CN110847840A - 一种用于高端整体式井口的悬挂器锁紧装置及井口装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于高端整体式井口的悬挂器锁紧装置及井口装置，包括井口部以及位于井口部内部的座封环、套管悬挂器、锁紧部和密封部；所述锁紧部外侧面与所述井口部的环形槽相配合，所述座封环下端与所述锁紧部接触，所述座封环用于推动所述锁紧部向所述井口部的环形槽移动，所述锁紧部用于与所述井口部的环形槽配合并对密封部和套管悬挂器进行锁紧固定；所述锁紧部位于所述井口部与所述密封部之间，所述套管悬挂器上端与所述密封部通过弹性柱塞连接，所述弹性柱塞用于防止所述密封部旋转结构简单，易激发，操作简单。
Description
技术领域
本发明涉及石油装备技术领域，尤其涉及一种用于高端整体式井口的悬挂器锁紧装置及井口装置，适用于石油、天然气开采所用的井口装置。
背景技术
传随着油田开发程度的深入，油井自然能量衰减，注水、注气补充地层能量的井逐渐增多，同时管柱入井时间增长，在注气三采、高压注水更换井口时，套管悬挂器固定锁紧出现了问题。
现有技术中的井口悬挂器安装于井口内，用于悬挂管柱及密封油/套管环空。悬挂器安装于井口后，对于悬挂器的固位锁紧，比较复杂，通过在油套管头本体上加工顶丝孔，安装顶丝机构11，来对悬挂器实现固位锁紧功能。现有技术有如下不足：在井口本体上加工多个贯穿式顶丝孔，增加了井口的潜在泄漏点；在安装井口作业时，顶丝机构需要按照规定的扭矩逐一来激发密封及锁紧悬挂器，增加了井口安装时间，同时也增加了井口维护的成本。另外，考虑到橡胶件耐温性的原因，在超高温或低温恶劣的环境下，采用顶丝机构锁紧的弊端更为突出。具体结构如图1所示。
因此，有必要提出一种改进，以克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中的问题，提供一种用于高端整体式井口的悬挂器锁紧装置及井口装置。
本发明的技术方案是：
一种用于高端整体式井口的悬挂器锁紧装置，其特征在于，包括井口部1以及位于井口部1内部的座封环3、套管悬挂器9、锁紧部6和密封部2；
所述锁紧部6外侧面与所述井口部1的环形槽10相配合，所述座封环3下端与所述锁紧部6接触，所述座封环3用于推动所述锁紧部6向所述井口部1的环形槽10移动，所述锁紧部6用于与所述井口部1的环形槽10配合并对密封部2和套管悬挂器9进行锁紧固定；
所述锁紧部6位于所述井口部1与所述密封部2之间，所述套管悬挂器9上端与所述密封部2通过弹性柱塞7连接，所述弹性柱塞7用于防止所述密封部2旋转。
作为一种优选的技术方案，所述密封部2的下端位于所述井口部1和所述套管悬挂器9之间，所述密封部2用于井口部1和所述套管悬挂器9之间的密封。
作为一种优选的技术方案，所述密封部2包括密封部本体5、导向螺钉4、弹性柱塞7和密封圈8；
所述导向螺钉4位于所述密封部本体5的上端外侧，并与所述座封环3下端活动连接，所述导向螺钉4用于限定所述座封环3移动；
所述密封圈8位于所述套管悬挂器8与所述密封部本体5以及所述密封部本体5与所述井口部1之间，用于所述套管悬挂器8与所述密封部本体5之间密封。
作为一种优选的技术方案，所述所述锁紧部6为设有开口槽的环形圈，所述锁紧部6靠近所述井口部1的环形槽10一侧设置倒角。
作为一种进一步优选的技术方案，所述井口部1的环形槽10横截面为为梯形，所述环形槽10与所述锁紧部6相配合。
作为一种优选的技术方案，所述锁紧部6内侧上端与所述座封环3接触，并在所述锁紧部6内侧上端设置倒角。
作为一种优选的技术方案，所述锁紧部6内侧下端设置弯折部61，所述弯折部61朝向锁紧部6的中心内侧弯折，弯折部用于对所述座封环3限位。
作为一种进一步优选的技术方案，所述导向螺钉4设置于所述座封环3上，所述导向螺钉4突出所述座封环3部分设置于所述密封部本体5上的导向槽11内，并沿所述导向槽11滑动。
一种井口装置，包括上述所述的一种用于高端整体式井口的悬挂器锁紧装置。
本发明的一种用于高端整体式井口的悬挂器锁紧装置及井口装置，可以减少安装时间，同时减少泄露路径，安全性和可靠性更高，环形圈的锁紧部使用高强度材料和角度设计保证锁紧装置具有高强度承载能力，配合井口的内腔凹槽能可靠的压紧悬挂器，此锁紧装置结构简单，易激发，操作简单。
附图说明
图1 为现有技术结构图；
图2 为本发明总体结构图；
图3为本发明锁紧状态结构图；
图4为本发明锁紧部剖视图；
图5 为本发明锁紧部立体图；
其中，1井口部、2密封部、3座封环、4导向螺钉、5密封部本体、6锁紧部、61弯折部、7弹性柱塞、8密封圈、9套管悬挂器、10环形槽、11导向槽。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、技术特征、发明目的与技术效果易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例一
本发明的一种用于高端整体式井口的悬挂器锁紧装置，包括井口部1以及位于井口部1内部的座封环3、套管悬挂器9、锁紧部6和密封部2；
其中套管悬挂器9安装在井口内部，并且套管悬挂器9与井口之间通过卡环卡接，防止套管悬挂器向下移动，在井口内圆面上设置有能够对套管悬挂器进行限位的阶梯状凸起，实现对套管悬挂器的卡紧。
所述锁紧部6外侧面与所述井口部1的环形槽10相配合，所述座封环3下端与所述锁紧部6接触，所述座封环3用于推动所述锁紧部6向所述井口部1的环形槽10移动，所述锁紧部6用于与所述井口部1的环形槽10配合并对密封部2和套管悬挂器9进行锁紧固定；
所述锁紧部6位于所述井口部1与所述密封部2之间，所述套管悬挂器9上端与所述密封部2通过弹性柱塞7连接，所述弹性柱塞7用于防止所述密封部2旋转。
所述密封部2的下端位于所述井口部1和所述套管悬挂器9之间，所述密封部2用于井口部1和所述套管悬挂器9之间的密封。
在套管悬挂器的的上端与密封部连接，套管悬挂器与密封部的密封部本体上下并列设置，通过弹性柱塞实现限位，位于密封部本体上的弹性柱塞的一端插入套管悬挂器的上端的定位孔内，防止套管悬挂器旋转，实现圆周上的限位。
所述密封部2包括密封部本体5、导向螺钉4、弹性柱塞7和密封圈8；
所述导向螺钉4位于所述密封部本体5的上端外侧，并与所述座封环3下端活动连接，所述导向螺钉4用于限定所述座封环3移动；
所述密封圈8位于所述套管悬挂器8与所述密封部本体5以及所述密封部本体5与所述井口部1之间，用于所述套管悬挂器8与所述密封部本体5之间密封。
密封部本体分为两部分，其中一部分位于套管悬挂器与井口之间，实现套管悬挂器与井口之间的密封，并且在密封部本体两侧均设置有密封圈，密封部本体的上端部分则与井口部之间间隔分布，间隔的空间部分内部安装锁紧部，此处锁紧部6为一设有开口的环形圈，环形圈为具有弹性可变形的圈，环形圈的开口通过座封环3下压，将环形圈的半径撑大，环形圈直径变大后逐渐向井口部1的环形槽10内移动，到达最大位置后，环形圈与环形槽整体接触，环形圈被压紧在环形槽内部，并且座封环持续不断下压，环形圈一部分位于环形槽内，一部分位于环形槽外部，环形圈不能沿井口的轴向移动也不能沿井口的径向移动，此时环形圈对密封部也在沿井口的轴向方向实现的锁紧限位，实现了密封部以及与密封部连接的套管悬挂器的轴向锁紧和限位，防止套管悬挂器在轴向的移动。
所述所述锁紧部6为设有开口槽的环形圈，所述锁紧部6靠近所述井口部1的环形槽10一侧设置倒角。
所述井口部1的环形槽10横截面为为梯形，所述环形槽10与所述锁紧部6相配合。
所述锁紧部6内侧上端与所述座封环3接触，并在所述锁紧部6内侧上端设置倒角。
所述锁紧部6内侧下端设置弯折部61，所述弯折部61朝向锁紧部6的中心内侧弯折，弯折部用于对所述座封环3限位。
所述导向螺钉4设置于所述座封环3上，所述导向螺钉4突出所述座封环3部分设置于所述密封部本体5上的导向槽11内，并沿所述导向槽11滑动。
本发明中的锁紧部结构为一种可实现弹性变形的环形圈，锁紧部本体上切有开口槽。详见附图4和图5。采用高强度的低合金钢材质，结构经计算符合设计要求。锁紧装置内圈加工有30°的斜面，以便于座封环相配合，通过座封环施加向下的力，从而激发锁紧部。锁紧部外圈上部及下部分别加工有斜面，以便顺利插入位于井口内腔凹槽，此处内腔凹槽为环形槽10，锁紧部底部采用水平设计以便于悬挂器相配合，用于压紧悬挂器。
所述悬挂器锁紧部在使用时，只需通过座封环激发锁紧部，锁紧部产生弹性形变，插入位于设计好的井口部的环形槽中，以达到预期的目的。如图4和图5所示。
如图5所示，已将悬挂器锁紧装置安装于整体式井口中，模拟现场工况，进行了固位压力测试，将悬挂器流道孔堵死，悬挂器外部采用S圈与井口本体实现密封。然后进行悬挂器下部打压，确认锁紧部是否已将悬挂器牢牢固位，试验结果为锁紧部完好无损的嵌在井口的环形槽中，悬挂器也并未发生位移，充分证明锁紧部能承受来自井底的下部压力。
图2展示了本发明的锁紧装置未激发前在井口中的安装状态。
图3展示了本发明的锁紧装置在井口中激发并锁紧的状态。
如图2所示，在井口部1中安装套管悬挂器9。然后安装密封部2，弹性柱塞7插入套管悬挂器9中可以防止密封部2的旋转，密封圈8可以密封密封部2和套管悬挂器9之间的环空。发明的锁紧部6位于座封环3和密封部本体5之间，处于未激发状态。密封部的取送工具可以使座封环3在导向螺钉4的定位下向下移动。
如图3所示，座封环3向下移动使发明的锁紧部6涨开到井口的环形槽10中，实现锁紧部6的激发，从而使密封部2在井口中固定。
实施例二
一种井口装置，包括上述所述的一种用于高端整体式井口的悬挂器锁紧装置，包括井口部1以及位于井口部1内部的座封环3、套管悬挂器9、锁紧部6和密封部2；其中套管悬挂器9安装在井口内部，并且套管悬挂器9与井口之间通过卡环卡接，防止套管悬挂器向下移动，在井口内圆面上设置有能够对套管悬挂器进行限位的阶梯状凸起，实现对套管悬挂器的卡紧。
所述锁紧部6外侧面与所述井口部1的环形槽10相配合，所述座封环3下端与所述锁紧部6接触，所述座封环3用于推动所述锁紧部6向所述井口部1的环形槽10移动，所述锁紧部6用于与所述井口部1的环形槽10配合并对密封部2和套管悬挂器9进行锁紧固定；所述锁紧部6位于所述井口部1与所述密封部2之间，所述套管悬挂器9上端与所述密封部2通过弹性柱塞7连接，所述弹性柱塞7用于防止所述密封部2旋转。所述密封部2的下端位于所述井口部1和所述套管悬挂器9之间，所述密封部2用于井口部1和所述套管悬挂器9之间的密封。
在套管悬挂器的的上端与密封部连接，套管悬挂器与密封部的密封部本体上下并列设置，通过弹性柱塞实现限位，位于密封部本体上的弹性柱塞的一端插入套管悬挂器的上端的定位孔内，防止套管悬挂器旋转，实现圆周上的限位。
所述密封部2包括密封部本体5、导向螺钉4、弹性柱塞7和密封圈8；所述导向螺钉4位于所述密封部本体5的上端外侧，并与所述座封环3下端活动连接，所述导向螺钉4用于限定所述座封环3移动；所述密封圈8位于所述套管悬挂器8与所述密封部本体5以及所述密封部本体5与所述井口部1之间，用于所述套管悬挂器8与所述密封部本体5之间密封。
可以减少安装时间，同时减少泄露路径，安全性和可靠性更高，环形圈的锁紧部使用高强度材料和角度设计保证锁紧装置具有高强度承载能力，配合井口的内腔凹槽能可靠的压紧悬挂器，此锁紧装置结构简单，易激发，操作简单。
综上所述仅为本发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。
Claims (9)
1.一种用于高端整体式井口的悬挂器锁紧装置，其特征在于，包括井口部（1）以及位于井口部（1）内部的座封环（3）、套管悬挂器（9）、锁紧部（6）和密封部（2）；
所述锁紧部（6）外侧面与所述井口部（1）的环形槽（10）相配合，所述座封环（3）下端与所述锁紧部（6）接触，所述座封环（3）用于推动所述锁紧部（6）向所述井口部（1）的环形槽（10）移动，所述锁紧部（6）用于与所述井口部（1）的环形槽（10）配合并对密封部（2）和套管悬挂器（9）进行锁紧固定；
所述锁紧部（6）位于所述井口部（1）与所述密封部（2）之间，所述套管悬挂器（9）上端与所述密封部（2）通过弹性柱塞（7）连接，所述弹性柱塞（7）用于防止所述密封部（2）旋转。
2.根据权利要求1所述的一种用于高端整体式井口的悬挂器锁紧装置，其特征在于，所述密封部（2）的下端位于所述井口部（1）和所述套管悬挂器（9）之间，所述密封部（2）用于井口部（1）和所述套管悬挂器（9）之间的密封。
3.根据权利要求1所述的一种用于高端整体式井口的悬挂器锁紧装置，其特征在于，所述密封部（2）包括密封部本体（5）、导向螺钉（4）、弹性柱塞（7）和密封圈（8）；
所述导向螺钉（4）位于所述密封部本体（5）的上端外侧，并与所述座封环（3）下端活动连接，所述导向螺钉（4）用于限定所述座封环（3）移动；
所述密封圈（8）位于所述套管悬挂器（8）与所述密封部本体（5）以及所述密封部本体（5）与所述井口部（1）之间，用于所述套管悬挂器（8）与所述密封部本体（5）之间密封。
4.根据权利要求1所述的一种用于高端整体式井口的悬挂器锁紧装置，其特征在于，所述所述锁紧部（6）为设有开口槽的环形圈，所述锁紧部（6）靠近所述井口部（1）的环形槽（10）一侧设置倒角。
5.根据权利要求1所述的一种用于高端整体式井口的悬挂器锁紧装置，其特征在于，所述井口部（1）的环形槽（10）横截面为为梯形，所述环形槽（10）与所述锁紧部（6）相配合。
6.根据权利要求1所述的一种用于高端整体式井口的悬挂器锁紧装置，其特征在于，所述锁紧部（6）内侧上端与所述座封环（3）接触，并在所述锁紧部（6）内侧上端设置倒角。
7.根据权利要求1所述的一种用于高端整体式井口的悬挂器锁紧装置，其特征在于，所述锁紧部（6）内侧下端设置弯折部（51），所述弯折部（51）朝向锁紧部（6）的中心内侧弯折，弯折部用于对所述座封环（3）限位。
8.根据权利要求4所述的一种用于高端整体式井口的悬挂器锁紧装置，其特征在于，所述导向螺钉（4）设置于所述座封环（3）上，所述导向螺钉（4）突出所述座封环（3）部分设置于所述密封部本体（5）上的导向槽（11）内，并沿所述导向槽（11）滑动。
9.一种井口装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一一项所述的一种用于高端整体式井口的悬挂器锁紧装置。
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Yu Xiaotao Inventor after: Wang Xiaolong Inventor after: Guo Xiaoxiao Inventor after: Zhu Jiabao Inventor before: Sun Qinghong Inventor before: Yu Xiaotao Inventor before: Wang Xiaolong Inventor before: Guo Xiaoxiao Inventor before: Zhu Jiabao |