一种热应力补偿器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及钻井完井领域，尤其是一种热应力补偿器。
【背景技术】
[0002]随着水平井开发技术在油藏上的应用，常规热采井用补偿器在进入水平段时，由于其下管柱与井壁的摩擦力容易导致补偿器提前动作，从而失去补偿作用。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本实用新型提供一种具有补偿锁止功能的热应力补偿器，能够有效的传递热应力，保证补偿器在水平井中下到位前不失效。
[0004]为了达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案:
[0005]通过一种热应力补偿器，包括外筒和中心管，所述中心管套装在所述外筒内，在所述中心管上依次设有压紧帽、密封垫和锁紧件，其中:所述压紧帽固定连接在所述中心管上，所述密封垫套装在所述中心管外，所述密封垫为能够发生弹性形变的材料制成，所述锁紧件通过自锁启动销钉与所述中心管固定连接；在所述外筒的内壁上设有自锁槽；并配置成:在所述中心管向第一方向运动过程中，所述自锁启动销钉运动被所述自锁槽切断后，所述密封垫套装在所述锁紧件上；在所述中心管向第二方向运动过程中，所述密封垫被所述自锁槽切断，所述第一方向与所述第二方向为沿着所述外筒的中心轴的两个相反的方向。
[0006]上述的热应力补偿器，还包括:键，所述键固定连接在所述外筒的内壁上；键槽，所述键槽设置在所述中心管的外壁上，所述键与所述键槽滑动配合。
[0007]上述的热应力补偿器中，所述键槽平行与所述外筒的中心轴设置。
[0008]上述的热应力补偿器中，所述键槽的个数为至少两个，均匀设置在所述键座上。
[0009]上述的热应力补偿器中，所述自锁启动销钉的个数为至少两个，均匀设置在所述中心管外侧。
[0010]上述的热应力补偿器中，所述密封垫为环形，所述密封垫的材料为橡胶材质。
[0011]上述的热应力补偿器中，所述锁紧件在迎着所述密封垫的方向上为倾斜面；
[0012]上述的热应力补偿器中，所述密封垫在迎着所述锁紧件的方向上为倾斜面。
[0013]上述的热应力补偿器中，所述自锁槽的长为LI，所述锁紧件的长为L2，L1>L2。
[0014]上述的热应力补偿器中，所述锁紧件包括插接部和连接部，所述插接部用于与所述密封件配合，所述连接部的长为L21，所述插接部的长为L22，所述密封垫的长为L3，L3 ^ L22，LDL21+L3。所述连接部的长、所述插接部的长和所述密封垫的长均为沿所述中心管轴向进行测量的长度。
[0015]上述的热应力补偿器中，所述自锁槽的深度小于密封垫厚度。所述自锁槽的深度和所述密封垫厚度均为沿所述中心管经向进行测量长度。
[0016]借由上述技术方案，本实用新型提出的一种热应力补偿器及其制备方法至少具有下列优点:
[0017]本实用新型的热应力补偿器具有补偿锁止功能，并能传递热应力，所述热应力补偿器能保证补偿器在水平井中下到位前不失效。
[0018]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的一实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种热应力补偿器及其工作方法的【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
[0021]如图1所示，本实用新型的一实施例公开了一种热应力补偿器，包括外筒I和中心管2，所述中心管2套装在所述外筒I内，在所述中心管2上依次设有压紧帽3、密封垫4和锁紧件5，其中:所述压紧帽3固定连接在所述中心管2上，所述密封垫4套装在所述中心管2外，所述密封垫4为能够发生弹性形变的材料制成，所述锁紧件5通过自锁启动销钉6与所述中心管2固定连接；在所述外筒I的内壁上设有自锁槽10 ;并配置成:在所述中心管2向第一方向运动过程中，所述锁紧垫5受到所述第一内壁阻碍，并将阻力传递到所述自锁启动销钉6，在该阻力下被切断后，所述密封垫4套装在所述锁紧件5上；在所述中心管2向第二方向运动过程中，所述密封垫4被所述自锁槽10切断，所述第一方向与所述第二方向为沿着所述外筒I的中心轴的两个相反的方向。
[0022]本实施例中，所述外筒I和上接头7固定连接，具体地，所述上接头7上设有外螺纹，所述外筒I上设有内螺纹，所述外螺纹与所述内螺纹进行配合。所述中心管2套装在所述上接头7内。
[0023]具体实施时，所述压紧帽3与所述中心管2螺纹连接。
[0024]所述中心管2能够在所述外筒I内向所述第一方向和所述第二方向运动。
[0025]本实用新型的热应力补偿器在油气田现场作业中，能保证所述热应力补偿器在水平井中下到位前不失效，具体的施工过程为:
[0026]一)下井:将工具运至现场后，拆包装目视检查丝扣及外筒有无损伤，正常后，按套管程序连接至管柱设计位置，并打紧中心管下部丝扣，中心管下端最少接3根以上筛管。
[0027]二)自锁装置的打开:上提所述热应力补偿器，所述热应力补偿器在下部筛管柱重力下，所述中心管2向第一方向运动。所述热应力补偿器下部的筛管柱重力传递至所述自锁启动销钉6，启动自锁步骤，所述锁紧件在筛管柱重力作用下插入所述密封垫4内侧，所述密封垫4进入所述自锁槽10内，所述热应力补偿器被锁紧。继续根据套管程序连接其他部分至井口，然后完井。
[0028]三)注汽过程中随着温度不断升高，管柱热应力逐渐提高，补偿功能启动应力不断减小，当热应力高于补偿功能启动应力时，所述密封垫4被所述自锁槽10第二内壁切断，补偿功能启动，实现防止筛管热应力破坏的功能。
[0029]所述热应力补偿器的工作过程为:1)自锁步骤:所述中心管2向所述第一方向运动，带动所述密封垫4和锁紧件5向第一方向运动，直至所述自锁启动销钉6运动至所述自锁槽10的第一内壁处，所述第一内壁为远离所述上接头7的壁，所述中心管2继续向第一方向运动时，所述自锁启动销钉6被所述第一内壁切断，所述锁紧件5由于受到所述第一内壁的阻碍，所述锁紧件5停止运动，而所述密封垫4在所述压紧帽3的作用下，继续跟随所述中心管2向第一方向运动，直至所述密封垫4套装在所述锁紧件5外部并进入所述自锁槽10时，所述密封垫4随所述锁紧件5停止运动；2)补偿启动过程:注汽过程中，随着井底温度不断升高，热胀使管柱伸长，由于筛管上下活动空间受限，产生内压应力到管柱所有配套产品上。管柱热应力逐渐提高，所述中心管2向第二方向运动，补偿功能启动应力不断减小，当热应力高于补偿功能启动应力时，所述密封垫4被所述自锁槽10的第二内壁切断，所述热应力补偿器的补偿功能开始启动。
[0030]本实用新型的另一实施方式公开了一种热应力补偿器，与上述实施例的区别在于，所述热应力补偿器还包括:键8，所述键8固定连接在所述外筒I的内壁上；键槽11，所述键槽11设置在所述中心管2的外壁上，所述键8与所述键槽11滑动配合。
[0031]通过所述键8和键槽11的设置，能够使所述中心管2的在周向的力转变为轴向的力。
[0032]具体实施时，所述热应力补偿器还包括键座9，所述键8通过所述键座9与所述外筒I进行固定，具体地，在所述键座9上设有外螺纹，在所述外筒I上设有内螺纹，所述键座9和所述外筒I进行螺纹配合。
[0033]具体实施时，所述键槽11平行与所述外