CN218439303U - 一种采用自锁紧悬挂器的金属密封单级套管头 - Google Patents

Abstract

一种采用自锁紧悬挂器的金属密封单级套管头，在套管头四通的中心孔上方，装有自带锁紧机构的套管悬挂器，在套管悬挂器中下方的柱体上，装有一根弹性密封圈和有三层内外密封线的金属密封组件；套管头四通两侧所用的翼阀，全部选用闸板与阀杆螺母分体组合、带弹性密封圈防砂板的手动暗杆平板阀；在所用的测压总成中，将仪表截止阀和压力表缓冲器连结成一个整体的截止缓冲阀部件。因此避免了用众多锁紧螺钉和其配套的密封组件，从外部来压紧固定套管悬挂器的麻烦；且具有产品重量轻、密封性能好、操作更省力、性能更先进、***格低等特点。

Description

一种采用自锁紧悬挂器的金属密封单级套管头

技术领域

本实用新型涉及石油、天然气钻采设备中的套管头。

背景技术

现有油气钻采设备中的套管头，绝大多数采用是芯轴式套管悬挂器；所用的芯轴式套管悬挂器安装于套管头四通的中心台阶孔上方，用套管头四通上法兰周边上均布的带密封组件的锁紧螺钉，从外部压紧固定；存在着零件数量多、产品大而笨、泄漏环节多、***格高等问题。另外，套管头所用的仪表截止阀和压力表缓冲器，均为各自独立、又组合应用的两个部件，存在着组合应用后的部件体积大、易泄漏、易碰坏和价格高等问题；所用的明杆或暗杆平板阀，均存在体积较大、结构复杂、操作费力、容易砂堵等问题；这些问题的存在，增加了用户的工作和经济负担。

发明内容

本实用新型的目的，在于设计一种综合采用新型的自锁紧套管悬挂器、金属密封组件、手动暗杆平板阀和截止缓冲阀部件的单级套管头，以进一步提高套管头产品的综合性能、减轻用户的工作和经济负担。

本实用新型由底座、套管头四通、套管悬挂器，以及两侧的翼阀、螺纹式仪表法兰、测压总成、螺纹式法兰、管堵和配套的密封件、螺纹联接件组合而成；其不同之处是：在套管头四通的中心孔上方，装有自带锁紧机构的套管悬挂器，在套管悬挂器中下方的柱体上，装有一根弹性密封圈和有三层内外密封线的金属密封组件；套管头四通两侧所用的翼阀，全部选用闸板与阀杆螺母分体组合、带弹性密封圈防砂板的手动暗杆平板阀；在所用的测压总成中，将仪表截止阀和压力表缓冲器连结成一个整体的截止缓冲阀部件。

由于本实用新型在套管头四通的中心孔内，安装自带锁紧机构的套管悬挂器，因此就省去了套管头四通中上法兰周边上均布的从外部压紧固定套管悬挂器的众多锁紧螺钉和其配套的密封组件，进而避免了加大套管头四通上法兰的厚度，避免了众多锁紧螺钉密封处的泄漏，避免了钢材和能源的消耗、成本和价格的上升。在套管悬挂器部件中下方的柱体上，装有三层内外密封线的金属密封组件，比现有的一道或二道密封线的金属密封组件具有更好的密封性能。套管头四通两侧所用的翼阀，全部选用闸板与阀杆螺母分体组合、带弹性密封圈防砂板的手动暗杆平板阀，具有操作阻力小、防砂性能好的优点。在所用的测压总成中，将仪表截止阀和压力表缓冲器连结成一个整体的截止缓冲阀部件，具有体积小、功能全、价格低等优点；最终使得单级套管头的整体质量和性能再次攀升，生产成本和销售价格进一步降低。

附图说明

图1为本实用新型总体结构和中心部位局部剖视的示意图；

图2为本实用新型中，套管悬挂器部件全剖视结构放大示意图；

图3为本实用新型中，翼阀部件全剖视旋转结构放大示意图；

图4为图4中翼阀部件内，阀杆、阀杆螺母、闸板、阀座和弹性防砂板组装后的侧面投影示意图；

图5为本实用新型中，截止缓冲阀部件全剖视放大示意图。

附图中标号所示的零部件名称如下：

1、底座，2、套管头四通，3、套管悬挂器，3-1、套管挂，3-2、驱动螺帽，3-3、环形楔块，3-4、弹簧圈，3-5、弹性密封圈，3-6、金属密封圈，3-7、支撑圈，3-8、圆螺母，3-9、紧定螺钉，4、密封垫环，5、螺柱螺母，6、翼阀，6-1、阀体，6-2、阀杆，6-3、阀杆螺母，6-4、闸板，6-5、阀座，6-6、防砂板，6-7、弹性密封圈，7、螺纹式仪表法兰，8、双公接头，9、截止缓冲阀，9-1、阀体，9-2、表接头，9-3、阀杆螺母，9-4、阀杆，9-5、手轮，9-6、泄压螺钉，10、压力表，11、螺纹式法兰，12、管堵。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1中，本实用新型由底座1、套管头四通2、套管悬挂器3和其两侧安装的翼阀6、螺纹式仪表法兰7、测压总成、螺纹式法兰11、管堵12和配套使用的密封件、螺纹联接件所组成。套管头四通2的下方，焊接在底座1的上面，安装在井口的水泥基础之上；在套管头四通2的一侧，用密封垫环4和螺柱螺母5，联接着翼阀6、螺纹式仪表法兰7和管堵12；在螺纹式仪表法兰7的上方，装有测压总成，用于测量套管之间的压力；在套管头四通2的另一侧，用密封垫环4和螺柱螺母5，联接着翼阀6、螺纹式法兰11和管堵12；在套管头四通2的上方中心孔内，装有芯轴式套管悬挂器3，在相对于悬挂器中环形楔块3-3的部位，切有一道大于或等于环形楔块3-3厚度的凹槽，与其配合锁定。

图2中，本实用新型中的套管悬挂器3，由套管挂3-1、驱动螺帽3-2、环形楔块3-3、弹簧圈3-4、弹性密封圈3-5、金属密封圈3-6、支撑圈3-7、圆螺母3-8和紧定螺钉3-9所组成；套管挂3-1是一根中间粗、两端细的垫心柱状体零件，柱状体的中心是贯通的台阶孔，台阶孔的两端均加工成锥管螺纹；在其中上部位的螺柱和凹槽处，装有驱动螺帽3-2、环形楔块3-3和弹簧圈3-4组成的锁紧机构；在其中下方的圆柱体和螺柱体上，装有一根弹性密封圈3-5和有三层内外密封线的金属密封组件。有三层内外密封线的金属密封组件，由三层叠加的“八”字形截面的金属密封圈3-6、上方为梯形截面的支撑圈3-7、圆螺母3-8及紧定螺钉3-9所组成；在悬挂套管的重力、套管头四通2中心孔内的台阶和支撑圈3-7的挤压下，对套管悬挂器3下方的环形空间进行密封，以应对来自地下的腐蚀性介质。

在本实用新型的套管悬挂器3中，驱动螺帽3-2的***是光洁的圆柱体，中间是螺纹通孔，上端加工有4～6个对称的轴向凹槽，下端加工有一个大倒角。环形楔块3-3是合并后，外径小于等于套管挂3-1最大直径的环形组合件；环形楔块3-3的上下是平面，边缘处均加工有小于或等于30°的倒角，在其外圆周的中部切有凹槽，其中心孔的大部分加工成开口向上、与驱动螺帽3-2下端楔合的大倒角；环形楔块3-3被对称的切成4～6块，用其外圆周中部凹槽内的弹簧圈3-4束缚在一起。

图3和图4中，本实用新型中所用的两只翼阀6，均是一种新型的手动暗杆平板阀；在其阀体6-1的圆柱形盲孔阀腔内，阀杆6-2用其下端的螺杆穿过上形的阀杆螺母6-3、闸板6-4上方的上形凹槽和圆柱形盲孔，驱动阀门的开关；在阀座6-5的下方，对称地装有一对填满闸板6-4两侧阀腔、带弹性密封圈6-7的防砂板6-6。翼阀6中防砂板6-6，是一块一侧平面、一侧圆弧面的方形厚钢板，在钢板的上面有一个圆弧形缺口，在钢板的下面与圆弧面的交界之处加工成大倒角；在防砂板6-6两侧的平面及圆弧面的垂直平分线上、靠近上面圆弧形缺口处，钻有一个小直径的通孔；在防砂板6-6的圆弧面上，对称地加工有一个带四个圆弧角的方形凹槽，方形凹槽内装有一根弹性密封圈6-7，在与阀体6-1的阀腔孔壁接触后，会产生推动防砂板6-6与闸板6-4紧密贴合的弹性力。

图5中，本实用新型所用的测压总成，由双公接头8、截止缓冲阀9和压力表10所组成。截止缓冲阀9是将常用的仪表截止阀和压力表缓冲器连结成的一个整体部件。该部件由阀体9-1、表接头9-2、阀杆螺母9-3、阀杆9-4、手轮9-5、泄压螺钉9-6六种零件和配套的密封件、螺纹联接件组合而成。截止缓冲阀9的阀体9-1呈L形，主体部分是方柱体或圆柱体，下端的中心部位加工有一个螺纹孔，上端用伸出的空心螺柱体、圆柱体和其携带的两道弹性密封圈与表接头9-2相联接；一侧的凸起端为圆柱形，在其中心较大的带台阶螺纹孔中，装有阀杆螺母9-3、阀杆9-4和密封垫圈、小弹性密封圈；凸起端对应的另一侧，有一个较小的螺纹孔中装有泄压螺钉9-6；在阀杆9-4的外端，用平垫圈和螺母固定着手轮9-5。在阀体9-1的内部，上端的圆柱形深孔、下端的螺纹孔、凸起端较大的带台阶螺纹孔和另一侧较小的螺纹孔，均用细小直径的孔相互连通。阀杆9-4和一个与阀体9-1下端螺纹孔连通的细小直径孔配合，具有截止阀的功能；阀体9-1内的细小直径孔，经过带台阶螺纹孔和圆柱形深孔的两次转折和扩张，具有缓冲的功能，从而起到保护压力表10的作用。

本实用新型套管悬挂器3所用的弹性密封圈3-5、翼阀6中所用的弹性密封圈6-7和截止缓冲阀9中所用的弹性密封圈，其横截面的外边为凸起的圆弧边，内边有一个半圆形凹槽，其余两边为相互平行的直线边。所有的弹性密封圈，全部采用“FKM氟橡胶”或“HNBR高饱和氢化丁腈橡胶”材料制造，以应对高压力和腐蚀性气体。

本实用新型在安装套管悬挂器3时，先用套筒板手旋转驱动螺帽3-2向上移动，环形楔块3-3会在弹簧圈3-4的作用下，缩小到套管挂3-1的最大直径之内；通过套管挂3-1中心孔上下两端的锥管螺纹孔，分别联接吊杆和放入井中的套管；在吊杆的帮助下，将其放入套管头四通2的中心台阶孔中；套管挂3-1下方的金属密封组件，在悬挂的套管重力作用下进行坐封；再旋转套筒板手和驱动螺帽3-2向下移动，推动环形楔块3-3楔入到套管悬挂器3的中心孔对应的凹槽中，从内部锁紧套管悬挂器3；然后拆去吊杆和套筒板手，便可进行其它零部件的安装工作。当需要拆卸套管悬挂器3时，只需要用套筒板手旋转驱动螺帽3-2向上移动，让环形楔块3-3缩回到套管挂3-1最大的直径之内，即可采用吊杆将其取出。

Claims (7)

1.一种采用自锁紧悬挂器的金属密封单级套管头，由底座、套管头四通、套管悬挂器，以及两侧的翼阀、螺纹式仪表法兰、测压总成、螺纹式法兰、管堵和配套的密封件、螺纹联接件组合而成；其特征是：在套管头四通的中心孔上方，装有自带锁紧机构的套管悬挂器，在套管悬挂器中下方的柱体上，装有一根弹性密封圈和有三层内外密封线的金属密封组件；套管头四通两侧所用的翼阀，全部选用闸板与阀杆螺母分体组合、带弹性密封圈防砂板的手动暗杆平板阀；在所用的测压总成中，将仪表截止阀和压力表缓冲器连结成一个整体的截止缓冲阀部件。

2.根据权利要求1所述的采用自锁紧悬挂器的金属密封单级套管头，其特征是：套管悬挂器，由套管挂、驱动螺帽、环形楔块、弹簧圈、弹性密封圈、金属密封圈、支撑圈、圆螺母和紧定螺钉所组成；套管挂是一根中间粗、两端细的空心柱状体零件，在其中上部位的螺柱和凹槽处，装有驱动螺帽、环形楔块和弹簧圈组成的锁紧机构。

3.根据权利要求1所述的采用自锁紧悬挂器的金属密封单级套管头，其特征是：有三层内外密封线的金属密封组件，由三层叠加的“八”字形截面的金属密封圈、上方为梯形截面的支撑圈、圆螺母及紧定螺钉所组成。

4.根据权利要求2所述的采用自锁紧悬挂器的金属密封单级套管头，其特征是：在套管悬挂器中，驱动螺帽的***是光洁的圆柱体，中间是螺纹通孔，上端加工有4～6个对称的轴向凹槽，下端加工有一个大倒角；环形楔块是合并后，外径小于等于套管挂最大直径的环形组合件；环形楔块的上下是平面，边缘处均加工有小于或等于30°的倒角，在其外圆周的中部切有凹槽，其中心孔的大部分加工成开口向上、与驱动螺帽下端楔合的大倒角；环形楔块被对称的切成4～6块，用其外圆周中部凹槽内的弹簧圈束缚在一起。

5.根据权利要求1所述的采用自锁紧悬挂器的金属密封单级套管头，其特征是：所用的两只翼阀，在其阀体的圆柱形盲孔阀腔内，阀杆用其下端的螺杆穿过⊥形的阀杆螺母、闸板上方的⊥形凹槽和圆柱形盲孔，驱动阀门的开关；在阀座的下方，对称地装有一对填满闸板两侧阀腔、带弹性密封圈的防砂板。

6.根据权利要求1或5所述的采用自锁紧悬挂器的金属密封单级套管头，其特征是：翼阀中防砂板，是一块一侧平面、一侧圆弧面的方形厚钢板，在钢板的上面有一个圆弧形缺口，在钢板的下面与圆弧面的交界之处加工成大倒角；在防砂板两侧的平面及圆弧面的垂直平分线上、靠近上面圆弧形缺口处，钻有一个小直径的通孔；在防砂板的圆弧面上，对称地加工有一个带四个圆弧角的方形凹槽，方形凹槽内装有一根弹性密封圈。

7.根据权利要求1所述的采用自锁紧悬挂器的金属密封单级套管头，其特征是：截止缓冲阀部件，由阀体、表接头、阀杆螺母、阀杆、手轮、泄压螺钉六种零件和配套的密封件、螺纹联接件组合而成；截止缓冲阀的阀体呈L形，主体部分是方柱体或圆柱体，下端的中心部位加工有一个螺纹孔，上端用伸出的空心螺柱体、圆柱体和其携带的两道弹性密封圈与表接头相联接；一侧的凸起端为圆柱形，在其中心较大的带台阶螺纹孔中，装有阀杆螺母、阀杆和密封垫圈、小弹性密封圈；凸起端对应的另一侧，有一个较小的螺纹孔中装有泄压螺钉；在阀杆的外端，用平垫圈和螺母固定着手轮；在阀体的内部，上端的圆柱形深孔、下端的螺纹孔、凸起端较大的带台阶螺纹孔和另一侧较小的螺纹孔，均用细小直径的孔相互连通。

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