专利名称：一种超高压套管头的制作方法
技术领域：
本实用新型是高压油(气)井口装置，是地质，石油勘探开发深井高压油(气)井钻井中和完井后必需的设备，它是用来悬挂套管柱，密封套管之间环形空间的一种永久性装置。
常规使用的套管头是整体结构，但由于结构复杂，体积庞大，价格昂贵，给油田科学打井，普及使用套管头带来不便，为了克服上述缺点，本人曾设计分体结构的轻便耐压快装套管头，(中国专利90202185)该装置达到了耐压可靠，安装方便，价格低等目的，但仅在4500米深35兆帕油(气)井上推广使用。
本实用新型的目的是为了适应地质，石油勘探开发向深井，超深井70兆帕油(气)井发展的需要，在吸收耐压快装套管头优点的基础上，结构上又有了新的突破，并专门设计了即能满足深井高压油(气)井的要求，又具有结构简单，体积小，重量轻，价格低，安装方便的整体结构能耐70兆帕压力的新型套管头。
本实用新型主要由悬挂器、中间压板、支撑盖、特制内层套管接箍，主、付密封圈、金属密封圈、压紧螺母、堵头及螺栓组成。如图1所示，悬挂器，中间压板，金属密封圈压紧螺母采用整体结构，支撑盖，主、付密封圈采用分体结构。安装时，将悬挂器穿过内层套管和接箍，下部螺纹旋入外层套管的接箍上，装主V形密封圈，切口位置以180°交错装入悬挂器中，上紧压紧螺母将V形密封圈胀开，再套入金属密封圈，中间压板，装付工字形密封圈，支撑盖，内层套管接箍座在支撑盖上，通过中间压板，悬挂器来悬挂内层套管柱，在套管柱重量作用下使金属密封圈产生变形，由线接触变成面接触而起到密封作用。付密封圈成工字形，两面用金属上下压板通过上拧螺钉将工字形密封圈胀开。主V形密封圈在套管环空压力增大时，有自行密封作用，达到高压密封的效果。悬挂器下端环形通道与堵头相通，堵头平时上紧密封，当需要排泄油、气或往环形空间补注水泥及测试时，打开堵头，接上相应的接头和设备进行作业。
如下图1为超高压套管头结构示意图；图2为主V形密封圈结构示意图；图3为付工字形密封圈结构示意图；图4为金属密封圈示意图。
以下结合附图详细叙述本实用新型如图1所示，悬挂器12装在内层套管柱2与外层套管接箍13之间，悬挂器12下部加工有丝扣，与外层套管接箍13螺纹联接，悬挂器12内装有密封组件，采用三道密封机构，主密封机构压环8，橡胶密封圈9，支撑环10采用V形结构，由螺母7紧固；付密封机构上、下金属压板15、17采用V形结构，橡胶密封圈16采用工字形结构，由螺钉18压紧；整体金属密封圈6装在压板5与悬挂器12之间。悬挂器12下端环形通道与堵头11相通，悬挂器12上面装有中间压板5，支撑盖3，内层套管接箍1座在支撑盖3上，通过中间压板5，悬挂器12来悬挂内层套管柱2。安装时，将悬挂器12穿过内层套管柱2，特制接箍1，下部螺纹旋入外层套管接箍13上。将支撑承环8，V形密封圈9，压环10，切口位置以180°交错装入悬挂器12中，上拧压紧螺母7使V形密封圈9胀开，使内外层套管环空密封，如图2所示。为了提高密封使用寿命，增加金属密封圈6，中间压板5，穿过内层套管2及接箍1，用螺栓19固紧，再装入分体结构下压板15，工形密封圈16，上压板17，上紧螺钉18，使工字形密封圈16胀开，提高了内外层套管环空密封性能，如图3所示，最后装分体结构支撑盖3，用夹紧螺栓20合体，上紧螺栓4，下放内层套管柱2座在支撑盖3上，通过中间压板5，悬挂器12来悬挂内层套管柱2，在100多吨内层套管柱重量下，金属密封圈6产生变形，由线接触变成面接触，再次上紧螺母栓18，如图4所示，因而提高了内外层套管环空密封性能和使用寿命。当环空有高压油气作用时，主V形密封圈8、9、10有自行密封作用，压力越大，密封效果越好，随着地层压力的增高，可增加V形密封圈9的个数来达到高压密封的效果。如下两层以上套管时，本套管头可根据不同尺寸叠加选用，套管头将两组以上套管柱悬挂起来，同时将两组以上套管之间的环形空间密封。悬挂器12上有两个堵头11，与悬挂器下端环形通道相通，堵头11平时上紧密封，当需要泄油气或往环形空间补注水泥及测试时，打开堵头，还可用来检查环空压力变化情况和出厂前的打压试验。
本实用新型的优点是1、采用锻造工艺整体结构的悬挂器，中间压板，金属密封圈分体结构的支撑盖及主、付密封圈，悬挂器与外层套管接箍，采用螺纹联接，使套管头受力合理，安装方便，在保证强度的基础上，仍达到缩小体积(高度270毫米)减轻重量(120公斤)降低成本(约9500元／套)。
2、为满足70兆帕的需要，设计了特制套管接箍，利用特制接箍承载能力，通过套管头悬挂套管柱，简化了结构，达到轻便目的。
3、设计了三道高压密封机构，保证了两层套管之间的环空高压密封性能，提高了高压密封使用寿命。
4、在保证70兆帕条件下，为了便于排泄油气或往环形空间补注水泥，在悬挂器下端设计了环空通道与堵头相通。
权利要求1.一种用于井口的超高压套管头，主要由悬挂器、中间压板、支撑盖、密封组件、堵头、螺母及螺栓组成，其特征在于悬挂器12装在内层套管柱2与外层套管接箍13之间，悬挂器12上面装有压板5、支撑盖3、内层套管接箍1座在支撑盖3上，悬挂器12内设有耐高压密封机构，由主密封机构、付密封机构和金属密封圈6构成，悬挂器12下部与外层套管接箍13螺纹连接，悬挂器12下端设有环形通道与堵头相通。
2.根据权利要求1所述的超高压套管头，其特征在于主密封机构由压环8、橡胶密封圈9、支撑环10采用V形结构。
3.根据权利要求1所述的超高压套管头，其特征在于付密封机构上，下金属压板15、17采用V形结构，橡胶密封圈16采用工字形结构。
4.根据权利要求1所述的超高压套管头，其特征在于整体金属密封圈6装在压板5与悬挂器12之间。
专利摘要本实用新型涉及井口用超高压套管头，由悬挂器、中间压板、支撑盖、密封组件、压紧螺母、堵头等组成。悬挂器、中间压板、金属密封圈、压紧螺母采用整体结构，支撑盖，主、副密封圈采用分体结构，悬挂器与外层套管接箍采用螺纹联接，达到受力合理，强度高的要求，特制内层套管接箍座在支撑盖上，通过中间压板、悬挂器来悬挂内层套管柱。采用两道橡胶主、副密封机构和一道金属密封圈，提高了高压密封性能和使用寿命，同时具有结构简单，成本低，安装使用方便等特点。
文档编号E21B33/04GK2084978SQ91200029
公开日1991年9月18日 申请日期1991年1月4日 优先权日1991年1月4日
发明者程桂华, 王淑芳 申请人:程桂华, 王淑芳