CN117780267B - 一种新型气凝胶隔热油套管 - Google Patents

Abstract

本发明提供了涉及隔热油套管技术领域的一种新型气凝胶隔热油套管。包括有内套管，所述内套管的外侧面设置有环形凹槽，所述内套管的外侧套设有外套管，所述内套管与所述外套管的环形空腔内套设有气凝胶隔热层，所述内套管的一端设置有螺纹，所述内套管远离其上螺纹的一端设置有周向等间距的盲孔，所述内套管的盲孔内滑动连接有滑动柱，周向等间距的所述滑动柱之间共同固接有密封胶套，所述密封胶套与所述内套管滑动连接且密封配合。本发明利用相邻内套管对密封胶套进行挤压，同时内套管的倾斜面对上部密封胶套进行挤压，进而提高两根隔热油套管之间的密封性，减少连接处的热损失。

Description

一种新型气凝胶隔热油套管

技术领域

本发明涉及隔热油套管技术领域，尤其涉及一种新型气凝胶隔热油套管。

背景技术

隔热油套管是注蒸汽采掘稠油时应用的具备隔热保温作用的油管，隔热油套管能减少原油举升过程中的热损失，保证超稠油开采的效率，现有的隔热套管分为内管和外管，内外管之间会填充一层气凝胶隔热层，通过气凝胶隔热层对注入蒸汽热量进行保温，减少热量的散失。

现有的隔热油套管在连接下井时，通过不同形状的螺纹与螺纹槽进行连接，隔热油套管之间虽然能够连接在一起，但由于井下温度的变化，导致隔热油套管之间螺纹与螺纹槽的密封强度会逐渐降低，会造成隔热油套管的连接处温度散失，甚至会造成严重的井下事故。

发明内容

为了克服上述背景技术中所提到现有隔热油套管的缺点，本发明提供了一种新型气凝胶隔热油套管。

本发明的技术方案：一种新型气凝胶隔热油套管，包括有内套管，所述内套管的外侧面设置有环形凹槽，所述内套管的外侧套设有外套管，所述外套管与所述内套管外侧的环形凹槽配合形成一个环形空腔，所述内套管与所述外套管的环形空腔内套设有气凝胶隔热层，所述气凝胶隔热层的外侧套设有等间距分布的紧箍，所述紧箍用于保持所述气凝胶隔热层与所述内套管始终贴合，所述外套管的两侧与所述内套管的外侧分别设置有焊点一和焊点二，所述内套管的一端设置有螺纹，所述内套管远离其上螺纹的一部设置有螺纹槽，所述内套管远离其上螺纹的一端设置有周向等间距的盲孔，所述内套管的盲孔内滑动连接有滑动柱，周向等间距的所述滑动柱之间共同固接有密封胶套，所述密封胶套与所述内套管滑动连接且密封配合。

作为本发明的一种优选技术方案，所述密封胶套的外侧面设置为倾斜面，且所述密封胶套远离所述内套管的一侧设置有台肩，所述密封胶套的台肩用于与所述内套管的端面挤压配合。

作为本发明的一种优选技术方案，所述内套管靠近所述焊点一的一侧设置有与临近所述密封胶套的台肩挤压配合的台阶面，所述内套管的螺纹距离所述焊点一的长度大于所述密封胶套的高度。

作为本发明的一种优选技术方案，所述焊点一和所述焊点二均与所述外套管的外侧面平齐，所述焊点一设置有倾斜面，且所述焊点一的边缘与所述内套管的台阶面平齐齐。

作为本发明的一种优选技术方案，所述内套管与所述密封胶套的接触位置设置为倾斜面，所述内套管的倾斜面与所述密封胶套挤压配合，用于改变所述密封胶套的直径。

作为本发明的一种优选技术方案，所述密封胶套内壁设置为平面，且所述密封胶套内壁直径与所述内套管螺纹处的直径相同，所述密封胶套远离所述内套管的一侧设置有便于对接的坡口。

作为本发明的一种优选技术方案，所述内套管的螺纹槽距离其端面的长度大于所述密封胶套的高度，且所述内套管的内壁设置有台阶面，用于对所述密封胶套进行限位。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括有防松限位机构，所述防松限位机构设置于所述内套管的内壁，所述防松限位机构用于对所述内套管进行限位，所述防松限位机构包括有限位固定环，所述限位固定环固接于所述内套管的内壁，所述限位固定环转动连接有转动件，所述内套管的内壁设置有环形凹槽，所述转动件与所述内套管转动配合，所述转动件与所述内套管内壁的环形凹槽配合形成一个环形腔，所述转动件贯穿式滑动连接有周向等间距的滑动板，所述内套管的螺纹处设置有周向等间距的限位凹槽，所述限位凹槽与邻进的所述滑动板限位配合，所述滑动板与所述转动件远离所述密封胶套的一侧之间固接有对称的拉簧，所述拉簧位于所述内套管与所述转动件所形成的环形腔内。

作为本发明的一种优选技术方案，所述转动件与所述限位固定环单向转动配合，所述转动件所转动方向为所述内套管螺纹槽的旋进方向，所述转动件与所述限位固定环之间存在摩擦力。

作为本发明的一种优选技术方案，所述滑动板的外侧面设置为弧形，所述滑动板与所述内套管螺纹槽处的内壁接触滑动，所述滑动板靠近所述密封胶套的一侧转动连接有用于减小摩擦力滚珠。

本发明的有益效果是：本发明利用相邻内套管对密封胶套进行挤压，同时内套管的倾斜面对上部密封胶套进行挤压，进而提高两根隔热油套管之间的密封性，减少连接处的热损失；本发明利用滑动板对内套管的限位，使上侧的内套管不能反向转动，进而保证相邻内套管之间的连接强度，避免隔热油套管在下入油井时，相邻隔热油套管之间的密封性和连接强度降低。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明内套管和外套管等零件的剖视图；

图3为本发明图2中A处的放大图；

图4为本发明滑动柱和密封胶套等零件的剖视图；

图5为本发明内套管和气凝胶隔热层等零件的剖视图；

图6为本发明限位固定环和转动件等零件的剖视图；

图7为本发明内套管和滑动板等零件的立体结构示意图；

图8为本发明滑动板和拉簧的侧视图。

附图中的标记：1：内套管，2：外套管，3：气凝胶隔热层，4：紧箍，5：焊点一，6：焊点二，7：滑动柱，8：密封胶套，9：限位凹槽，10：限位固定环，11：转动件，12：滑动板，13：拉簧。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例1：一种新型气凝胶隔热油套管，如图1-图6所示，包括有内套管1，内套管1的外侧面设置有环形凹槽，内套管1的外侧套设有外套管2，外套管2与内套管1外侧的环形凹槽配合形成一个环形空腔，内套管1与外套管2的环形空腔内套设有气凝胶隔热层3，气凝胶隔热层3的外侧包裹有放射层，用于对热辐射进行反射，减少热量的损失，气凝胶隔热层3的外侧套设有等间距分布的三个紧箍4，紧箍4用于保持气凝胶隔热层3与内套管1始终贴合，进而提高对热蒸汽的保温效果，外套管2的两侧与内套管1的外侧分别设置有焊点一5和焊点二6，焊点一5位于外套管2的下部，焊点二6位于外套管2的上部，内套管1的下端设置有螺纹，内套管1的上部设置有螺纹槽，内套管1的上端设置有周向等间距的四个盲孔，内套管1的盲孔内滑动连接有滑动柱7，滑动柱7与内套管1相邻的盲孔限位配合，四个滑动柱7之间共同固接有密封胶套8，密封胶套8设置为耐高温的软性橡胶材质，密封胶套8与内套管1滑动连接且密封配合，密封胶套8的外侧面设置为倾斜面，且密封胶套8的上侧设置有台肩，密封胶套8的台肩用于与内套管1的端面挤压配合，内套管1的下侧设置有与临近密封胶套8的台肩挤压配合的台阶面，两个内套管1相互靠近会挤压密封胶套8的台肩，从而增加两个内套管1之间的密封性，内套管1的螺纹距离焊点一5的长度大于密封胶套8的高度，避免密封胶套8环抱在相邻内套管1的螺纹处，焊点一5和焊点二6均与外套管2的外侧面平齐，防止焊点一5和焊点二6与油井内壁发生剐蹭，焊点一5设置有倾斜面，且焊点一5的边缘与内套管1的台阶面平齐，便于本隔热油套管沿油井向下移动，内套管1与密封胶套8的接触位置设置为倾斜面，内套管1的倾斜面与密封胶套8挤压配合，用于改变密封胶套8的直径，在密封胶套8沿内套管1向下移动的过程中，在内套管1倾斜面的作用下，使密封胶套8向中间收缩，密封胶套8内壁设置为平面，便于与相邻的内套管1贴合，且密封胶套8内壁直径与内套管1螺纹处的直径相同，密封胶套8的上侧设置有便于对接的坡口，便于施工时两个内套管1相互对接，内套管1的螺纹槽距离其端面的长度大于密封胶套8的高度，且内套管1的内壁设置有台阶面，用于对密封胶套8进行限位，在两根内套管1对接完毕后，密封胶套8会与相邻内套管1内壁的台阶面配合，同时密封胶套8的台肩位于两根内套管1之间。

在向油井下入套管时，施工人员在起吊装置的帮助下，将本隔热油套管之间进行对接，上述起吊装置的具体操作步骤不再做过多说明，在两根隔热油套管进行对接时，其下侧的隔热油套管处于固定状态并处于油井的井口处，具体的固定方式也不再做过多说明，施工人员通过起吊装置吊起隔热油套管后，使隔热油套管的螺纹处位于下侧，通过控制起吊装置，使位于上侧的隔热油套管插入到井口处的隔热油套管。

在隔热油套管向下移动时，需要保证上下两根隔热油套管的中心轴线位于同一条直线上，当隔热油套管的螺纹插入到位于井口处的隔热油套管上的密封胶套8内，此时密封胶套8会受到位于上侧内套管1下部螺纹的摩擦，密封胶套8受到摩擦力，但是由于在内套管1倾斜面的限位作用下，密封胶套8向下移动所受到的阻力，大于内套管1螺纹处对密封胶套8向下的摩擦力，密封胶套8并不会沿内套管1向下移动，直至位于上侧内套管1下部的螺纹与井口处内套管1的螺纹槽接触，位于上侧内套管1下部的台阶面与密封胶套8的上侧面接触配合。

随后施工人员通过旋紧工具将相邻的两根隔热油套管进行旋紧对接，上述旋紧工具为油田施工中现有装备，在此不再做过多的说明，通过旋紧工具旋动上侧的隔热油套管，位于上侧内套管1转动，使螺纹旋入到井口处内套管1的螺纹槽内，位于上侧的内套管1会向下移动并挤压密封胶套8，密封胶套8沿井口处内套管1的内壁向下移动，同时四根滑动柱7分别沿内套管1相邻的盲孔向下移动，此时在内套管1的倾斜面与密封胶套8的倾斜面共同作用下，密封胶套8向下移动时会向中部收缩，密封胶套8直径会逐渐减小并环抱住位于上侧的内套管1，此时密封胶套8位于上侧内套管1的台阶面处，密封胶套8对位于上侧的内套管1进行密封，位于上侧内套管1的台阶面同时向下挤压位于井口处密封胶套8的台肩，两个内套管1相互靠近移动，使密封胶套8的台肩挤压在两个内套管1之间。

然后重复上述操作，将隔热油套管依次连接并下放到油井内，在油井开采超稠油的过程中，隔热油套管内的气凝胶隔热层3能阻挡热蒸汽热量的散失，保证油田对超稠油的开采效率。

实施例2：在实施例1的基础上，如图6-图8所示，还包括有防松限位机构，防松限位机构设置于内套管1的内壁，防松限位机构用于对内套管1进行限位，防松限位机构包括有限位固定环10，限位固定环10固接于内套管1的内壁，限位固定环10转动连接有转动件11，内套管1的内壁设置有环形凹槽，转动件11与内套管1转动配合，转动件11与内套管1内壁的环形凹槽配合形成一个环形腔，转动件11与内套管1处于密封配合状态，转动件11贯穿式滑动连接有周向等间距的四个滑动板12，内套管1的螺纹处设置有周向等间距的四个限位凹槽9，限位凹槽9与邻进的滑动板12限位配合，滑动板12与限位凹槽9的接触面设置为平面，滑动板12与转动件11的下侧之间固接有对称的拉簧13，拉簧13用于带动相邻的滑动板12复位，拉簧13位于内套管1与转动件11所形成的环形腔内，限位凹槽9与邻进的滑动板12配合后，转动件11沿内套管1转动，拉簧13沿转动件11与内套管1之间的环形腔滑动，并不影响转动件11正常转动，转动件11与限位固定环10单向转动配合，转动件11所转动方向为内套管1螺纹槽的旋进方向，在内套管1向下旋入时，转动件11能沿限位固定环10转动，转动件11与限位固定环10之间存在摩擦力，滑动板12的外侧面设置为弧形，滑动板12与内套管1螺纹槽处的内壁接触滑动，滑动板12的上侧转动连接有用于减小摩擦力滚珠，在内套管1向下移动时，内套管1的下端与四个滑动板12接触后，滑动板12在其上滚珠的作用下，减少了与内套管1的摩擦力，同时转动件11与限位固定环10之间存在摩擦力，进而滑动板12会与内套管1发生相对移动。

在隔热油套管连接的过程中，位于上侧的内套管1转动并开始向下移动，上侧内套管1的螺纹旋入到井口处内套管1的螺纹槽的过程中，上侧内套管1的底部会向下挤压四个滑动板12，在四个滑动板12沿转动件11向下移动，由于转动件11与限位固定环10之间存在摩擦力，滑动板12的顶部安装有滚珠，在上侧内套管1旋入的过程中，转动件11并不发生转动，但滑动板12向下移动时拉簧13被拉伸，当四个滑动板12与上侧内套管1的四个限位凹槽9对齐后，在拉簧13的拉力作用下，四个滑动板12均沿转动件11向上滑动复位，滑动板12沿相邻的限位凹槽9向上滑动，上侧内套管1向下旋动的过程中，内套管1通过限位凹槽9与相邻的滑动板12配合带动转动件11同步转动，此时转动件11能沿限位固定环10转动，滑动板12与相邻的限位凹槽9发生相对滑动，当上侧内套管1的下端与转动件11的上侧面挤压后，密封胶套8的台肩刚好挤压在两个内套管1之间，由于转动件11与限位固定环10为单向转动，在四个滑动板12的限位作用下，上侧的内套管1不能反向转动，进而保证相邻内套管1之间的连接强度，避免隔热油套管在下入油井时，相邻隔热油套管之间的密封性和连接强度降低。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

Claims (7)

1.一种新型气凝胶隔热油套管，其特征是：包括有内套管（1），所述内套管（1）的外侧面设置有环形凹槽，所述内套管（1）的外侧套设有外套管（2），所述外套管（2）与所述内套管（1）外侧的环形凹槽配合形成一个环形空腔，所述内套管（1）与所述外套管（2）的环形空腔内套设有气凝胶隔热层（3），所述气凝胶隔热层（3）的外侧套设有等间距分布的紧箍（4），所述紧箍（4）用于保持所述气凝胶隔热层（3）与所述内套管（1）始终贴合，所述外套管（2）的两侧与所述内套管（1）的外侧分别设置有焊点一（5）和焊点二（6），所述内套管（1）的一端设置有螺纹，所述内套管（1）远离其上螺纹的一部设置有螺纹槽，所述内套管（1）远离其上螺纹的一端设置有周向等间距的盲孔，所述内套管（1）的盲孔内滑动连接有滑动柱（7），周向等间距的所述滑动柱（7）之间共同固接有密封胶套（8），所述密封胶套（8）与所述内套管（1）滑动连接且密封配合；

还包括有防松限位机构，所述防松限位机构设置于所述内套管（1）的内壁，所述防松限位机构用于对所述内套管（1）进行限位，所述防松限位机构包括有限位固定环（10），所述限位固定环（10）固接于所述内套管（1）的内壁，所述限位固定环（10）转动连接有转动件（11），所述内套管（1）的内壁设置有环形凹槽，所述转动件（11）与所述内套管（1）转动配合，所述转动件（11）与所述内套管（1）内壁的环形凹槽配合形成一个环形腔，所述转动件（11）贯穿式滑动连接有周向等间距的滑动板（12），所述内套管（1）的螺纹处设置有周向等间距的限位凹槽（9），所述限位凹槽（9）与邻进的所述滑动板（12）限位配合，所述滑动板（12）与所述转动件（11）远离所述密封胶套（8）的一侧之间固接有对称的拉簧（13），所述拉簧（13）位于所述内套管（1）与所述转动件（11）所形成的环形腔内；

所述转动件（11）与所述限位固定环（10）单向转动配合，所述转动件（11）所转动方向为所述内套管（1）螺纹槽的旋进方向，所述转动件（11）与所述限位固定环（10）之间存在摩擦力；

所述滑动板（12）的外侧面设置为弧形，所述滑动板（12）与所述内套管（1）螺纹槽处的内壁接触滑动，所述滑动板（12）靠近所述密封胶套（8）的一侧转动连接有用于减小摩擦力滚珠。

2.根据权利要求1所述的一种新型气凝胶隔热油套管，其特征是：所述密封胶套（8）的外侧面设置为倾斜面，且所述密封胶套（8）远离所述内套管（1）的一侧设置有台肩，所述密封胶套（8）的台肩用于与所述内套管（1）的端面挤压配合。

3.根据权利要求2所述的一种新型气凝胶隔热油套管，其特征是：所述内套管（1）靠近所述焊点一（5）的一侧设置有与临近所述密封胶套（8）的台肩挤压配合的台阶面，所述内套管（1）的螺纹距离所述焊点一（5）的长度大于所述密封胶套（8）的高度。

4.根据权利要求2所述的一种新型气凝胶隔热油套管，其特征是：所述焊点一（5）和所述焊点二（6）均与所述外套管（2）的外侧面平齐，所述焊点一（5）设置有倾斜面，且所述焊点一（5）的边缘与所述内套管（1）的台阶面平齐。

5.根据权利要求4所述的一种新型气凝胶隔热油套管，其特征是：所述内套管（1）与所述密封胶套（8）的接触位置设置为倾斜面，所述内套管（1）的倾斜面与所述密封胶套（8）挤压配合，用于改变所述密封胶套（8）的直径。

6.根据权利要求5所述的一种新型气凝胶隔热油套管，其特征是：所述密封胶套（8）内壁设置为平面，且所述密封胶套（8）内壁直径与所述内套管（1）螺纹处的直径相同，所述密封胶套（8）远离所述内套管（1）的一侧设置有便于对接的坡口。

7.根据权利要求6所述的一种新型气凝胶隔热油套管，其特征是：所述内套管（1）的螺纹槽距离其端面的长度大于所述密封胶套（8）的高度，且所述内套管（1）的内壁设置有台阶面，用于对所述密封胶套（8）进行限位。