套管头及井口装置的制作方法

1.本发明属于油气开采设备技术领域，更具体地说，是涉及一种套管头及井口装置。


背景技术：

2.悬挂器是一种安装在套管头内，用于悬挂套管的装置。悬挂器主要由卡瓦和卡瓦座组成。卡瓦呈环形，卡瓦座也呈环形套在卡瓦之外。卡瓦的外周面和卡瓦座的内周面均为倒锥面，并相互贴合，当套管插入卡瓦中后，套管和环形套在重力下下沉，此时卡瓦座锥形的内周面将卡瓦紧紧的压在套管上，使卡瓦将套管抱死，从而阻止套管继续下沉。
3.但是，在石油天然气钻井作业中，套管受到各种力的共同作用后会产生轴向窜动，容易导致卡瓦松开，套管下沉，影响油井的正常运行。虽然发明人已经提出过一种悬挂器，通过弹性牵拉结构将卡瓦压在卡瓦座中，使卡瓦始终保持抱紧套管的结构，从而避免了套管下沉的问题，但是这种悬挂器的弹性牵拉结构活动部件较多，长时间使用后容易损坏，而弹性牵拉结构损坏后需要拆卸整个悬挂器进行维修，极为不便。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种套管头及井口装置，以解决现有技术中存在的套管轴向窜动，卡瓦容易松开，导致套管下沉的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，提供一种套管头，包括：
6.主体，内壁设有内环槽；
7.卡瓦座，设于所述内环槽内，内周面为倒锥面；
8.卡瓦，设于所述卡瓦座内，用于抱紧套管，外周面为倒锥面并与所述卡瓦座的内周面相配合；
9.压环，抵于所述卡瓦远离所述卡瓦座的一端；以及
10.弹性螺栓结构，包括螺帽段、与所述螺帽段轴向滑动、周向限位配合的螺杆段和设于所述螺帽段和所述螺杆段之间并提供相向的拉力的弹性件，所述螺帽段与所述压环限位，所述螺杆段与所述主体螺纹连接。
11.作为本技术另一实施例，所述压环设有贯通孔，所述螺帽段包括：
12.帽头，限位于所述压环背向所述卡瓦座的一侧；以及
13.空管，一端与所述帽头相连，另一端穿过所述贯通孔套在所述螺杆段外，并与所述螺杆段轴向滑动、周向限位配合。
14.作为本技术另一实施例，所述空管侧壁上设有轴向导槽，所述螺杆段插入所述空管内的一端的侧面设有嵌入所述轴向导槽中的凸耳。
15.作为本技术另一实施例，所述弹性件为螺旋弹簧，所述螺旋弹簧位于所述空管内并套于所述螺杆段外，所述螺旋弹簧一端与所述螺杆段插入所述空管内的一端的端部相抵，另一端与所述空管套于所述螺杆段外的一端的端部相抵。
16.作为本技术另一实施例，所述帽头设有与所述空管连通的放松孔。
17.作为本技术另一实施例，所述套管头还包括放松螺栓，所述放松螺栓与所述放松孔螺纹配合，并适于推顶所述螺杆段伸出所述空管外。
18.作为本技术另一实施例，所述内环槽包括：
19.主腔段，容纳所述卡瓦座；以及
20.容纳段，容纳所述压环，内径大于所述主腔段，所述容纳段和所述主腔段连接处形成台阶部分；
21.所述螺杆段螺纹连接于所述台阶部分的端面上。
22.作为本技术另一实施例，所述压环内周设有适于与所述套管密封的内密封圈，所述卡瓦座的外周设有与所述内环槽内壁密封的外密封圈。
23.作为本技术另一实施例，所述压环内圈设有内密封槽，所述内密封槽在所述压环的内周面和朝向所述卡瓦的端面上分别具有开口；所述内密封圈设于所述内密封槽内，且内周与所述套管密封、朝向所述卡瓦的一侧与所述卡瓦密封。
24.本发明实施例提供的套管头的有益效果在于：与现有技术相比，本发明实施例的套管头，通过弹性件对螺帽段和所述螺杆段提供相向的拉力，牵动压环将卡瓦压在卡瓦座内，从而在套管轴向窜动时使卡瓦始终抱紧套管，避免套管下沉；采用独立的弹性螺栓结构为压环提供拉力，当弹性螺栓结构损坏后，可以方便的转动螺帽段，从而带动螺杆段与主体分离，从而更换整个弹性螺栓结构，无需拆卸整个悬挂器进行维修。
25.本发明采用的另一技术方案是，提供一种井口装置，包括：以上任一项所述的套管头。
26.本发明实施例提供的井口装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明实施例的井口装置，通过采用以上任一项所述的套管头，通过弹性件对螺帽段和所述螺杆段提供相向的拉力，牵动压环将卡瓦压在卡瓦座内，从而在套管轴向窜动时使卡瓦始终抱紧套管，避免套管下沉；采用独立的弹性螺栓结构为压环提供拉力，当弹性螺栓结构损坏后，可以方便的转动螺帽段，从而带动螺杆段与主体分离，从而更换整个弹性螺栓结构，无需拆卸整个悬挂器进行维修。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本发明实施例提供的套管头的剖视图；
29.图2为图1中a处的弹性螺栓结构的剖视图；
30.图3为图2中的弹性螺栓结构安装放松螺栓后的剖视图；
31.图4为图1中弹性螺栓结构的侧视图。
32.其中，图中各附图标记：
[0033]1‑
主体；11
‑
内环槽；111
‑
主腔段；112
‑
容纳段；2
‑
卡瓦座；21
‑
外密封圈；3
‑
卡瓦；4
‑
压环；41
‑
内密封圈；5
‑
弹性螺栓结构；51
‑
螺帽段；511
‑
帽头；512
‑
空管；513
‑
轴向导槽；514
‑
放松孔；515
‑
放松螺栓；52
‑
螺杆段；521
‑
凸耳；53
‑
螺旋弹簧。
具体实施方式
[0034]
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0035]
请一并参阅图1至图4，现对本发明实施例提供的套管头进行说明。一种套管头，包括：
[0036]
主体1，内壁设有内环槽11；
[0037]
卡瓦座2，设于内环槽11内，内周面为倒锥面；
[0038]
卡瓦3，设于卡瓦座2内，用于抱紧套管，外周面为倒锥面并与卡瓦座2的内周面相配合；
[0039]
压环4，抵于卡瓦3远离卡瓦座2的一端；以及
[0040]
弹性螺栓结构5，包括螺帽段51、与螺帽段51轴向滑动、周向限位配合的螺杆段52和设于螺帽段51和螺杆段52之间并提供相向的拉力的弹性件，螺帽段51与压环4限位，螺杆段52与主体1螺纹连接。
[0041]
与现有技术相比，本发明实施例的套管头，通过弹性件对螺帽段51和螺杆段52提供相向的拉力，牵动压环4将卡瓦3压在卡瓦座2内，从而在套管轴向窜动时使卡瓦3始终抱紧套管，避免套管下沉；采用独立的弹性螺栓结构5为压环4提供拉力，当弹性螺栓结构5损坏后，可以方便的转动螺帽段51，从而带动螺杆段52与主体1分离，从而更换整个弹性螺栓结构5，无需拆卸整个悬挂器进行维修。
[0042]
本实施例中，卡瓦3呈环形，并且设有一缺口，使得卡瓦3能够收缩。卡瓦座2呈环形，套在卡瓦3外，卡瓦3外周的倒锥面与卡瓦座2内周的倒锥面贴合；主体1上端的内壁上加工出环形的内环槽11，装配好的卡瓦3和卡瓦座2放入内环槽11中。压环4压在卡瓦3的上方，弹性螺栓结构5的螺帽段51与压环4固定，螺杆段52与卡瓦座2螺纹连接，使得弹性件的弹力传递给压环4，使压环4将卡瓦3向下压入卡瓦座2中，进而使卡瓦3收缩将套管抱死。
[0043]
请参阅图2至图4，作为本发明提供的套管头的一种具体实施方式，压环4设有贯通孔，螺帽段51包括：
[0044]
帽头511，限位于压环4背向卡瓦座2的一侧；以及
[0045]
空管512，一端与帽头511相连，另一端穿过贯通孔套在螺杆段52外，并与螺杆段52轴向滑动、周向限位配合。
[0046]
在具体实现时，贯通孔竖直贯通压环4，空管512穿过贯通孔后，帽头511被卡在压环4背向卡瓦座2的一侧。螺杆段52一端插入空管512中形成轴向滑动配合，可以通过设置其他的周向限位结构来实现周向限位配合。
[0047]
请参阅图2至图4，作为本发明提供的套管头的一种具体实施方式，空管512侧壁上设有轴向导槽513，螺杆段52插入空管512内的一端的侧面设有嵌入轴向导槽513中的凸耳521。
[0048]
本实施例中，凸耳521嵌入在轴向导槽513中，既可以对螺杆段52进行轴向导向，也可以实现空管512与螺杆段52的周向限位。
[0049]
在具体实现时，空管512的左右两侧壁上分别设有长条的轴向导槽513，螺杆段52插入空管512内的一端的左右两侧分别设有凸耳521，两个凸耳521分别插入对应的轴向导
槽513中。
[0050]
请参阅图2和图4，作为本发明提供的套管头的一种具体实施方式，弹性件为螺旋弹簧53，螺旋弹簧53位于空管512内并套于螺杆段52外，螺旋弹簧53一端与螺杆段52插入空管512内的一端的端部相抵，另一端与空管512套于螺杆段52外的一端的端部相抵。
[0051]
本实施例中，螺旋弹簧53位于空管512内并套于螺杆段52外体积紧凑，能够更方便安装在采油树主管上的狭小空间内，而且螺杆段52能够支撑螺旋弹簧53，防止螺旋弹簧53弯曲。
[0052]
在具体实现时，螺杆段52插入空管512内的一端的端部可以是直径变大，从而使螺旋弹簧53的端部可以直接抵在直径变大的部分上，从而实现与螺杆段52插入空管512内的一端的端部相抵。螺杆段52插入空管512内的一端的端部也可以是设有凸耳521，螺旋弹簧53的端部可以直接抵在凸耳521上，从而实现与螺杆段52插入空管512内的一端的端部相抵。而空管512套于螺杆段52外的一端的端部可以设置向内的翻边，从而使螺旋弹簧53的端部可以抵在翻边上，从而实现与空管512套于螺杆段52外的一端的端部相抵。
[0053]
请参阅图2和图4，作为本发明提供的套管头的一种具体实施方式，帽头511设有与空管512连通的放松孔514。
[0054]
本实施例中，可以利用长杆从放松孔514插入空管512内，推动螺杆段52压缩弹性件，使压环4不再抵压卡瓦3，使卡瓦3可以从卡瓦座2中退出，从而放松套管，方便更换套管或悬挂器。在具体实现时，放松孔514贯穿帽头511与空管512相连通。
[0055]
请参阅图4，作为本发明提供的套管头的一种具体实施方式，套管头还包括放松螺栓515，放松螺栓515与放松孔514螺纹配合，并适于推顶螺杆段52伸出空管512外。
[0056]
本实施例中，通过拧动放松螺栓515，可以使放松螺栓515插入空管512内推动螺杆段52压缩弹性件，从而放松套管，方便更换套管或悬挂器。而且当放松螺栓515拧入放松孔514中后，会自锁固定保持压缩弹性件，此时可以更加轻松的拧动帽头511，将弹性螺栓结构5拆下。
[0057]
请参阅图1，作为本发明提供的套管头的一种具体实施方式，内环槽11包括：
[0058]
主腔段111，容纳卡瓦座2；以及
[0059]
容纳段112，容纳压环4，内径大于主腔段111，容纳段112和主腔段111连接处形成台阶部分；
[0060]
螺杆段52螺纹连接于台阶部分的端面上。
[0061]
本实施例中，主腔段111和容纳段112形成的台阶部分更方便螺杆段52螺纹连接。在具体实现时，在主体1上的内壁上车削加工出主腔段111，主腔段111的内径与卡瓦座2的外径相同；在主腔段111的上方加工出容纳段112，容纳段112直至主体1的上端开口，容纳段112的内径大于主腔段111的内径，形成台阶部分，螺杆段52的一端螺纹连接在台阶部分的端面上。容纳段112的内径大于压环4的外径，使得压环4能够轻松的放入容纳段112中，并保持贯通孔与台阶部分的端面相对。
[0062]
请参阅图1，作为本发明提供的套管头的一种具体实施方式，压环4内周设有适于与套管密封的内密封圈41，卡瓦座2的外周设有与内环槽11内壁密封的外密封圈21。
[0063]
本实施例中，通过内密封圈41密封于套管和套管之间，实现内密封圈41与套管的密封，通过外密封圈21密封于卡瓦座2和内环槽11(具体是主腔段111)的内周壁之间，实现
套管与主体1的密封。
[0064]
请参阅图1，作为本发明提供的套管头的一种具体实施方式，压环4内圈设有内密封槽，内密封槽在压环4的内周面和朝向卡瓦3的端面上分别具有开口；内密封圈41设于内密封槽内，且内周与套管密封、朝向卡瓦3的一侧与卡瓦3密封。
[0065]
本实施例中，内密封圈41同时密封压环4与套管和压环4与卡瓦3，结构简单，避免压环4与卡瓦3之间产生泄露。
[0066]
本发明实施例还提供一种井口装置，井口装置包括：以上任一项的套管头。
[0067]
与现有技术相比，本发明实施例的井口装置，通过采用以上任一项的套管头，通过弹性件对螺帽段51和螺杆段52提供相向的拉力，牵动压环4将卡瓦3压在卡瓦座2内，从而在套管轴向窜动时使卡瓦3始终抱紧套管，避免套管下沉；采用独立的弹性螺栓结构5为压环4提供拉力，当弹性螺栓结构5损坏后，可以方便的转动螺帽段51，从而带动螺杆段52与主体1分离，从而更换整个弹性螺栓结构5，无需拆卸整个悬挂器进行维修。
[0068]
在具体实现时，井口装置安装在石油、天然气钻井的井口，用于控制气、液(油、水等)流体压力和方向，悬挂套管、油管，并密封油管与套管及各层套管环形空间的装置。它一般由套管头、采油树、防喷器组、四通、旁通管件组成，套管头采用上述实施例的套管头。
[0069]
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。