CN108019179A - 一种金属密封组件及油管悬挂器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属密封组件，包括密封环以及位于所述密封环上方的密封压环，所述密封环上开设有与所述密封压环下端部相配合的凹槽，所述密封压环的下端部插在所述凹槽中，所述密封压环的侧壁上开设有导流孔。本发明的金属密封组件可适应超高温、超高压特殊的井口工况；可实现低压密封，高压自密封，寿命长，免维护，后期使用费用低；在密封压环上开设有导流孔，以避免在密封压环和密封环之间产生憋压，延长其使用寿命；在密封压环上开设有应力缓解槽，间接加大了金属密封组件的弹性密封；在密封压环的唇口上设置环绕在密封环外侧面上部的凸部，使得密封环与悬挂器和油管四通更加贴合密封；在密封环上设置有拆卸孔，方便拆卸。
Description
技术领域
本发明涉及石油钻采技术领域，具体涉及一种金属密封组件及油管悬挂器。
背景技术
一套完整的井口装置主要由套管头、油管头和采油（气）树三大部分组成。钻井时将防喷器安装在套管头上构成钻井井口装置；完井时，把采油（气）树安装在油管头上方，即构成采油（气）井口装置。其中，油管头的主要作用是悬挂油管，密封油管与套管之间的环形空间；采油树的主要作用是开关、控制和引导油气流和悬挂油管；套管头的作用是连接表层套管，悬挂井中的多层套管，套管与套管之间的环形空间。整个装置需满足钻井、固井及井下测压、洗井、压裂酸化等试油完井特种作业。
目前井口上的悬挂器多为非金属密封，使用时间不如金属密封使用寿命长，不能适应超高温、超高压的工况，存在生产安全隐患，非金属密封而且使用寿命短，易老化泄漏，而且需要定期维护，成本高，周期长，对生产有一定的影响。
发明内容
有鉴于此，为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的之一是提供一种金属密封组件，其适用于高温、高压、高性能芯轴式悬挂器的密封，满足了特殊工况井口，延长了使用寿命，维护费用低，保证了井口的安全可靠。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种金属密封组件，包括密封环以及位于所述密封环上方的密封压环，所述密封环上开设有与所述密封压环下端部相配合的凹槽，所述密封压环的下端部插在所述凹槽中，所述密封压环的侧壁上开设有导流孔。
优选地，所述导流孔包括贯穿所述密封压环侧壁的第一导流孔以及连通所述第一导流孔和凹槽的第二导流孔。导流孔的开设防止了在密封压环压入密封环时产生憋压，使密封不稳定或失效，保证了密封压环能够平稳均匀的压入密封环内。
更加优选地，所述第一导流孔与第二导流孔的开设方向相互垂直。
更加优选地，所述第二导流孔靠近所述凹槽的一端开设有应力缓解槽。通过开设应力缓解槽，间接加大了金属密封组件的弹性密封。
优选地，所述密封环的外侧面具有向外凸出的唇口。
更加优选地，所述唇口为环绕在所述密封环外侧面上部的凸部，使得密封环与悬挂器和油管四通更加贴合密封。
优选地，所述凹槽的底部开设有具有内螺纹结构拆卸孔。
本发明的另一个目的是提供一种油管悬挂器，包括上法兰、位于所述上法兰下方的油管四通、位于所述油管四通内侧的悬挂器以及如上所述的金属密封组件，所述悬挂器与所述上法兰和油管四通之间形成腔体，所述金属密封组件位于所述腔体内；所述悬挂器上安装有对所述金属密封组件进行限位的卡簧，所述油管四通上可活动的安装有抵紧所述密封压环的顶丝。
优选地，所述顶丝靠近所述密封压环的一端为锥形端，所述密封压环上具有与所述锥形端相配合的斜面。通过锥形端和斜面相互配合，方便将密封压环压入密封环中。
优选地，所述上法兰和油管四通之间具有密封圈；所述上法兰和油管四通通过螺栓螺母组件连接紧固。
相较于现有技术，本发明的金属密封组件具有以下优点：
1. 本发明的金属密封组件可适应超高温、超高压特殊的井口工况；
2. 本发明的金属密封组件可实现低压密封，高压自密封，寿命长，免维护，后期使用费用低；
3. 本发明的金属密封组件在密封压环上开设有导流孔，以避免在密封压环和密封环之间产生憋压，延长其使用寿命；
4. 本发明的金属密封组件在密封压环上开设有应力缓解槽，间接加大了金属密封组件的弹性密封；
5. 本发明的金属密封组件在密封压环的唇口上设置环绕在密封环外侧面上部的凸部，使得密封环与悬挂器和油管四通更加贴合密封；
6. 本发明的金属密封组件在密封环上设置有拆卸孔，方便拆卸。
附图说明
图1为本发明优选实施例的油管悬挂器的局部剖面图；
图2为图1中I部的放大图；
图3为本发明优选实施例的金属密封组件的剖面图；
图4为本发明优选实施例的密封环的剖面图；
图5为本发明优选实施例的密封环的剖面图；
图6为图4中的侧边放大图；
图7为图5中的侧边放大图；
附图中：上法兰-1，密封圈-2，油管四通-3，卡簧-4，密封压环-5，导流孔-51，第一导流孔-511，第二导流孔-512，应力缓解槽-52，斜面-53，顶丝-6，锥形端-61，密封环-7，凹槽-71，拆卸孔-72，唇口-73，悬挂器-8，腔体-9，内腔体-91，外腔体-92，螺母-10，螺柱-11。
具体实施方式
下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。
请参阅图1-7，本实施例的一种油管悬挂器，包括上法兰1、位于上法兰1下方的油管四通3、位于油管四通3内侧的悬挂器8以及金属密封组件，悬挂器8与上法兰1和油管四通3之间形成腔体9，金属密封组件位于腔体9内并将腔体9分为靠近悬挂器8一侧的内腔体91以及靠近油管四通3一侧的外腔体92。
金属密封组件，包括密封环7以及位于密封环7上方的密封压环5，密封环7上开设有与密封压环5下端部相配合的凹槽71，密封压环5的下端部插在凹槽71中，密封压环5的侧壁上开设有导流孔51。
导流孔51包括贯穿密封压环5侧壁并连通内腔体91和外腔体92的第一导流孔511以及连通第一导流孔511和凹槽71的第二导流孔512。本实施例中的第一导流孔511与第二导流孔512的开设方向相互垂直，第一导流孔511为水平方向开设，第二导流孔512为竖直方向开设。导流孔的开设防止了在密封压环5压入密封环7时产生憋压，使密封不稳定或失效，保证了密封压环5能够平稳均匀的压入密封环7内。
第二导流孔512靠近凹槽71的一端开设有应力缓解槽52。通过开设应力缓解槽52，间接加大了金属密封组件的弹性密封。
密封环7的外侧面具有向外凸出的唇口73，唇口73为环绕在密封环7外侧面上部的凸部，凸部可根据实际工况选择多道环绕（见附图4和6）或一道环绕（见附图5和7），使得密封环7与悬挂器8和油管四通3更加贴合密封。
本实施例中凹槽71的底部开设有具有内螺纹结构拆卸孔72，方便拆卸。
悬挂器8上安装有对金属密封组件进行限位的卡簧4，油管四通3上可活动的安装有抵紧密封压环5的顶丝6。顶丝6靠近密封压环5的一端为锥形端61，密封压环5上具有与锥形端61相配合的斜面53，通过锥形端61和斜面53相互配合，方便将密封压环5压入密封环7中。
本实施例的上法兰1和油管四通3之间具有密封圈2，上法兰1和油管四通3通过螺母10和螺柱11组件连接紧固。
本实施例的金属密封组件用于密封油管四通3与悬挂器8之间的腔体9，防止压力上下窜动，适用于超高温、超高压特殊工况的井口设备。安装时，先将密封压环5放置于密封环7上组成金属密封组件，并安装到悬挂器8相应位置，用卡簧4将其固定，再将顶丝6向内拧紧，使密封压环5下压，密封压环5的下端部插接在密封环7的凹槽71内，并将密封环7的唇口73撑开，与悬挂器8和油管四通3贴合，产生初始密封比压，实现低压密封。在腔体9内产生高压时，压力推动密封环7，使密封环7唇口73与悬挂器8和油管四通3更加贴合密封。
本发明的金属密封组件可适应超高温、超高压特殊的井口工况；可实现低压密封，高压自密封，寿命长，免维护，后期使用费用低；在密封压环上开设有导流孔，以避免在密封压环和密封环之间产生憋压，延长其使用寿命；在密封压环上开设有应力缓解槽，间接加大了金属密封组件的弹性密封；在密封压环的唇口上设置环绕在密封环外侧面上部的凸部，使得密封环与悬挂器和油管四通更加贴合密封；在密封环上设置有拆卸孔，方便拆卸。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种金属密封组件，其特征在于：包括密封环以及位于所述密封环上方的密封压环，所述密封环上开设有与所述密封压环下端部相配合的凹槽，所述密封压环的下端部插在所述凹槽中，所述密封压环的侧壁上开设有导流孔。
2.根据权利要求1所述的一种金属密封组件，其特征在于：所述导流孔包括贯穿所述密封压环侧壁的第一导流孔以及连通所述第一导流孔和凹槽的第二导流孔。
3.根据权利要求2所述的一种金属密封组件，其特征在于：所述第一导流孔与第二导流孔的开设方向相互垂直。
4.根据权利要求2所述的一种金属密封组件，其特征在于：所述第二导流孔靠近所述凹槽的一端开设有应力缓解槽。
5.根据权利要求1所述的一种金属密封组件，其特征在于：所述密封环的外侧面具有向外凸出的唇口。
6.根据权利要求5所述的一种金属密封组件，其特征在于：所述唇口为环绕在所述密封环外侧面上部的凸部。
7.根据权利要求1所述的一种金属密封组件，其特征在于：所述凹槽的底部开设有具有内螺纹结构的拆卸孔。
8.一种油管悬挂器，其特征在于：包括上法兰、位于所述上法兰下方的油管四通、位于所述油管四通内侧的悬挂器以及如权利要求1-7任意一项所述的金属密封组件，所述悬挂器与所述上法兰和油管四通之间形成腔体，所述金属密封组件位于所述腔体内；所述悬挂器上安装有对所述金属密封组件进行限位的卡簧，所述油管四通上可活动的安装有抵紧所述密封压环的顶丝。
9.根据权利要求8所述的一种油管悬挂器，其特征在于：所述顶丝靠近所述密封压环的一端为锥形端，所述密封压环上具有与所述锥形端相配合的斜面。
10.根据权利要求8所述的一种油管悬挂器，其特征在于：所述上法兰和油管四通之间具有密封圈；所述上法兰和油管四通通过螺栓螺母组件连接紧固。
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