CN111734338A - 一种石油开发用的油管头、套管头装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石油开发用的油管头、套管头装置，涉及石油开发用装置技术领域，悬挂器包括用于油管一连接的内层接箍和用于套管连接的外层接箍，以及设置在油管一和套管一之间的内定位套和外定位套，油管一至套管一的外壁从上向下依次串入连接有锁紧机构、卡瓦和密封壳体，密封壳体内设置有密封组件，四通包括与油管一相连接的主管体，以及四个与主管体固定连通的支管体，四个支管体上均设置有用于与待连接部件连接时的连接长度调整机构。本发明通过上述等结构之间的配合，一方面便于调整四通的连接长度，另一方面悬挂器可自动调整油管一与套管一的位置，使其居中与同心的效果。
Description
技术领域
本发明涉及石油开发用部件技术领域，具体为一种石油开发用的油管头、套管头装置。
背景技术
油管头是连接最上层套管头和采油树，以悬挂油管及套管的装置，油管头位于套管头上面，包括四通和悬挂器，其作用是悬挂下入井内的油管、井下工具、套管。
但传统中油管悬挂方式是通过螺纹连接方式使套管头本体与套管相连，然后通过螺纹连接方式油管一与悬挂器相连，再把悬挂器与套管头本体连接，实现悬挂、固定与密封，由于油管一的自重一般为30吨到150吨，继而在油管一不居中，套管内偏心时，调整起来就十分困难，从而因油管一自重大，只能使用钢丝绳拉拽使其居中，一组绳无法定位，要用两组绳，在用绳拉时，要解决方向问题、绳另一端固定问题、拉力大小问题、空间大小问题及安全问题，这些问题的解决需要经验、设备及时间，人为因素比重大，并且传统中四通的连接长度难以调整，从而存在四通在与待连接部件，如油井口处的油管进行连接时，由于油井口处油管通常长度较长，重量较重，从而难以通过拉动油井口处油管，来使得油井口处油管的管口贴合四通的管口。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石油开发用的油管头、套管头装置及其使用方法，一方面便于调整四通的连接长度，另一方面悬挂器可自动调整连接于悬挂器下方的油管与套管的位置，使其居中与同心的效果，解决了上述背景技术中所提出的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种石油开发用的油管头、套管头装置，包括四通、以及用于油管一和套管一悬挂的悬挂器，所述悬挂器包括用于所述油管一连接的内层接箍和用于所述套管一连接的外层接箍，以及设置在所述油管一和所述套管一之间的内定位套和外定位套，套管一下方通过外层接箍与井下的套管连接，所述套管一至井下的套管的外壁从上向下依次串入连接有锁紧机构、卡瓦和密封壳体，所述密封壳体内设置有密封组件。
所述四通包括与所述油管一相连接的主管体，以及四个与所述主管体固定连通的支管体，四个所述支管体上均设置有用于与待连接部件连接时的连接长度调整机构。
优选的，所述连接长度调整机构包括固定连接在所述主管体外壁的支撑板，以及套接在所述支管体管臂的连接套管，所述支撑板的外壁铰接有调节板，所述调节板背离所述支撑板的一侧开设有滑槽一，所述滑槽一的槽壁滑动连接有滑柱一，所述滑柱一的柱臂固定连接有连接板一，所述连接套管的外壁固定连接有贯穿于所述连接板一的连接臂。
还包括用于所述滑柱一沿所述滑槽一上移或下移后位置固定的锁定机构，以及用于通过改变调节板的倾斜角度，达到所述滑柱一下移锁定后，所述连接套管均可贴合待连接部件表面的定位机构。
优选的，所述锁定机构包括固定连接在所述主管体外壁的固定板，以及开设在所述支撑板外壁的竖向凹槽，所述竖向凹槽的槽壁滑动连接有推拉板，所述连接板一贯穿于所述推拉板的板壁，所述固定板的板壁贯穿设置有移动臂，所述移动臂的一端固定连接有限位板，所述移动臂的外臂套设有复位弹簧，所述复位弹簧的两端部分别与所述限位板和所述固定板之间的相对侧固定连接，所述移动臂的另一端铰接有联动臂，所述联动臂的端部与所述推拉板的外壁铰接。
优选的，所述定位机构包括开设在所述调节板朝向所述支撑板一侧的滑槽二，以及固定连接在所述连接套管外壁的联动板，所述滑槽二和所述滑槽一相连通，所述滑槽二的槽壁滑动连接有滑柱二，所述滑柱二的柱臂固定连接有连接板二，所述连接板二的端部贯穿于所述联动板，且固定连接有定位部。
优选的，所述定位部具体可为吸盘或者磁铁。
优选的，所述内定位套靠近其下端的外侧设有锥度角，所述内定位套的内侧设置有嵌入式强磁，所述内定位套的外侧设有锥度面。
优选的，所述外定位套靠近其下端的外侧设有锥度角，所述外定位套的外侧设置有嵌入式强磁，所述外定位套的内侧设有锥度面。
优选的，所述锁紧机构具体可为螺母、卡箍或法兰。
此外本发明还提供一种石油开发用的油管头、套管头装置的使用方法，包括以下步骤：
S1：将所述外定位套插入至所述油管一和所述套管一中间；
S2：上提所述油管一，将内定位套插入所述油管一与所述外定位套中间；
S3：从所述油管一的上端从上向下依次串入所述锁紧机构、所述卡瓦和所述密封壳体，所述卡瓦插到所述套管一与所述锁紧机构中间，然后通过操纵所述锁紧机构，即可实现锁紧与密封所述油管一和所述套管一；
S4：将所述主管体与所述油管一的上端相连接，即可完成石油开发用的油管头、套管头装置的组装。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
一、本发明可使油管一自动居中、同心并快速悬挂油管一，将油管一重量释放到套管一上，简化了的操作，提高了安全性。
二、本发明通过密封壳体、密封组件、卡瓦、锁紧机构可锁紧、密封油管一和套管一，实现安装、拆卸灵活方便，并且因其密闭空间小，故可实现耐高压、耐冲击。
三、本发明不破坏原油管一和套管一的结构，可快速还原原始状态，从而可以进行其它施工。
四、本发明技术方案体积小，方便操作，尤其是在施工中的有限空间下，有重要意义，并且成本低。
五、本发明通过调节连接套管在支管体管臂上的位置，达到了调整支管体连接长度的效果，进而便于四通与待连接部进行连接。
六、本发明通过将定位部贴合于待连接部件的表面，然后向下拉动或推动推拉板，即可使得连接套管的侧面贴合于待连接部件的表面，且连接套管的位置被固定，达到了便于操作者对此时的连接套管与待连接部件进行进一步的连接，如焊接。
附图说明
图1为本发明结构的主视图；
图2为本发明支撑板、调节板、滑槽二和滑柱二结构的背侧图；
图3为本发明调节板、滑槽一、滑柱一、滑槽二和滑柱二结构的侧视剖视图；
图4为本发明连接长度调整机构的第一状态图；
图5为本发明连接长度调整机构的第二状态图；
图6为本发明连接长度调整机构的第三状态图。
图中：1-油管一、2-套管一、3-内层接箍、4-外层接箍、5-内定位套、6-外定位套、7-锁紧机构、8-卡瓦、9-密封壳体、10-密封组件、11-主管体、12-支管体、13-支撑板、14-连接套管、15-调节板、16-滑槽一、17-滑柱一、18-连接板一、19-连接臂、20-固定板、21-竖向凹槽、22-推拉板、23-移动臂、24-限位板、25-复位弹簧、26-联动臂、27-滑槽二、28-联动板、29-滑柱二、30-连接板二、31-定位部。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：一种石油开发用的油管头、套管头装置，包括四通、以及用于油管一1和套管一2悬挂的悬挂器，悬挂器包括用于油管一1连接的内层接箍3和用于套管一2连接的外层接箍4，以及设置在油管一1和套管一2之间的内定位套5和外定位套6，套管一2下方通过外层接箍4与井下的套管连接，所述套管一2至井下的套管的外壁从上向下依次串入连接有锁紧机构7、卡瓦8和密封壳体9，所述密封壳体9内设置有密封组件10。
本发明通过密封壳体9、密封组件10、卡瓦8、锁紧机构7可锁紧、密封油管一1和套管一2，实现安装、拆卸灵活方便，并且因其密闭空间小，故可实现耐高压、耐冲击，同时可使油管一1自动居中、同心并快速悬挂油管一1，将油管一1重量释放到套管一2上，简化了的操作，提高了安全性，本发明中的密封组件10在内层接箍3处和外层接箍4处，也可上移到油管一1处，卡瓦8为三瓣式，可方便卡住外层接箍4的下端。
四通包括与油管一1相连接的主管体11，以及四个与主管体11固定连通的支管体12，四个支管体12上均设置有用于与待连接部件连接时的连接长度调整机构。
油管一1下方通过内层接箍3与井下的油管连接，套管一2下方通过外层接箍4与井下的套管连接，实现对井下的油管和井下的套管的悬挂作业。
为了便于支管体12与待连接部件进行连接，本发明连接长度调整机构具体如下，连接长度调整机构包括固定连接在主管体11外壁的支撑板13，以及套接在支管体12管臂的连接套管14，支撑板13的外壁铰接有调节板15，调节板15背离支撑板13的一侧开设有滑槽一16，滑槽一16的槽壁滑动连接有滑柱一17，滑柱一17的柱臂固定连接有连接板一18，连接套管14的外壁固定连接有贯穿于连接板一18的连接臂19，由滑柱一17沿滑槽一16槽壁斜向下移动的过程并经连接臂19的联动，使得连接套管14同步向待连接部件方向移动，进而即可达到调节支管体12的连接长度。
还包括用于滑柱一17沿滑槽一16上移或下移后位置固定的锁定机构，以及用于通过改变调节板15的倾斜角度，达到滑柱一17下移锁定后，连接套管14均可贴合待连接部件表面的定位机构。
为了对滑柱一17沿滑槽一16上移或下移后的位置进行固定，本发明锁定机构具体如下，锁定机构包括固定连接在主管体11外壁的固定板20，以及开设在支撑板13外壁的竖向凹槽21，竖向凹槽21的槽壁滑动连接有推拉板22，连接板一18贯穿于推拉板22的板壁，固定板20的板壁贯穿设置有移动臂23，移动臂23的一端固定连接有限位板24，移动臂23的外臂套设有复位弹簧25，复位弹簧25的两端部分别与限位板24和固定板20之间的相对侧固定连接，移动臂23的另一端铰接有联动臂26，联动臂26的端部与推拉板22的外壁铰接，结合图5和图6所示，利用复位弹簧25提供的弹性力，使得移动臂23在移动后均可保持初始状态，继而经联动臂26与移动臂23和推拉板22之间的铰接关系，使得推拉板22在上移至图5所示位置或者下移至图6所示状态后，其位置均可被固定，从而经连接板一18贯穿于推拉板22板壁的设置，即可使得滑柱一17在上移或下移后的位置同样可被固定。
为了在滑柱一17下移锁定后，连接套管14均可贴合于待连接部件的表面，以便于连接套管14与待连接部件进行进一步的连接，如焊接，本发明定位机构具体如下，定位机构包括开设在调节板15朝向支撑板13一侧的滑槽二27，以及固定连接在连接套管14外壁的联动板28，滑槽二27和滑槽一16相连通，滑槽二27的槽壁滑动连接有滑柱二29，滑柱二29的柱臂固定连接有连接板二30，连接板二30的端部贯穿于联动板28，且固定连接有定位部31，通过拉动定位部31，并使得定位部31背离主管体11的一侧贴合与之待连接部件的表面，然后定位部31通过吸附或磁吸固定在待连接部件的表面并至图5所示状态，此时的调节板15因定位部31位置的变化，而进行了相应角度的转动，随后向下拉动或推动推拉板22，此过程中由推拉板22向下移动的过程并经连接板一18的联动，使得滑柱一17沿滑槽一16的槽壁斜向下移动，由滑柱一17斜向下移动的过程并经连接臂19的联动，使得连接套管14同步向待连接部件方向移动，当推拉板22移动至图6所示状态后，利用复位弹簧25提供的弹性力并经移动臂23和联动臂26的联动，即可对下移后的滑柱一17的位置进行固定，同时此时的连接套管14侧面即可正好贴合于待连接部件的表面。
进一步的，定位部31具体可为吸盘或者磁铁，通过负压吸附或者磁铁磁吸，可将定位部31固定在待连接部件的表面，继而使得此时调节板15的角度被固定，以便滑柱一17沿滑槽一16的槽壁斜向下移动。
进一步的，内定位套5靠近其下端的外侧设有锥度角，内定位套5的内侧设置有嵌入式强磁，内定位套5的外侧设有锥度面，上提油管一1，将内定位套5插入油管一1与外定位套6中间，由于内定位套5为两瓣式，且通过内定位套5靠近其下端的外侧设有锥度角，它会方便插入油管一1与外定位套6中间，同时通过设置有的嵌入式强磁，它会自动吸附在油管一1内壁,且通过内定位套5外侧设有的锥度面，它会方便插入到外定位套6中，下放油管一1使内层接箍3的下端将内定位套5压到极限位置，并释放全部重量，油管一1随内定位套5下移自动向中心偏移,并实现居中、同心、油管一1重量全部悬挂在套管一2上。
进一步的，外定位套6靠近其下端的外侧设有锥度角，外定位套6的外侧设置有嵌入式强磁，外定位套6的内侧设有锥度面，在将外定位套6插入油管一1和套管一2之间时，由于外定位套6为两瓣式，且通过外定位套6靠近其下端的外侧设有的锥度角，它会方便插入至油管一1和套管一2之间，同时通过设置有的嵌入式强磁，它会自动吸附在套管一2的内壁,且通过外定位套6内侧设有的锥度面，它会方便插入内定位套5，下放油管一1使内层接箍3的下端将外定位套6压到极限位置，油管一1随外定位套6下移自动向中心偏移。
进一步的，锁紧机构7具体可为螺母、卡箍或法兰，通过上述锁紧机构7与密封壳体9相配合，均可实现锁紧与密封油管一1和套管一2。
此外本发明还提供一种石油开发用的油管头、套管头装置的使用方法，包括以下步骤：
S1：将外定位套6插入至油管一1和套管一2中间；
S2：上提油管一1，将内定位套5插入油管一1与外定位套6中间；
S3：从油管一1的上端从上向下依次串入锁紧机构7、卡瓦8和密封壳体9，卡瓦8插到套管一2与锁紧机构7中间，然后通过操纵锁紧机构7，即可实现锁紧与密封油管一1和套管一2；
S4：将主管体11与油管一1的上端相连接，即可完成石油开发用的油管头、套管头装置的组装。
工作原理：该石油开发用的油管头、套管头装置在调整四通的连接长度时，通过拉动定位部31，并使得定位部31背离主管体11的一侧贴合与之待连接部件的表面，然后定位部31通过吸附或磁吸固定在待连接部件的表面并至图5所示状态，此时的调节板15因定位部31位置的变化，而进行了相应角度的转动，随后向下拉动或推动推拉板22，此过程中由推拉板22向下移动的过程并经连接板一18的联动，使得滑柱一17沿滑槽一16的槽壁斜向下移动，由滑柱一17斜向下移动的过程并经连接臂19的联动，使得连接套管14同步向待连接部件方向移动，当推拉板22移动至图6所示状态后，利用复位弹簧25提供的弹性力并经移动臂23和联动臂26的联动，即可对下移后的滑柱一17的位置进行固定，同时此时的连接套管14侧面可正好贴合于待连接部件的表面，且连接套管14的位置被固定，达到了便于操作者对此时的连接套管14与待连接部件进行进一步的连接，如焊接，综上所述，本发明通过将定位部31贴合于待连接部件的表面，然后向下拉动或推动推拉板22，即可使得连接套管14的侧面贴合于待连接部件的表面，且连接套管14的位置被固定。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种石油开发用的油管头、套管头装置，包括四通、以及用于油管一(1)和套管一(2)悬挂的悬挂器，其特征在于：所述悬挂器包括用于所述油管一(1)连接的内层接箍(3)和用于所述套管一(2)连接的外层接箍(4)，以及设置在所述油管一(1)和所述套管一(2)之间的内定位套(5)和外定位套(6)，套管一(2)下方通过外层接箍(4)与井下的套管连接，所述套管一(2)至井下的套管的外壁从上向下依次串入连接有锁紧机构(7)、卡瓦(8)和密封壳体(9)，所述密封壳体(9)内设置有密封组件(10)；
所述四通包括与所述油管一(1)相连接的主管体(11)，以及四个与所述主管体(11)固定连通的支管体(12)，四个所述支管体(12)上均设置有用于与待连接部件连接时的连接长度调整机构。
2.根据权利要求1所述的石油开发用的油管头、套管头装置，其特征在于：所述连接长度调整机构包括固定连接在所述主管体(11)外壁的支撑板(13)，以及套接在所述支管体(12)管臂的连接套管(14)，所述支撑板(13)的外壁铰接有调节板(15)，所述调节板(15)背离所述支撑板(13)的一侧开设有滑槽一(16)，所述滑槽一(16)的槽壁滑动连接有滑柱一(17)，所述滑柱一(17)的柱臂固定连接有连接板一(18)，所述连接套管(14)的外壁固定连接有贯穿于所述连接板一(18)的连接臂(19)；
还包括用于所述滑柱一(17)沿所述滑槽一(16)上移或下移后位置固定的锁定机构，以及用于通过改变调节板(15)的倾斜角度，达到所述滑柱一(17)下移锁定后，所述连接套管(14)均可贴合待连接部件表面的定位机构。
3.根据权利要求2所述的石油开发用的油管头、套管头装置，其特征在于：所述锁定机构包括固定连接在所述主管体(11)外壁的固定板(20)，以及开设在所述支撑板(13)外壁的竖向凹槽(21)，所述竖向凹槽(21)的槽壁滑动连接有推拉板(22)，所述连接板一(18)贯穿于所述推拉板(22)的板壁，所述固定板(20)的板壁贯穿设置有移动臂(23)，所述移动臂(23)的一端固定连接有限位板(24)，所述移动臂(23)的外臂套设有复位弹簧(25)，所述复位弹簧(25)的两端部分别与所述限位板(24)和所述固定板(20)之间的相对侧固定连接，所述移动臂(23)的另一端铰接有联动臂(26)，所述联动臂(26)的端部与所述推拉板(22)的外壁铰接。
4.根据权利要求2或3所述的石油开发用的油管头、套管头装置，其特征在于：所述定位机构包括开设在所述调节板(15)朝向所述支撑板(13)一侧的滑槽二(27)，以及固定连接在所述连接套管(14)外壁的联动板(28)，所述滑槽二(27)和所述滑槽一(16)相连通，所述滑槽二(27)的槽壁滑动连接有滑柱二(29)，所述滑柱二(29)的柱臂固定连接有连接板二(30)，所述连接板二(30)的端部贯穿于所述联动板(28)，且固定连接有定位部(31)。
5.根据权利要求4所述的石油开发用的油管头、套管头装置，其特征在于：所述定位部(31)具体可为吸盘或者磁铁。
6.根据权利要求1所述的石油开发用的油管头、套管头装置，其特征在于：所述，所述内定位套(5)靠近其下端的外侧设有锥度角，所述内定位套(5)的内侧设置有嵌入式强磁，所述内定位套(5)的外侧设有锥度面。
7.根据权利要求1所述的石油开发用的油管头、套管头装置，其特征在于：所述外定位套(6)靠近其下端的外侧设有锥度角，所述外定位套(6)的外侧设置有嵌入式强磁，所述外定位套(6)的内侧设有锥度面。
8.根据权利要求1所述的石油开发用的油管头、套管头装置，其特征在于：所述锁紧机构(7)具体可为螺母、卡箍或法兰。
9.一种根据权利要求1所述石油开发用的油管头、套管头装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将所述外定位套(6)插入至所述油管一(1)和所述套管一(2)中间；
S2：上提所述油管一(1)，将内定位套(5)插入所述油管一(1)与所述外定位套(6)中间；
S3：从所述油管一(1)的上端从上向下依次串入所述锁紧机构(7)、所述卡瓦(8)和所述密封壳体(9)，所述卡瓦(8)插到所述套管一(2)与所述锁紧机构(7)中间，然后通过操纵所述锁紧机构(7)，即可实现锁紧与密封所述油管一(1)和所述套管一(2)；
S4：将所述主管体(11)与所述油管一(1)的上端相连接，即可完成石油开发用的油管头、套管头装置的组装。
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