一种超高密封性卡瓦芯轴互换式套管头的制作方法

本技术涉及石油天然气钻采专用设备领域，具体涉及一种新型超高密封性卡瓦芯轴互换式套管头。

背景技术：

1、采油（气）井口装置中套管头的作用是连接表层套管，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，在下放套管的过程中，通过芯轴式悬挂器实现尾管固井，减少深井一次下井的套管重量，改善下套管时钻机提升系统负荷，降低注水泥浆流动阻力，有利于安全施工。通过尾管回接，可以解决因上层套管磨损而影响钻井作业的问题；使用尾管悬挂固井技术，还可减少套管用量，节约钻井成本。如果发生芯轴悬挂器无法挂到位的情况，就需要将芯轴悬挂器立即更换为卡瓦悬挂器。通常使用卡瓦悬挂器因为其自身的结构特点其密封性能较差，影响到整体套管头的密封效果不理想，现有的卡瓦芯轴互换式套管头，所采用的密封圈大多数为耐油橡胶密封圈，材质为丁腈橡胶和不锈钢金属，这样的密封圈不适合长时间的钻井过程，在长时间的高温、高强度的工作环境下容易发生密封失效问题，从而导致设备更换，增加了成本。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于：提供一种新型超高密封性卡瓦芯轴互换式套管头解决上述套管头密封性不足及方便更换的问题。

2、技术方案

3、为了实现上述目的，本实用新型提供了一种超高密封性卡瓦芯轴互换式套管头，其特征在于，所述套管头包括：表套管头本体、上部密封组件、中部密封组件、下部密封组件、芯轴悬挂器、表层套管头可调节支撑座、两侧闸阀，所述芯轴悬挂器设置在表套管头本体内，芯轴悬挂器中部台阶圆周上设置有左旋螺纹，所述中部密封组件设置在表套管头本体中间，所述上部密封组件设置在中部密封组件上侧，所述下部密封组件设置在表套管头本体下方，所述表层套管头可调节支撑座设置在套管头本体下侧与表套管头本体连接,所述闸阀,在表套管头本体中间位置左右两侧，通过裁丝螺栓与表套管头本体连接。在钻井过程中，根据情况的不同，使用者可以及时的更换套管头的样式，通过芯轴式悬挂器实现尾管固井，减少深井一次下井的套管重量，改善下套管时钻机提升系统负荷，降低注水泥浆流动阻力，有利于安全施工，发生芯轴悬挂器无法挂到位的情况，芯轴悬挂器中部台阶圆周上合适位置设置有左旋螺纹，用以配合悬挂器下入工具将芯轴悬挂器送入套管头本体内以及取出芯轴悬挂器，无需更换上层套管头和油管头，迅速换成卡瓦悬挂器，节约工作时间。

4、进一步的，上述的一种超高密封性卡瓦芯轴互换式套管头，所述上部密封组件包括：o形圈、吊环螺钉、第一压环、矩形密封圈、第一卡紧弹簧轴、试压环本体，所述试压环本体里侧为阶梯结构，在台阶一侧从上到下依次设置有第一压环以及矩形密封圈，通过第一卡紧弹簧轴固定在试压环本体上，试压环本体外侧设置了o形圈，上方装有吊环螺钉，采用第一压环、矩形密封圈、试压环本体组成的平面双密封结构，同时用第一卡紧弹簧轴向下固定第一压环，从而保证平面双密封结构的稳定。

5、进一步的，上述的一种超高密封性卡瓦芯轴互换式套管头，所述中部密封组件包括卡瓦壳体、卡瓦、手柄、连接环、卡瓦密封圈、第二压环、第二卡紧弹簧轴、提绳套、提绳，所述第二压环与卡瓦密封圈通过第二卡紧弹簧轴固定在卡瓦壳体上，所述卡瓦中间设置有连接环，两侧各有一个手柄穿过卡瓦连接在内部，卡瓦的外侧为与卡瓦壳体内侧相配的台阶式楔形，所述提绳连接在提绳套上，通过第二卡紧弹簧轴固定在中部密封组件上，采用第二压环、卡瓦密封圈、卡瓦壳体组成的平面双密封结构，且都用第二卡紧弹簧轴向固定下第二压环，从而保证平面双密封结构的稳定。

6、进一步的，上述的一种超高密封性卡瓦芯轴互换式套管头，所述表套管头本体内侧中间偏下位置左右两侧的竖直方向上各设置有三道bt密封圈，在左侧三道bt密封圈之间的位置上穿过表套管头本体竖直设置有2个第二注脂阀。

7、进一步的，上述的一种超高密封性卡瓦芯轴互换式套管头，所述表套管头本体右侧设有顶丝总成和顶丝防转动环通过内六角圆柱头螺钉穿过表套管头本体连接至上部密封组件，在钻杆进入套管头前需要退出到不影响试压塞的位置，在表套管头本体中间外侧用铆钉固定有一个铭牌。

8、进一步的，上述的一种超高密封性卡瓦芯轴互换式套管头，所述闸阀设置在表套管头的中间左右两侧，包括：双头螺栓、小对边螺母、密封垫环、丝堵、表接头、丝扣法兰、仪表法兰、y型直通截止阀、双刻度抗震防硫压力表，左侧丝扣法兰中间设置表接头，外面连接丝堵，通过双头螺栓和小对边螺母，内侧垫有密封垫环来紧固，右侧是仪表法兰,上方另设有y型直通截止阀和双刻度抗震防硫压力表，两侧闸阀通过裁丝螺栓连接表套管头本体，用于监测和平衡套管内压力。

9、进一步的，上述的一种超高密封性卡瓦芯轴互换式套管头，所述表层套管头可调节支撑座设置在整个套管头最下层，在表层套管头可调节支撑座的圆形底座上下左右四个位置通过钣金焊接连接表套管头本体，可用于调整套管头的水平情况。

10、进一步的，所述上部密封组件、中部密封组件均采用peek材质制成，在高温110℃温度下，其具有良好的密封性能，从材料性能方面来看：peek材料的连续使用温度极高（大约260度），还具有极高的刚度和硬度，以及独有的高抗拉强度和抗疲劳强度，另外其耐热不变形性能与化学稳定性俱佳，当温度达260度之前该材料都具有极好的介电性能，并能抵抗能量射线照射，同时peek具有优秀的综合性能，机械性能好，耐高温，耐化学性能优越，进而保证了上部密封组件、中部密封组件的密封效果，能够有效延长该套管头的使用寿命。

11、进一步的，所述的三道bt密封圈，其密封圈材质均采用fkm材质，fkm材料是由含氟单体共聚而成的有机弹性体，其特点耐温高可达300℃，耐酸碱，耐油性是耐油橡胶中最好的，抗辐射、耐高真空性能好；电绝缘性、机械性能、耐化学腐蚀性、耐臭氧、耐大气老化性均优良，使用温度范围:－40℃~＋300℃，这种材料的自身特性就决定了由这种材料制成的非金属密封件具有远超其他材料的耐热性，足以保证其在110℃温度下能够正常稳定的工作，进一步提升套管头的整体密封性能。

12、本实用新型所述的一种超高密封性卡瓦芯轴互换式套管头，结构简洁，便于使用，可以节约钻井成本，并且有超高的密封性，保证整体套管头的密封效果。

技术特征：

1.一种超高密封性卡瓦芯轴互换式套管头，其特征在于：所述套管头包括：

2.根据权利要求1所述的一种超高密封性卡瓦芯轴互换式套管头，其特征在于：所述表套管头本体（1）还包括顶丝总成(10)、内六角圆柱头螺钉(11)、顶丝防转动环(12)、铭牌(14)、bt密封圈(15)、第一注脂阀(16)、注脂标牌(17)、试压标牌(18)、第二注脂阀(19)，所述表套管头本体（1）内侧中间偏下位置左右两侧的竖直方向上各设置有三道bt密封圈(15)，在左侧三道bt密封圈(15)之间的位置上穿过表套管头本体（1）竖直设置有2个第二注脂阀(19)和1个试压标牌(18)水平方向的套管头正面设置有第一注脂阀(16)和注脂标牌(17)，表套管头本体(1)右上侧设有顶丝总成(10)和顶丝防转动环(12)通过内六角圆柱头螺钉(11)穿过表套管头本体(1)连接至上部密封组件(2)，在表套管头本体（1）中间外侧用铆钉固定有一个铭牌(14)。

3.根据权利要求1所述的一种超高密封性卡瓦芯轴互换式套管头，其特征在于：所述表层套管头可调节支撑座(6)通过钣金焊接连接表套管头本体（1）。

4.根据权利要求1所述的一种超高密封性卡瓦芯轴互换式套管头，其特征在于：所述芯轴悬挂器（5）中部台阶圆周上设置有左旋螺纹。

5. 根据权利要求1所述的一种超高密封性卡瓦芯轴互换式套管头，其特征在于：所述闸阀(7)包括双头螺栓(71)、小对边螺母(72)、密封垫环 (73)、丝堵(74)、表接头(75)、丝扣法兰(76)、仪表法兰(77)、y型直通截止阀(79)、双刻度抗震防硫压力表(78)，左侧丝扣法兰(76)中间设置表接头，外面连接丝堵(74)，通过双头螺栓(71)和小对边螺母(72)，内侧垫有密封垫环 (73)来紧固，右侧是仪表法兰(77),上方另设有y型直通截止阀(79)和双刻度抗震防硫压力表(78)，两侧闸阀(7)通过裁丝螺栓（13）连接表套管头本体(1)。

技术总结
本技术公开了一种超高密封性卡瓦芯轴互换式套管头，属于石油天然气钻采专用设备领域，包括表套管头本体、上部密封组件、中部密封组件、下部密封组件、芯轴悬挂器、表层套管头可调节支撑座、闸阀。本技术通过采用压环、密封圈、本体组成的平面双密封结构，同时用卡紧弹簧轴向固定下压环，从而保证平面双密封结构的稳定。其密封圈均采用PEEK材质，在高温110℃温度下，其具有良好的密封性能。下部密封组件采用三道BT密封圈结构，均为FKM材质，综合性能特别突出，足以保证其在110℃温度下能够正常稳定的工作，进一步提升套管头的整体密封性能。

技术研发人员：吴启春,陶书浩,周凡
受保护的技术使用者：建湖县鸿达阀门管件有限公司
技术研发日：20221205
技术公布日：2024/1/12