一种自平衡式负压发生器的制作方法

1.本实用新型涉及一种封隔装置，尤其是一种对油井进行强负压解堵时所使用的负压发生器。


背景技术：

2.随着油田的不断开采，当油田进入中高含水阶段时，仅靠地质配水及井网调整来维持老区稳产越来越困难。物理法增产增注技术以工艺简单、无污染、成本低、见效快为特点已经引起关注，必然会成为老区减缓综合递减的主要技术手段。强负压解堵技术是适合低渗油田的物理法增产增注工艺技术，该技术依靠在井底制造大流量抽吸系统，从而强行在井底制造真空空间，使井底和油层间产生接近于油层压力的负向压力，使油层孔隙的堵塞物、颗粒、泥浆等污染物在高负压下迅速被抽出油层、排出层外。强负压解堵技术，以杆式泵模型为构造基础，以常规套管作为泵筒，以常规油管加强负压发生器、专用三通凡尔和单流凡尔构成柱塞，以作业机为柱塞抽吸动力来源，模拟杆式泵生产模式进行工作。cn 202417413 u为本公司早期生产的用于负压解堵的负压发生器，该负压发生器，在中心管的上部密封连接上接头，在中心管的外圆周还设有卡簧外套，胶筒设置在上接头和卡簧外套之间；在中心管的另一端活动连接下接头，在下接头的外圆周连接下液缸，下液缸的一端通过护帽与下接头螺纹连接压紧，另一端罩在卡簧外套的部分外圆周上；在中心管与卡簧外套之间从上至下依次设有上液缸头、上液缸座和卡簧座，在卡簧座的径向方向上设有平端紧定螺钉，在卡簧外套的下方内圆周设有若干个锯齿形的卡簧槽；在卡簧外套的端面与下接头的端面之间设有下液缸头，下液缸头内外圆周面分别与中心管和下液缸密封接触，在下液缸头的内圆周也设有与中心管空腔相通的环形槽。但是，采用这种防胀封防脱负压发器坐封后，胶筒上方的油套环空中的液体在重力作用下会对胶筒产生持续向下的推力，当这种推力不断增加时容易造成胶筒下方的卡簧损坏，从而导致胶筒坐封失效。此外，油套环空中的液体对胶筒向下的推力还会增加解封时的上提阻力，给负压发生器的解封带来困难。


技术实现要素：

3.实用新型要解决的技术问题是：提供一种自平衡式负压发生器，该自平衡式负压发生器可以平衡因胶筒上方的油套环空充满液体而导致的胶筒上下两端轴向压力差，防止胶筒上下两端因压差过大而使胶筒坐封组件损坏、胶筒坐封失效，该自平衡式负压发生器具有坐封稳定、抗压差能力强、上下抽动不易解封等优点，可以满足强负压解堵的使用要求。
4.解决技术问题所采取的技术方案：一种自平衡式负压发生器，包括中心管，在中心管的两端分别接有上接头、下接头，在中心管外壁套装有胶套座，胶套座的上端抵在下接头的下端，在胶套座上装有胶筒组件，在胶套座与下接头之间的中心管外设有从油管内打压时将胶筒上推、使胶筒胀封的胶筒坐封组件，在胶筒组件与上接头之间还设有坐封后、当胶
筒上方的油套环空充满液体时使胶筒组件上下两端维持轴向压力平衡的平衡组件。
5.作为本实用新型的进一步改进方案：所述平衡组件包括第一平衡装置和第二平衡装置：
6.所述第一平衡装置包括套装在胶套座外壁、下端抵在胶筒组件上端的第一平衡缸套，在第一平衡缸套的下端设有将第一平衡缸套与胶套座之间的环形空间封闭的第一密封端头，从而在第一密封端头上方的第一平衡缸套与胶套座之间形成环形第一平衡液缸，在第一平衡液缸内设有环形平衡活塞，环形平衡活塞的内环面与胶套座滑动密封配合、外环面与第一平衡缸套内壁滑动密封配合，在胶套座的外壁上设有接受环形平衡活塞向上推力的限位环台，在第一平衡缸套套壁上开有使油套环空内的液体进入平衡活塞下方的第一平衡液压缸内的第一平衡液孔；所述第二平衡装置包括上端与上接头外螺纹连接的第二平衡缸套，第二平衡缸套的下端设有将第一平衡液缸上端封闭的第二密封端头，第二密封端头插装在第一平衡缸套与胶套座之间的环形空间内、抵在第一平衡活塞的上端，第二密封端头的内环面与胶套座外壁滑动密封配合、外环面与第一平衡缸套内壁滑动密封配合，在胶套座上端设有外突的环形活塞端头，环形活塞端头的内环面与胶套座外壁滑动密封配合、外环面与第二平衡缸套内壁滑动密封配合，从而在第二平衡缸套与胶套座之间形成第二平衡液缸，在第二平衡缸套套壁上开有使油套环空内的液体进入第二平衡液压缸内的第二平衡液孔，在第二平衡缸套与环形活塞端头之间设有解封剪钉。
7.作为本实用新型的进一步改进方案：在下接头的外壁上还设有扶正装置。
8.作为本实用新型的进一步改进方案：所述扶正装置包括套装在下接头外壁的扶正压簧上挡环、扶正压簧下挡环，在扶正压簧上挡环、扶正压簧下挡环之间装有多条环形阵列在下接头外圆周的扶正压簧。
9.作为本实用新型的进一步改进方案：在扶正压簧下挡环下方的下接头外壁上还装有阻止扶正压簧下挡环向下滑动的下护帽。
10.作为本实用新型的进一步改进方案：所述胶筒组件由胶筒上座、胶筒、胶筒下座和隔环构成。
11.作为本实用新型的进一步改进方案：所述扶正压簧由内扶正压簧和外扶正压簧叠置构成。
12.有益效果：本实用新型的自平衡式负压发生器由于采用了在胶筒组件与上接头之间还设有坐封后、当胶筒上方的油套环空充满液体时使胶筒组件上下两端维持轴向压力平衡的平衡组件，通过平衡组件来减小因胶筒上方的油套环空充满液体而导致的胶筒上下两端轴向压力差，防止胶筒上下两端因压差过大而使胶筒坐封组件损坏、胶筒坐封失效，从而使本实用新型的自平衡式负压发生器具有坐封稳定、抗压差能力强、上下抽时时不易解封等优点，可以满足强负压解堵的施工要求。由于采用了所述平衡组件包括第一平衡装置和第二平衡装置，第一平衡装置和第二平衡装置利用胶筒组件上方油套环空内液体的压强形成对胶套座上推，胶套座将这个向上的推力从胶筒组件下方传递给胶筒组件，从而减小了胶筒组件上下两端的轴向压力差，一方面防止胶筒上下抽动时坐封失效，使得坐封效果更稳定、可靠性更高，另一方面还可以减小上提解封时的阻力，使解封更容易。由于采用了在下接头的外壁上还设有扶正装置，克服了加装平衡组件后胶筒偏离负压发生器长度中心点、工作时负压发生器与套管容易离轴甚至产生碰撞而影响坐封效果的弊端，使负压发生
器能够始终保持与套管同轴工作，保证了坐封效果。由于采用了所述扶正装置包括套装在下接头外壁的扶正压簧上挡环、扶正压簧下挡环，在扶正压簧上挡环、扶正压簧下挡环之间装有多条环形阵列在下接头外圆周的扶正压簧的技术特征，使本实用新型的负压发生器的结构更简单，制造成本低更。由于采用了所述扶正压簧由内扶正压簧和外扶正压簧叠置构成的技术特征，使得扶正压簧的弹性更好，长期使用也能保持良好的弹性，使负压发生器与套管保持同轴。
附图说明
13.下面结合附图对本实用新型的自平衡式负压发生器作进一步的详细说明。
14.图1是本实用新型的自平衡式负压发生器的轴向剖面图。
实施方式
15.如图1所示，本实用新型的自平衡式负压发生器，包括中心管23，在中心管的两端分别接有上接头1、下接头21，在中心管外壁套装有胶套座24，胶套座的上端抵在下接头的下端，在胶套座上装有胶筒组件，所述胶筒组件由胶筒上座12、胶筒13、胶筒下座14和隔环15构成，在胶套座与下接头之间的中心管外设有从油管内打压时将胶筒上推、使胶筒胀封的胶筒坐封组件16，在胶筒组件与上接头之间还设有坐封后、当胶筒上方的油套环空充满液体时使胶筒组件上下两端维持轴向压力平衡的平衡组件，所述平衡组件包括第一平衡装置和第二平衡装置。在下接头的外壁上还设有扶正装置，所述扶正装置包括套装在下接头外壁的扶正压簧上挡环17、扶正压簧下挡环19，在扶正压簧上挡环、扶正压簧下挡环之间装有多条环形阵列在下接头外圆周的扶正压簧18，在扶正压簧下挡环下方的下接头外壁上还装有阻止扶正压簧下挡环向下滑动的下护帽20。所述扶正压簧由内扶正压簧和外扶正压簧叠置构成。
16.所述第一平衡装置包括套装在胶套座外壁、下端抵在胶筒组件上端的第一平衡缸套9，在第一平衡缸套的下端设有将第一平衡缸套与胶套座之间的环形空间封闭的第一密封端头10，从而在第一密封端头上方的平衡缸套与胶套座之间形成环形第一平衡液缸8，在第一平衡液缸内设有环形平衡活塞7，环形平衡活塞的内环面与胶套座滑动密封配合、外环面与第一平衡缸套内壁滑动密封配合，在胶套座的外壁上设有接受环形平衡活塞向上推力的限位环台25，在第一平衡缸套套壁上开有使油套环空内的液体进入平衡活塞下方的第一平衡液压缸内的第一平衡液孔11。
17.所述第二平衡装置包括上端与上接头外螺纹连接的第二平衡缸套2，第二平衡缸套的下端设有将第一平衡液缸上端封闭的第二密封端头6，第二密封端头插装在第一平衡缸套与胶套座之间的环形空间内、抵在第一平衡活塞的上端，第二密封端头的内环面与胶套座外壁滑动密封配合、外环面与第一平衡缸套内壁滑动密封配合，在胶套座上端设有外突的环形活塞端头22，环形活塞端头的内环面与胶套座外壁滑动密封配合、外环面与第二平衡缸套内壁滑动密封配合，从而在第二平衡缸套与胶套座之间形成第二平衡液缸4，在第二平衡缸套套壁上开有使油套环空内的液体进入第二平衡液压缸内的第二平衡液孔5，在第二平衡缸套与环形活塞端头之间设有解封剪钉3。
18.本实用新型的自平衡式负压发生器相对于cn 202417413 u所公开的防胀封防脱
负压发生器的改进在于增加了平衡组件和扶正器，所述胶筒坐封组件结构与cn 202417413 u所公开的防胀封防脱负压发生器中的使胶筒胀封的装置结构和工作原理相同，在此不再赘述。
19.本实用新型的自平衡式负压发生器工作时，从油管内打压坐封，胶筒将油管与套管之间的环形空间封闭，坐封后当油环空充满液体后，液体分别经第一平衡液孔、第二平衡液孔进入第一平衡液缸、第二平衡液缸。在第一平衡液缸内，液体作用在环形平衡活塞上，对环形平衡活塞产生向上的推力，环形平衡活塞将向上的推力经限位环台传递给胶套座、隔环，从而在胶筒组件的下方对胶筒组件形成向上的推力；在第二平衡液缸内，液体作用在胶套座上端的环形活塞端头下端面上，对胶套座产生向上的推力，胶套座将向上的推力传递给隔环，从而在胶筒组件的下方对胶筒组件再次形成向上的推力，达到防止负压发生器上下抽动时坐封组件损坏、坐封失效的目的。本实用新型的自平衡式负压发生器采用上提油管方式的解封，因此，胶套座由下向上对胶筒组件施加推力可以减小上提解封阻力，易于解封作业。

技术特征：
1.一种自平衡式负压发生器，包括中心管，在中心管的两端分别接有上接头、下接头，在中心管外壁套装有胶套座，胶套座的上端抵在下接头的下端，在胶套座上装有胶筒组件，其特征是：在胶套座与下接头之间的中心管外设有从油管内打压时将胶筒上推、使胶筒胀封的胶筒坐封组件，在胶筒组件与上接头之间还设有坐封后、当胶筒上方的油套环空充满液体时使胶筒组件上下两端维持轴向压力平衡的平衡组件，所述平衡组件包括第一平衡装置和第二平衡装置：所述第一平衡装置包括套装在胶套座外壁、下端抵在胶筒组件上端的第一平衡缸套，在第一平衡缸套的下端设有将第一平衡缸套与胶套座之间的环形空间封闭的第一密封端头，从而在第一密封端头上方的第一平衡缸套与胶套座之间形成环形第一平衡液缸，在第一平衡液缸内设有环形平衡活塞，环形平衡活塞的内环面与胶套座滑动密封配合、外环面与第一平衡缸套内壁滑动密封配合，在胶套座的外壁上设有接受环形平衡活塞向上推力的限位环台，在第一平衡缸套套壁上开有使油套环空内的液体进入平衡活塞下方的第一平衡液压缸内的第一平衡液孔；所述第二平衡装置包括上端与上接头外螺纹连接的第二平衡缸套，第二平衡缸套的下端设有将第一平衡液缸上端封闭的第二密封端头，第二密封端头插装在第一平衡缸套与胶套座之间的环形空间内、抵在第一平衡活塞的上端，第二密封端头的内环面与胶套座外壁滑动密封配合、外环面与第一平衡缸套内壁滑动密封配合，在胶套座上端设有外突的环形活塞端头，环形活塞端头的内环面与胶套座外壁滑动密封配合、外环面与第二平衡缸套内壁滑动密封配合，从而在第二平衡缸套与胶套座之间形成第二平衡液缸，在第二平衡缸套套壁上开有使油套环空内的液体进入第二平衡液压缸内的第二平衡液孔，在第二平衡缸套与环形活塞端头之间设有解封剪钉。2.根据权利要求1所述的自平衡式负压发生器，其特征是：在下接头的外壁上还设有扶正装置。3.根据权利要求2所述的自平衡式负压发生器，其特征是：所述扶正装置包括套装在下接头外壁的扶正压簧上挡环、扶正压簧下挡环，在扶正压簧上挡环、扶正压簧下挡环之间装有多条环形阵列在下接头外圆周的扶正压簧。4.根据权利要求3所述的自平衡式负压发生器，其特征是：在扶正压簧下挡环下方的下接头外壁上还装有阻止扶正压簧下挡环向下滑动的下护帽。5.根据权利要求4所述的自平衡式负压发生器，其特征是：所述胶筒组件由胶筒上座、胶筒、胶筒下座和隔环构成。6.根据权利要求5所述的自平衡式负压发生器，其特征是：所述扶正压簧由内扶正压簧和外扶正压簧叠置构成。

技术总结
本实用新型公开了一种自平衡式负压发生器，包括中心管，在中心管外壁套装有胶套座，在胶套座与下接头之间的中心管外设有从油管内打压时将胶筒上推、使胶筒胀封的胶筒坐封组件，在胶筒组件与上接头之间还设有坐封后、当胶筒上方的油套环空充满液体时使胶筒组件上下两端维持轴向压力平衡的平衡组件。该自平衡式负压发生器可以平衡因胶筒上方的油套环空充满液体而导致的胶筒上下两端轴向压力差，防止胶筒上下两端因压差过大而使胶筒坐封组件损坏、胶筒坐封失效，该自平衡式负压发生器具有坐封稳定、抗压差能力强、上下抽动不易解封等优点，可以满足强负压解堵的使用要求。可以满足强负压解堵的使用要求。可以满足强负压解堵的使用要求。


技术研发人员：廉军 周贤胤 于涛 赵元 周淼
受保护的技术使用者：沈阳华威石油机械制造有限公司
技术研发日：2023.03.31
技术公布日：2023/8/26