CN113006731B - 一种自锁紧套管头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油钻采设备技术领域，提出了一种自锁紧套管头，包括套管头本体，管头本体具有安装孔，悬挂器设置在安装孔内，密封组件设置在悬挂器和安装孔之间，套管头本体还具有安装槽，安装槽与安装孔连通，卡紧件有若干个，沿着安装孔的周向间隔均匀分布，卡紧件上具有倒齿牙，悬挂器端头具有正齿牙，倒齿牙与正齿牙配合，卡紧件上具有竖向的长条孔，转轴穿过长条孔，复位弹性件设置在卡紧件上，卡紧件的上端通过复位弹性件与安装槽相连，卡紧件的下端抵在安装槽的底面内壁上，锁紧件安装槽的底面具有锁紧孔，锁紧件沿着竖直方向滑动设置在锁紧孔内，滑动后将卡紧件顶起。通过上述技术方案，解决了相关技术中的油管易发生松扣的问题。
Description
技术领域
本发明涉及石油钻采设备技术领域，具体的，涉及一种自锁紧套管头。
背景技术
套管头常用于石油、天然气开采过程中，安装在表层套管柱上端，是用来固定钻进井的井口，连接井口套管柱，用以支持技术套管和油层套管的连接组件，可用于密封各层管间的环形空间，为安装防喷器、油管头，采油树提供过渡连接，并且通过套管头本体上的两个侧口，可进行补挤泥浆、监控和加注平衡液等施工作业。
目前，较常见的油气井套管头主要包括套管头本体和设置于套管头本体内的悬挂器，一般的结构中，悬挂器一般与油管通过螺纹连接，悬挂器的外圆柱面与套管头的内壁通过密封圈密封，悬挂器在套管头内部并没有紧固的装置，实际操作中，由于与悬挂器的晃动扭转，导致与悬挂器通过螺纹连接的油管造成松扣，导致事故的发生。
发明内容
本发明提出一种自锁紧套管头，解决了相关技术中的油管易发生松扣的问题。
本发明的技术方案如下：
一种自锁紧套管头，包括套管头本体、悬挂器和密封组件，所述套管头本体具有安装孔，所述悬挂器设置在所述安装孔内，所述密封组件设置在所述悬挂器和所述安装孔之间，所述套管头本体还具有安装槽，所述安装槽与所述安装孔连通，还包括
自锁组件，设置在所述安装槽内，位于所述密封组件的上方，用于锁紧所述悬挂器，所述自锁组件包括
转轴，设置在所述安装槽内，
卡紧件，有若干个，沿着所述安装孔的周向间隔均匀分布，所述卡紧件上具有倒齿牙，所述悬挂器端头具有正齿牙，所述倒齿牙与所述正齿牙配合，所述卡紧件上具有竖向的长条孔，所述转轴穿过所述长条孔，
复位弹性件，设置在所述卡紧件上，所述卡紧件的上端通过所述复位弹性件与所述安装槽相连，所述卡紧件的下端抵在所述安装槽的底面内壁上，
锁紧件，所述安装槽的底面具有锁紧孔，所述锁紧件沿着竖直方向滑动设置在所述锁紧孔内，滑动后将所述卡紧件顶起。
作为进一步的技术方案，所述套管头本体上还具有盲孔，所述盲孔与所述锁紧孔连通，所述盲孔具有内螺纹，还包括
锁紧驱动件，螺纹连接所述盲孔内，深入所述盲孔的一端为锥形头，所述锁紧件的底端为斜面，所述斜面与所述锥形头相接触配合。
作为进一步的技术方案，还包括
拆卸组件，设置在所述安装槽内，包括
拆卸弹性件，一端连接所述卡紧件，
拉杆，所述套管头本体还具有导向孔，所述拉杆滑动设置在所述导向孔内，所述拆卸弹性件的另一端连接所述拉杆。
作为进一步的技术方案，所述导向孔具有内螺纹，所述拉杆包括
定位头，螺纹连接在所述导向孔内，
连杆，一端设置在所述定位头上，另一端设置所述拆卸弹性件，所述连杆滑动设置在所述导向孔内。
作为进一步的技术方案，所述套管头本体包括
上套管和下套管，所述上套管和所述下套管通过紧固件连接在一起。
作为进一步的技术方案，所述密封组件包括
上密封圈和下密封圈，所述上密封圈密封所述上套管和所述悬挂器，所述下密封圈密封所述下套管和所述悬挂器。
本发明的工作原理及有益效果为：
一般的套管头均为分体的，上下套管头通过螺栓锁紧，而穿入上下分体的套管头内的悬挂器不易锁紧固定，现有技术中的悬挂器固定时，固定不牢靠，会发生上下的窜动，现有技术中也有一些悬挂器的固定结构，有的采用专利CN2233454Y-石油钻井及采油用套管头中所记载的，在套管座上安装四个定位螺栓，用来防止悬挂器旋转，上侧设置有压圈，防止悬挂器上下跳动，这种结构虽然能够防止悬挂器的旋转和窜动，但是安装复杂，需要拧紧四个定位螺栓，拧紧的先后也决定了悬挂器的安装是否居中竖直，不同的人操作可能带来不同的安装效果。
为了克服这些缺点，采用了自锁组件来快速安装悬挂器。本发明的发明构思为：利用倒刺结构，实现悬挂器的快速自锁，并且通过简单的对卡紧件的顶起动作，实现悬挂器的进一步锁死，安装方便，效果显著，解决了现有技术中不能自锁的问题，还能进一步解决锁紧效率低的问题。
具体的工作过程为，悬挂器的端头插入到安装孔内，卡紧件被悬挂器端头的正齿牙推着向外侧旋转，旋转中心为卡紧件与安装槽的底面接触点，悬挂器端头触碰到内壁上的定位凸起后，停止插入，卡紧件受复位弹性件的拉力，回复到原始位置，正齿牙与倒齿牙相互啮合，但是此时，正齿牙和倒齿牙之间存在间隙，不是完全相互配合的，悬挂器依旧晃动。进一步，通过锁紧件的顶起作用，卡紧件向上移动，压缩复位弹性件，复位弹性件可以为弹簧，与此同时，卡紧件上的倒齿牙与正齿牙啮合的同时向上移动，使得倒齿牙和正齿牙之间贴近，二者之间无缝隙，进而悬挂器也不会发生上下的晃动。
此种结构的优势在于，悬挂器的压紧力可调，通过锁紧件进一步将卡紧件顶起的高低就可调节，且周向均布卡紧件能够同时锁紧悬挂器，也不会发生悬挂器偏心的问题，只需要悬挂器穿入安装孔内的过程就能实现锁紧，简单迅速，由于悬挂器安装在套管头本体内的安装孔内，且不伸出安装孔，所以悬挂器的锁紧固定一直是本领域的技术难点，本发明不仅能够实现悬挂器的锁紧，还能进一步实现高效锁紧，且结构简单可靠，给本领域解决此问题提供了一个新的设计思路。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明中悬挂器安装状态示意图；
图3为本发明中悬挂器锁紧状态示意图；
图4为本发明中悬挂器拆卸状态示意图；
图中：1、套管头本体，2、悬挂器，3、密封组件，4、安装孔，5、安装槽，6、自锁组件，7、转轴，8、卡紧件，9、倒齿牙，10、正齿牙，11、长条孔，12、复位弹性件，13、锁紧件，14、锁紧孔，15、盲孔，16、锁紧驱动件，17、拆卸组件，18、拆卸弹性件，19、拉杆，20、导向孔，21、定位头，22、连杆，23、上套管，24、下套管，25、通过紧固件，26、上密封圈，27、下密封圈。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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，都涉及本发明保护的范围。
如图1～图4所示，本实施例提出了
一种自锁紧套管头，包括套管头本体1、悬挂器2和密封组件3，套管头本体1具有安装孔4，悬挂器2设置在安装孔4内，密封组件3设置在悬挂器2和安装孔4之间，套管头本体1还具有安装槽5，安装槽5与安装孔4连通，还包括
自锁组件6，设置在安装槽5内，位于密封组件3的上方，用于锁紧悬挂器2，自锁组件6包括
转轴7，设置在安装槽5内，
卡紧件8，有若干个，沿着安装孔4的周向间隔均匀分布，卡紧件8上具有倒齿牙9，悬挂器2端头具有正齿牙10，倒齿牙9与正齿牙10配合，卡紧件8上具有竖向的长条孔11，转轴7穿过长条孔11，
复位弹性件12，设置在卡紧件8上，卡紧件8的上端通过复位弹性件12与安装槽5相连，卡紧件8的下端抵在安装槽5的底面内壁上，
锁紧件13，安装槽5的底面具有锁紧孔14，锁紧件13沿着竖直方向滑动设置在锁紧孔14内，滑动后将卡紧件8顶起。
本实施例中，一般的套管头均为分体的，上下套管24头通过螺栓锁紧，而穿入上下分体的套管头内的悬挂器2不易锁紧固定，现有技术中的悬挂器2固定时，固定不牢靠，会发生上下的窜动，现有技术中也有一些悬挂器2的固定结构，有的采用专利CN2233454Y-石油钻井及采油用套管头中所记载的，在套管座上安装四个定位螺栓，用来防止悬挂器2旋转，上侧设置有压圈，防止悬挂器2上下跳动，这种结构虽然能够防止悬挂器2的旋转和窜动，但是安装复杂，需要拧紧四个定位螺栓，拧紧的先后也决定了悬挂器2的安装是否居中竖直，不同的人操作可能带来不同的安装效果。
为了克服这些缺点，本实施例采用了自锁组件6来快速安装悬挂器2。本发明的发明构思为：利用倒刺结构，实现悬挂器2的快速自锁，并且通过简单的对卡紧件8的顶起动作，实现悬挂器2的进一步锁死，安装方便，效果显著，解决了现有技术中不能自锁的问题，还能进一步解决锁紧效率低的问题。
具体的工作过程为，悬挂器2的端头插入到安装孔4内，卡紧件8被悬挂器2端头的正齿牙10推着向外侧旋转，旋转中心为卡紧件8与安装槽5的底面接触点，悬挂器2端头触碰到内壁上的定位凸起后，停止插入，卡紧件8受复位弹性件12的拉力，回复到原始位置，正齿牙10与倒齿牙9相互啮合，但是此时，正齿牙10和倒齿牙9之间存在间隙，不是完全相互配合的，悬挂器2还是晃动的。进一步，通过锁紧件13的顶起作用，卡紧件8向上移动，压缩复位弹性件12，复位弹性件12可以为弹簧，与此同时，卡紧件8上的倒齿牙9于正齿牙10啮合的同时向上移动，使得倒齿牙9和正齿牙10之间贴近，二者之间无缝隙，进而悬挂器2也不会发生上下的晃动。
此种结构的优势在于，悬挂器2的压紧力可调，通过锁紧件13将卡紧件8顶起的高低就可调节，且周向均布的卡紧件8能够同时锁紧悬挂器2，也不会发生悬挂器2偏心的问题，只需要悬挂器2正常穿入安装孔4内的过程就能实现锁紧，简单迅速，由于悬挂器2安装在套管头本体1内的安装孔4内，且不伸出安装孔4，所以悬挂器2的锁紧固定一直是本领域的技术难点，本实施例不仅能够实现悬挂器2的锁紧，还能进一步实现高效锁紧，且结构简单可靠，给本领域解决此问题提供了一个新的设计思路。
进一步，套管头本体1上还具有盲孔15，盲孔15与锁紧孔14连通，盲孔15具有内螺纹，还包括
锁紧驱动件16，螺纹连接盲孔15内，深入盲孔15的一端为锥形头，锁紧件13的底端为斜面，斜面与锥形头相接触配合。
本实施例中，为了方便控制锁紧件13的上下滑动，利用斜面的原理，通过锁紧驱动件16一端的锥形头和锁紧件13低端斜面的配合，实现对锁紧件13的上升和下降的控制，能够实现小距离的连续微调，进一步，锁紧驱动件16和盲孔15均可以水平设置，锁紧驱动件16旋转后，通过锁紧驱动件16和盲孔15内的螺纹配合，实现锁紧驱动件16的前进或者后退，也能在调节到指定位置后，在原位置处锁紧固定。
进一步，还包括
拆卸组件17，设置在安装槽5内，包括
拆卸弹性件18，一端连接卡紧件8，
拉杆19，套管头本体1还具有导向孔20，拉杆19滑动设置在导向孔20内，拆卸弹性件18的另一端连接拉杆19。
本实施例中，为了方便进一步的分离悬挂器2和套管头，在安装槽5内还设置有拆卸组件17，当需要将悬挂器2和套管头分离时，先使锁紧件13下滑回复到初始位置，但是此时正齿牙10和倒齿牙9还是啮合的，这时拉动拉杆19，拉杆19通过拆卸弹性件18带动卡紧件8旋转，拆卸弹性件18可以为弹簧，卡紧件8旋转后，使得正齿牙10和倒齿牙9分离，悬挂器2与套管头实现分离。
进一步，导向孔20具有内螺纹，拉杆19包括
定位头21，螺纹连接在导向孔20内，
连杆22，一端设置在定位头21上，另一端设置拆卸弹性件18，连杆22滑动设置在导向孔20内。
进一步，套管头本体1包括
上套管23和下套管24，上套管23和下套管24通过紧固件25连接在一起。
进一步，密封组件3包括
上密封圈26和下密封圈27，上密封圈26密封上套管23和悬挂器2，下密封圈27密封下套管24和悬挂器2。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种自锁紧套管头，包括套管头本体(1)、悬挂器(2)和密封组件(3)，所述套管头本体(1)具有安装孔(4)，所述悬挂器(2)设置在所述安装孔(4)内，所述密封组件(3)设置在所述悬挂器(2)和所述安装孔(4)之间，其特征在于，所述套管头本体(1)还具有安装槽(5)，所述安装槽(5)与所述安装孔(4)连通，还包括
自锁组件(6)，设置在所述安装槽(5)内，位于所述密封组件(3)的上方，用于锁紧所述悬挂器(2)，所述自锁组件(6)包括
转轴(7)，设置在所述安装槽(5)内，
卡紧件(8)，有若干个，沿着所述安装孔(4)的周向间隔均匀分布，所述卡紧件(8)上具有倒齿牙(9)，所述悬挂器(2)端头具有正齿牙(10)，所述倒齿牙(9)与所述正齿牙(10)配合，所述卡紧件(8)上具有竖向的长条孔(11)，所述转轴(7)穿过所述长条孔(11)，
复位弹性件(12)，设置在所述卡紧件(8)上，所述卡紧件(8)的上端通过所述复位弹性件(12)与所述安装槽(5)相连，所述卡紧件(8)的下端抵在所述安装槽(5)的底面内壁上，
锁紧件(13)，所述安装槽(5)的底面具有锁紧孔(14)，所述锁紧件(13)沿着竖直方向滑动设置在所述锁紧孔(14)内，滑动后将所述卡紧件(8)顶起。
2.根据权利要求1所述的一种自锁紧套管头，其特征在于，所述套管头本体(1)上还具有盲孔(15)，所述盲孔(15)与所述锁紧孔(14)连通，所述盲孔(15)具有内螺纹，还包括
锁紧驱动件(16)，螺纹连接所述盲孔(15)内，深入所述盲孔(15)的一端为锥形头，所述锁紧件(13)的底端为斜面，所述斜面与所述锥形头相接触配合。
3.根据权利要求1所述的一种自锁紧套管头，其特征在于，还包括
拆卸组件(17)，设置在所述安装槽(5)内，包括
拆卸弹性件(18)，一端连接所述卡紧件(8)，
拉杆(19)，所述套管头本体(1)还具有导向孔(20)，所述拉杆(19)滑动设置在所述导向孔(20)内，所述拆卸弹性件(18)的另一端连接所述拉杆(19)。
4.根据权利要求3所述的一种自锁紧套管头，其特征在于，所述导向孔(20)具有内螺纹，所述拉杆(19)包括
定位头(21)，螺纹连接在所述导向孔(20)内，
连杆(22)，一端设置在所述定位头(21)上，另一端设置所述拆卸弹性件(18)，所述连杆(22)滑动设置在所述导向孔(20)内。
5.根据权利要求1所述的一种自锁紧套管头，其特征在于，所述套管头本体(1)包括上套管(23)和下套管(24)，所述上套管(23)和所述下套管(24)通过紧固件(25)连接在一起。
6.根据权利要求5所述的一种自锁紧套管头，其特征在于，所述密封组件(3)包括
上密封圈(26)和下密封圈(27)，所述上密封圈(26)密封所述上套管(23)和所述悬挂器(2)，所述下密封圈(27)密封所述下套管(24)和所述悬挂器(2)。
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Denomination of invention: A self-locking sleeve head Effective date of registration: 20231213 Granted publication date: 20220812 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Wuqiang County Branch Pledgor: JING HONG OIL DRILLING ENGINEERING TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2023980071440 |