一种双密封座封器及悬挂器的制作方法

本发明涉及能源开发技术，尤其涉及一种双密封座封器及悬挂器。

背景技术：

砂岩地热井普通悬挂器的密封，是靠非二开技术套管的自重，在悬挂座封器外锥面到达预定的悬挂位置时，与一开时已经安装的悬挂器公母接头的内锥台相契合实现二开套管的悬挂。同时预铸在座封器外锥面的塑性铅合金受到套管自重的作用，实现塑性变形，在公母锥面之间，填充两面的全部微观凹凸不平，从而实现密封。

然而，现有技术中密封方式，在使用时可能出现地热井密封装置失效，导致表层水涌入泵式管的情况。

技术实现要素：

本发明提供一种双密封座封器及悬挂器，以克服地热井在使用时会出现地热井密封装置失效的问题。

本发明提供一种双密封座封器，包括：

上座封、柔性密封圈、下座封；

所述上座封、柔性密封圈、下座封依次连接；

所述柔性密封圈可随下座封上下移动。

进一步的，所述上座封、柔性密封圈和下座封轴向中空，用于容纳被悬挂对象。

进一步的，所述下座封下部的外侧为锥行面。

进一步的，所述柔性密封圈为橡胶密封圈。

进一步的，所述柔性密封圈包括至少2组柔性密封圈。

本发明还提供一种双密封悬挂器，包括：

上座封、柔性密封圈、下座封；

所述上座封、柔性密封圈、下座封依次连接；

所述上座封外侧用于与悬挂器公母接头连接；

所述柔性密封圈用于与悬挂器公母接头密封连接；

所述下座封用于与悬挂器公母接头密封连接；

所述柔性密封圈可随下座封上下移动；

所述上座封、柔性密封圈和下座封轴向中空，用于容纳套管。

进一步的，所述所述下座封下部的外侧为锥行面。

进一步的，所述柔性密封圈为橡胶密封圈。

进一步的，所述橡胶密封圈包括至少2组橡胶密封圈。

本发明一种双密封座封器及悬挂器，通过上座封、柔性密封圈和下座封构成双密封，当下座封失效时也可密封，实现悬挂器的双密封，解决地热井在使用时会出现地热井密封装置失效的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种双密封座封器实施例一的整体结构示意图；

图2为本发明一种双密封座封器与悬挂器的工作示意图。

具体实施方式

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

图1为本发明一种双密封座封器实施例一的整体结构示意图；图2为本发明一种双密封座封器与悬挂器的工作示意图。参考图1、图2所示，本实施例一种双密封座封器，包括：

上座封1、柔性密封圈2、下座封3；

所述上座封1、柔性密封圈2、下座封3依次连接；

所述柔性密封圈2可随下座封3上下移动。

本实施例中的座封器使用时，座封器外侧用于与外部接头连接，实现密封。

本实施例中，座封器外侧与外部接头连接，可采用座封器外侧为外锥面，与外部接头的内锥台相契合实现悬挂密封。座封器与外部接头的连接并不限于此，也可采用其他常规的连接方式，本发明对此不做具体限定。

可选的，所述上座封1、柔性密封圈2和下座封3轴向中空，用于容纳被悬挂对象4；

本实施例中，座封器轴向中空，用于容纳被悬挂对象。

本实施例中，使用时，上座封与外部接头固定连接，可为焊接。

本实施例中，使用时，柔性密封圈与上座封固定连接，可通过点焊连接。

可选的，所述下座封下部的外侧为锥行面。

本实施例中，下座封下部的外侧为锥形面，使得下座封与接头相配合，相应的接头中为锥形孔，在使用时，实现密封与支撑。

可选的，所述柔性密封圈为橡胶密封圈。

可选的，所述柔性密封圈包括至少2组柔性密封圈。

本实施例中，柔性密封圈具体的可以为多组，如可以为4组柔性密封圈依次排列构成。

另一方面，本发明还提供一种双密封悬挂器，悬挂器即包括前述的双密封座封器，具体的，双密封悬挂器，包括：

上座封1、柔性密封圈2、下座封3；

所述上座封1、柔性密封圈2、下座封3依次连接；

所述上座封1外侧与悬挂器公母接头5连接；

所述柔性密封圈2与悬挂器公母接头5密封连接；

所述下座封3与悬挂器公母接头5密封连接；

所述柔性密封圈2可随下座封上下移动；

所述上座封1、柔性密封圈2和下座封3轴向中空，用于容纳套管6。

可选的，所述所述下座封下部的外侧为锥行面。

可选的，所述柔性密封圈为橡胶密封圈。

可选的，所述橡胶密封圈包括至少2组橡胶密封圈。

图2为为本发明一种双密封座封器与悬挂器的工作示意图，如图2所示，a为悬挂器到达悬挂位置之前的示意图，b为悬挂器到达悬挂位置时的示意图，c为下座封被顶起时的示意图。

现有技术中，普通悬挂器的密封，是靠非二开技术套管的自重，在悬挂座封器外锥面到达预定的悬挂位置时，与一开时已经安装的悬挂器公母接头的内锥台相契合实现二开套管的悬挂。同时预铸在座封器外锥面的塑性铅合金受到套管自重的作用，实现塑性变形，在公母锥面之间，填充两面的全部微观凹凸不平，从而实现密封。

随着地热井开发数量迅速增加，井下问题越来越复杂，在实际使用时，曾出现过正常使用多年的地热井突然水温降低，表层水涌入泵式管使水温大幅降低的情况。经过多方检测，造成表层水涌入的原因是座封器密封失效。而造成密封失效，原因则是由于座封器相对于一开公母接头出现了轴向上升位移。此位移造成公母接头锥台密封面间形成环缝，导致密封失效。

进一步寻找座封器出现上升位移的原因，发现技术套管与井孔形成的环缝被井壁塌陷填充，在某一位置便会形成卡阻。卡阻点上下，在地热水温度出现升温变化时，技术套管便会随着升温发生轴向线性伸长。在套管末端阻力小于卡阻点阻力时，卡阻点上下的线性伸长方向相反。卡阻点以上线性伸长方向向上，卡阻点以下线性伸长方向向下。当套管末端受阻(固定不动)时，全部套管的线性伸长将克服卡阻点的阻力，全部向上伸长，并将座封器向上顶起，使密封面形成环空。

本实施例中，座封器在使用时与一开公母接头配合实现密封，下座封与接头实现密封，并且在悬挂时，柔性橡胶圈轴向被压缩变短，径向膨胀。当与接头内孔接触受限后，轴向收缩与径向膨胀达到平衡后，悬挂及密封动作停止，柔性橡胶圈内应力达到平衡，此时下座封已将悬挂组串锁死成一个整体，成为一个类似活塞一样的密封组件。即使座封器受热上顶，只会在接头内孔中沿轴向做密封状态的活塞运动，表层水无法进入泵式管内，保证砂岩地热井产能稳定性及温度无下降，解决了地热井在使用时会出现地热井密封装置失效的问题。

本实施例中的座封器也可用于其他类似的装置中，并不仅限于地热井的悬挂器中。

本实施例中，地热井套管悬挂和密封时满足以下条件：

1)、下入二开技术套管时，通过自重悬挂居中进行位置定位；

2)、到位后在无外力作用的前提下，依靠套管自身重力，可靠的完成悬挂和密封作用；

3)、在井下温度发生变化时允许密封组件进行相应的位移，但不影响密封性能。

以下为双密封悬挂器密封性能计算：

已知套管自重为t(kg)，到达悬挂位置后该力全部施加在橡胶密封圈上，所产生的压力为p。其中，d2为上座封器1的直径，即悬挂器的直径，a2为套管6的直径。

则

在此压力作用下，柔性橡胶圈轴向被压缩变短，径向膨胀。当与一开表套内孔接触受限后，轴向收缩与径向膨胀达到平衡后，悬挂及密封动作停止，柔性橡胶圈内应力达到平衡，此时下座封内的锁紧机构已将悬挂组串锁死成一个整体，成为一个类似活塞一样的密封组件。即使二开套管受热上顶，此组件只会在一开公母接头内孔中沿轴向做密封状态的活塞运动，表层水无法进入泵式管内，保证砂岩地热井产能稳定性及温度无下降。

悬挂器承压压力也等于p。

压力p随二开下入套管数量的增加而增加，以二开下入钢级为n80、φ177.8×9.19套管1000m计算，套管理论重量为t＝1000m×38.7kg/m＝38700kg。一开用公母接头密封孔径为φ320mm。

则压力

以下入1000m为基准米数，不同井深按所下套管米数l除以1000，计算出系数n，(即)。则能计算出该井密封承压能力p＝7n。

本悬挂器至今已实验于80多口井，未出现过一例悬挂密封失效的案例，使用效果良好。

本发明一种双密封座封器及悬挂器，通过上座封、柔性密封圈和下座封构成双密封，允许密封组件进行相应的位移，当下座封失效时也可能密封，实现悬挂器的密封，解决了地热井在使用时会出现地热井密封装置失效的问题。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。