油井钻采设备的整体式套管头的制作方法

本发明涉及石油开采设备技术领域，具体的，涉及油井钻采设备的整体式套管头。

背景技术：

一套完整的井口装置和采油树主要由套管头、油管头和采油树三部分组成。钻井时将防喷器安装在套管头上部构成钻井井口装置；完井时把采油树安装在油管头上方，即构成采油井口装置。其中，套管头的作用是连接表层套管，悬挂井中的多层套管，密封套管与套管之间的环形空间；油管头的主要作用是悬挂油管，密封油管与套管之间的环形空间；采油树的主要作用是开关、控制和引导油气流和密封油管。整个装置需满足钻井、固井及井下测压、洗井、压裂酸化等试油完井特种作业。

目前，套管头分为整体式和分体式，整体式套管头通常会使用卡瓦式套管悬挂器，但是在卡瓦式套管悬挂器的日常使用中，由于卡瓦式套管悬挂器不能很好的抱紧套管，而导致套管在输油的过程中难免会出现沿自身轴线方向上的上下窜动，由于套管的上下窜动，会引起整个套管头密封性变差，并且还会对套管有损伤，这样不仅提高了产油成本，还会降低产油的效率。

技术实现要素：

本发明提出油井钻采设备的整体式套管头，解决了相关技术中的由于卡瓦式套管悬挂器不能抱紧套管而引起的产油成本高和产油效率低的问题。

本发明的技术方案如下：油井钻采设备的整体式套管头，包括壳体和油管悬挂器，所述壳体用于与采油树连接，所述油管悬挂器设于所述壳体内，还包括用于防止套管上下窜动的抱紧组件；所述抱紧组件包括：

连接管，套设于所述套管的外部且与所述套管同步运动；

第一滑块，滑动设于所述壳体上，所述第一滑块沿所述套管的径向方向滑动以实现远离或靠近所述套管，所述第一滑块为多个且呈圆周围绕所述套管设置

第二滑块，滑动设于所述壳体上，所述第二滑块沿所述套管的径向方向滑动以实现远离或靠近所述套管，所述第二滑块的数量与所述第一滑块相同，多个所述第二滑块呈圆周围绕所述套管设置，所述第一滑块和所述第二滑块相对于所述套管的运动同步且方向相反；

连杆，为多个且与多个所述第一滑块一一对应设置，所述连杆的两端分别与所述第一滑块和所述连接管连接；以及

转杆，为多个且中部与所述壳体转动连接，所述转杆的两端分别与所述第一滑块和相邻的所述第二滑块滑动连接，所述转杆的端部分别穿过所述第一滑块和所述第二滑块设置；所述第一滑块的运动借助所述转杆推动所述第二滑块反向运动。

作为进一步的技术方案，所述第一滑块开设有第一贯穿孔，所述第二滑块开设有第二贯穿孔，所述连杆的两端均设置有凸起，两个所述凸起分别穿过所述第一贯穿孔和所述第二贯穿孔。

作为进一步的技术方案，还包括用于抱紧所述套管的推板，所述推板分别设于所述第一滑块和所述第二滑块的推顶端，所述推板朝向所述套管的面为弧形面。

作为进一步的技术方案，还包括气囊，所述气囊与所述推板一一对应，所述气囊设于所述推板上，所述推板借助所述气囊与所述套管接触。

作为进一步的技术方案，还包括导气管，所述导气管为多个，所述导气管连通两个对应设置在所述第一滑块和所述第二滑块上的所述气囊。

作为进一步的技术方案，所述第一滑块、所述第二滑块、所述连杆、所述转杆和所述导气管均为两个，所述推板和所述气囊均为四个。

作为进一步的技术方案，所述气囊的横截面大于所述推板的横截面。

作为进一步的技术方案，所述气囊与所述套管接触的面设置有防滑凸点。

作为进一步的技术方案，所述第一滑块和所述第二滑块交错设置。

作为进一步的技术方案，所述连接管的具有第一转动孔，所述第一滑块具有第二转动孔，所述连杆的两端均设置有铰接轴，所述连杆借助穿入所述第一转动孔和所述第二转动孔内的所述铰接轴与所述连接管实现铰接。

本发明的工作原理及有益效果为：与现有技术相比，壳体与外部采油树连接，油管悬挂器设置在壳体内，套管穿设在油管悬挂器内，油管悬挂器用于将套管抱紧，壳体内部还设置了抱紧组件，抱紧组件用于辅助油管悬挂器将套管固定住，避免套管出现上下窜动的情况，抱紧组件包括连接管、第一滑块、第二滑块、连杆和转杆，套管穿设在连接管中，并且连接管与套管同步移动，第一滑块和第二滑块均滑动设置在壳体上，并且两者的滑动方向与套管的径向方向相同，第一滑块为多个，第二滑块的数量与第一滑块的数量一致，第一滑块和第二滑块均呈圆周分布在套管的周围，连杆的数量与第一滑块的数量一致，并且连杆与第一滑块一一对应设置，连杆的两端分别与第一滑块和连接管铰接，转杆的中部与壳体的内壁转动连接，并且转动的转动轴线与套管的轴线平行，即转杆的转动轴线与第一滑块或第二滑块的运动方向空间垂直，转杆的两端分别穿过第一滑块和相邻的第二滑块，即转杆的两端不会同时与两个第一滑块或两个第二滑块连接；转杆的端部与第一滑块或第二滑块既有相对转动，又有相对移动，第一滑块借助转杆和对应的第二滑块实现同步的相反方向上的移动；第一滑块和第二滑块的端部都可与套管接触以实现抱紧套管，避免套管的上下窜动现象。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明提供的套管头、管路和压力表配合处的结构示意图；

图2为本发明提供的抱紧组件和套管配合处的剖面图；

图3为本发明提供的第一滑块、第二滑块、转杆和连接管配合处的结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为本发明中转杆、连接管和第一滑块配合处的爆炸视图；

图中：

1、壳体，2、油管悬挂器，3、抱紧组件，4、连接管，5、套管，6、第一滑块，7、第二滑块，8、连杆，9、转杆，10、第一贯穿孔，11、第二贯穿孔，12、凸起，13、推板，14、气囊，15、导气管，16、第一转动孔，17、第二转动孔，18、铰接轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，都涉及本发明保护的范围。

如图1～图5所示，本实施例提出了油井钻采设备的整体式套管5头，包括壳体1和油管悬挂器2，壳体1用于与采油树连接，油管悬挂器2设于壳体1内，还包括用于防止套管5上下窜动的抱紧组件3；其特征在于，抱紧组件3包括：

连接管4，套设于套管5的外部且与套管5同步运动；

第一滑块6，滑动设于壳体1上，第一滑块6沿套管5的径向方向滑动以实现远离或靠近套管5，第一滑块6为多个且呈圆周围绕套管5设置

第二滑块7，滑动设于壳体1上，第二滑块7沿套管5的径向方向滑动以实现远离或靠近套管5，第二滑块7的数量与第一滑块6相同，多个第二滑块7呈圆周围绕套管5设置，第一滑块6和第二滑块7相对于套管5的运动同步且方向相反；

连杆8，为多个且与多个第一滑块6一一对应设置，连杆8的两端分别与第一滑块6和连接管4连接；以及

转杆9，为多个且中部与壳体1转动连接，转杆9的两端分别与第一滑块6和相邻的第二滑块7滑动连接，转杆9的端部分别穿过第一滑块6和第二滑块7设置；第一滑块6的运动借助转杆9推动第二滑块7反向运动。

本实施例中，壳体1与外部采油树连接，油管悬挂器2设置在壳体1内，套管5穿设在油管悬挂器2内，油管悬挂器2用于将套管5抱紧，壳体1内部还设置了抱紧组件3，抱紧组件3用于辅助油管悬挂器2将套管5固定住，避免套管5出现上下窜动的情况，抱紧组件3包括连接管4、第一滑块6、第二滑块7、连杆8和转杆9，套管5穿设在连接管4中，并且连接管4与套管5同步移动，第一滑块6和第二滑块7均滑动设置在壳体1上，并且两者的滑动方向与套管5的径向方向相同，第一滑块6为多个，第二滑块7的数量与第一滑块6的数量一致，第一滑块6和第二滑块7均呈圆周分布在套管5的周围，连杆8的数量与第一滑块6的数量一致，并且连杆8与第一滑块6一一对应设置，连杆8的两端分别与第一滑块6和连接管4铰接，转杆9的中部与壳体1的内壁转动连接，并且转动的转动轴线与套管5的轴线平行，即转杆9的转动轴线与第一滑块6或第二滑块7的运动方向空间垂直，转杆9的两端分别穿过第一滑块6和相邻的第二滑块7，即转杆9的两端不会同时与两个第一滑块6或两个第二滑块7连接；转杆9的端部与第一滑块6或第二滑块7既有相对转动，又有相对移动，第一滑块6借助转杆9和对应的第二滑块7实现同步的相反方向上的移动；第一滑块6和第二滑块7的端部都可与套管5接触以实现抱紧套管5，避免套管5的上下窜动现象。

本发明的工作过程中，当套管5向上窜动时，套管5借助转杆9带着第一滑块6靠近套管5，又由于第一滑块6借助转杆9与第二滑块7实现同步相反方向的移动，因此第二滑块7远离套管5，此时，整体装置借助多个第一滑块6对套管5的夹持阻止套管5向上窜动；当套管5向下窜动时，套管5借助转动带着第一滑块6远离套管5，进而引起第二滑块7靠近套管5，此时，整体装置借助多个第二滑块7对套管5的夹持阻止套管5向下窜动。

本实施例中，可以在壳体1的内壁上设置支撑件，并且支撑件与转杆9的中部转动连接，这样就能实现对转杆9的支撑作用，并且还能保证转杆9转动的时候不会与壳体1的内壁之间出现干涉的情况。

如图5所示，基于与上述实施例相同的构思，本实施例还提出了第一滑块6开设有第一贯穿孔10，第二滑块7开设有第二贯穿孔11，连杆8的两端均设置有凸起12，两个凸起12分别穿过第一贯穿孔10和第二贯穿孔11。

本实施例中，为了实现连杆8与第一滑块6或第二滑块7之间既有相对转动又有相对移动，可以在第一滑块6上开设第一贯穿孔10，在第二滑块7上开设第二贯穿孔11，并且在连杆8的两端设置凸起12，凸起12为圆柱状，凸起12可以穿过第一贯穿孔10，也可以穿过第二贯穿孔11，这样当连杆8转动的时候，就能通过凸起12在第一贯穿孔10内或第二贯穿孔11内的运动实现第一滑块6或第二滑块7的移动。

如图3～图5所示，基于与上述实施例相同的构思，本实施例还提出了还包括用于抱紧套管5的推板13，推板13分别设于第一滑块6和第二滑块7的推顶端，推板13朝向套管5的面为弧形面。

本实施例中，为了增大第一滑块6和第二滑块7都与套管5的接触面积，可以在第一滑块6和第二滑块7与套管5接触的端部设置推板13，并且推板13的横截面面积大于第一滑块6或第二滑块7的横截面面积，这样第一滑块6或者第二滑块7借助推板13与套管5实现接触的时候，能增到套管5受到的摩擦力，这样就能在更短的时间内组织套管5进行窜动。

如图3～图5所示，基于与上述实施例相同的构思，本实施例还提出了还包括气囊14，气囊14与推板13一一对应，气囊14设于推板13上，推板13借助气囊14与套管5接触。

本实施例中，为了保证推板13在与套管5接触的时候，推板13不会对套管5产生损坏，可以在推板13上设置气囊14，每个推板13上都设置气囊14，并且还可以将气囊14的横截面的面积设置的比推板13的横截面面积大，当第一滑块6或者第二滑块7推动推板13靠近套管5时，充气的气囊14先与套管5接触，将气囊14的材料设置成软性材料，这样就能避免推板13与套管5直接接触而引起磨损。

如图2所示，基于与上述实施例相同的构思，本实施例还提出了还包括导气管15，导气管15为多个，导气管15连通两个对应设置在第一滑块6和第二滑块7上的气囊14。

本实施例中，为了保证第一滑块6或者第二滑块7在远离套管5的时候还能对套管5起到夹持作用，可以将设置在第一滑块6上的气囊14和对应第二滑块7上的气囊14借助导气管15连通，这样两个气囊14内的气体就可以相互流动，当套管5向上窜动时，第一滑块6靠近套管5，设置在第一滑块6的推板13上的气囊14受到的压力变大，同时对应第二滑块7远离套管5，设置在第二滑块7的推板13上的气囊14受到的压力变小，此时压力变大的气囊14的气体进入到压力变小的气囊14内，这样压力大的气囊14体积缩小，压力大的气囊14体积增大，即使出现了第二滑块7远离套管5的情况，第二滑块7借助与自身相关的气囊14也能与套管5保持接触，即给套管5受到了更多的摩擦力，起到了更好的阻止套管5运动的形式，同理套管5向下窜动时，第一滑块6借助与自身相关的气囊14也能与套管5保持接触。

如图2～图5所示，基于与上述实施例相同的构思，本实施例还提出了第一滑块6、第二滑块7、连杆8、转杆9和导气管15均为两个，推板13和气囊14均为四个。

本实施例中，为了保证套管5在受到足够的摩擦力的同时还能降低整个装置的成本，可以将第一滑块6、第二滑块7、连杆8、转杆9和导气管15的数量都设置成两个，并且两个第一滑块6和两个第二滑块7交错设置，这样就能保证两个转杆9的数量正好分别处于第一滑块6和相邻的第二滑块7之间，推板13和气囊14都设置成四个，这样就能更稳定更低成本的保证整体装置夹持住套管5。

基于与上述实施例相同的构思，本实施例还提出了气囊14的横截面大于推板13的横截面。气囊14与套管5接触的面设置有防滑凸点。

本实施例中，为了提高气囊14与套管5之间的摩擦力，可以将气囊14的横截面的面积设置的比推板13的横截面的面积大；为了进一步提高气囊14和套管5之间的摩擦力，还可以在气囊14的表面设置防滑凸点。

基于与上述实施例相同的构思，本实施例还提出了第一滑块6和第二滑块7交错设置。

本实施例中，为了保证转杆9处于最小的长度，并且保证多个转杆9之间不会出现干涉，可以将多个第一滑块6和多个第二滑块7交错设置，在相邻的第一滑块6和第二滑块7之间设置转杆9，这样就能减少转杆9的尺寸，降低整体的生产成本，并且还不容易出现内部的干涉。

如图5所示，基于与上述实施例相同的构思，本实施例还提出了连接管4的具有第一转动孔16，第一滑块6具有第二转动孔17，连杆8的两端均设置有铰接轴18，连杆8借助穿入第一转动孔16和第二转动孔17内的铰接轴18与连接管4实现铰接。

本实施例中，为了保证实现转杆9两端稳定的铰接关系，可以在连接管4的外部设置第一转动孔16，在第一滑块6上设置第二转动孔17，连杆8的两端都设置铰接轴18，并且铰接轴18分别穿过第一转动孔16和第二转动孔17，这样的设置形式方便进行连接，并且还能保证连接可靠。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。