[發明專利]一種用于井下渦流工具的密封機構

在審

• 申請號: 201510560504.3
• 申請日: 2015-09-07
• 公開（公告）號: CN105134138A
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: 張西躍;劉恒;李志飛;胡洪銘
• 申請（專利權）人: 中山樂滿石油設備有限公司
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B33/10
• 代理公司: 廣東中億律師事務所 44277
• 代理人: 杜海江

技術領域

本發明涉及一種石油天然氣開采行業中的井下渦流工具，特別是一種天然氣排液采氣中的井下渦流工具密封機構。

背景技術

在天然氣開發中一般分為三個階段。首先是初期開采階段，此時地層的能量巨大，井管內可以直接自噴出天然氣而且很少含有液態成分；其次是穩定開采階段，此時井管內主要以天然氣為主且含有少量的液態成分，通過霧化等物理作用，地層內滲出的少量液體和天然氣一起被排出井外，地層內和井管內不易積液；最后是晚期開采階段，此時由于氣井地層能量的下降和天然氣的儲量也下降，在自噴開采中采出的天然氣無法將井底的積液和井管內的積液完全排除，在井管內逐步形成積液，積液的液位上升使得井口壓力下降，進一步造成產氣量的下降直至井管被液體填充滿而無法連續開采。因此，在天然氣井的開采后期，排液采氣工藝是延長氣井開采壽命、提高開采率的重要方法之一。

排液采氣的技術之一是采用井下渦流工具，其主要原理是通過渦流效應使得井管內的氣液兩相流的流態得到改變。渦流效應使得氣體在井管內部形成向上的、自旋轉的流態，液體在井管內壁上形成向上的、沿管壁旋轉的流態，從而使得在相同的流速下氣體可以攜帶更多的液體。

由于井下渦流工具要安裝到很深的井下，安裝位置從幾百米到六千米不等，所以要將井下渦流工具投放到井下預定的深度，是一項很有風險的作業。從井下渦流工具的工作原理上講，渦流發生器的外徑和井管的間隙越小渦流發生效果越好，可以大大減少氣體的非渦流損失量，另一方面，渦流體的外徑和井管內徑間隙太小會造成無法投放而導致井下渦流工具安裝作業失敗。為了解決這個矛盾，現有技術中的做法是渦流發生器外徑和井管內徑間留有一定的間隙，該間隙一般為2-5mm，間隙的存在極大地影響了渦流發生的效果，造成井下渦流工具的實際應用效果大打折扣。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種能夠解決渦流發生器和井管之間的安裝間隙和工作密封問題的用于井下渦流工具的密封機構。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種用于井下渦流工具的密封機構，包括渦流發生器，所述渦流發生器的表面設置有螺旋槽，所述螺旋槽之間的部位形成螺旋凸臺，所述螺旋凸臺上設置有螺旋狀的密封槽，所述密封槽內安裝有液相膨脹條。

所述螺旋凸臺的直徑比井管的內徑小4-10mm。

所述螺旋槽和密封槽的螺旋方向和螺旋升角一致。

所述密封槽位于所述螺旋凸臺的對稱位置。

所述液相膨脹條的截面為矩形。

所述液相膨脹條可以由遇油膨脹的材料制成，也可以由遇水膨脹的材料制成，還可以由遇水或遇油均膨脹的材料制成。

所述液相膨脹條通過環氧粘接劑粘結在所述密封槽內。

本發明的有益效果是：本發明的渦流發生器的螺旋凸臺上設置有螺旋狀的密封槽，密封槽內安裝有液相膨脹條，液相膨脹條在沒有被油或水長時間浸泡時，液相膨脹條的體積小，完全鑲嵌在密封槽內，使渦流發生器和天然氣井的井管之間存在足夠大的間隙，井下的渦流工具可以順利地通過鋼絲打撈作業安裝到井管內的指定深度，安裝到位后，液相膨脹條在井管受到油或水的長時間浸泡開始逐步膨脹，膨脹后體積增大數倍，將渦流發生器和井管的間隙完全密封，解決了渦流發生器和井管內壁之間的安裝間隙和工作密封問題，可以大大提高單位體積天然氣所攜帶的液體含量，從而提高天然氣井排液效率，減少或者避免天然氣井由于積液所造成的減產或者停噴。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是液相膨脹條未膨脹時的井下渦流工具的結構示意圖；

圖2是液相膨脹條膨脹時的井下渦流工具的結構示意圖；

圖3是液相膨脹條未膨脹時形成間隙狀態示意圖；

圖4是液相膨脹條膨脹后形成密封狀態示意圖。

具體實施方式

參照圖1至圖4，一種用于井下渦流工具的密封機構，包括自上而下依次連接的打撈魚頭2、渦流發生器3、導流器5和坐封6。所述打撈魚頭2作用是通過鋼絲繩作業，用打撈工具實現對魚頭以及整個井下渦流工具的投放和捕捉。所述渦流發生器3的作用是改變井下氣液兩相流的流態，實現龍卷風效應。所述導流器5的作用是將井下的混合氣流從坐封6的中心位置過渡到靠近井管1的管壁的位置。所述坐封6的作用是用來固定整個井下渦流工具在井下的位置，并具有一定的軸向坐封力。