CN209892146U - 一种压力扩张式套管隔封装置 - Google Patents

Abstract

一种压力扩张式套管隔封装置，属于资源与环境技术领域，包括套管本体、上法兰、套管悬挂器和一组顶丝，所述第一凸部的截面为圆环形，所述第一凸部的外壁与套管悬挂器上端部的外壁连接，所述第一凸部的内壁上设有一组环形第一凹槽，所述套管悬挂器的外壁上固定设有一组金属密封圈，所述金属密封圈设置在第一凹槽内，并且金属密封圈可在第一凹槽内上下移动，所述套管悬挂器的上端部设有一组盲孔。本实用新型的压力扩张式套管隔封装置，通过设置的金属密封圈能够在保持密封效果的同时，使得由于热胀冷缩引起的套管上下移动，并且通过设置若干盲孔，能够降低或者消除热胀冷缩过程中产生的应力，提高了使用的安全性。

Description

一种压力扩张式套管隔封装置

技术领域

本实用新型属于资源与环境技术领域，具体地，涉及一种压力扩张式套管隔封装置。

背景技术

套管头，即用来固定钻井的井口，连接井口套管柱，用以支持技术套管和油层套管的重力，密封各层管间的环形空间，为安装防喷器、油管头，采油树提供过渡连接，并且通过套管头本体上的两个侧口，可进行补挤泥浆、监控和加注平衡液等施工作业。

目前油田稠油的高温高压热采井口，一般都是将热采井口装置的底法兰直接联在套管上。当通过井口往井下注蒸汽时，套管随着温度的升高而升长，井口往上移动；闷井放喷后，套管温度恢复常温，井口往下移动，因此井口的稳定性不好。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种压力扩张式套管隔封装置，解决了套管头由于热胀冷缩的变化，引起的不稳定的问题。

技术方案：本实用新型提供了一种压力扩张式套管隔封装置，包括套管本体、上法兰、套管悬挂器和一组顶丝，所述上法兰通过螺栓固定在套管本体的上端部，所述一组顶丝沿径向设置在套管本体上，并且一组顶丝的一端伸入套管本体内部并与套管悬挂器相抵，所述套管悬挂器设置在套管本体内，所述套管本体的内壁上设有第一凸台，所述套管悬挂器的外壁上设有第二凸台，所述第二凸台设置在第一凸台上，所述上法兰的下端面设有第一凸部，所述第一凸部的截面为圆环形，所述第一凸部的外壁与套管悬挂器上端部的外壁连接，所述第一凸部的内壁上设有一组环形第一凹槽，所述套管悬挂器的外壁上固定设有一组金属密封圈，所述金属密封圈设置在第一凹槽内，并且金属密封圈可在第一凹槽内上下移动，所述套管悬挂器的上端部设有一组盲孔。本实用新型的压力扩张式套管隔封装置，通过设置的金属密封圈能够在保持密封效果的同时，使得由于热胀冷缩引起的套管上下移动，并且通过设置若干盲孔，能够降低或者消除热胀冷缩过程中产生的应力，提高了使用的安全性。

进一步的，上述的压力扩张式套管隔封装置，所述套管本体的内壁和套管悬挂器的外壁之间设有密封结构，所述密封结构包括密封压环、第一密封圈和第二密封圈，所述密封压环、第一密封圈和第二密封圈按照由上至下的顺序依次设置。通过设置的多重密封结构，保证使用过程中一旦一部分失效，还是保持持续的密封效果。

进一步的，上述的压力扩张式套管隔封装置，所述密封压环沿径向设有一组开口，所述开口处设有定位螺钉，所述定位螺钉可穿过开口固定在套管悬挂器的外壁上。开口的宽度大于定位螺钉的直径，在没有顶丝压紧时，在第一密封圈和第二密封圈的弹性力作用下，将密封圈压环向上顶，顶丝旋入时，下压密封圈压环，进而下压第一密封圈和第二密封圈，定位螺钉进行第一密封圈压环的限位。

进一步的，上述的压力扩张式套管隔封装置，所述密封压环的上端面为第一倾斜面，所述顶丝伸入套管本体的端部设有第二倾斜面，所述第二倾斜面可与第一倾斜面贴合。通过第二倾斜面和第一倾斜面的贴合，能够在顶丝旋入时，不断向下挤压第一密封圈和第二密封圈，形成良好密封。

进一步的，上述的压力扩张式套管隔封装置，所述第一密封圈的截面为V字形，所述第一密封圈的上端面与密封压环的下端面贴合。采用V字形结构的第一密封圈，在热障冷缩过程中能够承受一定应力，同时在顶丝压紧时能够与套管本体内壁紧密贴合。

进一步的，上述的压力扩张式套管隔封装置，所述第二密封圈为矩形密封圈，并且第二密封圈的下端面设有第二凸部，所述第二凸部的直径小于第二密封圈的直径，所述第二凸部的外壁上设有一组密封片，所述密封片的截面为弧形。第二密封圈起到主要的密封，一组密封片在顶丝旋入套管悬挂器后能够与套管本体形成紧密贴合，从而保证良好的密封效果。

进一步的，上述的压力扩张式套管隔封装置，所述第一密封圈和第二密封圈之间设有上金属压板和下金属压板，所述上金属压板和下金属压板对称设置，所述上金属压板和下金属压板相对的端面上设有第一凹台。通过第一凹台能够使得上金属压板和下金属压板之间与垫片之间进行稳定连接，防止错位。

进一步的，上述的压力扩张式套管隔封装置，所述上金属压板和下金属压板之间设有一组垫片，所述垫片的截面为Z型，并且一组垫片依次叠加设置，所述垫片的上端凸部设置在上金属压板的第一凹台内，所述垫片的下端凸部设置在下金属压板的第一凹台，所述一组垫片之间靠近套管悬挂器的一侧设有矩形密封圈，所述一组垫片之间靠近套管本体的一侧设有O型密封圈。夹设在上金属压板和下金属压板之间的矩形密封圈和O型密封圈，与第一密封圈和第二密封圈形成多级密封结构。

进一步的，上述的压力扩张式套管隔封装置，所述套管本体上设有一组法兰平衡闸阀，所述法兰平衡闸阀上设有压力表。

上述技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型所述的压力扩张式套管隔封装置，结构简单、合理，使用方便，应用成本低，适应性好，采油过程中由于热胀冷缩，因此套管本体会出现伸长和缩短的现象，通过本申请的可伸缩结构的套管头，能够在套管头热胀冷缩过程中保持工作的稳定性，套管悬挂器能够在套管本体内产生上下移动，从而吸收了套管因热胀冷缩形成的应力，保证了套管头与井口的安全，具有很高的推广价值。

附图说明

图1为本实用新型所述压力扩张式套管隔封装置的结构示意图；

图2为本实用新型图1中B处的局部放大图；

图3为本实用新型图1中A处的局部放大图。

图中：套管本体1、第一凸台11、法兰平衡闸阀12、压力表13、上法兰2、第一凸部21、第一凹槽211、套管悬挂器3、金属密封圈31、盲孔32、第二凸台33、顶丝4、第二倾斜面41、密封结构5、密封压环51、开口511、定位螺钉512、第一倾斜面513、第一密封圈52、第二密封圈53、第二凸部531、密封片532、上金属压板6、第一凹台61、下金属压板7、垫片8、矩形密封圈9、O型密封圈10。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

如图1、3所示的压力扩张式套管隔封装置，包括套管本体1、上法兰2、套管悬挂器3和一组顶丝4，上法兰2通过螺栓固定在套管本体1的上端部，一组顶丝4沿径向设置在套管本体1上，并且一组顶丝4的一端伸入套管本体1内部并与套管悬挂器3相抵，套管悬挂器3设置在套管本体1内，套管本体1的内壁上设有第一凸台11，套管悬挂器3的外壁上设有第二凸台33，第二凸台33设置在第一凸台11上，上法兰2的下端面设有第一凸部21，第一凸部21的截面为圆环形，第一凸部21的外壁与套管悬挂器3上端部的外壁连接，第一凸部21的内壁上设有一组环形第一凹槽211，套管悬挂器3的外壁上固定设有一组金属密封圈31，金属密封圈31设置在第一凹槽211内，并且金属密封圈31可在第一凹槽211内上下移动，套管悬挂器3的上端部设有一组盲孔32。其中，套管本体1上设有一组法兰平衡闸阀12，法兰平衡闸阀12上设有压力表13。当往井下注入设置在套管本体1上的蒸汽管套时，由于热胀冷缩会产生应力伸缩，因此套管悬挂器3的会随管套在套管本体1内上下移动，因此金属密封圈31可在第一凹槽211内上下移动，有效消除管套因热胀冷缩形成的应力，同时形成金属密封。此外，设置的若干盲孔能够消除管套形成的应力，保证了套管头的稳定工作。

对于套管本体1和套管悬挂器3来说，两者的密封是需要考虑的重要因素，针对本申请的套管头结构，设置了具体的密封结构，如图2所示的套管本体1的内壁和套管悬挂器3的外壁之间设有密封结构5，密封结构5包括密封压环51、第一密封圈52和第二密封圈53，密封压环51、第一密封圈52和第二密封圈53按照由上至下的顺序依次设置。密封压环51沿径向设有一组开口511，开口511处设有定位螺钉512，定位螺钉512可穿过开口511固定在套管悬挂器3的外壁上。密封压环51的上端面为第一倾斜面513，顶丝4伸入套管本体1的端部设有第二倾斜面41，第二倾斜面41可与第一倾斜面513贴合。第一密封圈52的截面为V字形，第一密封圈52的上端面与密封压环51的下端面贴合。第二密封圈53为矩形密封圈，并且第二密封圈53的下端面设有第二凸部531，第二凸部531的直径小于第二密封圈53的直径，第二凸部531的外壁上设有一组密封片532，密封片532的截面为弧形。上述结构中，顶丝4旋入套管本体1的过程中，第二倾斜面41会与第一倾斜面513贴紧，并且随着顶丝4的不断旋入，形成向下的压力，对第一密封圈52和第二密封圈53产生一定压紧力，将V的第一密封圈52缩短，径向变大，使得第一密封圈52紧紧贴合在套管本体1的内壁上，同时由于密封片532在压力作用下，会有弧形变为平面，增加了密封片532与套管本体1内壁接触面积，提高了密封性能。

另外，为了进一步保证密封性，防止由于一道密封造成的失效，在第一密封圈52和第二密封圈53之间设有上金属压板6和下金属压板7，上金属压板6和下金属压板7对称设置，上金属压板6和下金属压板7相对的端面上设有第一凹台61。上金属压板6和下金属压板7之间设有一组垫片8，垫片8的截面为Z型，并且一组垫片8依次叠加设置，垫片8的上端凸部设置在上金属压板6的第一凹台61内，垫片8的下端凸部设置在下金属压板7的第一凹台61，一组垫片8之间靠近套管悬挂器3的一侧设有矩形密封圈9，一组垫片8之间靠近套管本体1的一侧设有O型密封圈10。通过顶丝4旋紧将上金属压板6、下金属压板7、垫片8、矩形密封圈9和O型密封圈10上下之间压紧，形成良好的密封。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种压力扩张式套管隔封装置，其特征在于：包括套管本体（1）、上法兰（2）、套管悬挂器（3）和一组顶丝（4），所述上法兰（2）通过螺栓固定在套管本体（1）的上端部，所述一组顶丝（4）沿径向设置在套管本体（1）上，并且一组顶丝（4）的一端伸入套管本体（1）内部并与套管悬挂器（3）相抵，所述套管悬挂器（3）设置在套管本体（1）内，所述套管本体（1）的内壁上设有第一凸台（11），所述套管悬挂器（3）的外壁上设有第二凸台（33），所述第二凸台（33）设置在第一凸台（11）上，所述上法兰（2）的下端面设有第一凸部（21），所述第一凸部（21）的截面为圆环形，所述第一凸部（21）的外壁与套管悬挂器（3）上端部的外壁连接，所述第一凸部（21）的内壁上设有一组环形第一凹槽（211），所述套管悬挂器（3）的外壁上固定设有一组金属密封圈（31），所述金属密封圈（31）设置在第一凹槽（211）内，并且金属密封圈（31）可在第一凹槽（211）内上下移动，所述套管悬挂器（3）的上端部设有一组盲孔（32）。

2.根据权利要求1所述的压力扩张式套管隔封装置，其特征在于：所述套管本体（1）的内壁和套管悬挂器（3）的外壁之间设有密封结构（5），所述密封结构（5）包括密封压环（51）、第一密封圈（52）和第二密封圈（53），所述密封压环（51）、第一密封圈（52）和第二密封圈（53）按照由上至下的顺序依次设置。

3.根据权利要求2所述的压力扩张式套管隔封装置，其特征在于：所述密封压环（51）沿径向设有一组开口（511），所述开口（511）处设有定位螺钉（512），所述定位螺钉（512）可穿过开口（511）固定在套管悬挂器（3）的外壁上。

4.根据权利要求3所述的压力扩张式套管隔封装置，其特征在于：所述密封压环（51）的上端面为第一倾斜面（513），所述顶丝（4）伸入套管本体（1）的端部设有第二倾斜面（41），所述第二倾斜面（41）可与第一倾斜面（513）贴合。

5.根据权利要求2所述的压力扩张式套管隔封装置，其特征在于：所述第一密封圈（52）的截面为V字形，所述第一密封圈（52）的上端面与密封压环（51）的下端面贴合。

6.根据权利要求2所述的压力扩张式套管隔封装置，其特征在于：所述第二密封圈（53）为矩形密封圈，并且第二密封圈（53）的下端面设有第二凸部（531），所述第二凸部（531）的直径小于第二密封圈（53）的直径，所述第二凸部（531）的外壁上设有一组密封片（532），所述密封片（532）的截面为弧形。

7.根据权利要求2所述的压力扩张式套管隔封装置，其特征在于：所述第一密封圈（52）和第二密封圈（53）之间设有上金属压板（6）和下金属压板（7），所述上金属压板（6）和下金属压板（7）对称设置，所述上金属压板（6）和下金属压板（7）相对的端面上设有第一凹台（61）。

8.根据权利要求7所述的压力扩张式套管隔封装置，其特征在于：所述上金属压板（6）和下金属压板（7）之间设有一组垫片（8），所述垫片（8）的截面为Z型，并且一组垫片（8）依次叠加设置，所述垫片（8）的上端凸部设置在上金属压板（6）的第一凹台（61）内，所述垫片（8）的下端凸部设置在下金属压板（7）的第一凹台（61），所述一组垫片（8）之间靠近套管悬挂器（3）的一侧设有矩形密封圈（9），所述一组垫片（8）之间靠近套管本体（1）的一侧设有O型密封圈（10）。

9.根据权利要求8所述的压力扩张式套管隔封装置，其特征在于：所述套管本体（1）上设有一组法兰平衡闸阀（12），所述法兰平衡闸阀（12）上设有压力表（13）。

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