CN106761528B - 一种可补偿x型金属密封垫环套管头 - Google Patents
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Abstract
本发明属于套管头技术领域，公开了一种可补偿X型金属密封垫环套管头，用于解决下你又橡胶密封件在恶劣工况下容易密封失效的问题，本发明包括套管头，所述套管头内套设有套管悬挂器，所述套管头的上部连接有上部套管头，所述套管悬挂器的上端伸入上部套管头内并与上部套管头密封，所述套管悬挂器包括套管悬挂器本体，所述套管悬挂器本体的上端设置有环形的台阶，所述台阶从下至上依次设置有垫环、X型金属密封垫环和压环，所述X型金属密封垫环依靠上部套管头的重量以及螺栓的拧紧力挤压变形实现套管悬挂器本体与套管头和上部套管套头之间的密封。
Description
技术领域
本发明属于套管头技术领域，具体涉及一种可补偿X型金属密封垫环套管头。
背景技术
套管头的作用是连接套管，密封套管与套管之间的环形空间，而套管头中悬挂器的作用在于悬挂多层套管。目前悬挂器上端的密封多采用BT和P型橡胶密封件，然而随着石油开发的发展，钻井工况环境越来越恶劣，使用BT橡胶密封圈和P型橡胶密封圈等橡胶产品在高温、低温环境中很容易密封失效，因此橡胶密封结构主要存在着如下问题：
1、橡胶密封件在较长时间的高温环境中，胶量会产生流失密封失效；
2、橡胶密封件在低温环境中产生脆裂，密封易失效。
发明内容
本发明为了解决现有套管头的橡胶密封件在恶劣工况下容易密封失效的问题，而提供一种可补偿X型金属密封垫环套管头。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种可补偿X型金属密封垫环套管头，包括套管头，所述套管头内套设有套管悬挂器，所述套管头的上部连接有上部套管头，所述套管悬挂器的上端伸入上部套管头内并与上部套管头密封，其特征在于，所述套管悬挂器包括套管悬挂器本体，所述套管悬挂器本体的上端设置有环形的台阶，所述台阶从下至上依次设置有垫环、X型金属密封垫环和压环，所述X型金属密封垫环依靠上部套管头的重量以及螺栓的拧紧力挤压变形实现套管悬挂器本体与套管头和上部套管套头之间的密封。
所述X型金属密封垫环为采用06Cr19Ni10制成的呈X型状的金属密封垫环。
所述套管悬挂器本体的外壁上设置有用于与套管头相互卡合的轴肩，所述套管悬挂器本体的轴肩处设置有依靠套管悬挂器的悬重产生变形而与套管头实现密封的金属密封件。
所述位于金属密封件与台阶之间的套管悬挂器本体的外圆周上设置有辅助密封圈。
所述垫环的内侧和外侧均设置有辅助密封垫环，所述压环的内侧和外侧均设设置有辅助密封垫环。
所述压环的上端面设置有调节垫片。
所述套管头与上部套管头的法兰面上还设置有金属密封垫环。
所述上部套管头还设置有进行密封试压的环空试压单流阀以及用于推动压环向下挤压X型金属密封垫环变形进行补偿密封的注脂单流阀。
所述套管头上设置有用于对套管悬挂器进行密封试压的密封试压单流阀。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的可补偿X型金属密封垫环套管头，无需安装BT橡胶密封圈或P型橡胶密封圈，使用可补偿X型金属密封垫环可以密封套管悬挂器；如果现场安装试压不合格，通过注脂单流阀向注脂孔内注脂，推动压环向下挤压X型金属密封垫环迫使其变形进行补偿密封，使得本发明具有结构简单、使用方便和密封可靠的特点，能够适用于高温、低温或者高含硫等橡胶密封易失效的工况环境。
附图说明
图1是现有套管悬挂器的BT橡胶密封圈的结构示意图；
图2是本发明的套管悬挂器的结构示意图；
图3是本发明的套管头结构示意图；
图中标记：1、上部套管头(或者油管头)，2-1、注脂单流阀，2-2、密封试压单流阀，2-3、环空试压单流阀，3、金属密封垫环，4、螺栓，5、套管头，6、套管悬挂器，6-1、调节垫片，6-2、压环，6-3、X型金属密封垫环，6-4、垫环，6-5、套管悬挂器本体，6-6、金属密封件，6-7、6-8、6-9、6-10、6-11均为辅助密封圈。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。
结合附图，本发明的可补偿X型金属密封垫环套管头，包括套管头5，所述套管头5内套设有套管悬挂器6，所述套管头5的上部连接有上部套管头1，或者套管头的上部连接有油管头，所述套管悬挂器6的上端伸入上部套管头1内并与上部套管1头密封(本领域技术人员习惯将该处的密封称为副密封)，所述套管悬挂器6包括套管悬挂器本体6-5，所述套管悬挂器本体6-5的上端设置有环形的台阶，所述台阶从下至上依次设置有垫环6-4、X型金属密封垫环6-3和压环3-2，所述X型金属密封垫环6-3依靠上部套管头1的重量以及螺栓4的拧紧力挤压变形实现套管悬挂器本体6-5与套管头1和上部套管套头1之间的密封。其中，上部套管头1和套管头5之间通过螺栓4和螺母紧固连接在一起。所述X型金属密封垫环6-3为采用06Cr19Ni10制成的呈X型状的金属密封垫环。
所述套管悬挂器本体6-5的外壁上设置有用于与套管头1相互卡合的轴肩，所述套管悬挂器本体6-5的轴肩处设置有依靠套管悬挂器6的悬重产生变形而与套管头1实现密封的金属密封件6-6，在本领域技术人员通常将该处的密封称为主密封。
结合附图2，所述位于金属密封件6-6与台阶之间的套管悬挂器本体6-5的外圆周上设置有辅助密封圈6-11。
所述垫环6-4的内侧和外侧均设置有辅助密封垫环6-10、6-9，所述压环6-2的内侧和外侧均设设置有辅助密封垫环6-8、6-7。
所述压环6-2的上端面设置有调节垫片6-1。
所述套管头5与上部套管头1的法兰面上还设置有金属密封垫环3。
所述上部套管头1还设置有进行密封试压的环空试压单流阀2-3以及用于推动压环6-2向下挤压X型金属密封垫环6-3变形进行补偿密封的注脂单流阀2-1。
所述套管头5上设置有用于对套管悬挂器进行密封试压的密封试压单流阀2-2。
本发明的套管悬挂器本体从上到下分别为压环6-2、X金属密封环6-3、垫环6-4。其中可补偿X型金属密封垫环6-3采用06Cr19Ni 10，该材料塑性变形量大；压环6-2内外径分别设计有辅助密封圈6-7、6-8，在注脂时可形成活塞密封；垫环6-4内外径也分别设计有辅助密封圈6-9、6-10，可加强密封性能。
如图3所示，将金属密封件6-6与辅助密封圈6-11组装到套管悬挂器6之后，把套管悬挂器6的下端连接到套管头，上端通过悬挂器母扣连接联顶节，然后整体送入套管头5(套管头四通)腔体内。按照顺序，分别将垫环6-4、X型金属密封垫环6-3、压环6-2安装到套管悬挂器6上部脖颈处(或者称为台阶处)，最后安装上部套管头1或者油管头。安装完成后，通过密封试压单流阀2-2对套管悬挂器密封组件进行试压。关闭密封试压单流阀2-2，通过环空试压单流阀2-3对环空进行试压。如果现场安装试压不合格，可直接更换X型金属密封垫环6-3及加减调节垫片6-1，直至试压合格。如果在使用过程中试压不合格，通过注脂单流阀2-1向注脂孔内注脂，推动压环6-2向下挤压X型金属密封垫环6-3，迫使其变形补偿密封。可补偿X型金属密封垫环组件结构简单、使用方便、密封可靠，适用于高温、低温或高含硫等橡胶密封易失效的工况环境。同时本发明具有补偿作用的X型金属密封垫环，能够提高密封可靠性。
实施例一
本实施例的可补偿X型金属密封垫环套管头，包括套管头，所述套管头内套设有套管悬挂器，所述套管头的上部连接有上部套管头，所述套管悬挂器的上端伸入上部套管头内并与上部套管头密封，所述套管悬挂器包括套管悬挂器本体，所述套管悬挂器本体的上端设置有环形的台阶，所述台阶从下至上依次设置有垫环、X型金属密封垫环和压环，所述X型金属密封垫环依靠上部套管头的重量以及螺栓的拧紧力挤压变形实现套管悬挂器本体与套管头和上部套管套头之间的密封。
实施例二
本实施例的可补偿X型金属密封垫环套管头，包括套管头，所述套管头内套设有套管悬挂器，所述套管头的上部连接有上部套管头，所述套管悬挂器的上端伸入上部套管头内并与上部套管头密封，所述套管悬挂器包括套管悬挂器本体，所述套管悬挂器本体的上端设置有环形的台阶，所述台阶从下至上依次设置有垫环、X型金属密封垫环和压环，所述X型金属密封垫环依靠上部套管头的重量以及螺栓的拧紧力挤压变形实现套管悬挂器本体与套管头和上部套管套头之间的密封；所述X型金属密封垫环为采用06Cr19Ni10制成的呈X型状的金属密封垫环。
实施例三
在实施一或实施例二的基础之上，所述套管悬挂器本体的外壁上设置有用于与套管头相互卡合的轴肩，所述套管悬挂器本体的轴肩处设置有依靠套管悬挂器的悬重产生变形而与套管头实现密封的金属密封件。
实施例四
在上述任一实施例的基础之上，所述位于金属密封件与台阶之间的套管悬挂器本体的外圆周上设置有辅助密封圈。
实施例五
在上述任一实施例的基础之上，所述垫环的内侧和外侧均设置有辅助密封垫环，所述压环的内侧和外侧均设设置有辅助密封垫环。
实施例六
在上述任一实施例的基础之上，所述压环的上端面设置有调节垫片。
实施例七
在上述任一实施例的基础之上，所述套管头与上部套管头的法兰面上还设置有金属密封垫环。
实施例八
在上述任一实施例的基础之上，所述上部套管头还设置有进行密封试压的环空试压单流阀以及用于推动压环向下挤压X型金属密封垫环变形进行补偿密封的注脂单流阀。
实施例九
在上述任一实施例的基础之上，所述套管头上设置有用于对套管悬挂器进行密封试压的密封试压单流阀。
Claims (8)
1.一种可补偿X型金属密封垫环套管头，包括套管头，所述套管头内套设有套管悬挂器，所述套管头的上部连接有上部套管头，所述套管悬挂器的上端伸入上部套管头内并与上部套管头密封，所述套管悬挂器包括套管悬挂器本体，所述套管悬挂器本体的上端设置有环形的台阶，所述台阶从下至上依次设置有垫环、X型金属密封垫环和压环，所述X型金属密封垫环依靠上部套管头的重量以及螺栓的拧紧力挤压变形实现套管悬挂器本体与套管头和上部套管套头之间的密封；其特征在于，所述上部套管头还设置有进行密封试压的环空试压单流阀以及用于推动压环向下挤压X型金属密封垫环变形进行补偿密封的注脂单流阀。
2.根据权利要求1所述的可补偿X型金属密封垫环套管头，其特征在于，所述X型金属密封垫环为采用06Cr19Ni10制成的呈X型状的金属密封垫环。
3.根据权利要求1所述的可补偿X型金属密封垫环套管头，其特征在于，所述套管悬挂器本体的外壁上设置有用于与套管头相互卡合的轴肩，所述套管悬挂器本体的轴肩处设置有依靠套管悬挂器的悬重产生变形而与套管头实现密封的金属密封件。
4.根据权利要求3所述的可补偿X型金属密封垫环套管头，其特征在于，位于金属密封件与台阶之间的套管悬挂器本体的外圆周上设置有辅助密封圈。
5.根据权利要求1所述的可补偿X型金属密封垫环套管头，其特征在于，所述垫环的内侧和外侧均设置有辅助密封垫环，所述压环的内侧和外侧均设设置有辅助密封垫环。
6.根据权利要求1所述的可补偿X型金属密封垫环套管头，其特征在于，所述压环的上端面设置有调节垫片。
7.根据权利要求1所述的可补偿X型金属密封垫环套管头，其特征在于，所述套管头与上部套管头的法兰面上还设置有金属密封垫环。
8.根据权利要求1所述的可补偿X型金属密封垫环套管头，其特征在于，所述套管头上设置有用于对套管悬挂器进行密封试压的密封试压单流阀。
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