[發明專利]一種注采合一補償裝置

在審

• 申請號: 201410005032.0
• 申請日: 2014-01-06
• 公開（公告）號: CN103670354A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 薛華;魏高華;鄧洪彬;王坤;王龍娟
• 申請（專利權）人: 江蘇萬興石油裝備有限公司
• 主分類號: E21B43/24
• 分類號: E21B43/24
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

技術領域

本發明屬于油田注汽開采工程領域，尤其是對注采合一管線井口舉升高度達到自動補償的補償裝置。

背景技術

我國的大部分稠油油藏基本上都是小斷塊稠油油藏，這類油藏屬于低品位石油資源，原油物性差，開發、采油、地面集輸與處理難度大。稠油油田開發在產能建設中，注采合一工藝技術用于小斷塊稠油油田的開發有著投資和運行費用最少，經濟性好的優勢。注采合一管道即井口到分井計量站的注蒸汽、出油功能合一的管道。在高溫蒸氣管路中，由于溫度的交替變化，其材料的延伸長度亦隨時發生變化，這就使運行管路中的管道產生扭曲變形或斷裂，損壞管路的固定裝置。如采油井口下方幾千米的管道經高溫蒸汽加熱，管線膨脹對井口起到舉升作用。當停止注汽時，隨著溫度降低，井口的高度又逐步回落到原有位置。

傳統高溫高壓管線采用的是球形補償器。球形補償器是利用萬向節原理，通過球體在有限角度內轉動，達到自動補償的效果。然而單套球形補償器不具備補償效果，為實現井口高度補償時，必須有三套配合使用方可達到高度補償。球形補償器的球體經表面鍍鉻處理。該產品球面密封采用軟硬密封結合的密封方式，這種密封結構在球體轉動過程中，會造成填料的損失，導致密封效果失效，現場會出現漏汽情況。當球體在轉動過程中球面的鍍鉻層被磨損后，球體不能耐腐蝕，又會導致后期采油階段漏油。

球形補償器采用對焊方式，在現場必須三套配合使用。在安裝過程中至少需要6道焊口，并需與彎管、直管連接，給現場安裝、檢修和維護帶來不便。因密封效果不佳，該產品使用壽命較短，需經常維修，維修成本高。

發明內容

要解決的技術問題：針對現有技術的不足，本發明提供一種注采合一補償裝置，解決現有技術中球形補償器使用需要多套配合使用，現場操作及后期維護均較為繁瑣且密封效果不佳的技術問題。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種注采合一補償裝置，包括管體和轉接裝置，所述轉接裝置包括直角接頭、轉動軸和轉動箱體；所述直角接頭包含兩個中軸線相互垂直且相互貫通的連接孔，其中一個為轉接裝置連接孔，另一個為管體連接孔；所述轉動箱體為中空管狀結構，其中一端開口設置在轉動箱體的中軸線上，另一端開口設置在轉動箱體側面；所述轉動軸的一端插入直角接頭的轉接裝置連接孔內，轉動軸的另一端插入轉動箱體中位于中軸線上的開口內部；每個轉接裝置中直角接頭中的連接孔和轉動箱體上的開口均與管體相匹配，通過轉接裝置順次將管體相互連接起來，其中位于最兩頭的兩個管體分別連接至井口和蒸汽管線。轉動箱體可以繞著轉動軸旋轉，進而帶動與轉動箱體相連的管體實現與以轉動軸為中心的旋轉，從而改變兩個管道之間的相對位置，多組轉動裝置與管體配合，便實現本裝置在高度和長度方向的改變，從而配合不同的工況達到自動補償的效果。

進一步的，在本發明中，兩兩管體中的一個管體一端插入并用硬質合金焊接至直角接頭的管體連接孔內，另一個管體的一端插入并并用硬質合金焊接至位于轉動箱體側面的開口中。保證管體之間連接可靠，且硬質合金耐腐蝕性能良好。

進一步的，在本發明中，轉動軸插入轉動箱體的一端的外壁上設有一圈凹槽，在轉動箱體的開口內部設有兩層臺階，所述轉動軸抵在靠內的一層臺階上，靠外的臺階與轉動軸之間形成密封面，在密封面上設置有密封裝置，沿轉動箱體軸向由內向外的方向，所述密封裝置上依次設有開口環、填料和填料壓帽，所述開口環套在轉動軸的凹槽上并架在外臺階上，所述填料與開口環、填料壓帽之間還設置有填料墊環，所述填料壓帽上設有手柄，所述手柄穿過填料壓帽插入至轉動軸上設置的對應的固定孔中。開口環和填料配合將轉動軸固定在轉動箱體內，填料壓帽將填料壓實后，手柄插入轉動軸上的固定孔中，起到密封裝置的固定作用。采油過程先注入高溫高壓蒸汽，密封裝置保證本補償裝置的密封性能良好，轉動箱體與轉動軸在相對轉動過程中的密封性不受影響。

進一步的，在本發明中，最兩頭的兩個管體上連接有卡箍頭。實現與井口和蒸汽管線之間的快速連接。

進一步的，在本發明中，所述管體和轉接裝置采用耐腐蝕處理和耐低溫處理。適用于高寒條件下且原油具有較高腐蝕性的惡劣開采條件。

作為優選的，在本發明中，所述填料為石墨與不銹鋼的混合物。石墨為柔性材料，不銹鋼乃腐蝕，該混合物組成的填料密封性能佳。

有益效果：

本發明的注采合一補償器是針對高溫管路的工況專門設計制造的，通過轉動裝置連接兩兩管體，實現兩兩管體之間的相對轉動，進而改變本裝置在長度與高度方向的尺寸，達到自動補償的效果，使其安全穩定運行；