[发明专利]一种变径组件和变径密封设备

说明书

技术领域

本发明涉及油气田及煤层气开采领域的积液排出技术，尤其涉及一种变径组件，本发明还涉及一种具有上述变径组件的变径密封设备。

背景技术

在低压油气田及煤层气的开采过程中，井筒积液是制约油气井稳产与高产的主要问题之一。为了保证油、气井正常生产，就需要将井筒中的积液及时排出。

利用变径密封设备是常用的排液方法之一，其工作原理为：变径密封设备处于井下设定位置，变径密封设备的变径组件实施气、液隔离。开井时，井筒自身气体压缩储备能量或油气井能量推动变径密封设备上行，将变径密封设备上部积液排出井筒；关井时，变径密封设备移动到井下设定位置；再次开井，重复上述循环，实现连续排液生产。对于本领域技术人员来说，需要解决变径组件与井筒内壁之间及变径组件内部的良好密封，以满足油气井正常排液生产的需求。

由于井下工况复杂及井筒内壁会有一定的不规则，因此，变径密封设备在井筒中上行和下行时，需要保证其顺畅的通过性能。现有变径密封设备的变径组件的变径幅度较小和变径时密封性能差，降低了通过性能和密封性能。

另一种方面，为保证密封效果，已知的密封方式通过非金属或金属与非金属的配合的方式来保证密封，这种方式降低了变径组件的使用寿命。

因此，如何提高变径组件的密封性能和通过性能，提高排液效果，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种变径组件，利用该变径组件可以提高密封设备的密封效果和通过性能。

本发明的第二个目的是提供一种包括上述变径组件的变径密封设备。

本发明提供的变径组件包括滑动套、第一限位套、第二限位套、密封套和内固定套；所述第一限位套和第二限位套分别设置于内固定套的两端；

所述滑动套至少由两个滑动支瓣拼成，所述滑动支瓣两端分别安装在所述第一限位套和第二限位套中，且至少一个所述滑动支瓣的两端分别与第一限位套和第二限位套的径向滑动配合；

所述密封套的外壁与所述滑动套的内壁面密封配合，所述密封套至少由两个密封支瓣拼成，且所述滑动支瓣的每个拼合间隙与一个密封支瓣相对应密封。

可选的，所述内固定套外壁和所述密封套的内壁之间设置有弹性装置。

可选的，所述滑动套为金属结构件。

可选的，所述密封套内壁设置有径向导向槽；所述内固定套外壁设置有径向导向凸起，所述径向导向凸起与所述径向导向槽径向滑动配合；或者；

所述密封套内壁设置有径向导向凸起；所述内固定套外壁设置有径向导向槽；所述径向导向凸起与所述径向导向槽径向滑动配合。

可选的，至少部分所述滑动支瓣之间的拼缝包括由横向延伸部分形成端面滑动密封缝隙。

可选的，所述内固定套外壁设置向外伸出的外凸台；所述滑动套内壁设置有向内伸出的内凸台；所述外凸台第一端面与所述内凸台的第一端面形成端面密封配合；

所述密封套的第一端设有台阶，所述台阶的外圆柱面与所述内凸台的内圆柱面形成圆柱面密封配合；所述台阶的台阶底端面与所述内凸台的第二端面之间形成端面密封配合；所述台阶的台阶顶端面与所述外凸台的第一端面形成端面密封配合。

可选的，所述密封套的第二端端面与所述第一限位套内端面或第二限位套内端面之间具有间距。

本发明提供的一种变径密封设备包括连接杆件和变径组件，变径组件为上述任一种变径组件；所述内固定套内壁与所述连接杆件的外壁配合或为一体件。

本发明提供的另一种变径密封设备包括连接杆件和变径组件，变径组件不同于上述变径密封设备的变径组件，即上下方向倒装的变径组件；所述内固定套内壁安装在所述连接杆件上，所述内凸台位于所述外凸台上方。

可选的，所述连接杆件设置上限位面和下限位面；所述内固定套内壁与所述连接杆件的外壁旋转配合，所述变径组件位于所述上限位面和下限位面之间。

可选的，所述第一限位套的外端面与所述下限位面密封配合；所述上限位面和下限位面之间的距离大于所述变径组件轴向长度，所述内固定套内壁与所述连接杆件的外壁轴向滑动配合；所述连接杆件的外壁面上设置有通流沟槽；所述变径组件上端与所述上限位面抵触时具有连通所述通流沟槽的通流间隙。

可选的，所述内固定套设有内外沟通的排砂孔，且所述排砂孔与所述通流沟槽相互沟通。