因主要有：现有的封隔补偿器承受压力的极限值小于注气压力值；密封件的材质跟其自身的结构问题，在高温高压及管柱蠕动的情况下造成密封件开裂或脱落现象的发生。


技术实现要素：

4.针对上述问题中存在的不足之处，本实用新型提供一种封隔效果好、承压能力强、封隔件磨损小的双级注汽补偿器。
5.为实现上述目的，本实用新型提供一种双级注汽补偿器，包括中心管、与所述中心管两端分别连接的上接头和下接头，以及设置在所述中心管中部的第一级补偿器和第二级补偿器；所述第一级补偿器位于靠近所述上接头的一侧，所述第二级补偿器位于所述下接头的一侧；
6.所述第一级补偿器包括套接在所述中心管上的封隔管a，所述封隔管a上套设封隔件a和封隔件b，所述封隔管a和封隔件a之间设置热敏片a，所述封隔管a和所述封隔件b之间设置热敏片，所述封隔件 a的一端和所述封隔件b的一端通过中间调节环a固定，所述封隔件a的另一端套设封隔座a，所述封隔件b的另一端套设封隔座b；
7.所述第二级补偿器包括套接在所述中心管上的封隔管b，所述封隔管b上套设封隔件c，所述封隔管b 和所述封隔件c之间设置热敏片c，所述封隔件c和所述热敏片c靠近所述第一级补偿器的一端套封隔座 c，所述封隔件c的另一端不固定，所述热敏片c的另一端套设调节环b。
8.作为本实用新型进一步改进，所述封隔管a与所述中心管之间靠近所述上接头处设置垫环a，所述垫环a靠近所述下接头的一侧依次设置密封挡环a、多个密封环a和密封挡环d；
9.所述封隔管a与所述中心管之间靠近所述第二级补偿器的一侧设置垫环b，所述垫环b靠近所述上接头的一侧依次设置密封挡环b、多个密封环b和密封挡环e。
10.作为本实用新型进一步改进，所述封隔管a的中部与所述中心管中间设置两个环台，两个环台之间形成空隙，所述密封挡环a、多个所述密封环a和所述密封挡环d设置在一个环台和垫环a之间；所述密封挡环b、多个所述密封环b和所述密封挡环e设置在另一个环台和垫环b之间。
11.作为本实用新型进一步改进，所述封隔管b与所述中心管之间靠近所述第一级补偿器的一侧设置垫环 c，所述封隔管b与所述中心管之间靠近所述下接头的一侧设置垫环d；所述垫环c靠近所述下接头的一侧依次设置密封挡环c、多个密封环c和密封挡环f。
12.作为本实用新型进一步改进，所述封隔管b的中部与所述中心管中间设置一个环台，环台和垫环d之间形成空隙，所述密封挡环c、多个所述密封环c和所述密封挡环f设置在所述环台和所述垫环c之间。
13.作为本实用新型进一步改进，所述调节环b靠近所述下接头的一侧抵接挡环。
14.作为本实用新型进一步改进，所述垫环a靠近所述上接头的一侧设置密封压环a，所述垫环b靠近所述第二级补偿器的一侧设置密封压环b。
15.作为本实用新型进一步改进，所述垫环c靠近所述第一级补偿器的一侧设置密封压环c。
16.作为本实用新型进一步改进，所述第二级补偿器还包括设置在所述封隔管b上的封隔件d，所述封隔管b和所述封隔件d之间设置热敏片d，所述热敏片c一端、所述封隔件d和所述热敏片d的一端通过中间调节环b固定，所述封隔件d的另一端不固定，所述热敏片d的另一端套设所述调节环b。
17.作为本实用新型进一步改进，所述第一级补偿器和所述第二级补偿器之间设置调节环a。
18.作为本实用新型进一步改进，所述封隔管a和所述热敏片a之间有空隙，所述封隔管a和所述热敏片 b之间有空隙，所述封隔管b和所述热敏片c之间有空隙，所述封隔管b和所述热敏片d之间有空隙。
19.作为本实用新型进一步改进，所述密封挡环a和所述密封挡环d之间设置四个所述密封环a；所述密封挡环b和所述密封挡环e之间设置四个所述密封环b；所述密封挡环c和所述密封挡环f之间设置四个所述密封环c。
20.作为本实用新型进一步改进，所述上接头、所述中心管、所述下接头、所述中间调节环a、所述中间调节环b、所述调节环a、所述调节环b、所述封隔管a、所述封隔管b、所述封隔座a、所述封隔座b、所述封隔座c均为45#钢材质。
21.作为本实用新型进一步改进，所述垫环a、所述垫环b、所述垫环c、所述密封压环a、所述密封压环b和所述密封压环c均为45#钢材质。
22.作为本实用新型进一步改进，所述密封环a、所述密封环b、所述密封环c、所述封隔件a、所述封隔件b和所述封隔件c均为石墨材质。
23.作为本实用新型进一步改进，所述上接头具有锥度，所述上接头与所述中心管连接的一侧直径小，所述下接头具有锥度，所述下接头与所述中心管连接的一侧直径大。
24.本实用新型的有益效果为：通过设计两级补偿器，第一级补偿器包含两个封隔件，第二级补偿器包括一个或两个封隔件，第二级补偿器的封隔件为反向皮碗式结构，反向皮碗密封结构压力越高密封效果越好；同时，具有可塑性强、耐压级别高和耐温性能强等优
点，可靠性和安全性更高。
附图说明
25.图1为本实用新型的结构示意图；
26.图2为图1中第一级补偿器的结构示意图；
27.图3为图1中第二级补偿器的一种结构示意图；
28.图4为图1中第二级补偿器的另一种结构示意图。
29.图中：1、上接头；2、中心管；12、调节环a；13、调节环b；14、下接头；15、挡环；20、中间调节环a；21、中间调节环b；31、密封压环a；32、密封压环b；33、密封压环c；41、封隔管a；42、封隔管b；51、垫环a；52、垫环b；53、垫环c；54、垫环d；61、密封挡环a；62、密封挡环b；63、密封挡环c；71、密封环a；72、密封环b；73、密封环c；81、封隔座a；82、封隔座b；83、封隔座c； 91、密封挡环d；92、密封挡环e；93、密封挡环f；101、封隔件a；102、封隔件b；103、封隔件c；104、封隔件d；111、热敏片a；112、热敏片b；113、热敏片c；114、热敏片d；115、第一级补偿器；116、第二级补偿器。
具体实施方式
30.如图1
‑
3所示，本实用新型实施例所述的一种双级注汽补偿器，包括中心管2、与中心管2一端连接的上接头1和与中心管2另一端连接的下接头14，以及设置在中心管2中部的第一级补偿器115和第二级补偿器116；第一级补偿器115位于靠近上接头1的一侧，第二级补偿器116位于靠近下接头14的一侧；其中，上接头1具有锥度，上接头1与中心管2连接的一端为直径较小端；下接头14具有锥度，下接头 14与中心管2连接的一端为直径较大端。
31.第一级补偿器115包括套接在中心管2上的封隔管a41，封隔管a41上套设封隔件a101和封隔件b 102，封隔管a41和封隔件a101之间设置热敏片a111，封隔管a41和封隔件b102之间设置热敏片b112。
32.本实施例中如图1
‑
3中所示，将上接头一侧的方向(即图示左侧)用上端表示，下接头一侧的方向(即图中右侧)用下端表示；封隔件a101的下端和封隔件b102的上端通过中间调节环a20固定，封隔件a101 的上端套设封隔座a81，封隔件b102的下端套设封隔座b82；封隔座a81和中间调节环a20将封隔件a 101和热敏片a111压紧，封隔座b82和中间调节环a20将封隔件b102和热敏片b112压紧，封隔座a81 和封隔座b82与封隔管a41螺纹连接；注汽时，热敏片a111和热敏片b112受热发生弓形变形，作用于封隔件a101和封隔件b102上，封隔件a101和封隔件b102上中部鼓起形成两层密封，密封和承压面积更大，密封效果更好且不易开裂和脱落。
33.第二级补偿器116包括套接在中心管2上的封隔管b42，封隔管b42上套设封隔件c103，封隔管b42 和封隔件c103之间设置热敏片c113，封隔件c103和热敏片c113的上端套设封隔座c83，封隔件c103 的下端不固定为自由端，热敏片c113的下端套设调节环b13；封隔座c83将封隔件c103和热敏片c113 的上端压紧，调节环b13将热敏片c113的下端压紧；封隔座c83与封隔管b42螺纹连接，调节环b13 与封隔管b42螺纹连接，调节环b13的下端设置挡环15，挡环15与封隔管b42螺纹连接，挡环15与调节环b13抵接。注汽时，热敏片c113受热发生弓形变形，作用在封隔件c103上，封隔件c103的下端翘起形成反向皮碗密封；反向皮碗
式密封的密封件在常温下成收入状态，只有在高温下才会膨胀出来，这样在下井及注气过后都不会膨胀，也不会给施工造成影响。
34.其中，封隔管a41与中心管2之间设置垫环a51和垫环b52，垫环a51靠近封隔管a41的上端，垫环b52靠近封隔管a41的下端，封隔管a41和中心管2由于垫环a51和垫环b52支撑存在空隙；垫环a 51的上端设置密封压环a31，垫环a51的下端依次设置密封挡环a61、多个密封环a71(例如四个)和密封挡环d91，垫环b52的下端设置密封压环b32，垫环b52的上面依次设置密封挡环b62、多个密封环b72(例如四个)和密封挡环e92。
35.其中，封隔管b42与中心管2之间设置垫环c53和垫环c54，垫环c53靠近封隔管b42上端，垫环 c54靠近封隔管b42下端，由于垫环c53和垫环c54支撑，封隔管b42与中心管2之间存在空隙；垫环 c53的上端依次设置密封挡环c63、多个密封环c73和密封挡环f93，垫环c的上端设置密封压环c63。
36.一种可选的实施方式，如图4所示，第二级补偿器116还包括设置在封隔管b42上的封隔件d104，封隔管b42和封隔件d104之间设置热敏片d114，热敏片c113的下端、封隔件d104和热敏片d114的上端通过中间调节环b21固定，封隔件d104的下端不固定为自由端，热敏片d114的下端套设调节环；注汽时，热敏片d114和热敏片c113受热发生弓形变形，分别作用在封隔件c103和封隔件d104上，封隔件c103和封隔件d104的下端翘起形成双反向皮碗密封，密封效果更好。
37.一种可选的实施方式，第一级补偿器115和第二级补偿器116之间设置调节环a12，便于对第一级补偿器115和第二级补偿器116的间隔进行调节。
38.一种可选的实施方式，密封压环a31、密封压环b32、密封压环c33、密封挡环d91、密封挡环e92、密封挡环f93、密封挡环a61、密封挡环b62和密封挡环c63均为由细粉挤压而成的高密度聚四氟乙烯材质。使得密封件的可塑性更强、耐压级别更高和耐温性能更强。
39.一种可选的实施方式，上接头1、中心管2、下接头14、中间调节环a20、中间调节环b21、调节环 a12、调节环b13、封隔管a41、封隔管b42、封隔座a81、封隔座b82、封隔座c83、垫环a51、垫环 b52、垫环c53、垫环d54、密封压环a31、密封压环b32和密封压环c33均为45#钢材质。密封环a71、密封环b72、密封环c73、封隔件a101、封隔件b102和封隔件c103和封隔件d104均为石墨材质。
40.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
41.另外，在本实用新型的描述中，所用术语仅用于说明目的，并非旨在限制本公开的范围。术语“包括”和/或“包含”用于指定元件、步骤、操作和/或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他元件、步骤、操作和/或组件的情况。术语“第一”、“第二”等可能用于描述各种元件，不代表顺序，且不对这些元件起限定作用。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个及两个以上。这些术语仅用于区分一个元素和另一个元素。结合以下附图，这些和/或其他方面变得显而易见，并且，本领域普通技术人员更容易理解关于本实用新型实施例的说明。附图仅出于说明的目的用来描绘本公开实施例。本领域技术人员将很容易地从以下说明中认识到，在不背离本公开原理的情况下，可以采用本实用新型所示结构和方法的替代实施例。
42.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。