[發明專利]一種長度補償裝置

在審

• 申請號: 201711050962.8
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN109723389A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 馬珍福;張衛衛;劉晉偉;崔玉海;李永康;王寧;咸國旗;王鵬;王鵬飛;王宏萬
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司石油工程技術研究院
• 主分類號: E21B17/00
• 分類號: E21B17/00;F16L27/12
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所 37224
• 代理人: 董慶田

本發明公開了一種長度補償裝置，包括內管、外管、下接頭，所述下接頭從外管下端口伸入外管內部，外管下端與下接頭通過螺紋連接，所述下接頭與外管之間形成平衡腔，所述內管從外管上端口伸入外管內部，且內管下端伸入平衡腔內，平衡腔中設置平衡活塞，所述平衡活塞上端與內管下端連接成一體結構，所述內管與外管之間形成液腔，所述內管與平衡活塞連接處開設徑向的連通至液腔的進液孔，所述外管開設徑向的連通至平衡腔的連通孔。本發明改善了補償裝置在不同工況下的受力狀況，實現距離補償的同時，延長了工具使用壽命。

技術領域

本發明涉及長度補償技術，具體地說是一種長度補償裝置。

背景技術

在油田開采過程中，由于長時間注采不平衡或者長期大量采出地下水，造成地層虧空，容易引發淺層地表沉降，導致敷設于地下的管線帶動井口發生傾斜，造成井口管線變形、開裂、密封不嚴等，不僅制約油井正常生產，而且嚴重威脅到崗位職工及周邊人員人身安全。

目前，常規的整改方法是整改井口流程，對井口開裂、密封不嚴處進行焊接，在油套四周采用角鋼進行加固，這種方法雖然能夠起到一定作用，但存在如下缺點:①由于井口管線的破口在現場無法徹底打磨，使得焊接強度達不到要求；②補焊所用的環行鋼板容易開焊，致使井口流程管線斷裂問題得不到徹底解決。針對上述不足，郭慧等設計了一種油井井口補償裝置(授權公告號：CN202194609U)，該裝置采用外管機構(主要由上擋帽、外管、下擋塊、防松釘、下接頭構成)通過密封圈與中心管構成滑動密封的結構，外管機構與中心管在外力的作用下可以做相對運動，以此補償井口管線下沉的距離。但該裝置存在兩方面缺陷：①當井口管線因某種原因造成憋壓時，該裝置受到的向上的力明顯大于向下的力，因為向上的受力面積為：中心管下端面+下擋塊下端面+上擋帽下端面，而向下的受力面積只有下接頭的上端面，向上的受力面積明顯大于向下的受力面積。這種持續的受力不平衡會造成該裝置中心管持續上竄，直至連接處發生斷裂泄壓為止；②當地表出現較快速度下沉時，該裝置的外管機構應隨著相應的下伸，此時外管、下接頭與下擋塊之間的密閉空間會變大，但由于外管本體上并無進氣孔，氣體無法進入變大的空間，形成接近真空的狀態，這樣就會造成外管下伸速度慢，且受到的拉力較大，縮短了工具使用壽命。

申請號：201120367371.5，公開日2012-07-04公開了一種自動補償壓力平衡密封系統。包括柱塞、柱塞室殼體和密封件。其中，柱塞與柱塞室殼體通過密封件滑動密封配合。所述柱塞室殼體開設通孔，并沿通孔延伸有平衡腔，平衡腔內采用平衡活塞、彈簧、堵頭配合密封，其中堵頭帶有中心孔，柱塞室內充滿介質。與現有技術相比，本發明的有益效果是：為在壓力環境中工作的機械機構、設備、儀器、儀表提供密閉的環境，系統內外壓力基本平衡，解決高壓密封的難題，且系統密封泄露后有自動補償功能。本發明特別適用于在環境壓力經常變化的條件下工作的工具及儀器，如石油井下儀器和工具等。

以上公開文獻提到了平衡腔與平衡活塞，但在整體技術方案、技術效果和解決的技術問題上都與本發明不相同。

針對上述問題，我們研究設計了一種長度補償裝置，改善了補償裝置在不同工況下的受力狀況，實現距離補償的同時，延長了工具使用壽命。該補償裝置不僅可以應用于油田領域，也可以應用于其他需要長度補償的領域。

發明內容

本發明的目的在于提供一種長度補償裝置，改善了補償裝置在不同工況下的受力狀況，實現距離補償的同時，延長了工具使用壽命。

為了達成上述目的，本發明采用了如下技術方案，一種長度補償裝置，包括內管、外管、下接頭，所述下接頭從外管下端口伸入外管內部，外管下端與下接頭通過螺紋連接，所述下接頭與外管之間形成平衡腔，所述內管從外管上端口伸入外管內部，且內管下端伸入平衡腔內，平衡腔中設置平衡活塞，所述平衡活塞上端與內管下端連接成一體結構，所述內管與外管之間形成液腔，所述內管與平衡活塞連接處開設徑向的連通至液腔的進液口，所述外管開設徑向的連通至平衡腔的連通孔。

所述內管內壁開設內凸臺，該內管內凸臺的端面面積與下接頭上端面的面積相等。