CN108533206B - 双级套管头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油工业钻井井口装置技术领域，是一种双级套管头，包括外筒、一级悬挂筒、开关控制筒、定位剪钉、二级悬挂器和卡瓦，外筒内设有一级悬挂筒，外筒的上部内侧设有第一环槽，一级悬挂筒的上部外侧设有能座入第一环槽内的第一环台，一级悬挂筒的下部套装在外筒的下部内侧；第一环槽下方的外筒上分布有至少一个泄压孔，且至少一个泄压孔上安装有阀门；一级悬挂筒的下部内侧设有开关控制筒且两者通过定位剪钉固定安装在一起。本发明可实现多层套管的悬挂，能缩减轴向长度，使其在便于安装的同时具有良好的安全性，外筒可通过现有的法兰盘直接与井口的钻井四通和防喷器连接，且整体操作过程中无需对四通和防喷器进行拆卸。

Description

双级套管头

技术领域

本发明涉及石油工业钻井井口装置技术领域，是一种双级套管头。

背景技术

在石油钻井中，多级套管头由于悬挂多层套管，现有的多级套管头安装位置较单级套管头低，且总长度较大，需要挖更深的圆井，给钻井过程中观察井口套管头情况带来不便和安全风险；再者安装第二级套管头时，往往需要拆卸井口钻井四通及防喷器，给施工带来较大的难度和成本。

发明内容

本发明提供了一种双级套管头，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有多级套管存在总长度较大，需要挖更深的圆井，给钻井过程中观察井口套管头情况带来不便和安全风险，且安装第二级套管头时需要拆卸井口钻井四通及防喷器，给施工带来较大的难度和成本的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种双级套管头，包括外筒、一级悬挂筒、开关控制筒、定位剪钉、二级悬挂器和卡瓦，外筒内设有一级悬挂筒，外筒的上部内侧设有第一环槽，一级悬挂筒的上部外侧设有能座入第一环槽内的第一环台，一级悬挂筒的下部套装在外筒的下部内侧；第一环槽下方的外筒上分布有至少一个泄压孔，且至少一个泄压孔上安装有阀门；一级悬挂筒的下部内侧设有开关控制筒且两者通过定位剪钉固定安装在一起，一级悬挂筒的下部内侧设有能对开关控制筒下行限位的内环台，内环台位于开关控制筒的下方且两者之间有间距；一级悬挂筒的下部设有位于开关控制筒行程覆盖范围内的过流通孔，开关控制筒上设有在其下行至座于内环台时能与过流通孔连通的循环通孔；一级悬挂筒的上部内侧设有位于开关控制筒上方的第二环槽，二级悬挂器为回转体且其下端座于第二环槽内，二级悬挂器内设有安置环腔，安置环腔内悬挂安装有卡瓦。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述安装环腔可包括呈上宽下窄的锥台孔，锥台孔位于二级悬挂器的中部内侧，卡瓦位于锥台孔内且卡瓦的外侧与锥台孔适配，卡瓦包括至少两个呈圆周分布的子卡瓦，对应每个子卡瓦位置的二级悬挂器的顶部均固定安装有下端伸入安装环腔内的悬挂螺杆，悬挂螺杆的下端与对应的子卡瓦固定安装在一起。

上述安装环腔还可包括工艺环槽，工艺环槽位于锥台孔的上方。

上述二级悬挂器的顶部可沿圆周分布有至少两个下定位盲孔。

上述二级悬挂器的顶部可座有法兰接头，对应每个下定位盲孔位置的法兰接头的顶部均设有上定位盲孔，每个下定位盲孔内均安装有上端位于相应的上定位盲孔内的定位杆。

上述法兰接头的下部外侧可设有外环台，法兰接头的中部外侧设有开口向下且上部内侧能座于外环台顶面的压盖，压盖的下端内侧与外筒的上部外侧通过螺纹连接固定安装在一起，压盖包括至少两个沿圆周依次连接在一起的子压盖，每个子压盖的两端均设有连接板，每两相邻的连接板均通过螺栓连接固定安装在一起。

上述外筒的上端外侧可设有至少一个密封圈，第一环槽内侧与第一环台外侧之间设有至少一个密封圈，二级悬挂器外侧与第二环槽内侧之间设有至少一个密封圈，对应过流通孔上方和下方位置的一级悬挂筒内侧与开关控制筒外侧之间均设至少一个密封圈，对应安装环腔下方位置的二级悬挂器内侧设有至少一个密封圈。

上述第一环槽的槽底可呈上宽下窄的锥台状，第一环台的底部与第一环槽的槽底相匹配。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过外筒、一级悬挂筒和二级悬挂器的设置可实现多层套管的悬挂，通过第一环槽和第二环槽的设置使本发明能缩减轴向长度，使其在便于安装的同时具有良好的安全性，外筒可通过现有的法兰盘直接与井口的钻井四通和防喷器连接，且整体操作过程中无需对四通和防喷器进行拆卸，使得施工更加省力高效，能降低施工作业成本，具有精小易装、便于操作、安全高效的特点。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例使用状态之一的主视剖视结构示意图。

附图2为本发明最佳实施例使用状态之二的主视剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为外筒，2为一级悬挂筒，3为开关控制筒，4为定位剪钉，5为二级悬挂器，6为第一环台，7为泄压孔，8为阀门，9为内环台，10为过流通孔，11为循环通孔，12为子卡瓦，13为工艺环槽，14为法兰接头，15为定位杆，16为外环台，17为子压盖，18为密封圈，19为法兰盘，20为油层套管,21为悬挂螺杆，22为连接板，23为堵帽。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1、2所示，该双级套管头包括外筒1、一级悬挂筒2、开关控制筒3、定位剪钉4、二级悬挂器5和卡瓦，外筒1内设有一级悬挂筒2，外筒1的上部内侧设有第一环槽，一级悬挂筒2的上部外侧设有能座入第一环槽内的第一环台6，一级悬挂筒2的下部套装在外筒1的下部内侧；第一环槽下方的外筒1上分布有至少一个泄压孔7，且至少一个泄压孔7上安装有阀门8；一级悬挂筒2的下部内侧设有开关控制筒3且两者通过定位剪钉4固定安装在一起，一级悬挂筒2的下部内侧设有能对开关控制筒3下行限位的内环台9，内环台9位于开关控制筒3的下方且两者之间有间距；一级悬挂筒2的下部设有位于开关控制筒3行程覆盖范围内的过流通孔10，开关控制筒3上设有在其下行至座于内环台9时能与过流通孔10连通的循环通孔11；一级悬挂筒2的上部内侧设有位于开关控制筒3上方的第二环槽，二级悬挂器5为回转体且其下端座于第二环槽内，二级悬挂器5内设有安置环腔，安置环腔内悬挂安装有卡瓦。根据需求，泄压孔7可为一个或多个，可所有的泄压孔7处均安装有阀门8，阀门8与泄压孔7之间可通过油管短节安装在一起，也可仅有部分泄压孔7处安装有阀门8，此时，其余泄压孔7处可安装有堵头或通过油管短节安装有堵帽23，由此可将其作为备用，当需要更大的泄压流量时，可将堵头或堵帽23拆除，更换上阀门8即可；外筒1的上部可设有外螺纹，由此可便于其安装连接。使用过程中，在石油钻井一开固井候凝结束后，可先将一级悬挂筒2和二级悬挂器5取出，再将外筒1的下端与表层套管的上端连接，并将现有公知的与四通、防喷器连接在一起的法兰盘19与外筒1的上部外侧固定安装在一起；在二开固井前，将一级悬挂筒2的下端与技术套管的上端连接后，送入到外筒1内并使第一环台6与第一环槽限位，连接水泥头后固井，完成技术套管固井作业；二开固井候凝结束后，用专用工具剪断定位剪钉4，开关控制筒3下行，过流通孔10与循环通孔11连通，钻井的泥浆流道打开，后续进行三开钻井，三开完井下油层套管20至最后一根，将二级悬挂器5穿入到套管串中并通过卡瓦抱紧最后一根油层套管20，用专门的送入工具将其座挂到一级悬挂筒2的第二环槽处，最后完井固井结束后，切割油层套管20，之后可通过现有公知技术对一级悬挂筒2和二级悬挂器5的上端进行限位，如装入能对一级悬挂筒2和二级悬挂器5的上端进行限位的限位部件等；由此可完成整套流程作业。本发明结构合理而紧凑，通过外筒1、一级悬挂筒2和二级悬挂器5的设置可实现多层套管的悬挂，通过第一环槽和第二环槽的设置使本发明能缩减轴向长度，使其在便于安装的同时具有良好的安全性，外筒1可通过现有的法兰盘19直接与井口的钻井四通和防喷器连接，且整体操作过程中无需对四通和防喷器进行拆卸，使得施工更加省力高效，能降低施工作业成本，具有精小易装、便于操作、安全高效的特点。

可根据实际需要，对上述双级套管头作进一步优化或/和改进：

如附图1、2所示，安装环腔包括呈上宽下窄的锥台孔，锥台孔位于二级悬挂器5的中部内侧，卡瓦位于锥台孔内且卡瓦的外侧与锥台孔适配，卡瓦包括至少两个呈圆周分布的子卡瓦12，对应每个子卡瓦12位置的二级悬挂器5的顶部均固定安装有下端伸入安装环腔内的悬挂螺杆21，悬挂螺杆21的下端与对应的子卡瓦12固定安装在一起。由此可便于子卡瓦12的安装，通过旋转悬挂螺杆21可调整卡瓦的中心孔直径，进而实现对卡瓦抱紧作用的调整。

如附图1、2所示，安装环腔还包括工艺环槽13，工艺环槽13位于锥台孔的上方。由此可使二级悬挂器5便于加工，且可减少卡阻，便于卡瓦的安装。

如附图1、2所示，二级悬挂器5的顶部沿圆周分布有至少两个下定位盲孔。根据需求，下定位盲孔内可设有现有公知的定位部件，如定位销或定位杆15等，由此可便于与二级悬挂器5连接在一起的工件的限位安装，进而实现对二级悬挂器5和一级悬挂筒2的上端的限位。

如附图1、2所示，二级悬挂器5的顶部座有法兰接头14，对应每个下定位盲孔位置的法兰接头14的顶部均设有上定位盲孔，每个下定位盲孔内均安装有上端位于相应的上定位盲孔内的定位杆15。由此可通过定位杆15实现对二级悬挂器5和法兰接头14的限位连接，通过增设能对法兰接头14限位的现有公知部件，可实现对二级悬挂器5和一级悬挂筒2的上端的限位。

如附图1、2所示，法兰接头14的下部外侧设有外环台16，法兰接头14的中部外侧设有开口向下且上部内侧能座于外环台16顶面的压盖，压盖的下端内侧与外筒1的上部外侧通过螺纹连接固定安装在一起，压盖包括至少两个沿圆周依次连接在一起的子压盖17，每个子压盖17的两端均设有连接板22，每两相邻的连接板22均通过螺栓连接固定安装在一起。由此可通过压盖对法兰接头14起到进一步的限位作用，进而实现对二级悬挂器5和一级悬挂筒2的上端的限位。

如附图1、2所示，外筒1的上端外侧设有至少一个密封圈18，第一环槽内侧与第一环台6外侧之间设有至少一个密封圈18，二级悬挂器5外侧与第二环槽内侧之间设有至少一个密封圈18，对应过流通孔10上方和下方位置的一级悬挂筒2内侧与开关控制筒3外侧之间均设至少一个密封圈18，对应安装环腔下方位置的二级悬挂器5内侧设有至少一个密封圈18。由此可使设置密封圈18的两者之间保持良好的密封性。根据需求，当同一部位的密封圈18的数量为多个时，密封圈18可沿上下方向依次分布。

如附图1、2所示，第一环槽的槽底呈上宽下窄的锥台状，第一环台6的底部与第一环槽的槽底相匹配。由此可便于一级悬挂筒2座挂于外筒1内。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种双级套管头，其特征在于包括外筒、一级悬挂筒、开关控制筒、定位剪钉、二级悬挂器和卡瓦，外筒内设有一级悬挂筒，外筒的上部内侧设有第一环槽，一级悬挂筒的上部外侧设有能座入第一环槽内的第一环台，一级悬挂筒的下部套装在外筒的下部内侧；第一环槽下方的外筒上分布有至少一个泄压孔，且至少一个泄压孔上安装有阀门；一级悬挂筒的下部内侧设有开关控制筒且两者通过定位剪钉固定安装在一起，一级悬挂筒的下部内侧设有能对开关控制筒下行限位的内环台，内环台位于开关控制筒的下方且两者之间有间距；一级悬挂筒的下部设有位于开关控制筒行程覆盖范围内的过流通孔，开关控制筒上设有在其下行至座于内环台时能与过流通孔连通的循环通孔；一级悬挂筒的上部内侧设有位于开关控制筒上方的第二环槽，二级悬挂器为回转体且其下端座于第二环槽内，二级悬挂器内设有安置环腔，安置环腔内悬挂安装有卡瓦。

2.根据权利要求1所述的双级套管头，其特征在于安装环腔包括呈上宽下窄的锥台孔，锥台孔位于二级悬挂器的中部内侧，卡瓦位于锥台孔内且卡瓦的外侧与锥台孔适配，卡瓦包括至少两个呈圆周分布的子卡瓦，对应每个子卡瓦位置的二级悬挂器的顶部均固定安装有下端伸入安装环腔内的悬挂螺杆，悬挂螺杆的下端与对应的子卡瓦固定安装在一起。

3.根据权利要求2所述的双级套管头，其特征在于安装环腔还包括工艺环槽，工艺环槽位于锥台孔的上方。

4.根据权利要求1或2或3所述的双级套管头，其特征在于二级悬挂器的顶部沿圆周分布有至少两个下定位盲孔。

5.根据权利要求4所述的双级套管头，其特征在于二级悬挂器的顶部座有法兰接头，对应每个下定位盲孔位置的法兰接头的顶部均设有上定位盲孔，每个下定位盲孔内均安装有上端位于相应的上定位盲孔内的定位杆。

6.根据权利要求5所述的双级套管头，其特征在于法兰接头的下部外侧设有外环台，法兰接头的中部外侧设有开口向下且上部内侧能座于外环台顶面的压盖，压盖的下端内侧与外筒的上部外侧通过螺纹连接固定安装在一起，压盖包括至少两个沿圆周依次连接在一起的子压盖，每个子压盖的两端均设有连接板，每两相邻的连接板均通过螺栓连接固定安装在一起。

7.根据权利要求1或2或3或5或6所述的双级套管头，其特征在于外筒的上端外侧设有至少一个密封圈，第一环槽内侧与第一环台外侧之间设有至少一个密封圈，二级悬挂器外侧与第二环槽内侧之间设有至少一个密封圈，对应过流通孔上方和下方位置的一级悬挂筒内侧与开关控制筒外侧之间均设至少一个密封圈，对应安装环腔下方位置的二级悬挂器内侧设有至少一个密封圈。

8.根据权利要求4所述的双级套管头，其特征在于外筒的上端外侧设有至少一个密封圈，第一环槽内侧与第一环台外侧之间设有至少一个密封圈，二级悬挂器外侧与第二环槽内侧之间设有至少一个密封圈，对应过流通孔上方和下方位置的一级悬挂筒内侧与开关控制筒外侧之间均设至少一个密封圈，对应安装环腔下方位置的二级悬挂器内侧设有至少一个密封圈。

9.根据权利要求1或2或3或5或6所述的双级套管头，其特征在于第一环槽的槽底呈上宽下窄的锥台状，第一环台的底部与第一环槽的槽底相匹配。

10.根据权利要求7所述的双级套管头，其特征在于第一环槽的槽底呈上宽下窄的锥台状，第一环台的底部与第一环槽的槽底相匹配。

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