一种水下井口头用金属密封装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种海洋油气开发用水下井口头金属密封装置，包括驱动环、井口开口锁紧环、开口限位环、限位螺钉、连接环、套管挂开口锁紧环、剪切销、导向连接螺钉、支撑环、金属内密封圈、金属外密封圈，驱动环内侧凹槽用于与配套工具的连接，外侧上方凹槽用于放置井口头开口锁紧环，外侧下方凹槽用于放置限位开口环，驱动环套接在连接环内，套管挂开口锁紧环放置于连接环内部轴肩处，用于与套管挂的定位锁紧，连接环和支撑环通过导向连接螺钉连接，金属内外密封圈分别放置于支撑环的内外两侧。本实用新型能够提供较高的密封压力，而且与下放工具实现快速的连接与脱扣，零部件之间易于拆卸，易于维修和保养，密封与解封工序简单，安全可靠。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型属海洋油气钻采【技术领域】，应用于水下井口头系统，实现水下高压井 口头与套管悬挂器之间压力封隔的金属密封装置。 一种水下井口头用金属密封装置
【背景技术】
[0002] 油气资源的开发正朝着海洋油气是深海方向迈进，水下井口头系统是海洋油气勘 探开发所不可缺少的装备，其密封性能的好坏直接影响到水下生产系统的可靠性。目前海 洋用水下井口头系统密封装置存在问题主要有：1、海底工况（压力、温度）复杂多变，密封 装置容易失效；2、下放安装工序复杂，作业时间长，风险增大，一次成功率较低；3、首次安 装失效后，密封装置基本废弃，零部件互换性低。
【发明内容】
[0003] 本实用新型要解决的技术问题是为水下井口头系统提供一种金属密封装置，在水 下井口头和套管悬挂器之间形成压力封隔，实现可靠的密封。内外金属密封圈受压变形，可 以提供较高的密封压力，并独立于其他零部件，提高了装置的互换性，可提高经济性。
[0004] 本实用新型所采取的技术方案为：金属密封装置主要由驱动环、井口开口锁紧环、 连接环、套管挂开口锁紧环、剪切销钉、导向连接螺钉、支撑环等组成。所述的驱动环套接在 连接环内，在配套的下放安装工具的驱动下向下运动；所述的支撑环通过导向连接螺钉与 连接环连接，并发生轴向的相对运动，挤压内外金属密封圈，实现密封。
[0005] 按上述方案，所述的连接环开有螺纹通孔和光滑通孔，用于安装导向连接螺钉。
[0006] 按上述方案，所述的支撑环开有坚向导向槽，与导向连接螺钉配合。
[0007] 按上述方案，所述的井口开口锁紧环在驱动环发生轴向运动时向外胀开，完成与 水下井口头的定位。
[0008] 按上述方案，所述的套管挂开口锁紧环在驱动环的挤压作用下径向收缩，完成与 套管挂的定位。
[0009] 本实用新型的优点在于：1、密封装置通过凹槽与配套的下放安装工具配合，易于 悬挂和脱扣；2、装置零部件之间相对独立，互换性好，易于维修和保养；3、装置与井口内壁 和套管挂外壁通过开口弹性锁环定位锁紧，简单易行，可靠性高；4、仅需要配套工具做轴向 运动便可以实现该装置的安装和回收，工序简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1是本实用新型的装配剖面图。
[0011] 图2是本实用新型安装就位后示意图。
[0012] 图3是本实用新型连接环示意图；图3. 1为连接环俯视图；图3. 2为A-A剖视图； 图3.3为B-B剖视图。
[0013] 图4是本实用新型支撑环示意图；图4. 1为支撑环俯视图；图4. 2为A-A剖视图； 图4.3为B-B剖视图。
[0014] 图5是本实用新型连接环与支撑环连接示意图；图5. 1为连接环和支撑环连接后 俯视图；图5. 2为A-A剖视图；图5. 3为B-B剖视图。
【具体实施方式】
[0015] 结合上述附图来描述本实用新型的实施方式。
[0016] 一种水下井口头用金属密封装置由1-驱动环、2-井口开口锁紧环、3-开口限位 环、4-限位螺钉、5-连接环、6-套管挂开口锁紧环、7-剪切销钉、8-导向连接螺钉、9-支撑 环、10-外金属密封圈、11内金属密封圈组成。
[0017] 所述的驱动环1内侧凹槽用于与配套工具的连接，外侧上方凹槽用于放置井口头 开口锁紧环2,用于与井口头12的定位锁紧，外侧下方凹槽用于放置开口限位环3,驱动环1 套接在连接环5内，用开口限位环3来实现连接并防止脱开，限位螺钉4旋紧在连接环5上 方的螺纹通孔内，用来调整开口限位环3开口程度，所述的套管挂开口锁紧环放置于连接 环5内部轴肩处，用于与套管挂13的定位锁紧，连接环5外侧下端开有螺纹孔，内测下端开 有通孔，支撑环9开有坚向导向槽和通孔，连接环5和支撑环9通过导向连接螺钉8连接， 并安装有剪切销钉7,所述的金属内密封圈11和金属外密封圈10分别放置于支撑环9的内 外两侧。
[0018] 本实用新型的密封安装过程：将装置按照附图1所示进行装配，配套下放工具在 驱动环1内侧凹槽内连接并锁紧，当到达密封位置后，下放工具会向下运动，驱动环1发生 轴向运动，并推动连接环5向下运动，增加下放力，将剪切销钉7剪断，驱动环1继续推动连 接环5向下运动,连接环5到达金属内密封圈11和金属外密封圈10上端表面，并开始挤压 金属密封圈使其发生变形实现密封，此时，井口开口锁紧环2和套管挂开口锁紧环6在驱动 环1的作用下已经到达锁紧位置，驱动环1与井口开口锁环2发生相对位移，井口开口锁环 2从驱动环1的外侧上端凹槽处上移并胀开，嵌入到井口头12内壁的凹槽内，实现与井口头 的定位和锁紧，驱动环1向下移动，迫使套管挂开口锁紧环6向内收缩，嵌入到套管挂13外 侧的凹槽内，实现与套管挂的定位和锁紧，整个安装过程完毕，收回下放工具。
[0019] 本使用新型的解封回收过程：回收工具到达密封装置位置，与密封装置在驱动环 1内测凹槽处锁合，回收工具上提，带动驱动环1向上运动，井口开口锁紧环2在驱动环1外 侧上端凹槽处回缩，与高压井口头12脱开，套管挂开口锁紧环6回胀，与套管挂13脱开，回 收工具继续上提，驱动环1带动连接环5向上运动,连接环5带动支撑环9向上运动，金属 内密封圈11和金属外密封圈10解封，工具上提至工作台，解封作业完毕。
【权利要求】
1. 一种水下井口头用金属密封装置，其特征在于包括有支撑环（9)内外两侧分别放置 内金属密封圈（11)和外金属密封圈（10)，支撑环（9)开有坚向导向槽，与连接环（5)通过 导向连接螺钉（8)连接，套管挂开口锁紧环（6)放置于连接环（5)的内部轴肩处，驱动环 (I) 套接在连接环（5)上部内腔中，所述的驱动环（1)外壁开有两处环形凹槽，分别放置井 口开口锁紧环（2)和开口限位环（3)，所述的开口限位环（3)通过旋紧在连接环（5)内的限 位螺钉（4)相配合。
2. 权利要求1所述的水下井口头用金属密封装置，其特征在于所述的内金属密封圈 (II) 和外金属密封圈（10)外壁有环形凸缘，凸缘内为空腔，其内部充满惰性气体。
3. 权利要求1所述的水下井口头用金属密封装置，其特征在于所述的连接环（5)外侧 开有螺纹通孔，内测开有通孔，支撑环（9)开有坚向导向槽，两者通过导向连接螺钉（8)连 接。
4. 权利要求1所述的水下井口头用金属密封装置，其特征在于所述的连接环（5)外侧 开有螺纹通孔，支撑环（9)开有通孔，用于放置剪切销钉（7)。
5. 权利要求1所述的水下井口头用金属密封装置，其特征在于所述的驱动环（1)下端 为一斜面，用于驱动套管挂开口锁紧环（6)，驱动环（1)内部开有环形凹槽，与下放回收工 具配合。
【文档编号】E21B33/035GK203905883SQ201420193750
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月21日 优先权日:2014年4月21日
【发明者】肖文生, 侯超, 刘忠砚, 王鸿雁 申请人:中国石油大学(华东)