连续油管防喷盒的制作方法

本发明涉及一种用于连续油管作业的井口密封装置，尤其涉及一种连续油管防喷盒。

背景技术：

油田进入开发后期，往往会出现产量降低的问题，一般可采用老井侧钻的方式来开采剩余油。采用连续油管欠平衡钻井技术，不仅可以快速地侧钻出小井眼，还能有效地保护储层，进而提高老油田的开发效益。在进行连续油管欠平衡钻井作业时，需要用到一种井口密封装置——防喷盒，它的功能与常规钻杆欠平衡钻井所用到的旋转防喷器类似，但又有不同之处。

防喷盒是位于注入头和防喷器组中间的一种井控装置，通过液压压力推动活塞，挤压胶芯，将连续油管胶芯牢牢地包裹在连续油管表面，在连续油管下入井内或自井内起出时实现密封。在欠平衡钻井过程中，它和节流管汇一起工作，调节井口回压，共同维持井底压力的稳定，实现边钻边喷的欠平衡环境；在进行连续油管修井等其他带压作业时，通过防喷盒来密封井口，保证作业安全。

现有的防喷盒一般分为普通顶入式、侧入式和串联侧入式三种。但现有防喷盒结构比较复杂还存在换胶芯操作繁琐、不能实时监测胶芯磨损状况等问题，具体体现在：在换胶芯过程中，需要打开侧门，取出外部衬套，再取出胶芯，操作过程十分繁琐；当胶芯磨损严重时，不能实时监测，只有通过取出胶芯，才能进行判断。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种连续油管防喷盒，以克服现有技术的缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种连续油管防喷盒，克服现有技术中存在的结构复杂、胶芯更换繁琐等问题，该连续油管防喷盒结构简单，胶芯维护更新方便，密封性能好。

本发明的另一目的在于提供一种连续油管防喷盒，该连续油管防喷盒能够实时监测胶芯与连续油管之间的密封状况，根据密封状况及时维护更新胶芯，保证连续油管井口带压作业的安全。

本发明的目的是这样实现的，一种连续油管防喷盒，包括与测试井口的防喷器连接的管接头，所述管接头的内侧上部与一密封套筒的下部密封连接，所述密封套筒的上方设置有密封液压缸，连续油管穿设通过所述密封液压缸和所述密封套筒，所述密封液压缸包括外缸套，所述外缸套内自下而上地密封滑动套设有活塞杆，所述活塞杆的自由端能滑动地密封穿设于所述密封套筒的内部，所述活塞杆的侧壁底部构成沿周向分瓣设置、且能径向开合的摆动部，所述摆动部的内壁上设置有沿周向对应分瓣设置、且能收拢构成圆筒结构的胶芯，所述胶芯的内壁能密封抵靠于连续油管的侧壁上。

在本发明的一较佳实施方式中，所述活塞杆包括位于所述摆动部上方的圆筒部，所述摆动部至少包括两瓣能径向摆动开合的半筒结构，两个所述半筒结构的外壁顶部与所述圆筒部的外壁底部之间通过连接销钉铰接，所述胶芯包括两个与各所述半筒结构对应设置的半筒胶芯，各所述半筒胶芯分别设置于各所述半筒结构的内壁上。

在本发明的一较佳实施方式中，各所述半筒胶芯分别能滑动地设置于各所述半筒结构的内壁上，各所述半筒结构的内壁底部设置有能避免各所述半筒胶芯自各所述半筒结构上沿轴向脱落的第一台阶部，所述摆动部收拢状态下所述第一台阶部的内壁与所述连续油管的侧壁之间呈间隔设置；所述密封套筒的内部密封套设有第一封隔套，所述连续油管穿设通过所述第一封隔套的内腔，所述第一封隔套的顶部中心处设置有圆柱凸起部，所述圆柱凸起部的顶部端面能与所述胶芯的底部抵靠。

在本发明的一较佳实施方式中，所述活塞杆的内部设置有上下贯通的活塞内腔，所述活塞内腔中位于所述摆动部上方的位置密封固定有第二封隔套，所述连续油管穿设通过所述第二封隔套的内腔；所述胶芯的两端能同时分别与所述第二封隔套的底部端面、所述第一封隔套的顶部端面相抵靠。

在本发明的一较佳实施方式中，所述外缸套内自上而下地密封固定穿设有内缸套，所述内缸套的下部能密封滑动地穿设于所述第二封隔套上方的所述活塞内腔中，所述内缸套的内腔中固定穿设有导向套，所述连续油管密封穿设通过所述导向套的内腔。

在本发明的一较佳实施方式中，所述密封套筒的内部密封套设有第一封隔套，所述连续油管穿设通过所述第一封隔套的内腔；所述密封套筒上设置有能监控所述第一封隔套上方的空间压力的第一压力表，所述密封套筒上还设置有能监控所述第一封隔套下方的空间压力的第二压力表。

在本发明的一较佳实施方式中，所述密封液压缸与所述密封套筒之间设置有连接支架，所述连接支架的底部套设于所述密封套筒的上部，所述外缸套的侧壁底部密封套设于所述连接支架的顶部，所述活塞杆的自由端密封穿设通过所述连接支架的顶部后能滑动地密封套设于所述密封套筒的内侧上部。

在本发明的一较佳实施方式中，所述连接支架包括套设于所述密封套筒上的第一连接圆盘，所述连接支架还包括密封套设于所述外缸套的侧壁底部的第二连接圆盘，所述第一连接圆盘与所述第二连接圆盘之间沿周向间隔设置有多个连接支撑柱。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第二连接圆盘上设置有上下贯通的活塞过孔，所述活塞过孔的内壁上设置第二台阶部，所述第二台阶部的上方构成直径增大的缸套连接孔，所述外缸套的底部端面与所述第二台阶部密封抵靠，所述外缸套的侧壁底部密封套设于所述缸套连接孔内。

在本发明的一较佳实施方式中，所述外缸套的顶部设置有上注油孔，所述外缸套的底部设置有下注油孔；所述第二连接圆盘上设置与所述外缸套的内腔连通的所述下注油孔。

由上所述，本发明提供的连续油管防喷盒具有如下有益效果：

(1)本发明的连续油管防喷盒中的密封液压缸结构简单，活塞杆的自由端密封套设在密封套筒内部时，胶芯压紧密封于连续油管的侧壁上，活塞杆向上运动至自由端离开密封套筒后，摆动部能够径向打开，方便操作人员完成胶芯的维护和更换，操作简单；

(2)本发明的连续油管防喷盒中设置第一压力表和第二压力表，根据第一压力表和第二压力表的读数差异，可以实时监测胶芯与连续油管之间的密封状况，保证连续油管井口作业的安全性；

(3)本发明的连续油管防喷盒中具有两道密封防线，胶芯与连续油管之间的密封为第一密封防线，密封套筒与活塞杆之间的密封为第二密封防线，当胶芯与连续油管之间的密封失效时，第二道密封防线能够对密封套筒起到密封作用，避免在关闭井口的防喷器之前流体自密封套筒中流出，能很好地保证安全作业。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1：为本发明的连续油管防喷盒密封状态结构示意图。

图2：为本发明的连续油管防喷盒更换胶芯状态结构示意图。

图中：

100、连续油管防喷盒；

1、密封液压缸；

11、外缸套；111、上注油孔；112、下注油孔；

12、活塞杆；

120、活塞内腔；

121、摆动部；1211、半筒结构；1212、第一台阶部；

122、圆筒部；

123、连接销钉；

13、内缸套；131、第一定位台阶部；

14、导向套；141、第二定位台阶部；

2、胶芯；21、半筒胶芯；

3、第一封隔套；31、圆柱凸起部；

4、第二封隔套；

5、连接支架；

51、第一连接圆盘；

52、第二连接圆盘；

521、活塞过孔；5211、第二台阶部；

522、缸套连接孔；

53、连接支撑柱；

54、固定螺母；

61、第一压力表；

62、第二压力表；

7、密封套筒；

8、管接头；

9、连续油管。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1、图2所示，本发明提供一种连续油管防喷盒100，包括与测试井口的防喷器(现有技术)连接的管接头8，连续油管防喷盒100通过管接头8安装于防喷器的上方，起到密封防喷作用；管接头8的内侧上部与一密封套筒7的下部密封连接，在本实施方式中，密封套筒7和管接头8通过螺钉连接，且密封套筒7与管接头8之间设置密封圈；密封套筒7的上方设置有密封液压缸1，密封液压缸1包括外缸套11，外缸套11内自下而上地密封滑动套设有活塞杆12，外缸套11的顶部设置有上注油孔111，外缸套的底部设置有下注油孔112，在本实施方式中，注油泵(现有技术)通过上注油孔111向密封液压缸1的无杆腔注油，实现活塞杆12的下移，注油泵(现有技术)通过下注油孔112向密封液压缸1的有杆腔注油，实现活塞杆12的上移；活塞杆12的自由端能滑动地密封穿设于密封套筒7的内部，活塞杆12的侧壁底部构成沿周向分瓣设置、且能径向开合的摆动部121，摆动部121的内壁上设置有沿周向对应分瓣设置、且能收拢构成圆筒结构的胶芯2(胶芯2的分瓣设置情况与摆动部121的分瓣情况相对应)，胶芯2的内壁能密封抵靠于连续油管9的侧壁上。本发明的连续油管防喷盒100中的密封液压缸1结构简单，活塞杆12的自由端密封套设在密封套筒7内部时，胶芯2压紧密封于连续油管9的侧壁上，活塞杆12向上运动至自由端离开密封套筒7后，摆动部121能够径向打开，方便操作人员完成胶芯2的维护和更换，操作简单。本发明的连续油管防喷盒100中具有两道密封防线，胶芯2与连续油管9之间的密封为第一密封防线，密封套筒7与活塞杆12之间的密封为第二密封防线，当胶芯2与连续油管9之间的密封失效时，第二道密封防线能够对密封套筒7起到密封作用，避免在关闭测试井口的防喷器之前流体自密封套筒中流出，能很好地保证安全作业。

进一步，如图1、图2所示，活塞杆12包括位于摆动部121上方的圆筒部122，摆动部121至少包括两瓣能径向摆动开合的半筒结构1211，两个半筒结构1211的外壁顶部与圆筒部122的外壁底部之间通过连接销钉123铰接，胶芯2包括两个与各半筒结构1211对应设置的半筒胶芯21，各半筒胶芯21分别设置于各半筒结构1211的内壁上。当需要更换胶芯2时，活塞杆12上移自密封套筒7中抽出，径向向外摆动打开两个半筒结构1211，自其内部取出半筒胶芯21，放入新的半筒胶芯21后，径向向内摆动合拢两个半筒结构1211，新的胶芯2重新密封抵靠于连续油管9的侧壁上。

进一步，如图1、图2所示，各半筒胶芯21分别能滑动地设置于各半筒结构1211的内壁上，各半筒结构1211的内壁底部设置有能避免各半筒胶芯21自各半筒结构1211上沿轴向脱落的第一台阶部1212，为了方便连续油管9的穿设，摆动部121收拢状态下，第一台阶部1212的内壁与连续油管9的侧壁之间呈间隔设置；密封套筒7的内部密封套设有第一封隔套3，在本实施方式中，第一封隔套3通过螺纹连接固定于密封套筒7的内部，且第一封隔套3与密封套筒7的内壁之间设置有密封圈；第一封隔套3的顶部中心处设置有圆柱凸起部31，圆柱凸起部31的顶部端面能与胶芯2的底部密封抵靠。圆柱凸起部31能够使第一封隔套3更好地轴向挤压胶芯2，使其较好地密封抱紧连续油管9。

进一步，如图1、图2所示，活塞杆12的内部设置有上下贯通的活塞内腔120，活塞内腔120中位于摆动部121上方的位置密封固定有第二封隔套4，在本实施方式中，第二封隔套4通过螺纹连接固定于活塞内腔120中；连续油管9穿设通过第二封隔套4的内腔；活塞杆12密封套设在密封套筒7内、且滑动至轴向最低位置时，胶芯2的两端能同时分别与第二封隔套4的底部端面、第一封隔套3的顶部端面相密封抵靠，此时，第一封隔套3和第二封隔套4同时轴向挤压胶芯2，从而使胶芯2向径向内侧发生变形，抱紧连续油管9，并对胶芯2的两端进行抵靠密封，使得胶芯2与连续油管9之间的密封效果更好。

进一步，如图1、图2所示，外缸套11内自上而下地密封固定穿设有内缸套13，在本实施方式中，内缸套13与外缸套11通过螺纹密封连接，为了更好地密封，外缸套11与内缸套13之间设置有密封圈；内缸套13的下部能密封滑动地穿设于第二封隔套4上方的活塞内腔120中，内缸套13的内腔中固定穿设有导向套14，连续油管9密封穿设通过导向套14的内腔。在本实施方式中，内缸套13的顶部设置有第一定位台阶部131，导向套14的顶部设置有第二定位台阶部141，第一定位台阶部131的底部端面抵靠于外缸套11的顶部端面上，第二定位台阶部141的底部端面抵靠于第一定位台阶部131的顶部端面上，实现了内缸套13、导向套14的轴向定位。

进一步，如图1、图2所示，连续油管9穿设通过第一封隔套3的内腔；密封套筒7上设置有能监控第一封隔套3上方的空间压力的第一压力表61，第一压力表61与第一封隔套3上方的空间相连通，密封套筒7上还设置有能监控第一封隔套3下方的空间压力的第二压力表62，第二压力表62与第一封隔套3下方的空间相连通。连续油管防喷盒100正常工作时，活塞杆12的摆动部121收拢，使得胶芯2的内壁密封抵靠于连续油管9的侧壁上，活塞杆12的自由端能滑动地密封穿设于密封套筒7的内部，第二压力表62所测数据为第一封隔套3下方的空间压力即井内流体压力，第一压力表61所测数据为第一封隔套3与活塞杆12的自由端之间的空间压力，一般设定第一封隔套3与活塞杆12的自由端之间的空间压力为一个大气压，当胶芯2与连续油管9之间的密封状况良好时，第二压力表62所测数据和第一压力表61所测数据有差异，且差异明显；当胶芯2磨损严重，即胶芯2与连续油管9之间的密封失效时，井内流体会通过第一封隔套3与连续油管9之间的间隙进入胶芯2与连续油管9之间的间隙，部分流体会突破胶芯2的底端与第一封隔套3的顶端之间的抵靠密封进入第一封隔套3与活塞杆12的自由端之间的空间，此时第二压力表62所测数据和第一压力表61所测数据相同或基本相同(差异不大)，据此可实时监测胶芯2与连续油管9之间的密封情况，保证连续油管9井口作业的安全性。

进一步，如图1、图2所示，密封液压缸1与密封套筒7之间设置有连接支架5，连接支架5的底部套设于密封套筒7的上部，外缸套11的侧壁底部密封套设于连接支架5的顶部，活塞杆12的自由端密封穿设通过连接支架5的顶部后能滑动地密封套设于密封套筒7的内侧上部。连接支架5确保密封液压缸1架设于密封套筒7的上方，且连接支架5的顶部与底部之间的距离能够保证活塞杆12自密封套筒7中抽离，保证足够的胶芯2的更换空间。

进一步，如图1、图2所示，连接支架5包括套设于密封套筒7上的第一连接圆盘51，在本实施方式中，第一连接圆盘51通过螺纹连接固定于密封套筒7上；连接支架5还包括密封套设于外缸套11的侧壁底部的第二连接圆盘52，第一连接圆盘51与第二连接圆盘52之间沿周向间隔设置有多个连接支撑柱53。在本实施方式中，连接支撑柱53的底部固定于第一连接圆盘51上，在本发明的一具体实施例中，第一连接圆盘51上设置支撑柱固定螺孔，连接支撑柱53的底部通过螺纹连接固定于第一连接圆盘51上；第二连接圆盘52上设置连接过孔，连接支撑柱53的侧壁上部设置第三台阶部，连接支撑柱53的侧壁上、位于第三台阶部的上方设置连接螺纹，连接支撑柱53的顶部穿设通过连接过孔后通过固定螺母54固定，此时，第三台阶部与第二连接圆盘52的底部端面相抵靠，实现第二连接圆盘52的轴向定位。

进一步，如图1、图2所示，第二连接圆盘52上设置有上下贯通的活塞过孔521，活塞过孔521的内壁上设置第二台阶部5211，第二台阶部5211的上方构成直径增大的缸套连接孔522，外缸套11的底部端面与第二台阶部5211密封抵靠，外缸套11的侧壁底部密封套设于缸套连接孔522内。第二连接圆盘52构成外缸套11的底部密封端。

进一步，如图1、图2所示，第二连接圆盘52上设置与外缸套11的内腔连通的下注油孔112。

使用本发明的连续油管防喷盒100进行测试井口密封时，通过管接头8将连续油管防喷盒100密封连接于测试井口的防喷器上，活塞杆12的摆动部121收拢使胶芯2密封抵靠于连续油管9的侧壁上，注油泵经上注油孔111向密封液压缸1的无杆腔中注油，推动活塞杆12下移，活塞杆12的自由端密封套设于密封套筒7的内侧，实现测试井口的密封，如图1所示。此时，开启防喷器，胶芯2与连续油管9之间的密封状况良好，第二压力表62所测数据和第一压力表61所测数据存在明显差异。

当胶芯2磨损严重时，胶芯2与连续油管9之间的密封失效，井内流体通过胶芯2与连续油管9之间的间隙进入第一封隔套3与活塞杆12的自由端之间的空间，此时第二压力表62所测数据和第一压力表61所测数据相同或基本相同(差异不大)，此时需要更换胶芯2。更换前，首先关闭测试井口的防喷器，然后注油泵经下注油孔112向密封液压缸1的有杆腔中注油，推动活塞杆12上移，活塞杆12的自由端自密封套筒7中抽出，径向向外摆动打开两个半筒结构1211，如图2所示，自其内部取出半筒胶芯21，放入新的半筒胶芯21后，径向向内摆动合拢两个半筒结构1211，新的胶芯2重新密封抵靠于连续油管9的侧壁上。重复前述动作，活塞杆12的自由端密封套设于密封套筒7内，实现测试井口的密封。

由上所述，本发明提供的连续油管防喷盒具有如下有益效果：

(1)本发明的连续油管防喷盒中的密封液压缸结构简单，活塞杆的自由端密封套设在密封套筒内部时，胶芯压紧密封于连续油管的侧壁上，活塞杆向上运动至自由端离开密封套筒后，摆动部能够径向打开，方便操作人员完成胶芯的维护和更换，操作简单；

(2)本发明的连续油管防喷盒中设置第一压力表和第二压力表，根据第一压力表和第二压力表的读数差异，可以实时监测胶芯与连续油管之间的密封状况，保证连续油管井口作业的安全性；

(3)本发明的连续油管防喷盒中具有两道密封防线，胶芯与连续油管之间的密封为第一密封防线，密封套筒与活塞杆之间的密封为第二密封防线，当胶芯与连续油管之间的密封失效时，第二道密封防线能够对密封套筒起到密封作用，避免在关闭井口的防喷器之前流体自密封套筒中流出，能很好地保证安全作业。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。