[发明专利]一种长度补偿装置

说明书

本发明公开了一种长度补偿装置，包括内管、外管、下接头，所述下接头从外管下端口伸入外管内部，外管下端与下接头通过螺纹连接，所述下接头与外管之间形成平衡腔，所述内管从外管上端口伸入外管内部，且内管下端伸入平衡腔内，平衡腔中设置平衡活塞，所述平衡活塞上端与内管下端连接成一体结构，所述内管与外管之间形成液腔，所述内管与平衡活塞连接处开设径向的连通至液腔的进液孔，所述外管开设径向的连通至平衡腔的连通孔。本发明改善了补偿装置在不同工况下的受力状况，实现距离补偿的同时，延长了工具使用寿命。

技术领域

本发明涉及长度补偿技术，具体地说是一种长度补偿装置。

背景技术

在油田开采过程中，由于长时间注采不平衡或者长期大量采出地下水，造成地层亏空，容易引发浅层地表沉降，导致敷设于地下的管线带动井口发生倾斜，造成井口管线变形、开裂、密封不严等，不仅制约油井正常生产，而且严重威胁到岗位职工及周边人员人身安全。

目前，常规的整改方法是整改井口流程，对井口开裂、密封不严处进行焊接，在油套四周采用角钢进行加固，这种方法虽然能够起到一定作用，但存在如下缺点:①由于井口管线的破口在现场无法彻底打磨，使得焊接强度达不到要求；②补焊所用的环行钢板容易开焊，致使井口流程管线断裂问题得不到彻底解决。针对上述不足，郭慧等设计了一种油井井口补偿装置(授权公告号：CN202194609U)，该装置采用外管机构(主要由上挡帽、外管、下挡块、防松钉、下接头构成)通过密封圈与中心管构成滑动密封的结构，外管机构与中心管在外力的作用下可以做相对运动，以此补偿井口管线下沉的距离。但该装置存在两方面缺陷：①当井口管线因某种原因造成憋压时，该装置受到的向上的力明显大于向下的力，因为向上的受力面积为：中心管下端面+下挡块下端面+上挡帽下端面，而向下的受力面积只有下接头的上端面，向上的受力面积明显大于向下的受力面积。这种持续的受力不平衡会造成该装置中心管持续上窜，直至连接处发生断裂泄压为止；②当地表出现较快速度下沉时，该装置的外管机构应随着相应的下伸，此时外管、下接头与下挡块之间的密闭空间会变大，但由于外管本体上并无进气孔，气体无法进入变大的空间，形成接近真空的状态，这样就会造成外管下伸速度慢，且受到的拉力较大，缩短了工具使用寿命。

申请号：201120367371.5，公开日2012-07-04公开了一种自动补偿压力平衡密封系统。包括柱塞、柱塞室壳体和密封件。其中，柱塞与柱塞室壳体通过密封件滑动密封配合。所述柱塞室壳体开设通孔，并沿通孔延伸有平衡腔，平衡腔内采用平衡活塞、弹簧、堵头配合密封，其中堵头带有中心孔，柱塞室内充满介质。与现有技术相比，本发明的有益效果是：为在压力环境中工作的机械机构、设备、仪器、仪表提供密闭的环境，系统内外压力基本平衡，解决高压密封的难题，且系统密封泄露后有自动补偿功能。本发明特别适用于在环境压力经常变化的条件下工作的工具及仪器，如石油井下仪器和工具等。

以上公开文献提到了平衡腔与平衡活塞，但在整体技术方案、技术效果和解决的技术问题上都与本发明不相同。

针对上述问题，我们研究设计了一种长度补偿装置，改善了补偿装置在不同工况下的受力状况，实现距离补偿的同时，延长了工具使用寿命。该补偿装置不仅可以应用于油田领域，也可以应用于其他需要长度补偿的领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种长度补偿装置，改善了补偿装置在不同工况下的受力状况，实现距离补偿的同时，延长了工具使用寿命。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种长度补偿装置，包括内管、外管、下接头，所述下接头从外管下端口伸入外管内部，外管下端与下接头通过螺纹连接，所述下接头与外管之间形成平衡腔，所述内管从外管上端口伸入外管内部，且内管下端伸入平衡腔内，平衡腔中设置平衡活塞，所述平衡活塞上端与内管下端连接成一体结构，所述内管与外管之间形成液腔，所述内管与平衡活塞连接处开设径向的连通至液腔的进液口，所述外管开设径向的连通至平衡腔的连通孔。

所述内管内壁开设内凸台，该内管内凸台的端面面积与下接头上端面的面积相等。