一种热采油井下补偿器的制作方法

1.本实用新型属于热采油井辅助工具，尤其涉及一种热采油井下补偿器。


背景技术：

2.随着油田生产的需要，稠油井开发需求不断增长，稠油热采是目前稠油井开发常用工艺。高温热采环境使井下管串受热膨胀，易造成管串弯曲变形或工具受损，影响正常生产，同时修井频繁会增加生产成本。需要开发能够应用于热采生产井的管串补偿器，用于补偿、调节井下管串因热采受热膨胀产生的长度变化，降低修井频次，降低生产成本。需解决的技术问题：钢体材质需满足热采环境需求，密封组件采用常规氟橡胶材质无法满足350℃以上高温环境。补偿调节距离不超过300mm，调节距离偏短，无法满足现有施工井要求。现有补偿器为保证活动机构可靠性，普遍内径尺寸偏小，影响后续修井作业，如需修井，投入较大，增加生产成本。存在问题的原因：现有常规补偿器多用于陆地常规井型生产，无法满足高温热采需求，常规密封单元无法承受350℃以上高温作业环境，同时偏小内径不利于后期修井作业。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的问题，本发明提供一种热采油井下补偿器，该补偿器可以在热采油井内膨胀热力作用下实现管柱的加长，同时，通过耐高温材料密封单元应用，提高管柱在受热环境下安全性、适用性。
4.本实用新型为了解决现有技术问题，本实用新型采用如下技术方案:
5.一种热采油井下补偿器；所述补偿器由包括外筒、中心管；所述外筒两端分别通过螺纹连接第一接头和第二接头；所述补偿器还包括一可以使中心管在外筒伸缩的回力机构；所述回力机构由背环、剪切销钉构成；所述背环通过螺纹与所述外筒连接；所述外筒通过剪切销钉与所述中心管连接；其中：当所述补偿器内受热膨胀力将固定中心管的剪切销钉切断，实现中心管在外筒、背环之间伸缩。
6.所述补偿器还包括密封组件；所述密封组件由第一石墨复合密封环、第二石墨复合密封环、橡胶保护圈和橡胶喉塞构成；所述第一石墨复合密封环设置在外筒与所述第一接头之间；所述喉塞设置在所述剪切销钉上；所述第二石墨复合密封环设置在所述外筒、背环、中心管三者之间；所述橡胶保护圈紧固在所述第二石墨复合密封环上。
7.有益效果
8.1)本实用新型带有剪切销钉，管串下放过程处于锁定状态，不影响正常下放管串；管串到位后，受管串膨胀力剪切销钉激活后方可正常工作，不受井下管串内外压力影响。内设密封组件，在剪切销钉剪切后不存在漏液漏压风险，增加管串安全性。满足热采时密封要求，实现高温热采时管柱内外密封隔绝。
9.2)本实用新型在实现管柱长度补偿作用的基础上，采用石墨组合密封作为密封件，满足高温；同时本实用新型可多级使用，有效补偿管串受热膨胀后长度变化。
附图说明
10.图1是本实用新型一种热采油井下补偿器结构示意图。
具体实施方式
11.结合附图1对本实用新型的技术方案作进一步说明。
12.如图1所示，一种热采油井下补偿器；所述补偿器包括外筒101、中心管201；所述外筒101上端通过螺纹连接第一接头102，所述中心管201下端通过螺纹连接第二接头103；所述补偿器还包括一可以使中心管在外筒伸缩的回力机构301；所述回力机构301由背环302、剪切销钉303构成；所述背环302通过螺纹与所述外筒101连接；所述外筒101通过剪切销钉303与所述中心管201连接；其中：当所述补偿器内上顶力可以将固定中心管201的剪切销钉303切断，实现中心管201在外筒101、背环302之内伸缩。
13.所述补偿器还包括密封组件401；所述密封组件401由第一石墨复合密封环402、第二石墨复合密封环403、橡胶保护圈404和喉塞405构成；所述第一石墨复合密封环402设置在外筒101与所述第一接头102之间；所述喉塞405设置在所述剪切销钉303上；所述第二石墨复合密封环403设置在所述外筒101、背环302、中心管201三者之间；所述橡胶保护圈404紧固在所述第二石墨复合密封环403之上。
14.本实用新型在实际生产实施过程：
15.本实用新型连接于热采管串中间，随热采管串一同下入井内，管串下入至设计位置，转入热采生产流程。随热采生产持续时间加长，井下管串持续受热能累积，井下管串受热膨胀，管串整体长度增加，管柱膨胀力传递至本实用新型的第二接头，对本实用新型产生上顶力，本实用新型的第二接头与中心管之间通过螺纹连接，管串膨胀形成的上顶力传递至中心管。中心管与外筒之间通过剪切销钉相固定，外筒与第一接头之间通过螺纹连接，两者受井下上部管串限制，与上顶的中心管产生相对位移趋势。随着持续热采生产时间加长，管柱受热膨胀不断加剧，随之产生的上顶力不断增大，当上顶力达到实用新型中剪切销钉剪切值时，剪切销钉剪切，中心管、第二接头受上顶力作用同时产生与外筒、第一接头及背环相对向上滑动位移，实现补偿管串长度变化。如井下管串持续产生上顶力，中心管、第一接头将持续向上滑动，直至中心管到达第一接头与外筒之间螺纹连接的台阶面，中心管、第二接头向上滑动停止，到达最大补偿距离。如管串长度较长，可连接多级本实用新型，实现多级管串补偿。
16.应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。


技术特征：
1.一种热采油井下补偿器；所述补偿器由包括外筒、中心管；所述外筒两端分别通过螺纹连接第一接头和第二接头；其特征在于：所述补偿器还包括一可以使中心管在外筒伸缩的回力机构；所述回力机构由背环、剪切销钉构成；所述背环通过螺纹与所述外筒连接；所述外筒通过剪切销钉与所述中心管连接；其中：当所述补偿器内上顶力可以将固定中心管的剪切销钉切断，实现中心管在外筒、背环之内伸缩。2.根据权利要求1所述的一种热采油井下补偿器，其特征在于：所述补偿器还包括密封组件；所述密封组件由第一石墨复合密封环、第二石墨复合密封环、橡胶保护圈和橡胶喉塞构成；所述第一石墨复合密封环设置在外筒与所述第一接头之间；所述喉塞设置在所述剪切销钉上；所述第二石墨复合密封环设置在所述外筒、背环、中心管三者之间；所述橡胶保护圈紧固在所述第二石墨复合密封环上。

技术总结
本实用新型公开了一种热采油井下补偿器；所述补偿器由包括外筒、中心管；所述外筒两端分别通过螺纹连接第一接头和第二接头；所述补偿器还包括一可以使中心管在外筒伸缩的回力机构；所述回力机构由背环、剪切销钉构成；所述背环通过螺纹与所述外筒连接；所述外筒通过剪切销钉与所述中心管连接；其中：当所述补偿器内上顶力可以将固定中心管的剪切销钉切断，实现中心管在外筒、背环之内伸缩，该补偿器可以在热采油井内膨胀热力作用下实现管柱的加长，同时，通过耐高温材料密封单元应用，提高管柱在受热环境下安全性、适用性。适用性。适用性。


技术研发人员：侯红意 贺勇 于海洋 华允龙 李本东 董忠良 寇光波
受保护的技术使用者：天津凯雷油田技术有限公司
技术研发日：2021.04.02
技术公布日：2022/1/28