一种高温潜油电泵井口穿越器结构 |
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| 申请号 | CN201610065573.1 | 申请日 | 2016-01-28 | 公开(公告)号 | CN105545242A | 公开(公告)日 | 2016-05-04 |
| 申请人 | 沈阳工业大学通益科技有限公司; | 发明人 | 孙兴革; 王德忠; 白山; 彭兵; 曾林锁; 董晓强; 张义順; 王通; 李强; 李德鹏; 胡岩; | ||||
| 摘要 | 一种高温潜油电 泵 井口穿越器结构，在密封体内分别设置有一级密封腔和二级密封腔，在一级密封腔内设置有一级密封组件，在二级密封腔内设置有二级密封组件， 电缆 依次通过一级密封组件、二级密封组件进行双级密封；一级密封组件包括密封 块 及压紧块，密封块及压紧块均通过穿线孔且由上至下套装在电缆上，两者之间具有环空加压间隙，压紧块与密封体之间加装有第一压紧 弹簧 ；二级密封组件包括 波形 密封套，波形密封套套装在电缆上，波形密封套与密封块之间留有压 力 油加压腔，波形密封套与密封体之间加装有第二压紧弹簧；本 发明 的第二级密封能力高于第一级密封能力，并表现为密封能力的逐级递增，有效保证了井喷发生时井口穿越器的密封可靠性。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高温潜油电泵井口穿越器结构，包括密封体和穿越体，所述穿越体固定安装在井口法兰盘上，所述密封体位于井口法兰盘上方并与穿越体固定连接；其特征在于：在所述密封体内分别设置有一级密封腔和二级密封腔，一级密封腔位于二级密封腔下侧，且穿越体上端位于一级密封腔内；在所述一级密封腔内设置有一级密封组件，在所述二级密封腔内设置有二级密封组件，电缆依次通过一级密封组件、二级密封组件进行双级密封。 |
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| 说明书全文 | 一种高温潜油电泵井口穿越器结构技术领域[0001] 本发明属于高温潜油电泵技术领域，特别是涉及一种高温潜油电泵井口穿越器结构。 背景技术[0002] 对于潜油电泵来说，其工作电源需要通过电缆与潜油电泵相连，但是工作电源位于地面上，而潜油电泵位于井下，导致电缆必须从地面穿过井口到井下，此时就需要用到井口穿越器。 [0003] 油井工作时，井口之上为大气压，温度为环境温度，而井口之下的环空压力约为1MPa，而温度可达180℃左右，此时井口穿越器必须在高温高压下工作。但是，现有结构的井口穿越器在耐温耐压性上并不理想，特别是在井喷发生时，面对瞬间高压往往会使井口穿越器密封失效，对于高温油井来说至今并没有更好的解决办法。 [0004] 因此，有必要对井口穿越器结构进行优化设计，提高井口穿越器的耐温耐压性，保证井喷发生时井口穿越器的密封可靠性。 发明内容[0005] 针对现有技术存在的问题，本发明提供一种高温潜油电泵井口穿越器结构，能够提高井口穿越器的耐温耐压性，保证井喷发生时井口穿越器的密封可靠性。 [0006] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种高温潜油电泵井口穿越器结构，包括密封体和穿越体，所述穿越体固定安装在井口法兰盘上，所述密封体位于井口法兰盘上方并与穿越体固定连接；其特点是：在所述密封体内分别设置有一级密封腔和二级密封腔，一级密封腔位于二级密封腔下侧，且穿越体上端位于一级密封腔内；在所述一级密封腔内设置有一级密封组件，在所述二级密封腔内设置有二级密封组件，电缆依次通过一级密封组件、二级密封组件进行双级密封。 [0007] 所述一级密封组件包括密封块及压紧块，且密封块与及压紧块紧密接触；在所述密封块及压紧块上均开设有穿线孔，密封块及压紧块均通过穿线孔且由上至下套装在电缆上，且电缆外部的塑料护层与穿线孔孔壁过盈配合；在所述密封块中部设置有异型凹槽，在所述压紧块中部设置有异型凸台，且异型凸台位于异型凹槽内，异型凸台顶面与异型凹槽底面之间留有环空加压间隙；在所述压紧块中心开设有通气孔，通气孔一端与井下空间相通，通气孔另一端与环空加压间隙相通；在所述压紧块与密封体之间加装有第一压紧弹簧。 [0008] 所述二级密封组件包括波形密封套，所述波形密封套套装在电缆上，且电缆外部的塑料护层与波形密封套过盈配合；所述波形密封套与密封块之间留有压力油加压腔，压力油加压腔的腔壁上开设有注油口，压力油通过注油口注入压力油加压腔内；在所述波形密封套与密封体之间加装有第二压紧弹簧。 [0009] 所述第二压紧弹簧一端通过垫片与波形密封套相接触，在第二压紧弹簧另一端与压力油加压腔之间设置有滑套，滑套套装在电缆上，滑套一侧与第二压紧弹簧相接触，滑套另一侧与压力油加压腔相对应。 [0010] 所述密封块的密封力＝第一压紧弹簧的弹簧力+井下环空压力，所述压力油加压腔的油压＝密封块的密封力，所述波形密封套的密封力＝压力油加压腔的油压+第二压紧弹簧的弹簧力。 [0011] 所述密封块、压紧块及波形密封套的材质均为耐温橡胶，耐温温度为300℃。 [0012] 本发明的有益效果： [0013] 本发明的井口穿越器采用了全新的双级密封设计方案，且第二级密封能力高于第一级密封能力，并表现为密封能力的逐级递增，提高井口穿越器耐温耐压性的同时，还能够保证井喷发生时井口穿越器的密封可靠性。附图说明 [0014] 图1为本发明的一种高温潜油电泵井口穿越器结构的示意图； [0015] 图2为本发明的密封体结构示意图； [0016] 图3为本发明的密封块结构示意图； [0017] 图4为图3中A-A剖视图； [0018] 图5为本发明的压紧块结构示意图； [0019] 图6为图5中B-B剖视图； [0020] 图中，1—密封体，2—穿越体，3—井口法兰盘，4—一级密封腔，5—二级密封腔，6—电缆，7—密封块，8—压紧块，9—穿线孔，10—塑料护层，11—异型凹槽，12—异型凸台， 13—通气孔，14—第一压紧弹簧，15—波形密封套，16—压力油加压腔，17—注油口，18—第二压紧弹簧，19—垫片，20—滑套。 具体实施方式[0021] 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。 [0022] 如图1～6所示，一种高温潜油电泵井口穿越器结构，包括密封体1和穿越体2，所述穿越体2固定安装在井口法兰盘3上，所述密封体1位于井口法兰盘3上方并与穿越体2固定连接；在所述密封体1内分别设置有一级密封腔4和二级密封腔5，一级密封腔4位于二级密封腔5下侧，且穿越体2上端位于一级密封腔4内；在所述一级密封腔4内设置有一级密封组件，在所述二级密封腔5内设置有二级密封组件，电缆6依次通过一级密封组件、二级密封组件进行双级密封。 [0023] 所述一级密封组件包括密封块7及压紧块8，且密封块7与及压紧块8紧密接触；在所述密封块7及压紧块8上均开设有穿线孔9，密封块7及压紧块8均通过穿线孔9且由上至下套装在电缆6上，且电缆6外部的塑料护层10与穿线孔9孔壁过盈配合；在所述密封块7中部设置有异型凹槽11，在所述压紧块8中部设置有异型凸台12，且异型凸台12位于异型凹槽11内，异型凸台12顶面与异型凹槽11底面之间留有环空加压间隙；在所述压紧块8中心开设有通气孔13，通气孔13一端与井下空间相通，通气孔13另一端与环空加压间隙相通；在所述压紧块8与密封体1之间加装有第一压紧弹簧14。 [0024] 所述二级密封组件包括波形密封套15，所述波形密封套15套装在电缆6上，且电缆6外部的塑料护层10与波形密封套15过盈配合；所述波形密封套15与密封块7之间留有压力油加压腔16，压力油加压腔16的腔壁上开设有注油口17，压力油通过注油口17注入压力油加压腔16内；在所述波形密封套15与密封体1之间加装有第二压紧弹簧18。 [0025] 所述第二压紧弹簧18一端通过垫片19与波形密封套15相接触，在第二压紧弹簧18另一端与压力油加压腔16之间设置有滑套20，滑套20套装在电缆6上，滑套20一侧与第二压紧弹簧18相接触，滑套20另一侧与压力油加压腔16相对应。 [0026] 所述密封块7的密封力＝第一压紧弹簧14的弹簧力+井下环空压力，所述压力油加压腔16的油压＝密封块7的密封力，所述波形密封套15的密封力＝压力油加压腔16的油压+第二压紧弹簧18的弹簧力。 [0027] 所述密封块7、压紧块8及波形密封套15的材质均为耐温橡胶，耐温温度为300℃。 [0028] 下面结合附图说明一下本发明的双级密封原理。 [0029] 第一级密封：第一压紧弹簧14的弹簧力首先作用在压紧块8上，并通过压紧块8作用于密封块7上，密封块7在弹簧力作用下发生变形，使密封块7与电缆6外部塑料护层10紧密贴合；同时，井下空间的高压气体会通过通气孔13进入环空加压间隙内，并对密封块7施加环空压力，且环空压力会与第一压紧弹簧14的弹簧力形成合力，进一步使密封块7发生变形，保证密封块7变形量始终大于电缆6外部塑料护层10的变形量，且进一步加强了密封块7与电缆6外部塑料护层10紧密贴合程度。 [0030] 第二级密封：第二压紧弹簧18的弹簧力通过垫片19作用在波形密封套15上，波形密封套15在弹簧力作用下发生变形，使波形密封套15与电缆6外部塑料护层10紧密贴合；同时，压力油加压腔16的油压依次通过滑套20、第二压紧弹簧18及垫片19作用在波形密封套15上，此时油压与第二压紧弹簧18的弹簧力形成合力，进一步使波形密封套15发生变形，保证波形密封套15的变形量始终大于电缆6外部塑料护层10的变形量，且进一步加强了波形密封套15与电缆6外部塑料护层10紧密贴合程度。 [0031] 再有，由于密封块7的密封力＝第一压紧弹簧14的弹簧力+井下环空压力，压力油加压腔16的油压＝密封块7的密封力，波形密封套15的密封力＝压力油加压腔16的油压+第二压紧弹簧18的弹簧力，可以看出，波形密封套15的密封力＞密封块7的密封力＞井下环空压力，即第二级密封能力高于第一级密封能力，并表现为密封能力的逐级递增，进而最大程度的保证了密封可靠性。 |
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