一种油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置的制作方法

本发明涉及采油工程技术领域，特别涉及一种油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置。用于两根隔热保温防磨油管的公扣端、母扣端密封和保温，从而保证采油过程中提高油井井口温度。

背景技术：

中国专利cn106014269b公开了一种油井用隔热保温防磨油管，由普通油管、35crmo内管、隔热层、35crmo密封套、四氟胶套、油管接箍组成。其中：在保温隔热油管公扣段用35crmo密封套进行焊接密封和保温；在现场使用过程中发现出现焊接接口开裂现象。在油井检泵作业起下油管时35crmo密封套有脱落下井、造成井下事故的风险。

技术实现要素：

本发明的目的：提供一种油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置，达到两根隔热保温防磨油管的公扣端、母扣端密封和保温，保证采油过程中提高油井井口温度的目的，且增加隔热保温防磨油管抗磨、防腐的能力，延长油井检泵周期。

本发明油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置，由金属骨架(1)和橡胶外套(7)组成。其特征在于：

所述的金属骨架(1)由金属骨架支撑台阶(2)、金属骨架支撑体(3)、金属骨架支撑体(3)上的圆孔(4)、金属骨架支撑体(3)上的外螺纹(5)和金属骨架支撑体(3)上的内螺纹(6)组成。金属骨架支撑台阶(2)、金属骨架支撑体(3)、金属骨架支撑体(3)上的圆孔(4)、金属骨架支撑体(3)上的外螺纹(5)和金属骨架支撑体(3)上的内螺纹(6)加工成一个整体金属骨架(1)。

所述的橡胶外套(7)由与金属骨架支撑体(3)上的内螺纹(6)相连接的橡胶外套(8)、与金属骨架支撑体(3)上的外螺纹(5)相连接的橡胶外套(9)、与金属骨架支撑台阶(2)外缘相连接的橡胶外套(10)、与金属骨架支撑台阶(2)外缘和金属骨架支撑体(3)相连接的橡胶外套(11)、第一橡胶外套锥体(12)、第二橡胶外套锥体(13)、第一橡胶外套密封圈(14)、第二橡胶外套密封圈(15)组成。与金属骨架支撑体(3)上的内螺纹(6)相连接的橡胶外套(8)、与金属骨架支撑体(3)上的外螺纹(5)相连接的橡胶外套(9)、与金属骨架支撑台阶(2)外缘相连接的橡胶外套(10)、与金属骨架支撑台阶(2)外缘和金属骨架支撑体(3)相连接的橡胶外套(11)、第一橡胶外套锥体(12)、第二橡胶外套锥体(13)、第一橡胶外套密封圈(14)、第二橡胶外套密封圈(15)为一个整体硫化形成橡胶外套(7)。

所述的金属骨架(1)材质为35crmo管材，规格为φ89×5mm，经冷轧加工和中频调质处理，生产厂家：抚顺恒通钢管有限公司。

所述的金属骨架支撑台阶(2)的内直径69.5mm，外直径82.5mm，厚度为2.5mm；其加工方法是本领域技术人员所熟知的，在此不详述；

所述的金属骨架支撑体(3)的内直径69.5mm，外直径71.5mm，长度度为30mm；其加工方法是本领域技术人员所熟知的，在此不详述；

所述的金属骨架支撑台阶(2)和金属骨架支撑体(3)由35crmo管材加工而成，金属骨架支撑台阶(2)和金属骨架支撑体(3)加工成一个整体，其加工方法是本领域技术人员所熟知的，在此不详述；

所述的金属骨架支撑体(3)上的圆孔(4)的直径为3mm，圆孔(4)的中心距离金属骨架支撑台阶(2)下端面为10mm，圆孔(4)的中心距离金属骨架支撑台阶(2)上端面为12.5mm；在金属骨架支撑体(3)的圆周上均匀加工12个圆孔(4)，圆孔(4)的加工方法是领域技术人员所熟知的，在此不详述；

所述的金属骨架支撑体(3)上的外螺纹(5)的扣型为m71.5×0.2，其加工方法是领域技术人员所熟知的，在此不详述；

所述的金属骨架支撑体(3)上的内螺纹(6)的扣型为为m69.5×0.2，其加工方法是领域技术人员所熟知的，在此不详述；

所述的由与金属骨架支撑体(3)上的内螺纹(6)相连接的橡胶外套(8)由平板硫化机在自制模具中硫化制作，其厚度为2.75mm；

所述的与金属骨架支撑体(3)上的外螺纹(5)相连接的橡胶外套(9)由平板硫化机在自制模具中硫化制作，其厚度为2.75mm；

所述的与金属骨架支撑台阶(2)外缘相连接的橡胶外套(10)由平板硫化机在自制模具中硫化制作，其厚度为0.25mm；

所述的与金属骨架支撑台阶(2)外缘和金属骨架支撑体(3)相连接的橡胶外套(11)由平板硫化机在自制模具中硫化制作，其厚度为1.0mm；

所述的第一橡胶外套锥体(12)由平板硫化机在自制模具中硫化制作，其坡口15°；

所述的第二橡胶外套锥体(13)由平板硫化机在自制模具中硫化制作，其坡口15°；

所述的第一橡胶外套密封圈(14)中心距离距离金属骨架支撑台阶(2)下端面为12mm，圆孔(4)的中心距离金属骨架支撑台阶(2)上端面为14.5mm；第一橡胶外套密封圈(14)高出与金属骨架支撑体(3)上的外螺纹(5)相连接的橡胶外套(9)本体0.5mm；第一橡胶外套密封圈(14)由平板硫化机在自制模具中硫化制作；

所述的第二橡胶外套密封圈(15)中心距离距离金属骨架支撑台阶(2)下端面为14mm，圆孔(4)的中心距离金属骨架支撑台阶(2)上端面为16.5mm；第二橡胶外套密封圈(15)高出与金属骨架支撑体(3)上的外螺纹(5)相连接的橡胶外套(9)本体0.5mm；第二橡胶外套密封圈(15)由平板硫化机在自制模具中硫化制作；

所述的制作橡胶外套(7)的橡胶自制，其橡胶的配方和制备工艺如下：

①橡胶的重量百分比配方：丁基橡胶，10％～12％；丁腈橡胶，15％～16％；26型氟橡胶，13％～13.5％；246型氟橡胶；11％～11.5％；丁苯橡胶，10.5％～11％；其余为碳黑；

所述的丁基橡胶在崔小明2018年1月发表在《中国橡胶》期刊上的“国内外丁基橡胶供需现状及发展前景分析”一文中有详细记载；生产厂家：辽宁盘锦振奥化工有限公司，中国石化北京燕山石油化工公司，台塑(宁波)有限公司，山东京博石化橡胶分公司，浙江信汇合成材料有限公司；或国内外其他厂家生产的丁基橡胶；

所述的丁腈橡胶在陈昊诚等人2019年7月发表在《高分子材料科学与工程》期刊上的“丁腈橡胶序列结构对其硫化速率及力学性能的影响”一文中有详细记载；生产厂家：中国石化北京燕山石油化工公司；或国内外其他厂家生产的丁腈橡胶；

所述的26型氟橡胶、246型氟橡胶在李东翰等人2018年5月发表在《材料导报》期刊上的“氟橡胶在碱性环境中脱氟化氢反应机理及其结构”一文中有详细记载；生产厂家：中国石化北京燕山石油化工公司；或国内外其他厂家生产的26型氟橡胶、246型氟橡胶；

所述的丁苯橡胶在钟浩文等人2019年5月发表在《青岛大学学报(工程技术版)》期刊上的“丁苯橡胶热解过程的分子动力学研究”一文中有详细记载；生产厂家：中国石化北京燕山石油化工公司；或国内外其他厂家生产的丁苯橡胶；

所述的碳黑在王辉等人2019年5月发表在《云南化工》期刊上的“碳黑在橡胶加工中的作用简析”一文中有详细记载；生产厂家：河北省霸州市百利联颜料制品有限公司；或国内外其他厂家生产的碳黑；规格型号：橡胶碳黑或其他性能相同的碳黑；

②将制备橡胶的原料按配方比例，放入由中韩合资大连华韩橡塑机械有限公司生产的型号为x(s)n-35/30的橡胶(塑料)加压式捏炼机中，捏炼4-5小时后，转移到开炼机进行压片成型；捏炼方法是本领域技术人员熟知的，在此不详述；

③将捏炼好的橡胶放入由新乡市中原橡胶机械厂生产的型号为xk400的开炼机中，将橡胶压制成长×宽×厚为1000mm×400mm×4mm的橡胶片，橡胶在压炼机中压制成片的方法是本领域技术人员熟知的，在此不详述；

所述的油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置的加工步骤如下：

①称取45g经开炼机压制好的橡胶片；

②将45g橡胶片和金属骨架(1)放入自制的油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置成型模具；

所述的成型模具由衡水瑞祥石油热采设备有限公司(统一社会信用代码：91131128661077718u)、河北环亚石油钻采科技有限公司(统一社会信用代码：91131128ma0d229a47)和山东德奥密封技术有限公司(统一社会信用代码：91371400679229193x)联合制造；

③将装好45g橡胶片和金属骨架(1)的成型模具放入由青岛亚华机械有限公司生产的平板硫化机中进行2次硫化；第1次硫化时间5分钟，硫化温度165℃；第二次硫化时间4分钟，硫化温度175℃，得到油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置。

简述油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置的使用方法：在制作好隔热保温防磨油管后，采用衡水瑞祥石油热采设备有限公司自制的液压装置，将油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置在18mpa～25mpa工况下从隔热保温防磨油管公扣端压入。

有益的技术效果：本发明提供一种油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置，达到了两根隔热保温防磨油管的公扣端、母扣端密封和保温，100余口油井采油过程中提高油井井口温度平均提高24.16℃，且增加隔热保温防磨油管抗磨、防腐的能力，油井检泵周期平均延长176天，并正在延续。同时，现场公扣端密封装置完好率100％。

附图说明

图1是本发明一种油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置剖面示意图。

图1中，1-金属骨架；2-金属骨架支撑台阶；3-金属骨架支撑体；4-金属骨架支撑体3上的圆孔；5-金属骨架支撑体3上的外螺纹；6-金属骨架支撑体3上的内螺纹；7-橡胶外套；8-与金属骨架支撑体3上的内螺纹6相连接的橡胶外套；9-与金属骨架支撑体3上的外螺纹5相连接的橡胶外套；10-与金属骨架支撑台阶2外缘相连接的橡胶外套；11-与金属骨架支撑台阶2外缘和金属骨架支撑体3相连接的橡胶外套；12-第一橡胶外套锥体；13-第二橡胶外套锥体；14-第一橡胶外套密封圈；15-第二橡胶外套密封圈。

具体实施例

实施例1：以本体外直径为88.9mm油井用隔热保温防磨油管为例，对油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置进行说明。

参阅附图1。本发明一种油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置，包括：1.金属骨架；2.金属骨架支撑台阶；3.金属骨架支撑体；4.金属骨架支撑体3上的圆孔；5.金属骨架支撑体3上的外螺纹；6.金属骨架支撑体3上的内螺纹；7.橡胶外套；8.与金属骨架支撑体3上的内螺纹6相连接的橡胶外套；9.与金属骨架支撑体3上的外螺纹5相连接的橡胶外套；10.与金属骨架支撑台阶2外缘相连接的橡胶外套；11.与金属骨架支撑台阶2外缘和金属骨架支撑体3相连接的橡胶外套(11)；12.第一橡胶外套锥体；13.第二橡胶外套锥体；14.第一橡胶外套密封圈；15.第二橡胶外套密封圈。

所述的金属骨架1由金属骨架支撑台阶2、金属骨架支撑体3、金属骨架支撑体3上的圆孔4、金属骨架支撑体3上的外螺纹5和金属骨架支撑体3上的内螺纹6组成。金属骨架支撑台阶2、金属骨架支撑体3、金属骨架支撑体3上的圆孔4、金属骨架支撑体3上的外螺纹5和金属骨架支撑体3上的内螺纹6加工成一个整体金属骨架1。

所述的橡胶外套7由与金属骨架支撑体3上的内螺纹6相连接的橡胶外套8、与金属骨架支撑体3上的外螺纹5相连接的橡胶外套9、与金属骨架支撑台阶2外缘相连接的橡胶外套10、与金属骨架支撑台阶2外缘和金属骨架支撑体3相连接的橡胶外套11、第一橡胶外套锥体12、第二橡胶外套锥体13、第一橡胶外套密封圈14、第二橡胶外套密封圈15组成。与金属骨架支撑体3上的内螺纹6相连接的橡胶外套8、与金属骨架支撑体3上的外螺纹5相连接的橡胶外套9、与金属骨架支撑台阶2外缘相连接的橡胶外套10、与金属骨架支撑台阶2外缘和金属骨架支撑体3相连接的橡胶外套11、第一橡胶外套锥体12、第二橡胶外套锥体13、第一橡胶外套密封圈14、第二橡胶外套密封圈15为一个整体硫化形成橡胶外套7。

所述的金属骨架1材质为35crmo管材，规格为φ89×5mm，经冷轧加工和中频调质处理，生产厂家：抚顺恒通钢管有限公司。

所述的金属骨架支撑台阶2的内直径69.5mm，外直径82.5mm，厚度为2.5mm；

所述的金属骨架支撑体3的内直径69.5mm，外直径71.5mm，长度度为30mm；

所述的金属骨架支撑台阶2和金属骨架支撑体3由35crmo管材加工而成，金属骨架支撑台阶2和金属骨架支撑体3加工成一个整体，其加工方法是本领域技术人员所熟知的，在此不详述；

所述的金属骨架支撑体3上的圆孔4的直径为3mm，圆孔4的中心距离金属骨架支撑台阶2下端面为10mm，圆孔4的中心距离金属骨架支撑台阶2上端面为12.5mm；在金属骨架支撑体3的圆周上均匀加工12个圆孔4，圆孔4的加工方法是领域技术人员所熟知的，在此不详述；

所述的金属骨架支撑体3上的外螺纹5的扣型为m71.5×0.2，其加工方法是领域技术人员所熟知的，在此不详述；

所述的金属骨架支撑体3上的内螺纹6的扣型为为m69.5×0.2，其加工方法是领域技术人员所熟知的，在此不详述；

所述的由与金属骨架支撑体3上的内螺纹6相连接的橡胶外套8由平板硫化机在自制模具中硫化制作，其厚度为2.75mm；

所述的与金属骨架支撑体3上的外螺纹5相连接的橡胶外套9由平板硫化机在自制模具中硫化制作，其厚度为2.75mm；

所述的与金属骨架支撑台阶2外缘相连接的橡胶外套10由平板硫化机在自制模具中硫化制作，其厚度为0.25mm；

所述的与金属骨架支撑台阶2外缘和金属骨架支撑体3相连接的橡胶外套11由平板硫化机在自制模具中硫化制作，其厚度为1.0mm；

所述的第一橡胶外套锥体12由平板硫化机在自制模具中硫化制作，其坡口15°；

所述的第二橡胶外套锥体13由平板硫化机在自制模具中硫化制作，其坡口15°；

所述的第一橡胶外套密封圈14中心距离距离金属骨架支撑台阶2下端面为12mm，圆孔4的中心距离金属骨架支撑台阶2上端面为14.5mm；第一橡胶外套密封圈14高出与金属骨架支撑体3上的外螺纹5相连接的橡胶外套9本体0.5mm；第一橡胶外套密封圈14由平板硫化机在自制模具中硫化制作；

所述的第二橡胶外套密封圈15中心距离距离金属骨架支撑台阶2下端面为14mm，圆孔4的中心距离金属骨架支撑台阶2上端面为16.5mm；第二橡胶外套密封圈15高出与金属骨架支撑体3上的外螺纹5相连接的橡胶外套9本体0.5mm；第二橡胶外套密封圈15由平板硫化机在自制模具中硫化制作；

所述的制作橡胶外套7的橡胶自制，其橡胶的配方和制备工艺如下：

①橡胶的重量百分比配方：丁基橡胶，11.5％；丁腈橡胶，15.5％；26型氟橡胶，13.5％；246型氟橡胶；11.5％；丁苯橡胶，10.5％；碳黑，37.5％；

②将制备橡胶的原料按配方比例，放入由中韩合资大连华韩橡塑机械有限公司生产的型号为x(s)n-35/30的橡胶(塑料)加压式捏炼机中，捏炼4-5小时后，转移到开炼机进行压片成型；捏炼方法是本领域技术人员熟知的，在此不详述；

③将捏炼好的橡胶放入由新乡市中原橡胶机械厂生产的型号为xk400的开炼机中，将橡胶压制成长×宽×厚为1000mm×400mm×4mm的橡胶片，橡胶在压炼机中压制成片的方法是本领域技术人员熟知的，在此不详述；

所述的油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置的加工步骤如下：

①称取45g经开炼机压制好的橡胶片；

②将45g橡胶片和金属骨架1放入自制的油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置成型模具；

③将装好45g橡胶片和金属骨架1的成型模具放入由青岛亚华机械有限公司生产的平板硫化机中进行2次硫化；第1次硫化时间5分钟，硫化温度165℃；第二次硫化时间4分钟，硫化温度175℃，得到油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置。

简述油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置的使用方法：在制作好隔热保温防磨油管后，采用衡水瑞祥石油热采设备有限公司自制的液压装置，将油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置在18mpa～25mpa工况下从隔热保温防磨油管公扣端压入。

有益的技术效果：本发明提供一种油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置，达到了两根隔热保温防磨油管的公扣端、母扣端密封和保温，100余口油井采油过程中提高油井井口温度平均提高24.16℃，且增加隔热保温防磨油管抗磨、防腐的能力，油井检泵周期平均延长176天，并正在延续。同时，现场公扣端密封装置完好率100％。

实施例2～实施例4：以本体外直径为88.9mm油井用隔热保温防磨油管为例，对油井用隔热保温防磨油管公扣端密封装置进行说明；仅为制作橡胶外套7的自制橡胶的配方有所变化，其余步骤均相同。

表1：制作橡胶外套7的自制橡胶的配方

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。