[發明專利]一種熱采密封組件

有效

• 申請號: 201410128740.3
• 申請日: 2014-04-01
• 公開（公告）號: CN103883277A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 劉花軍;孫永濤;馬增華;林濤;顧啟林;劉海濤;孫玉豹;王通;胡厚猛
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油田服務股份有限公司
• 主分類號: E21B33/122
• 分類號: E21B33/122
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 惠磊;曲鵬

技術領域

本發明涉及一種熱采密封組件,屬于石油熱采的技術領域。

背景技術

密封件是石油熱采設備中的封隔器的核心部件，封隔器密封性能的可靠性主要依賴于密封件。由于現場作業對不同工藝的需求，對封隔器的密封件的性能要求也不同。比如，注蒸汽用的封隔器需要承受350℃高溫和15MPa的高壓，對應的密封件也只需滿足350℃高溫和15MPa的高壓即可。但目前海上熱采井在生產時要求封隔器的密封件在高溫350℃狀態下可以承受20MPa的高壓，在經過高溫后回到低溫狀態下要求密封件能夠承受15MPa以上的高壓，也就是密封件耐高壓的密封性能不受溫度交變的影響。而目前國內常用的井下熱采封隔器的密封件均無法滿足在350℃時承受20MPa的高壓，且在經過高溫350℃后回到低溫狀態時仍能夠滿足高壓密封的要求。

發明內容

本發明提供一種熱采密封組件，其可以承受高溫350℃，高壓20MPa，并且在經過高溫350℃后回到低溫下仍能夠承受15MPa以上的高壓，解決了常規熱采封隔器的密封件只能滿足高溫下密封，經過高溫后回到低溫狀態下失去密封性能的問題。本發明的熱采密封組件可以滿足海上熱采井對熱采封隔器在注采整個過程中都需要達到密封的要求。

根據本發明的熱采密封組件，包括楔入部件、多重組合密封部件、芯軸、底座。楔入部件、多重組合密封部件依次套在芯軸上，可以在芯軸上進行滑動，底座鄰近于多重組合密封部件安裝在芯軸上。

優選地，楔入部件可以包括鎖緊套、壓環、內密封環、脹環，其中內密封環安裝在脹環和芯軸構成的環形槽內，脹環的上端部設置有內螺紋，內螺紋與鎖緊套的下端的外螺紋連接，鎖緊套壓緊壓環。

優選地，內密封環由耐高溫的且熱膨脹系數小的石墨密封環或高碳纖維環例如PL880高碳纖維環組成。石墨密封環或高碳纖維環在一定的軸向載荷作用下徑向脹大，貼緊脹環的內緣面和芯軸的外緣面，密封脹環和芯軸之間的縫隙，阻擋流體泄漏。

優選地，多重組合密封部件可以包括依次設置的上銅碗、上護肩套、上密封件、中間密封件、下密封件、下護肩套、下銅碗，其中上銅碗和上護肩套可以安裝在所述脹環的外部臺階處。

優選地，上密封件的上端部可以有倒角，與脹環的下端部的倒角配合。

優選地，芯軸外緣面可以有斜面臺階，與下密封件的下端的倒角配合。

優選地，上密封件和下密封件主要由耐高溫的填充聚四氟乙烯、石墨粉、青銅粉、二硫化鉬、碳纖維、碳粉和聚合物添加劑構成。

優選地，中間密封件可以包括主密封件和設置在主密封件外部的密封外套。

優選地，上銅碗的鄰近上護肩套的一端靠近外緣可以設置有倒圓角以與上護肩套的上端的倒圓角配合，下銅碗的鄰近下護肩套的一端靠近外緣也可以設置有倒圓角以與下護肩套的上端的倒圓角配合。

優選地，上護肩套和下護肩套可以均由耐高溫的高碳纖維、高強度的不銹鋼絲和石墨均勻混合制成。

本發明的熱采密封組件具有如下有益效果：

1、本發明采用多重組合式密封組件，同時在結構設計上考慮多重的肩部保護，密封組件的材料構成采用耐高溫且高溫下性能比較穩定的復合材料，確保熱采密封組件性能的穩定性和高低溫下的承壓能力。

2、本發明的熱采密封組件能夠在高溫350℃條件下承受20MPa以上的高壓，當溫度降到低溫時，仍然能夠承受15MPa以上的高壓，其耐高壓的密封性能不受溫度交替變化的影響，承壓性能穩定，可以滿足海上熱采井生產對熱采封隔器的特殊要求，從而促進了海上稠油熱采技術的發展。

附圖說明

圖1為本發明的熱采密封組件的部分剖視圖；

圖2為本發明的熱采密封組件在工作狀態下的部分剖視圖。

具體實施方式

為了便于闡述本發明，以下將結合附圖及具體實施例對本發明的技術方案的實施作進一步詳細描述。

結合圖1、圖2所示，本發明提供了一種熱采密封組件，包括楔入部件、多重組合密封部件、芯軸11、底座14，其中楔入部件和多重組合密封部件依次套在芯軸11上且能夠在芯軸11上滑動，底座14鄰近于多重組合密封部件安裝在芯軸11上。整個熱采密封組件放置于套管15中。

楔入部件主要由鎖緊套1、壓環2、內密封環3、脹環4組成；內密封環3安裝在脹環4和芯軸11構成的環形槽內，壓環2緊接內密封環3，鎖緊套1緊接壓環2。內密封環3可以由耐高溫且熱膨脹系數小的石墨密封環或高碳纖維環組成。