一种175MPa高压抗硫采气井口油管头结构及采气井口装置的制作方法

文档序号:35149304发布日期:2023-08-18 05:37阅读:435来源:国知局

本技术涉及采气井口设备领域,具体涉及一种175mpa高压抗硫采气井口油管头结构及采气井口装置。


背景技术:

1、采气井口装置是用来开关、控制和引导气流,在悬挂油管、密封生产套管和油管之间环形空间以及创造测试及井下作业条件,是控制自喷井井口压力和天然气流量的承压设备,是控制气井生产的重要地面设施。随着我国对天然气能源需求的激增和采气钻井技术水平的提高,多个具有开采价值的工业气田相继进行了深井钻探,例如四川、新疆地区的气井已大量使用105mpa、140mpa级采气井口装置。而采气井口装置由于长期与硫化物等腐蚀介质接触,随着时间的推移,腐蚀的增长,其承载能力会不断下降,故140mpa级采气井口装置无法长期在140mpa压力环境中使用,只能低于设计时规定的额定工作压力环境下使用。而随着钻采深度的提高随之出现140mpa及以上压力井口的需求,为保证生产安全这就需要一种额定工作压力在175mpa和高抗硫性能采气井口装置,满足长期在140mpa及以上压力、高含硫环境中使用的要求,防止出现泄漏进而导致井喷失控事故。

2、基于上述要求对油管头与套管挂连接的密封结构尤其需要加强设计,现有的申请号为:cn202122286387.x所公开的一种175mpa超高压压裂井口装置。该装置采用了由橡胶材料组成的第一密封件和金属材料组成的第二密封件,采用双重密封的原理,以提升密封性能,但是一般的双重密封结构无法适应于气体中硫化物含量高的工作环境。长期使用会导致密封件腐蚀,从而会导致承载能力下降,最终会引发泄漏进而导致井喷失控事故。


技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足,本实用新型提供一种175mpa高压抗硫采气井口油管头结构及采气井口装置,具有耐高压抗硫化物的性能,以及使用寿命长的优点。

2、为了实现上述目的,本实用新型是通过如下的技术方案来实现:一种175mpa高压抗硫采气井口油管头结构,包括:油管头本体,所述油管头本体上设有竖直方向的穿孔,对应穿孔底部设有套管头连接口,所述套管头连接口内壁设有第一密封圈槽,所述第一密封圈槽上方设有第二密封圈槽;

3、压力增强式密封装置,所述压力增强式密封装置设置在第一密封圈槽内,所述压力增强式密封装置包括上金属密封圈和下金属密封圈,所述上金属密封圈和下金属密封圈的贴合面的延伸方向倾斜于竖直方向;

4、第三密封圈,所述第三密封圈设置在第二密封圈槽内,所述第三密封圈内部为金属骨架,所述第三密封圈外层包覆有密封加强层。

5、上述装置中,本实用新型所述的一种175mpa高压抗硫采气井口油管头结构,用于与套管挂连接,套管部设置在套管头连接口内,其中所述下金属密封圈外圈与第一密封圈槽外圈紧密贴合,所述下金属密封圈的内圈与外接套管外壁紧密接触,通过油管头本体下端的法兰结构上的螺栓螺母与套管挂紧固连接,从而使得上金属密封圈和下金属密封圈互相轴向挤压,由于所述上金属密封圈和下金属密封圈的贴合面的延伸方向倾斜于竖直方向,能够使得一堆上金属密封圈和下金属密封圈紧密贴合,且二者贴合的紧密程度与所述下金属密封圈收到的轴向压力成正比,因此能够保证所述套管头连接口与外接套管之间的密封性,并且能够适应高压的工作环境。并且采用压力增强式密封装置和第三密封圈相结合组成二次密封结构,能够满足试验压力为262.5mpa下采气井口装置的密封性能要求。具体的,所述上金属密封圈和下金属密封圈的材料为不锈钢。具体的,所述密封加强层的材料为fkm材质,包覆在第三密封圈的金属骨架上,提升密封性能,而所述第三密封圈内部的金属骨架能够提升所述第三密封圈的刚性。从而能够适应高硫化物含量的工作环境。综上,本实用新型所述的一种175mpa高压抗硫采气井口油管头结构具有耐高压抗硫化物的性能,以及使用寿命长的优点。

6、进一步的,所述的一种175mpa高压抗硫采气井口油管头结构,所述压力增强式密封装置还包括压环,所述压环设置在所述下金属密封圈下端,所述下金属密封圈下端面与所述压环上端面相贴合,所述套管头连接口对应第一密封圈槽下端设有与压环相适应的槽部。作为本实用新型的优选方案,所述压环用于轴向挤压下金属密封圈从而增大上金属密封圈和下金属密封圈之间的密封。

7、进一步的,所述的一种175mpa高压抗硫采气井口油管头结构,所述油管头本体对应第二密封圈槽侧壁的两侧设有一对油脂穿孔,一对所述油脂穿孔外端分别设有堵头和注脂阀,所述第三密封圈外圈设有环形槽。作为本实用新型的优选方案,操作时,卸去堵头,在注脂枪中装入7903密封脂,通过软管连到注脂阀接头上。然后,注入密封脂,同时观察对面的油脂穿孔,直到孔口有密封脂溢出为止。装上堵头并拧紧,继续注脂直至达到额定工作压力或表层套管抗挤强度的80%,取两者之一低值。从而保证所述第三密封圈的密封性。

8、进一步的,所述的一种175mpa高压抗硫采气井口油管头结构,所述穿孔内壁附着有防腐蚀涂料。作为本实用新型的优选方案,具体的喷涂二硫化钼耐腐蚀层,可以使采气井口装置整体具备较高的抗硫化氢腐蚀性能。

9、一种采气井口装置,包括上述的一种175mpa高压抗硫采气井口油管头结构,还包括:采气树,所述采气树底部设有连接法兰,所述连接法兰与油管头本体上端相连接,所述采气树底部设有油管悬挂器,所述油管悬挂器插设在所述穿孔内;

10、顶丝,所述顶丝穿设在所述油管头本体上,所述顶丝前端延伸进入穿孔内,所述顶丝前端与所述油管悬挂器外壁抵触连接,对应所述顶丝,所述油管头本体上设有顶丝穿孔。作为本实用新型的优选方案,所述顶丝用于对所述油管悬挂器限位锁紧。

11、进一步的,所述的一种采气井口装置,所述采气树还包括四通连接器,所述四通连接器设置在连接法兰上方,所述连接法兰和四通连接器之间依次连接设有手动平板阀和液动安全阀。作为本实用新型的优选方案,设置液动安全阀提高所述一种采气井口装置的安全性。

12、进一步的,所述的一种采气井口装置,所述四通连接器上端连接设有双刻度防硫抗震压力表,所述双刻度防硫抗震压力表和四通连接器之间设有手动平板阀。作为本实用新型的优选方案,所述双刻度防硫抗震压力表能够适应高压高硫含量的使用环境。

13、进一步的,所述的一种采气井口装置,还包括方型直角截止阀,所述方型直角截止阀设置在所述油管头本体和四通连接器的两侧,所述方型直角截止阀和油管头本体,以及所述方型直角截止阀和四通连接器之间设有一对手动平板阀。作为本实用新型的优选方案,所述方型直角截止阀是用来控制和更换压力表时用的。手柄左旋为开,右旋为关,更换压力表时,先将本阀关闭,切断气路,再拧松线压螺钉,放去余气,然后再拆卸压力表。操作手柄时,不要用力过大,以免损坏。

14、进一步的,所述的一种采气井口装置,还包括仪表法兰,所述仪表法兰设置在所述油管头本体和四通连接器一侧的一对手动平板阀之间。

15、进一步的,所述的一种采气井口装置,所述手动平板阀包括阀杆和调节手轮,所述阀杆上设有第一锥齿轮,所述调节手轮上设有第二锥齿轮,所述第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合连接,所述第一锥齿轮直径大于第二锥齿轮。作为本实用新型的优选方案,相对于调节手轮直接安装在阀杆上,减小操作人员开关时的力矩。

16、上述技术方案可以看出,本实用新型具有如下有益效果:

17、1. 本实用新型提供了一种175mpa高压抗硫采气井口油管头结构,具有耐高压抗硫化物的性能,以及使用寿命长的优点。

18、2. 本实用新型提供了一种采气井口装置,其中的手动平板阀相对于调节手轮直接安装在阀杆上,减小操作人员开关时的力矩。

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