一种双垫环金属密封油管头的制作方法

技术领域：

本发明涉及石油天然气开采技术领域，特别涉及一种双垫环金属密封油管头。

背景技术：
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天然气开采过程中，开采介质酸性气体或h2s气体较高时，井口装置内橡胶密封件会加速老化损坏。为实现井口产品长期密封性能，井口装置选用更稳定的金属密封。一般金属密封在油管悬挂器上，采用径向密封结构，通过多个密封组件的压缩实现密封，但是这种油管头四通结构存在以下缺点：

1、悬挂器金属密封与法兰垫环金属密封结构激发方式不同，保证两处同时可靠密封难度较大，对现场安装作业要求较高。

2、悬挂器金属密封通过多个组件压缩作用实现密封，尺寸链各零件公差控制点较多，并且公差控制严格，对密封件加工精度要求较高，不易生产，成品件不易测量尺寸。

3、悬挂器金属密封采用径向密封结构，密封件在悬挂器外侧裸露，在加工、运输、安装过程中容易磕损密封面，造成金属密封件报废无法使用。

4、金属密封设计在悬挂器下端，作业施工下入悬挂器过程中，金属密封件磕损不易发现，在试压检验中发现后，需要重新提出管柱，拆掉悬挂器更换密封件，现场施工不易操作。

5、金属密封件设计成特殊结构，没有备件情况下，作业现场不易寻找替换。

6、油管头安装在不带有悬挂器伸长径的套管头上或直接安装在底法兰时，由于油管头底部只有一道垫环，法兰连接后无法现场检测，存在安全隐患。

7、现场施工过程中需要采用油管上悬挂结构，油管头需要同时具备上悬挂和悬挂器悬挂两种功能，油管头异径接头内部有悬挂器伸长径密封，上悬挂螺纹必须加工在伸长径密封端内侧，螺纹加工后无法使用扣规进行检测，存在加工隐患。

技术实现要素：
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本发明要解决的技术问题是提供一种双垫环金属密封油管头，该装置实现了满足天然气开采工艺需求，密封安全可靠，便于产品的加工生产、便于作业现场施工、便于现场备件的替换。克服了现有油管头可靠密封难度大，不便于现场施工检测，密封件加工难度大，不便于现场备件的替换的不足。

本发明所采取的技术方案是：一种双垫环金属密封油管头，包括双垫环油管头四通、金属密封悬挂器和双垫环油管头异径接头，金属密封悬挂器坐在双垫环油管头四通上部坐腔内；双垫环油管头异径接头坐在双垫环油管头四通上部并与双垫环油管头四通法兰连接，双垫环油管头异径接头下法兰面内外垫环槽内分别设有内金属垫环ⅰ和外金属垫环ⅰ，双垫环油管头异径接头与双垫环油管头四通之间通过外金属垫环ⅰ密封，金属密封悬挂器上端面与双垫环油管头四通上法兰面高度相同，金属密封悬挂器与双垫环油管头异径接头之间通过内金属垫环ⅰ密封；

双垫环油管头异径接头下法兰侧壁上开有试压孔道ⅰ，该试压孔道ⅰ与双垫环油管头异径接头下法兰底端面a处相连通，上述a处位于内金属垫环ⅰ和外金属垫环ⅰ之间；

双垫环油管头四通下法兰面设有内外垫环槽，该内外垫环槽内分别设有内金属垫环ⅱ和外金属垫环ⅱ，双垫环油管头四通下法兰侧壁上开有试压孔道ⅱ，该试压孔道ⅱ与双垫环油管头四通下法兰底端面b处相连通，上述b处位于内金属垫环ⅱ和外金属垫环ⅱ之间。

双垫环油管头异径接头自底部法兰面起向上至双垫环油管头异径接头内通道内壁加工有上悬挂螺纹。

外金属垫环ⅰ、内金属垫环ⅰ、外金属垫环ⅱ、内金属垫环ⅱ均采用api6a标准垫环。

本发明的有益效果是：

(1)采用双垫环金属密封结构，使用api6a标准垫环，在油管头四通、悬挂器和油管头异径接头法兰面加工标准的垫环槽，便于产品生产加工、公差控制与检测。

(2)双垫环金属密封油管头两处密封件均为单件结构，尺寸链控制参数少，生产加工过程容易控制，密封精度高。

(3)金属密封悬挂器安装后与双垫环油管头四通上法兰面高度相同，实现金属密封悬挂器金属垫环和双垫环油管头四通法兰金属垫环的同时密封，双垫环密封靠法兰螺栓压紧力实现密封，两处密封原理相同，密封性能稳定可靠。

(4)金属密封悬挂器金属垫环采用轴向密封，并且设计在金属密封悬挂器上端面，密封面不会暴露在外侧，在生产、运输和安装过程中能够有效防止密封面损伤。

(5)金属密封悬挂器座挂后，再将金属垫环安装在金属密封悬挂器上端，避免了金属密封件的损伤，在安装试压不合格的时候，可以直接更换金属密封垫环，操作方便。

(6)双垫环密封结构采用的是api6a标准垫环，便于井口后期维护保养时寻找配件。

(7)双垫环油管头四通底部设计双垫环结构，并在两道垫环之间设置试压孔，对于现场安装不带伸长径的套管头或油管头直接连接底法兰时，能够对法兰钢圈密封进行测试，保障现场施工安全。

(8)双垫环油管头异径接头上设计的上悬挂螺纹，设计在法兰端面处，能够使用标准扣规对螺纹进行检测。

附图说明：

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式：

如图1所示，一种双垫环金属密封油管头，包括双垫环油管头四通油管头四通1、金属密封悬挂器2和双垫环油管头异径接头3，金属密封悬挂器2坐在双垫环油管头四通1上部坐腔内；双垫环油管头异径接头3坐在双垫环油管头四通1上部并与双垫环油管头四通1法兰连接，双垫环油管头异径接头3下法兰面内外垫环槽内分别设有内金属垫环ⅰ5和外金属垫环ⅰ4，双垫环油管头异径接头3与双垫环油管头四通1之间通过外金属垫环ⅰ4密封，金属密封悬挂器2上端面与双垫环油管头四通1上法兰面高度相同，金属密封悬挂器2与双垫环油管头异径接头3之间通过内金属垫环ⅰ5密封；金属密封悬挂器2主密封为o型密封圈密封，副密封为上端金属密封，通过内金属垫环ⅰ5与双垫环油管头异径接头3实现金属密封。

双垫环油管头异径接头3下法兰侧壁上开有试压孔道ⅰ6，该试压孔道ⅰ6与双垫环油管头异径接头3下法兰底端面a处相连通，上述a处位于内金属垫环ⅰ5和外金属垫环ⅰ4之间；通过试压孔道ⅰ6可以对内外金属垫环密封进行密封性检验。

双垫环油管头四通1下法兰面设有内外垫环槽，该内外垫环槽内分别设有内金属垫环ⅱ9和外金属垫环ⅱ8形成双垫环结构，与不带有套管悬挂器伸长径的套管头或直接安装在底法兰时底部套管头进行双垫环密封，并可以对法兰垫环密封进行现场检测。双垫环油管头四通1下法兰侧壁上开有试压孔道ⅱ7，该试压孔道ⅱ7与双垫环油管头四通1下法兰底端面b处相连通，上述b处位于内金属垫环ⅱ9和外金属垫环ⅱ8之间。

双垫环油管头异径接头3自底部法兰面起向上至双垫环油管头异径接头3内通道内壁加工有上悬挂螺纹。由于金属密封悬挂器2采用平头结构，没有伸长径，上悬挂螺纹加工在双垫环油管头异径接头3底部法兰面上，可以用标准扣规对螺纹检测。

外金属垫环ⅰ4、内金属垫环ⅰ5、外金属垫环ⅱ8、内金属垫环ⅱ9均采用api6a标准垫环，双垫环油管头四通1、金属密封悬挂器2和双垫环油管头异径接头3上分别开有相对应的标准垫环槽。

外金属垫环ⅰ4为双垫环油管头四通1与双垫环油管头异径接头3连接法兰密封。内金属垫环ⅰ5为金属密封悬挂器2与双垫环油管头异径接头3金属密封，且安装在悬挂器上端，便于现场安装与更换，采用api6a标准垫环，便于配件的生产与井口后期维护。

使用时，将双垫环油管头四通1安装在套管头上，可以选用单垫环安装或双垫环安装，并按标准扭矩上紧连接螺栓。下入油管管柱及井下工具，将油管管柱与金属密封悬挂器2相连，使用标准上扣扭矩上紧，将金属密封悬挂器2下入至双垫环油管头四通1上部坐腔内，顶紧顶丝。在内外垫环槽内分别放入内金属垫环ⅰ5、外金属垫环ⅰ4，双垫环油管头异径接头3按标准扭矩上紧连接螺栓。通过试压孔道对双垫环油管头四通1进行试压，试压合格后，油管头安装完毕。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。