一种电控注水工作筒防漏防潮的密封结构及其使用方法与流程

1.本发明涉及工作筒防漏防潮技术领域，更具体地说涉及一种电控注水工作筒防漏防潮的密封结构及其使用方法。


背景技术：

2.近年来，智能电控注水工艺在国内各大油田都已开展应用，具有推广应用的趋势。现有的智能电控注水工具集成了机械功能部分和电子功能部分，系统集成度高，但由于机电一体化产品对密封技术需求认识不深入、针对性密封方案不完善等因素，致使现有的智能电控注水工具现场应用故障率较高，影响了工具规模化应用和推广。
3.现有的油田机电产品受水汽影响大，一旦密封不可靠，电路腔室内进入水汽则造成机电产品短路烧毁，所以需要提升密封方案的可靠性需要加强预防。在油田开发开采领域所涉及到的机电产品，直接或间接故障原因主要是密封失效，因此，需要针对机电一体化工具产品的特点，设计有效的密封方案，突破注水产业智能化发展的技术瓶颈。


技术实现要素：

4.本发明克服了现有技术中的不足，现有的油田机电产品受水汽影响大，一旦密封不可靠，电路腔室内进入水汽则造成机电产品短路烧毁，提供了一种电控注水工作筒防漏防潮的密封结构及其使用方法，该结构能够提升现有智能注水机电一体化工具的技术可靠性和产品寿命，提高了注水驱油措施的工艺效率，促进了油田的高效开发。
5.本发明的目的通过下述技术方案予以实现。
6.一种电控注水工作筒防漏防潮的密封结构，包括电缆接头静密封a、动密封组合b、外壳静密封c、金属密封d和注胶密封e，电缆接头静密封用于对电缆接头处进行密封，动密封组合用于对电机转轴进行压缩密封，外壳静密封用于对各个外壳连接处进行密封，以免水汽自外壳连接处进入，金属密封用于对各个螺纹连接结构处进行密封，注胶密封利用液体封装胶注入电缆接头的内部腔室，对内部腔室进行全面密封，
7.所述电缆接头静密封a包括密封接头外o圈1、钢管o圈2、密封接头内o圈3和绝缘限位o圈4，在上电缆接头密封钢件的外壁上由上至下依次开设有密封接头外密封槽、密封接头内密封槽和绝缘限位密封槽，在所述密封接头外密封槽内设置所述密封接头外o圈，在所述密封接头内密封槽内设置所述密封接头内o圈，在所述绝缘限位密封槽内设置所述绝缘限位o圈，在上电缆接头钢管管体的侧壁上开设有电缆通道，在所述电缆通道的内壁中部形成钢管密封槽，在所述钢管密封槽内设置所述钢管o圈，所述钢管o圈位于所述密封接头外o圈和所述密封接头内o圈之间，且相邻的所述钢管o圈之间通过隔环逐一隔开密封，利用密封接头外o圈、钢管o圈、密封接头内o圈和绝缘限位o圈实现了电缆接头密封钢件与电缆钢管管体的整体密封；
8.所述上电缆接头钢管管体的尾端与外壳的首端螺纹连接，在所述外壳的侧壁上形成一纵向贯穿外壳的电机安装腔，电机设置在所述电机安装腔内，所述动密封组合b设置在
所述电机安装腔的中部，所述动密封组合b包括t型密封8、车氏密封9和斜圈密封10，在所述电机安装腔的侧壁上形成一t型密封槽，所述t型密封设置在所述t型密封槽内，在t型密封槽下方的所述电机安装腔的侧壁由上至下依次形成车氏密封槽和斜圈密封槽，在所述车氏密封槽内设置所述车氏密封，在所述斜圈密封槽内设置所述斜圈密封，利用t型密封、车氏密封和斜圈密封实现了对电机转轴进行压缩密封；
9.所述外壳的尾端与连接本体的首端相连，所述连接本体的尾端与下电缆接头钢管管体的首端相连，所述外壳静密封设置在所述连接本体与所述下电缆接头钢管管体相连接处的外部，所述外壳静密封c包括密封壳、外壳o圈12和中心管o圈13，在所述连接本体的尾端外壁上形成外壳密封槽，在所述外壳密封槽内设置所述外壳o圈，利用外壳o圈实现了密封壳与连接本体之间的密封，在所述下电缆接头钢管管体的首端内壁上形成中心管密封槽，所述中心管o圈设置在所述中心管密封槽内，利用中心管o圈实现了中心管与下电缆接头钢管管体内壁之间的密封；
10.所述金属密封d包括上电缆接头钢管管体尾端与外壳首端之间的螺纹连接结构、电机安装腔内各个部件之间的螺纹连接结构和将密封结构安装于电控注水工作筒本体上的螺纹连接结构，利用金属螺纹扣的齿互相咬合，即能够实现密封；
11.所述注胶密封e采用液体封装胶，将液体封装胶自下电缆接头钢管管体的电缆通道处注入内部腔室，排空内部腔室内的气泡，液体封装胶随时间在内部腔室内变得牢固、压实后，即可实现密封，且注胶密封分别安装于电控注水工作筒的两端。
12.所述密封接头外o圈、所述密封接头内o圈、所述绝缘限位o圈、所述外壳o圈和所述中心管o圈均采用“o”型结构密封圈，“o”型结构密封圈具备弹性和形变能力，在将“o”型结构密封圈安装前，需对密封槽和配合面进行彻底的清洗，去除所有杂质，“o”型结构密封圈安装后压紧，使密封槽内没有间隙，从而封隔外部的液体进入注水工作筒的电路板空间。
13.所述钢管o圈采用“o”型结构密封圈，“o”型结构密封圈具备弹性和形变能力，安装过程中，需在钢管o圈的表面均匀涂抹润滑脂，将其设置在钢管密封槽内，并用隔环逐一隔开，拧入螺纹压帽，使隔环与钢管o圈压紧实现密封。
14.所述t型密封采用截面为“t型”的密封圈结构，所述t型密封的左右两侧具有支撑环，在电机转轴旋转时，实现动密封。
15.所述车氏密封采用齿形滑环和一个“o”型结构密封圈组合的结构，齿形滑环具备固定及承压的能力，“o”型结构密封圈具备弹性和形变能力，在电机转轴旋转时，实现单向动密封。
16.所述斜圈密封一端为挡环，另一端为c型缺口的橡胶圈组合的结构，在c型缺口的橡胶圈内嵌入斜置的弹簧圈，弹簧圈所产生的均匀而柔和的张力及介质的压力来保持斜圈密封对密封面的恒定压力，在电机转轴旋转时，实现动密封。
17.一种电控注水工作筒防漏防潮的密封结构的使用方法，按照下述步骤进行：
18.步骤1，作业前先组装电控注水工作筒的各个密封模块，将电缆接头静密封a中的密封，接头外o圈1、密封接头内o圈3和绝缘限位o圈4放入对应的凹槽内，将钢管电缆穿过钢管o圈2和隔环，电缆接头静密封组装完毕后与电控注水工作筒本体螺纹连接；
19.将动密封组合b中的t型密封8、车氏密封9和斜圈密封10从安装在对应的凹槽内，并在钢件中心插入电机转轴7挤压动密封组合b实现密封，动密封组合b组装完毕后与电控
注水工作筒本体螺纹连接；
20.将外壳静密封c中的外壳o圈12和中心管o圈13放入对应的凹槽内，表面均匀涂抹润滑脂与密封面配合，外壳静密封c组装完毕后与电控注水工作筒本体螺纹连接；
21.上电缆接头钢管管体尾端与外壳5首端之间的螺纹连接结构、电机安装腔内各个部件之间的螺纹连接结构和将密封结构安装于电控注水工作筒本体上的螺纹连接结构，利用金属螺纹扣的齿互相咬合，即能够实现密封；
22.将电缆接头组装完毕后，用注胶枪将液体封装胶通过软管注入到内部腔室内，具有密封效果，即为注胶密封，将各个密封模块装配完成后，保护了电路板不受水汽侵蚀，即实现了电控注水工作筒防漏防潮的密封效果。
23.步骤2，电控注水工作筒分注工艺由地面控制部分和井下电控注水工作筒部分组成，两部分由单芯钢管电缆相连接，地面控制部分主要由地面测调控制器及电脑组成，井下注水工作筒部分包括电控注水工作筒、电缆保护短节等工具组成，通过下入电控注水工作筒可以实现油田分层注水，使油田持续保持高产稳产的状态，电控注水工作筒随管柱作业下入到顶部封隔器以下指定层位，并通过插入密封隔离各个层位，防止注入水互相串流。注水工作筒下到位以后，平台接入注水管线，从油管注入水源，注入介质流经电控注水工作筒，从注水工作筒上的水嘴流出，进入地层补充能量，需要关闭水嘴时，通过地面控制器发出指令，指令通过电缆接头控制注水工作筒上的电机转轴转动，以达到调节水嘴开度大小，最终实现关闭水嘴的功能，反之当油田需要注水补充能量时候则从新开启水嘴。
24.本发明的有益效果为：该结构能够实现电控注水工作筒内部电路板不被水汽侵蚀，提高工具可靠性和产品寿命；面对油田井下长期高温高压的工况，各密封模块密封性能依然良好；为油田井下机电一体化产品提供一种密封方案，解决电路保护的难题；针对智能油田开采，为开发智能注水工具的密封方案积累了电子技术与机械设计相结合的经验，提高了注水驱油工艺措施的生产效率。
附图说明
25.图1是本发明的结构示意图；
26.图2是图1中电缆接头静密封a的结构示意图；
27.图3是图1中动密封组合b的结构示意图；
28.图4是图1中外壳静密封c的结构示意图；
29.图5是图1中金属密封d和注胶密封e的结构示意图；
30.图中：a为电缆接头静密封，b为动密封组合，c为外壳静密封，d为金属密封，e为注胶密封；
31.1为密封接头外o圈，2为钢管o圈，3为密封接头内o圈，4为绝缘限位o圈，5为外壳，6为承压盘，7为电机转轴，8为t型密封，9为车氏密封，10为斜圈密封，11为连接本体，12为外壳o圈，13为中心管o圈。
32.对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
33.下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
34.实施例一
35.一种电控注水工作筒防漏防潮的密封结构，包括电缆接头静密封a、动密封组合b、外壳静密封c、金属密封d和注胶密封e，电缆接头静密封a用于对电缆接头处进行密封，动密封组合b用于对电机转轴进行压缩密封，外壳静密封c用于对各个外壳连接处进行密封，以免水汽自外壳连接处进入，金属密封d用于对各个螺纹连接结构处进行密封，注胶密封e利用液体封装胶注入电缆接头的内部腔室，对内部腔室进行全面密封，
36.电缆接头静密封a包括密封接头外o圈1、钢管o圈2、密封接头内o圈3和绝缘限位o圈4，在上电缆接头密封钢件的外壁上由上至下依次开设有密封接头外密封槽、密封接头内密封槽和绝缘限位密封槽，在密封接头外密封槽内设置密封接头外o圈1，在密封接头内密封槽内设置密封接头内o圈3，在绝缘限位密封槽内设置绝缘限位o圈4，在上电缆接头钢管管体的侧壁上开设有电缆通道，在电缆通道的内壁中部形成钢管密封槽，在钢管密封槽内设置钢管o圈2，钢管o圈2位于密封接头外o圈1和密封接头内o圈3之间，且相邻的钢管o圈2之间通过隔环逐一隔开密封，利用密封接头外o圈1、钢管o圈2、密封接头内o圈3和绝缘限位o圈4实现了上电缆接头密封钢件与上电缆接头钢管管体的整体密封；
37.上电缆接头钢管管体的尾端与外壳5的首端螺纹连接，在外壳5的侧壁上形成一纵向贯穿外壳的电机安装腔，电机设置在电机安装腔内，动密封组合b设置在电机安装腔的中部，动密封组合b包括t型密封8、车氏密封9和斜圈密封10，在电机安装腔的侧壁上形成一t型密封槽，t型密封8设置在t型密封槽内，在t型密封槽下方的电机安装腔的侧壁由上至下依次形成车氏密封槽和斜圈密封槽，在车氏密封槽内设置车氏密封9，在斜圈密封槽内设置斜圈密封10，利用t型密封8、车氏密封9和斜圈密封10实现了对电机转轴7进行压缩密封；
38.外壳5的尾端与连接本体11的首端相连，连接本体11的尾端与下电缆接头钢管管体的首端相连，外壳静密封c设置在连接本体与下电缆接头钢管管体相连接处的外部，外壳静密封c包括密封壳、外壳o圈12和中心管o圈13，在连接本体11的尾端外壁上形成外壳密封槽，在外壳密封槽内设置外壳o圈12，利用外壳o圈12实现了密封壳与连接本体11之间的密封，在下电缆接头钢管管体的首端内壁上形成中心管密封槽，中心管o圈13设置在中心管密封槽内，利用中心管o圈13实现了中心管与下电缆接头钢管管体内壁之间的密封；
39.金属密封d包括上电缆接头钢管管体尾端与外壳5首端之间的螺纹连接结构、电机安装腔内各个部件之间的螺纹连接结构和将密封结构安装于电控注水工作筒本体上的螺纹连接结构，利用金属螺纹扣的齿互相咬合，即能够实现密封；
40.注胶密封e采用液体封装胶，将液体封装胶自下电缆接头钢管管体的电缆通道处注入内部腔室，排空内部腔室内的气泡，液体封装胶随时间在内部腔室内变得牢固、压实后，即可实现密封，且注胶密封分别安装于电控注水工作筒的两端。
41.实施例二
42.在实施例一的基础上，密封接头外o圈1、密封接头内o圈2、绝缘限位o圈4、外壳o圈12和中心管o圈13均采用“o”型结构密封圈，“o”型结构密封圈具备弹性和形变能力，在将“o”型结构密封圈安装前，需对密封槽和配合面进行彻底的清洗，去除所有杂质，“o”型结构密封圈安装后压紧，使密封槽内没有间隙，从而封隔外部的液体进入注水工作筒的电路板
空间。
43.钢管o圈2采用“o”型结构密封圈，“o”型结构密封圈具备弹性和形变能力，安装过程中，需在钢管o圈的表面均匀涂抹润滑脂，将其设置在钢管密封槽内，并用隔环逐一隔开，拧入螺纹压帽，使隔环与钢管o圈压紧实现密封。
44.t型密封8采用截面为“t型”的密封圈结构，t型密封8的左右两侧具有支撑环，在电机转轴旋转时，实现动密封。
45.车氏密封9采用齿形滑环和一个“o”型结构密封圈组合的结构，齿形滑环具备固定及承压的能力，“o”型结构密封圈具备弹性和形变能力，在电机转轴旋转时，实现单向动密封。
46.斜圈密封10采用一端为挡环，另一端为具有c型缺口的橡胶圈组合的结构，在c型缺口的橡胶圈内嵌入斜置的弹簧圈，弹簧圈所产生的均匀而柔和的张力及介质的压力来保持斜圈密封对密封面的预紧力，在电机转轴旋转时，实现动密封。
47.实施例三
48.一种电控注水工作筒防漏防潮的密封结构的使用方法，按照下述步骤进行：
49.步骤1，作业前先组装电控注水工作筒的各个密封模块，将电缆接头静密封a中的密封，接头外o圈1、密封接头内o圈3和绝缘限位o圈4放入对应的凹槽内，将钢管电缆穿过钢管o圈2和隔环，电缆接头静密封组装完毕后与电控注水工作筒本体螺纹连接；
50.将动密封组合b中的t型密封8、车氏密封9和斜圈密封10从安装在对应的凹槽内，并在钢件中心插入电机转轴7挤压动密封组合b实现密封，动密封组合b组装完毕后与电控注水工作筒本体螺纹连接；
51.将外壳静密封c中的外壳o圈12和中心管o圈13放入对应的凹槽内，表面均匀涂抹润滑脂与密封面配合，外壳静密封c组装完毕后与电控注水工作筒本体螺纹连接；
52.上电缆接头钢管管体尾端与外壳5首端之间的螺纹连接结构、电机安装腔内各个部件之间的螺纹连接结构和将密封结构安装于电控注水工作筒本体上的螺纹连接结构，利用金属螺纹扣的齿互相咬合，即能够实现密封；
53.将电缆接头组装完毕后，用注胶枪将液体封装胶通过软管注入到内部腔室内，具有密封效果，即为注胶密封，将各个密封模块装配完成后，保护了电路板不受水汽侵蚀，即实现了电控注水工作筒防漏防潮的密封效果。
54.步骤2，电控注水工作筒分注工艺由地面控制部分和井下电控注水工作筒部分组成，两部分由单芯钢管电缆相连接，地面控制部分主要由地面测调控制器及电脑组成，井下注水工作筒部分包括电控注水工作筒、电缆保护短节等工具组成，通过下入电控注水工作筒可以实现油田分层注水，使油田持续保持高产稳产的状态，电控注水工作筒随管柱作业下入到顶部封隔器以下指定层位，并通过插入密封隔离各个层位，防止注入水互相串流。注水工作筒下到位以后，平台接入注水管线，从油管注入水源，高矿化度的注入水流经电控注水工作筒，从注水工作筒上的水嘴流出，进入地层补充能量，当地层能量得到足够的补充需要关闭水嘴，通过地面控制器发出指令，指令通过电缆接头控制注水工作筒上的电机转轴转动，以达到调节水嘴开度大小，最终实现关闭水嘴的功能，反之当油田需要注水补充能量时候则从新开启水嘴。
55.一种电控注水工作筒防漏防潮的工作原理，通过专用的工具将本发明专利的密封
模块装入电控注水工作筒，连接电缆接头测试通信状况是否良好，确定电控注水工作筒的水嘴可以正常开启关闭后，将注水工作筒随管柱下入到井下设计位置。井下高温高压的工况冲击电控注水工作内的密封模块，电缆接头静密封防止水汽侵入电路板腔室内，导致电路板短路烧毁；外壳静密封防止注水量泄漏，使电控注水工作筒保持恒定的注水压力；动密封组合防止水汽进入电机转轴腔室内，导致电路板短路烧毁，无法正常调节水嘴开度；金属密封连接了电缆接头与注水工作筒本体，且具有密封效果，防止水汽侵入；注胶密封使水汽无法沿着钢管电缆外壁进入电路板腔室内，起到了隔绝水汽侵入的作用。合理的密封方案使电控注水工作筒可以控制及调节注水量大小，提高油井的产量。
56.密封方案可以保护及维持电控注水工作筒的正常运行，大大的提高了电控注水工具的使用寿命，是井下智能电控分注工艺的重要组成部分，且具有施工安全、可靠性高、操作性强等特点。
57.为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
58.而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
59.以上对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。