一种井口金属密封环的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种井口密封装置，具体涉及一种井口金属密封环，包括密封环本体，所述密封环本体的上端面和下端面上分别开设有上座圈槽和下座圈槽，在密封环本体的内环壁和外环壁上还分别设置至少4圈凸起，所述凸起与密封环本体为一体式结构。在该井口金属密封环的上端面和下端面分别设置用于安装上座圈和下座圈的上座圈槽和下座圈槽，并通过在密封环本体的内环壁和外环壁上分别设置至少4圈凸起，比原来的X形密封环的内环壁和外环壁的凸起数量分别至少多出2圈，使井口装置和悬挂器之间的密封面积增加，加强密封效果，有利于消除因密封效果不佳存在的安全隐患。
【专利说明】
一种井口金属密封环
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种井口密封装置，特别是一种井口金属密封环。
【背景技术】
[0002]井口装置是指石油、天然气钻井中，安装在井口的悬挂套管、油管和用于密封油管与套管及各层套管环形空间的装置，井口装置是油气井最上部控制和调节油气生产的主要设备，井口装置的重要作用是连接井下的各层套管、并密封各层套管环形空间和承担悬挂套管部分重量;悬挂油管及下井工具，承挂井内的油管柱的重量，密封油套环形空间；控制和调节油井生产；保证各项井下作业施工，便于压井作业、起下作业等措施施工和进行测压、清蜡等油井正常生产管理。
[0003]其中，井口装置和悬挂器之间是通过密封环来实现二者之间的密封的，密封效果的好坏直接关系到井口的安全使用，若密封不严，将有引发事故的安全隐患。现有技术中采用的是三角楔形金属密封环或者“X”形金属密封环来实现密封，如图1所示，在X形密封环本体I的上下端面分别开设有槽形的上开口 101和下开口 102，且上开口 101和下开口 102对称设置，在X形密封环本体I的环内和环外均设有凸起103，如图1中可以看到，所述凸起103设置在在密封环本体的上端和下端边缘，从密封环本体上延伸而出，但这样的密封环结构存在环本体与油管或油套管头及悬挂器之前的加工面配合不能完全一致的情况，影响密封的效果，不能完全消除安全隐患。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的发明目的在于:针对现井口密封环的结构使其与油管或油套管头及悬挂器的加工面配合不能完全一致，影响密封的效果，存在安全隐患的技术问题，提供一种井口金属密封环，该密封环密封效果好，有利于消除因密封效果不佳存在的安全隐患。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为:
[0006]—种井口金属密封环，包括密封环本体，所述密封环本体的上端面和下端面上分别开设有上座圈槽和下座圈槽，在密封环本体的内环壁和外环壁上还分别设置至少4圈凸起，所述凸起与密封环本体为一体式结构。
[0007]在该井口金属密封环的上端面和下端面分别设置用于安装上座圈和下座圈的上座圈槽和下座圈槽，并通过在密封环本体的内环壁和外环壁上分别设置至少4圈凸起，比原来的X形密封环的内环壁和外环壁的凸起数量分别至少多出2圈，使井口装置和悬挂器之间的密封面积增加，加强密封效果，有利于消除因密封效果不佳存在的安全隐患。
[0008]作为本实用新型的优选方案，在密封环本体内环壁上的多圈凸起相互平行，在密封环本体外环壁上的多圈凸起相互平行。在压圈放入密封环本体的座圈槽后，对座圈槽进行挤压，相互平行设置的多圈凸起也随座圈槽的挤压而产生位移变化，即分别往远离密封环本体的方位移动，进而使得井口装置和悬挂器之间的密封面积增加。
[0009]作为本实用新型的优选方案，在密封环本体的内环壁和外环壁上还分别设置有4圈凸起，其中两圈凸起设置在靠近密封环本体上端面的位置，另外两圈凸起设置在靠近密封环本体下端面的位置。
[0010]作为本实用新型的优选方案，所述上座圈槽和下座圈槽的槽形结构均为梯形，且槽口尺寸大于槽底尺寸。将上座圈槽和下座圈槽的槽形结构设置为梯形结构，在座圈放入座圈槽后，有利于座圈与座圈槽的紧密接触和座圈的稳定安装，也有利于多圈凸起往远离密封环本体的方位移动，使得井口装置和悬挂器之间的密封效果更好。
[0011]作为本实用新型的优选方案，所述上座圈槽的槽壁夹角和下座圈槽的槽壁夹角均为锐角。将座圈槽的槽壁之间的夹角设为锐角，更利于座圈安装的稳定性。
[0012]作为本实用新型的优选方案，所述上座圈槽的槽壁夹角大于下座圈槽的槽壁夹角。将上座圈槽的槽壁夹角设计得比下座圈槽的槽壁夹角大，在实际使用时，由于座圈的压紧力先加在密封环本体的上座圈上，上座圈槽的槽壁与上座圈之间产生摩擦力，使下座圈槽的槽壁实际受力小于上座圈的槽壁受力，因此，下座圈槽的槽壁与下座圈之间的接触应力小于上座圈槽的状况，由于下座圈槽的槽壁夹角小于上座圈槽的槽壁夹角，加压紧力时，下座圈槽的槽壁就会先张开，并且即使下座圈槽的槽壁实际受力小于上座圈槽的槽壁受力，但因下座圈槽的槽壁夹角更小，较小的压力就能产生足够的径向压力，使下座圈槽与下座圈之间的接触应力达到使用需求，起到上下面同步密封的效果。
[0013]作为本实用新型的优选方案，所述上座圈槽的槽壁夹角为30°，所述下座圈槽的槽壁夹角为20°。
[0014]作为本实用新型的优选方案，所述凸起的设置位置与上座圈槽和下座圈槽的深度相适应，使得当座圈放入座圈槽内并挤压座圈槽时，所述凸起随座圈槽形变而产生位置变化。
[0015]综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:
[0016]1、在该井口金属密封环的上端面和下端面分别设置用于安装上座圈和下座圈的上座圈槽和下座圈槽，并通过在密封环本体的内环壁和外环壁上分别设置至少4圈凸起，比原来的X形密封环的内环壁和外环壁的凸起数量分别至少多出2圈，使井口装置和悬挂器之间的密封面积增加，加强密封效果，有利于消除因密封效果不佳存在的安全隐患；
[0017]2、在压圈放入密封环本体的座圈槽后，对座圈槽进行挤压，相互平行设置的多圈凸起也随座圈槽的挤压而产生位移变化，即分别往远离密封环本体的方位移动，进而使得井口装置和悬挂器之间的密封面积增加；
[0018]3、将上座圈槽的槽壁夹角设计得比下座圈槽的槽壁夹角大，在实际使用时，由于座圈的压紧力先加在密封环本体的上座圈上，上座圈槽的槽壁与上座圈之间产生摩擦力，使下座圈槽的槽壁实际受力小于上座圈的槽壁受力，因此，下座圈槽的槽壁与下座圈之间的接触应力小于上座圈槽的状况，由于下座圈槽的槽壁夹角小于上座圈槽的槽壁夹角，加压紧力时，下座圈槽的槽壁就会先张开，并且即使下座圈槽的槽壁实际受力小于上座圈槽的槽壁受力，但因下座圈槽的槽壁夹角更小，较小的压力就能产生足够的径向压力，使下座圈槽与下座圈之间的接触应力达到使用需求，起到上下面同步密封的效果。
【附图说明】
[0019]图1是现有X形金属密封环的截面结构示意图。
[0020]图2为本实用新型井口金属密封环的结构示意图。
[0021]图3为图2中的密封环截面示意图。
[0022]图中标记:1-X形密封环本体，101-上开口，102-下开口，103-凸起，2-密封环本体，201-上座圈槽，202-端部延伸凸起，203-中部延伸凸起，204-下座圈槽，a为上座圈槽的槽壁夹角，b为下座圈槽的槽壁夹角。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
[0024]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例
[0025]本实施例将该井口金属密封环用于使用钻井的井口装置和悬挂器之间的密封，如图2和图3所示，本实施例的井口金属密封环，包括密封环本体2，所述密封环本体2的上端面和下端面上分别开设有上座圈槽201和下座圈槽204，在密封环本体2的内环壁和外环壁上还分别设置4圈凸起，所述凸起与密封环本体2为一体式的结构。
[0026]本实施例中，在密封环本体2内环壁上的多圈凸起相互平行，在密封环本体外环壁上的多圈凸起相互平行。在压圈放入密封环本体的座圈槽后，对座圈槽进行挤压，相互平行设置的多圈凸起也随座圈槽的挤压而产生位移变化，即分别往远离密封环本体的方位移动，进而使得井口装置和悬挂器之间的密封面积增加。
[0027]本实施例中，如图2和图3所示，设置在密封环本体2内环壁上的四圈凸起分别为2圈端部延伸凸起202和2圈中部延伸凸起203，其中2圈凸起设置在靠近密封环本体2上端面的位置，另外2圈凸起设置在靠近密封环本体2下端面的位置。
[0028]本实施例中，所述上座圈槽201和下座圈槽204的槽形结构均为梯形，且槽口尺寸大于槽底尺寸。将上座圈槽和下座圈槽的槽形结构设置为梯形结构，在座圈放入座圈槽后，有利于座圈与座圈槽的紧密接触和座圈的稳定安装，也有利于多圈凸起往远离密封环本体的方位移动，使得井口装置和悬挂器之间的密封效果更好。
[0029]本实施例中，如图2所示，上座圈槽的槽壁夹角a和下座圈槽的槽壁夹角b均为锐角。将座圈槽的槽壁之间的夹角设为锐角，更利于座圈安装的稳定性。
[0030]本实施例中，更具体地，所述上座圈槽的槽壁夹角为30°，所述下座圈槽的槽壁夹角为20°。将上座圈槽的槽壁夹角设计得比下座圈槽的槽壁夹角大，在实际使用时，由于座圈的压紧力先加在密封环本体的上座圈上，上座圈槽的槽壁与上座圈之间产生摩擦力，使下座圈槽的槽壁实际受力小于上座圈的槽壁受力，因此，下座圈槽的槽壁与下座圈之间的接触应力小于上座圈槽的状况，由于下座圈槽的槽壁夹角小于上座圈槽的槽壁夹角，加压紧力时，下座圈槽的槽壁就会先张开，并且即使下座圈槽的槽壁实际受力小于上座圈槽的槽壁受力，但因下座圈槽的槽壁夹角更小，较小的压力就能产生足够的径向压力，使下座圈槽与下座圈之间的接触应力达到使用需求，起到上下面同步密封的效果。
[0031]本实施例中，所述凸起的设置位置与上座圈槽201和下座圈槽204的深度相适应，使得当座圈放入座圈槽内并挤压座圈槽时，所述凸起随座圈槽形变而产生位置变化。将凸起的位置设置到座圈槽可直接影响的密封环上，使得当座圈挤压座圈槽时，可直接带动凸起延伸，增加密封面积，起到更好的密封效果。
[0032]综上所述，本实施例的井口密封环具有以下有益效果:
[0033]在该井口金属密封环的上端面和下端面分别设置用于安装上座圈和下座圈的上座圈槽和下座圈槽，并通过在密封环本体的内环壁和外环壁上分别设置至少4圈凸起，比原来的X形密封环的内环壁和外环壁的凸起数量分别至少多出2圈，使井口装置和悬挂器之间的密封面积增加，加强密封效果，有利于消除因密封效果不佳存在的安全隐患；
[0034]将上座圈槽的槽壁夹角设计得比下座圈槽的槽壁夹角大，在实际使用时，由于座圈的压紧力先加在密封环本体的上座圈上，上座圈槽的槽壁与上座圈之间产生摩擦力，使下座圈槽的槽壁实际受力小于上座圈的槽壁受力，因此，下座圈槽的槽壁与下座圈之间的接触应力小于上座圈槽的状况，由于下座圈槽的槽壁夹角小于上座圈槽的槽壁夹角，加压紧力时，下座圈槽的槽壁就会先张开，并且即使下座圈槽的槽壁实际受力小于上座圈槽的槽壁受力，但因下座圈槽的槽壁夹角更小，较小的压力就能产生足够的径向压力，使下座圈槽与下座圈之间的接触应力达到使用需求，起到上下面同步密封的效果。
[0035]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种井口金属密封环，包括密封环本体，其特征在于，所述密封环本体的上端面和下端面上分别开设有上座圈槽和下座圈槽，在密封环本体的内环壁和外环壁上还分别设置有多圈凸起，所述凸起与密封环本体为一体式结构。2.根据权利要求1所述的井口金属密封环，其特征在于，在密封环本体内环壁上的多圈凸起相互平行，在密封环本体外环壁上的多圈凸起相互平行。3.根据权利要求2所述的井口金属密封环，其特征在于，在密封环本体的内环壁和外环壁上还分别设置有4圈凸起，其中2圈凸起设置在靠近密封环本体上端面的位置，另外2圈凸起设置在靠近密封环本体下端面的位置。4.根据权利要求1-3之一所述的井口金属密封环，其特征在于，所述上座圈槽和下座圈槽的槽形结构均为梯形，且槽口尺寸大于槽底尺寸。5.根据权利要求4所述的井口金属密封环，其特征在于，所述上座圈槽的槽壁夹角和下座圈槽的槽壁夹角均为锐角。6.根据权利要求5所述的井口金属密封环，其特征在于，所述上座圈槽的槽壁夹角大于下座圈槽的槽壁夹角。7.根据权利要求6所述的井口金属密封环，其特征在于，所述上座圈槽的槽壁夹角为30°，所述下座圈槽的槽壁夹角为20°。8.根据权利要求1或7所述的井口金属密封环，其特征在于，所述凸起的设置位置与上座圈槽和下座圈槽的深度相适应，使得当座圈放入座圈槽内并挤压座圈槽时，所述凸起随座圈槽形变而产生位置变化。
【文档编号】E21B33/03GK205477496SQ201620214685
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】梅宗清, 刘春全
【申请人】四川华宇石油钻采装备有限公司