CN101644149B - 整体式水平采油井口装置 - Google Patents

Abstract

整体式水平采油井口装置，应用于海洋平台采油。在井口本体内有上腔体、中腔体和下腔体。在上腔体和中腔体的下端分别有一个圆锥面台肩。在上腔体内有油管悬挂器。油管悬挂器下端有连接螺纹，用于连接油管。油管悬挂器有出油通道。在井口本体外壁上固定有气液动安全阀和节流阀。异径法兰、清腊阀门和采油树帽在井口本体的上端。在井口本体的中腔体内有完井套管悬挂器和中间套管悬挂器。在井口本体的下腔体内有WD套管悬挂器。效果是：一体三挂的整体悬挂结构，降低了井口的高度，简化了安装程序。后续修井作业不用移开采油树及相关连接管线，简化修井操作，节省拆装时间，简化后期的修井操作。

Description

整体式水平采油井口装置

技术领域

本发明涉及一种采油井口装置，具体就是海洋采油平台用整体式水平采油井口装置。

背景技术

目前，海洋采油平台用采油井口装置主要靠国外进口，存在着安装繁琐，成本较高的问题。常规采油井口装置是由套管头、套管四通、油管头、采油树连接组合在一起。安装过程中需要经过移开井口防喷器、安装四通、安装防喷器以及试压等一系列的程序。特别是每悬挂一层套管到最后安装油管头要重复多次上面的操作，比较繁琐，平台作业时间长。特别是海上作业，每浪费一分时间就会增加很多成本。另一方面，常规采油井口装置，体积庞大，多占用平台空间，又增加了平台建造成本。

中国专利公开号CN1920244A，公开了“一种双动力双密封单阀双控式注采井口装置”；中国专利授权公告号CN201246128Y，公开了一种“高温高压热采井口装置”；中国专利授权公告号CN 201241654Y，公开了一种“海上热采井口装置”。这些都属于采油井口装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种整体式水平采油井口装置，采用一体三挂的整体悬挂结构，优化采油井口装置结构，适应平台作业和工作环境的采油需要，简化安装程序，节省安装时间，减少占用平台空间。

本发明采用的技术方案是：整体式水平采油井口装置，由井口本体、油管悬挂器、气液动安全阀、节流阀、平板阀、WD套管悬挂器卡瓦壳体、反卡瓦、正卡瓦、密封挡板、双C形密封圈、BT密封圈、丝堵、中间套管悬挂器、完井套管悬挂器、钢圈、异径法兰、清腊阀门、采油树帽组成。其特征是：井口本体为圆柱筒形，在井口本体内有上腔体、中腔体和下腔体。上腔体和中腔体为圆柱形腔体，在上腔体和中腔体的下端分别有一个圆锥面台肩。

在上腔体内有一个圆柱体形的油管悬挂器。油管悬挂器下端有圆锥面。油管悬挂器下端的圆锥面座在上腔体的圆锥面台肩上。油管悬挂器有两个轴向通孔，一个轴向通孔能使油管悬挂器上下端沟通，用于穿越井下安全阀控制电缆。油管悬挂器的另一个通孔是油管连接孔，油管连接孔下端有连接螺纹，通过连接螺纹能与油管连接。油管悬挂器有径向孔，径向孔是原油流出的通道，径向孔与井口本体壁上的径向孔相对并连通。在井口本体外壁上固定有气液动安全阀，气液动安全阀与井口本体的径向孔连通，在气液动安全阀的另一端固定有节流阀。气液动安全阀和节流阀是现有产品，市场能采购到。在油管悬挂器的上端面有圆柱形凸起，圆柱形凸起有中心孔。油管悬挂器上端面圆柱形凸起的中心孔与油管连接孔连通。油管悬挂器的圆柱形凸起与异径法兰连接。异径法兰通过螺栓连接在井口本体的上端。在异径法兰的上部固定有清腊阀门和采油树帽。本领域技术人员熟知异径法兰、清腊阀门和采油树帽的原理、结构和连接方法，不详细叙述。

在井口本体的中腔体内有完井套管悬挂器和中间套管悬挂器，完井套管悬挂器压在中间套管悬挂器上部，中间套管悬挂器下端有圆锥面，中间套管悬挂器下端的圆锥面座在井口本体中腔体的圆锥面台肩上。在中间套管悬挂器上端环形凸台上有横向通孔，用于连通中间套管环空与侧出口。完井套管悬挂器有中心孔，中心孔是完井套管的连接孔，完井套管连接孔下端有连接螺纹，通过连接螺纹能与完井套管连接。中间套管悬挂器有中心孔，中心孔是中间套管的连接孔，中间套管连接孔下端有连接螺纹，通过连接螺纹能与中间套管连接。在中间套管悬挂器与井口本体之间的环形空间内有第一V形金属密封；完井套管悬挂器与井口本体之间的环形空间内有第二V形金属密封。

在井口本体的下腔体内能插入表层套管。在井口本体下腔体内壁与表层套管之间有环形空间，在环形空间内有双C形密封圈和圆环形密封挡板。在密封挡板的下端并通过井口本体下端法兰固定有WD套管悬挂器卡瓦壳体，在WD套管悬挂器卡瓦壳体内有反卡瓦和正卡瓦，反卡瓦和正卡瓦固定并悬挂表层套管。WD套管悬挂器卡瓦壳体、反卡瓦和正卡瓦属于现有产品。

在井口本体壁上有六个与外界联通孔，上部两个孔的位置在油管悬挂器下端面到完井套管悬挂器上端面之间；中部两个孔的位置与中间套管悬挂器上端的通孔相对；下部两个孔的位置在中间套管悬挂器的下端面与表层套管顶端之间。在上部两个孔、中部两个孔和下部两个孔中分别有一个孔连接平板阀，另一个孔采用丝堵封堵。

在油管悬挂器外壁上有定位孔，在井口本体固定有顶丝，定位孔与顶丝相对。通过顶丝实现油管悬挂器的快速准确定位。

油管悬挂器一侧有原油流出的通道，通过与井口本体的通道连接出油，由于连接时通道位置存在一定的误差，在井口本体上开有导油环形槽，导油环形槽的位置与油管悬挂器的原油流出的通道相对，以便油流汇集到出油通道。为了防止金属密封失效，在导油环形槽上下两侧设有O型橡胶密封圈。

在油管悬挂器上端有环形台肩，油管悬挂器上端外壁与井口本体之间形成环形空间，在环形空间内有第三V形金属密封，第三V形金属密封是由环形密封压块和V形密封圈组成，环形密封压块的下端是双锥面，V形密封圈在环形空间的底部，环形密封压块的双锥面压在V形密封圈内。在井口本体壁上有顶丝，顶丝的顶端顶压在密封压块的上端锥面上。密封压块下压激发V形密封圈，实现对油管悬挂器外壁和井口本体内壁之间的密封。

为了提高井口本体的上腔体圆锥面台肩与油管悬挂器圆锥面的密封性，在井口本体的上腔体圆锥面台肩与油管悬挂器圆锥面之间有双金属空心O形密封圈；

为了提高异径法兰与井口本体相对的端面之间的密封性，在异径法兰与井口本体相对的端面之间有钢圈。

在井口本体下腔体内壁与表层套管之间、中间套管悬挂器下端台肩与井口头中腔体内壁之间、完井套管悬挂器下端台肩与井口头中腔体内壁之间，分别装有BT密封圈。

本发明的有益效果：整体式水平采油井口装置，油管悬挂器一侧开有出油通道，直接通过井口本体1与外部气液动安全阀连接，简化了传统的垂直采油树后续修井作业，在修井作业时，不用移开采油树及相关连接管线，节省了安装和修井时间，大大简化了后期的修井操作。

一体三挂的整体悬挂结构，心轴式套管悬挂器座落在井口本体内腔的45°台肩上，心轴式完井套管悬挂器座落在中间套管悬挂器之上，中间套管悬挂器上端设有四个通孔，用于连通内部环空与旁通。油管悬挂器坐落在井口本体内腔上部的30°圆锥面台肩上，降低了井口的高度，简化了安装程序。

附图说明

图1是本发明整体式水平采油井口装置结构剖面示意图。

图2是图1中I处的局部剖视放大图。

图1中：1.井口本体，2.油管悬挂器，3.气液动安全阀，4.节流阀，5.平板阀，6.油管，7.套管，8.WD套管悬挂器卡瓦壳体，9.反卡瓦，10.正卡瓦，11.密封挡板，12.双C形密封圈，13.BT密封圈，14.丝堵，15.中间套管悬挂器，16.第一V形金属密封，17.通孔，18.第二V形金属密封，19.完井套管悬挂器，20.双C形空心金属密封圈，21.顶丝总成，22.第三V形金属密封，23.钢圈，24.异径法兰，25.清腊阀门，26.采油树帽。

具体实施方式

实施例1：以一个整体式水平采油井口装置为例，对发明作进一步详细说明。

参阅图1。本发明整体式水平采油井口装置，由井口本体1、油管悬挂器2、气液动安全阀3、节流阀4、平板阀5、WD套管悬挂器卡瓦壳体8、反卡瓦9、正卡瓦10、密封挡板11、双C形密封圈12、BT密封圈13、丝堵14、套管悬挂器15、19、V形金属密封16、18、22、双金属空心O形密封圈20、顶丝总成21、钢圈23、异径法兰24、清腊阀门25、采油树帽26组成。

井口本体1为圆柱筒形，在井口本体1内有上腔体、中腔体和下腔体。上腔体和中腔体为圆柱形腔体，在上腔体和中腔体的下端分别有一个圆锥面台肩。上腔体内径535毫米，中腔体内径546毫米。

在井口本体1的上腔体内有一个圆柱体形的油管悬挂器2。油管悬挂器2下端有圆锥面，锥面的斜度为30度。油管悬挂器2下端的圆锥面座在上腔体的圆锥面台肩上。油管悬挂器2有两个轴向通孔，一个轴向通孔能使油管悬挂器2上下端沟通，液体能通过。油管悬挂器2的另一个通孔是油管连接孔，油管连接孔下端有连接API螺纹，通过连接API螺纹能与油管6连接。油管悬挂器2有一个直径为63.5毫米的径向孔，用于穿越井下安全阀控制电缆，径向孔与井口本体1壁上的径向孔相对并连通。在井口本体1外壁上固定有一个气液动安全阀3，气液动安全阀3与井口本体1的径向孔连通，在气液动安全阀3的另一端固定有节流阀4。在油管悬挂器2的上端面有一个圆柱形凸起，圆柱形凸起有中心孔。油管悬挂器2上端面圆柱形凸起的中心孔与油管连接孔连通。油管悬挂器2的圆柱形凸起与异径法兰24连接。异径法兰24通过螺栓连接在井口本体1的上端。在异径法兰24与井口本体1相对的端面之间有一个钢圈23。在异径法兰24的上部固定有一个清腊阀门25和一个采油树帽26。

参阅图2。在油管悬挂器2外壁上有一个定位孔31，在井口本体1固定有顶丝21，定位孔31与顶丝21相对。通过顶丝21实现油管悬挂器2的快速准确定位。在油管悬挂器2一侧有一个原油流出的通道，通过与井口本体1的通道连接出油，由于连接时通道安装时位置存在一定的误差，在井口本体1上开有导油环形槽30，导油环形槽30的位置与油管悬挂器2的原油流出的通道相对，以便油流汇集到出油通道。为了防止金属密封失效，在导油环形槽30上下两侧分别有一个O型橡胶密封圈29。在油管悬挂器2上端有环形台肩，油管悬挂器2上端外壁与井口本体1之间形成环形空间，在环形空间内有第三V形金属密封22，第三V形金属密封22是由环形密封压块27和V形密封圈28组成，环形密封压块27的下端是双锥面，V形密封圈28在环形空间的底部，环形密封压块27的双锥面压在V形密封圈28内。在井口本体1壁上有顶丝21，顶丝21的顶端顶压在密封压块27的上端锥面上。密封压块27下压激发V形密封圈28，实现对油管悬挂器2外壁和井口本体1内壁之间的密封。在井口本体1的上腔体圆锥面台肩与油管悬挂器2圆锥面之间有双金属空心O形密封圈20。

参阅图1。在井口本体1的中腔体内有完井套管悬挂器19和中间套管悬挂器15，完井套管悬挂器19压在中间套管悬挂器15上部，中间套管悬挂器15下端有一个45度的圆锥面，中间套管悬挂器15下端的圆锥面座在井口本体1中腔体的圆锥面台肩上。在井口本体1的中腔体圆锥面台肩与中间套管悬挂器15圆锥面之间有双金属空心O形密封圈20。在完井套管悬挂器19和中间套管悬挂器15之间有横向通孔17。横向通孔17在中间套管悬挂器15上端环形凸台上。完井套管悬挂器19有一个中心孔，中心孔是完井套管的连接孔，完井套管连接孔下端有套管螺纹，通过套管螺纹能与完井套管连接。中间套管悬挂器15有中心孔，中心孔是中间套管的连接孔，中间套管连接孔下端有连接螺纹，通过连接螺纹能与中间套管连接。完井套管、中间套管和表层套管在图1中的部件序号为7。完井套管、中间套管和表层套管对油田技术人员非常熟悉的。将本发明安装在井口上，完井套管悬挂器19能连完井套管的顶部，中间套管悬挂器15能连接中间套管的顶部。在完井套管悬挂器19与井口本体1之间的环形空间内有第二V形金属密封18；中间套管悬挂器15与井口本体1之间的环形空间内有第一V形金属密封16。

参阅图1。在井口本体1的下腔体内上端能插入表层套管。在井口本体1下腔体内上端连接螺纹与表层套管之间有一个BT密封圈13。在井口本体1下腔体内壁与表层套管之间有环形空间，在环形空间内有双C形密封圈12和圆环形密封挡板11。双C形金属密封圈11(由不锈钢材料制成)用于密封套管和井口的环空。在密封挡板11的下端并通过井口本体1下端法兰固定有WD套管悬挂器卡瓦壳体8，在WD套管悬挂器卡瓦壳体8内有一个反卡瓦9和一个正卡瓦10，反卡瓦9和正卡瓦10固定并悬挂表层套管。

在井口本体1壁上有六个与外界联通孔，联通孔也称旁通。上部两个孔的位置在油管悬挂器2下端面到完井套管悬挂器19上端面之间；中部两个孔的位置与中间套管悬挂器15上端的通孔17相对；下部两个孔的位置在中间套管悬挂器15的下端面与表层套管顶端之间。在上部两个孔、中部两个孔和下部两个孔中分别有一个孔连接平板阀5，另一个孔采用丝堵14封堵。

Claims (7)

1.一种整体式水平采油井口装置，由井口本体(1)、油管悬挂器(2)、气液动安全阀(3)、节流阀(4)、平板阀(5)、WD套管悬挂器卡瓦壳体(8)、反卡瓦(9)、正卡瓦(10)、圆环形密封挡板(11)、双C形密封圈(12)、BT密封圈(13)、丝堵(14)、中间套管悬挂器(15)、完井套管悬挂器(19)、钢圈(23)、异径法兰(24)、清腊阀门(25)、采油树帽(26)组成，其特征是：井口本体(1)为圆柱筒形，在井口本体(1)内有上腔体、中腔体和下腔体，上腔体和中腔体为圆柱形腔体，在上腔体和中腔体的下端分别有一个圆锥面台肩，

在上腔体内有一个油管悬挂器(2)，油管悬挂器(2)下端有圆锥面，油管悬挂器(2)下端的圆锥面座在上腔体的圆锥面台肩上，油管悬挂器(2)有两个轴向通孔，一个轴向通孔用于穿越井下安全阀控制电缆，油管悬挂器(2)的另一个轴向通孔是油管连接孔，油管连接孔下端有连接螺纹，通过连接螺纹能与油管(6)连接，油管悬挂器(2)有径向孔，径向孔是出油通道，径向孔与井口本体(1)壁上的径向孔相对并连通，在井口本体(1)外壁上固定有气液动安全阀(3)，气液动安全阀(3)与井口本体(1)的径向孔连通，在气液动安全阀(3)的另一端固定有节流阀(4)，在油管悬挂器(2)的上端面有圆柱形凸起，圆柱形凸起有中心孔，油管悬挂器(2)上端面圆柱形凸起的中心孔与油管连接孔连通，油管悬挂器(2)的圆柱形凸起与异径法兰(24)连接，异径法兰(24)通过螺栓连接在井口本体(1)的上端，在异径法兰(24)的上部固定有清腊阀门(25)和采油树帽(26)，

在井口本体(1)的中腔体内有完井套管悬挂器(19)和中间套管悬挂器(15)，完井套管悬挂器(19)压在中间套管悬挂器(15)上部，中间套管悬挂器(15)下端有圆锥面，中间套管悬挂器(15)下端的圆锥面座在井口本体(1)中腔体的圆锥面台肩上，在中间套管悬挂器(15)上端环形凸台上有横向通孔(17)，用于连通中间套管环空与侧出口，完井套管悬挂器(19)有中心孔，中心孔是完井套管的连接孔，完井套管连接孔下端有连接螺纹，中间套管悬挂器(15)有中心孔，中心孔是中间套管的连接孔，中间套管连接孔下端有连接螺纹，在中间套管悬挂器(15)与井口本体(1)之间的环形空间内有第一V形金属密封(16)；完井套管悬挂器(19)与井口本体(1)之间的环形空间内有第二V形金属密封(18)，

在井口本体(1)的下腔体内能插入表层套管，在井口本体(1)下腔体内壁与表层套管之间有环形空间，在环形空间内有双C形密封圈(12)和圆环形密封挡板(11)，在圆环形密封挡板(11)的下端并通过井口本体(1)下端法兰固定有WD套管悬挂器卡瓦壳体(8)，在WD套管悬挂器卡瓦壳体(8)内有反卡瓦(9)和正卡瓦(10)，

在井口本体(1)壁上有六个与外界联通孔，上部两个孔的位置在油管悬挂器(2)下端面到完井套管悬挂器(19)上端面之间；中部两个孔的位置与中间套管悬挂器(15)上端的横向通孔(17)相对；下部两个孔的位置在中间套管悬挂器(15)的下端面与表层套管顶端之间，在上部两个孔、中部两个孔和下部两个孔中分别有一个孔连接平板阀(5)，另一个孔采用丝堵(14)封堵。

2.根据权利要求1所述的整体式水平采油井口装置，其特征是：在油管悬挂器(2)外壁上有定位孔(31)，在井口本体(1)固定有顶丝(21)，定位孔(31)与顶丝(21)相对，通过顶丝(21)实现油管悬挂器(2)的快速准确定位。

3.根据权利要求1所述的整体式水平采油井口装置，其特征是：在井口本体(1)上开有导油环形槽(30)，导油环形槽(30)的位置与油管悬挂器(2)的原油流出的通道相对，在导油环形槽(30)上下两侧设有O型橡胶密封圈(29)。

4.根据权利要求1所述的整体式水平采油井口装置，其特征是：在油管悬挂器(2)上端有环形台肩，油管悬挂器(2)上端外壁与井口本体(1)之间形成环形空间，在环形空间内有第三V形金属密封(22)，第三V形金属密封(22)是由环形密封压块(27)和V形密封圈(28)组成，环形密封压块(27)的下端是双锥面，V形密封圈(28)在环形空间的底部，环形密封压块(27)的双锥面压在V形密封圈(28)内，在井口本体(1)壁上有顶丝(21)，顶丝(21)的顶端顶压在环形密封压块(27)的上端锥面上。

5.根据权利要求1所述的整体式水平采油井口装置，其特征是：在井口本体(1)的上腔体圆锥面台肩与油管悬挂器(2)圆锥面之间有双金属空心O形密封圈(20)。

6.根据权利要求1所述的整体式水平采油井口装置，其特征是：在异径法兰(24)与井口本体(1)相对的端面之间有钢圈(23)。

7.根据权利要求1所述的整体式水平采油井口装置，其特征是：在井口本体(1)下腔体内壁与表层套管之间、中间套管悬挂器(15)下端台肩与井口本体(1)中腔体内壁之间、完井套管悬挂器(19)下端台肩与井口本体(1)中腔体内壁之间，分别装有BT密封圈(13)。

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