[发明专利]一种注采合一补偿装置

说明书

技术领域

本发明属于油田注汽开采工程领域，尤其是对注采合一管线井口举升高度达到自动补偿的补偿装置。

背景技术

我国的大部分稠油油藏基本上都是小断块稠油油藏，这类油藏属于低品位石油资源，原油物性差，开发、采油、地面集输与处理难度大。稠油油田开发在产能建设中，注采合一工艺技术用于小断块稠油油田的开发有着投资和运行费用最少，经济性好的优势。注采合一管道即井口到分井计量站的注蒸汽、出油功能合一的管道。在高温蒸气管路中，由于温度的交替变化，其材料的延伸长度亦随时发生变化，这就使运行管路中的管道产生扭曲变形或断裂，损坏管路的固定装置。如采油井口下方几千米的管道经高温蒸汽加热，管线膨胀对井口起到举升作用。当停止注汽时，随着温度降低，井口的高度又逐步回落到原有位置。

传统高温高压管线采用的是球形补偿器。球形补偿器是利用万向节原理，通过球体在有限角度内转动，达到自动补偿的效果。然而单套球形补偿器不具备补偿效果，为实现井口高度补偿时，必须有三套配合使用方可达到高度补偿。球形补偿器的球体经表面镀铬处理。该产品球面密封采用软硬密封结合的密封方式，这种密封结构在球体转动过程中，会造成填料的损失，导致密封效果失效，现场会出现漏汽情况。当球体在转动过程中球面的镀铬层被磨损后，球体不能耐腐蚀，又会导致后期采油阶段漏油。

球形补偿器采用对焊方式，在现场必须三套配合使用。在安装过程中至少需要6道焊口，并需与弯管、直管连接，给现场安装、检修和维护带来不便。因密封效果不佳，该产品使用寿命较短，需经常维修，维修成本高。

发明内容

要解决的技术问题：针对现有技术的不足，本发明提供一种注采合一补偿装置，解决现有技术中球形补偿器使用需要多套配合使用，现场操作及后期维护均较为繁琐且密封效果不佳的技术问题。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种注采合一补偿装置，包括管体和转接装置，所述转接装置包括直角接头、转动轴和转动箱体；所述直角接头包含两个中轴线相互垂直且相互贯通的连接孔，其中一个为转接装置连接孔，另一个为管体连接孔；所述转动箱体为中空管状结构，其中一端开口设置在转动箱体的中轴线上，另一端开口设置在转动箱体侧面；所述转动轴的一端插入直角接头的转接装置连接孔内，转动轴的另一端插入转动箱体中位于中轴线上的开口内部；每个转接装置中直角接头中的连接孔和转动箱体上的开口均与管体相匹配，通过转接装置顺次将管体相互连接起来，其中位于最两头的两个管体分别连接至井口和蒸汽管线。转动箱体可以绕着转动轴旋转，进而带动与转动箱体相连的管体实现与以转动轴为中心的旋转，从而改变两个管道之间的相对位置，多组转动装置与管体配合，便实现本装置在高度和长度方向的改变，从而配合不同的工况达到自动补偿的效果。

进一步的，在本发明中，两两管体中的一个管体一端插入并用硬质合金焊接至直角接头的管体连接孔内，另一个管体的一端插入并并用硬质合金焊接至位于转动箱体侧面的开口中。保证管体之间连接可靠，且硬质合金耐腐蚀性能良好。

进一步的，在本发明中，转动轴插入转动箱体的一端的外壁上设有一圈凹槽，在转动箱体的开口内部设有两层台阶，所述转动轴抵在靠内的一层台阶上，靠外的台阶与转动轴之间形成密封面，在密封面上设置有密封装置，沿转动箱体轴向由内向外的方向，所述密封装置上依次设有开口环、填料和填料压帽，所述开口环套在转动轴的凹槽上并架在外台阶上，所述填料与开口环、填料压帽之间还设置有填料垫环，所述填料压帽上设有手柄，所述手柄穿过填料压帽插入至转动轴上设置的对应的固定孔中。开口环和填料配合将转动轴固定在转动箱体内，填料压帽将填料压实后，手柄插入转动轴上的固定孔中，起到密封装置的固定作用。采油过程先注入高温高压蒸汽，密封装置保证本补偿装置的密封性能良好，转动箱体与转动轴在相对转动过程中的密封性不受影响。

进一步的，在本发明中，最两头的两个管体上连接有卡箍头。实现与井口和蒸汽管线之间的快速连接。

进一步的，在本发明中，所述管体和转接装置采用耐腐蚀处理和耐低温处理。适用于高寒条件下且原油具有较高腐蚀性的恶劣开采条件。

作为优选的，在本发明中，所述填料为石墨与不锈钢的混合物。石墨为柔性材料，不锈钢乃腐蚀，该混合物组成的填料密封性能佳。

有益效果：

本发明的注采合一补偿器是针对高温管路的工况专门设计制造的，通过转动装置连接两两管体，实现两两管体之间的相对转动，进而改变本装置在长度与高度方向的尺寸，达到自动补偿的效果，使其安全稳定运行；