CN119532541A - 一种油气田井口用全通径高压陶瓷弯头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油气田井口用全通径高压陶瓷弯头，涉及陶瓷弯头技术领域，包括金属弯头和陶瓷内衬管，所述金属弯头两端分别固定有两个具有RJ环连接面的金属法兰，所述金属弯头内部设置有内腔，所述陶瓷内衬管设置于所述内腔内，所述陶瓷内衬管一端连接有缓冲管，所述缓冲管包括金属管和陶瓷凸起段，所述金属管固定设置于所述内腔内部，所述陶瓷凸起段固定套设于金属管内部，所述陶瓷凸起段内侧壁上依次设置有平缓段、倾斜段和弧形凸起。本发明中缓冲管的设置能够使流动介质在进入陶瓷内衬管前进行预缓冲，缓解流动介质流动变向时对陶瓷内衬管的冲击压力，从而大大减少陶瓷内衬管受到的冲击磨蚀，提高了陶瓷弯头的使用寿命。

Description

一种油气田井口用全通径高压陶瓷弯头

技术领域

本发明涉及陶瓷弯头技术领域，具体涉及一种油气田井口用全通径高压陶瓷弯头。

背景技术

目前在油田井口的采油树装置上和天然气田井口的采气树装置上排布有多个弯头，由于油井和天然气井介质中都含有大量地层砂且压力很高，介质流速很快，对弯头的磨损很强，严重时一个周就会出现弯头处冲穿外漏的情况，需要经常停产更换或补焊弯头，非常影响生产效率并且存在很大的安全隐患。

为了确保管道的使用寿命，防止流动介质流过弯头转弯处受惯性力的作用使弯头的外侧面被磨穿，往往需要在弯头的内部固定陶瓷片，以增加弯头内壁的耐磨性，而目前变径弯头，其内部陶瓷片之间连接的不够紧密，间隙比较大，经过长期使用，在流动介质的冲击下陶瓷片容易出现脱落，从而影响弯头的使用寿命，并且弯头的两端长度通常都比较短，流动介质的部分冲击力也会作用在弯头与其他管道的连接部位，长此以往，其连接部位容易产生松动，导致流动介质出现泄漏。

针对以上问题，提出了一种油气田井口用全通径高压陶瓷弯头。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油气田井口用全通径高压陶瓷弯头，以解决上述问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种油气田井口用全通径高压陶瓷弯头，包括金属弯头和陶瓷内衬管，所述金属弯头两端分别固定有两个具有RJ环连接面的金属法兰，所述金属弯头内部设置有内腔，所述陶瓷内衬管设置于所述内腔内，所述陶瓷内衬管一端连接有缓冲管，所述缓冲管包括金属管和陶瓷凸起段，所述金属管固定设置于所述内腔内部，所述陶瓷凸起段固定套设于金属管内部，所述陶瓷凸起段内侧壁上依次设置有平缓段、倾斜段和弧形凸起，两个所述金属法兰上均设置有法兰连接件。

作为本发明的一种优选方案，所述陶瓷内衬管包括若干个带角度的陶瓷弯管段，所有所述陶瓷弯管段沿所述内腔内部依次设置，所述内腔内部两端分别设置有第一直管段和第二直管段，所述第一直管段位于陶瓷内衬管和缓冲管之间，所述第二直管段一端与其相邻的陶瓷弯管段相抵触。

作为本发明的一种优选方案，所述平缓段与第一直管段衔接，所述弧形凸起与陶瓷弯管段衔接。

作为本发明的一种优选方案，所述金属管内部设置有陶瓷连接管，且所述陶瓷连接管的内径与第一直管段的内径相同，所述陶瓷凸起段设置有多个，多个所述陶瓷凸起段沿圆周方向均匀设置在陶瓷连接管内部。

作为本发明的一种优选方案，所述法兰连接件包括紧固套环、螺纹套环、螺纹连接环，所述紧固套环固定套设在金属法兰外部，所述螺纹套环螺纹连接于另一陶瓷弯头的金属法兰外壁，所述螺纹连接环固定在螺纹套环外壁上靠近紧固套环的一端，且螺纹连接环的内径与螺纹套环的内径相同，所述螺纹连接环与紧固套环螺纹连接，所述紧固套环内底壁的边缘处设置有密封垫，所述密封垫与螺纹连接环相适配。

作为本发明的一种优选方案，所有所述金属法兰上均贯穿设置有多个通孔，且所有所述通孔沿圆周方向均匀设置在金属法兰内壁上，其中一个金属法兰上的所有所述通孔内部均插设有紧固螺杆，且所有所述紧固螺杆的一端均与其中一个金属法兰固定连接，所有所述紧固螺杆的另一端均螺纹连接有螺母。

作为本发明的一种优选方案，所有所述金属法兰外延处均开设有安装槽，且所有所述安装槽上均设置有密封环，且所述密封环上沿圆周方向开设有若干个供螺栓穿过的穿孔。

作为本发明的一种优选方案，所述陶瓷内衬管切割成若干个角度为α°的陶瓷弯管段，角度α°的范围为2°～20°。

作为本发明的一种优选方案，所述第二直管段的长度大于第一直管段的长度。

作为本发明的一种优选方案，所述陶瓷凸起段两端均设置有凸起，所述陶瓷内衬管的一端和第一直管段的一端均开设有容纳凸起的凹槽。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

1. 本发明通过多个陶瓷弯管段的设置能够提高陶瓷弯头内部的耐磨性，防止流动介质流过陶瓷内衬管转弯处时在惯性的作用下使陶瓷内衬管转弯处磨穿，从而提高了陶瓷弯头的使用寿命；

2.本发明通过缓冲管的弧形凸起设置，当流动介质进入陶瓷弯头内时，首先经过第一直管段，随后依次经过缓冲管内壁的平缓段、倾斜段和弧形凸起后进入至陶瓷内衬管内，之后从第二直管段处流出，缓冲管的弧形凸起能够在流动介质进入陶瓷内衬管前进行预缓冲，缓解流动介质流动变向时对陶瓷内衬管的冲击压力，从而大大减少陶瓷内衬管受到的冲击磨蚀；

3.本发明通过螺纹套环、紧固套环和螺纹连接环的螺纹连接固定，能够在流动介质与缓冲管的弧形凸起发生冲击时，避免金属法兰的连接部位产生松动；通过密封垫的设置，能够提高螺纹连接环与紧固套环的密封性，从而使两个金属法兰连接得更加紧密，延长了金属法兰的使用寿命；金属法兰和法兰连接件的配合，使得陶瓷弯头的维护和更换变得更加方便，有助于降低维护成本和时间；

4.本发明通过将陶瓷凸起段设置为多个，并均匀分布在金属弯头的内腔中心，在流动介质经过多个陶瓷凸起段时，能够对流动介质进行分流，从而改变流动介质流动的路径和速度，降低局部过载，并减少流动介质对陶瓷内衬管的冲击磨蚀，防止流动介质流过陶瓷内衬管的转弯处时在惯性的作用下使陶瓷内衬管转弯处磨穿，从而提高了陶瓷弯头的使用寿命。并且，多个陶瓷凸起段的设置能够减少流动介质在缓冲管内的停留时间，从而降低堵塞的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明提供一种油气田井口用全通径高压陶瓷弯头的金属弯头和金属法兰的连接结构示意图；

图2为本发明提供一种油气田井口用全通径高压陶瓷弯头的剖面图；

图3为本发明提供一种油气田井口用全通径高压陶瓷弯头的爆炸结构示意图；

图4为本发明提供一种油气田井口用全通径高压陶瓷弯头的内部结构剖视图；

图5为本发明提供缓冲管的剖视图；

图6为本发明提供缓冲管的俯视图；

图7为本发明提供缓冲管另一实施例的俯视图。

图中的标号分别表示如下：

1、金属弯头；2、金属法兰；3、陶瓷内衬管；4、凸起；5、陶瓷弯管段；6、第一直管段；7、第二直管段；8、缓冲管；9、法兰连接件；10、通孔；11、紧固螺杆；12、螺母；13、密封环；

81、金属管；82、陶瓷凸起段；83、平缓段；84、倾斜段；85、弧形凸起；86、陶瓷连接管；91、紧固套环；92、螺纹套环；93、螺纹连接环；94、密封垫。

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。

实施例1

如图1－图6所示，本发明提供了一种油气田井口用全通径高压陶瓷弯头，包括金属弯头1和陶瓷内衬管3，其特征在于，所述金属弯头1两端分别固定有两个具有RJ（Ring-Joint）环连接面的金属法兰2，所述金属弯头1内部设置有内腔，所述陶瓷内衬管3设置于所述内腔内，所述陶瓷内衬管3一端连接有缓冲管8，所述缓冲管8包括金属管81和陶瓷凸起段82，所述金属管81固定设置于所述内腔内部，所述陶瓷凸起段82固定套设于金属管81内部，所述陶瓷凸起段82内侧壁上依次设置有平缓段83、倾斜段84和弧形凸起85，两个所述金属法兰2上均设置有法兰连接件9。

所述陶瓷内衬管3包括若干个带角度的陶瓷弯管段5，所有所述陶瓷弯管段5沿所述内腔内部依次设置，所述内腔内部两端分别设置有第一直管段6和第二直管段7，所述第一直管段6位于陶瓷内衬管3和缓冲管8之间，所述第二直管段7一端与其相邻的陶瓷弯管段5相抵触。

具体的，将一整根陶瓷内衬管3切割成若干个带角度的陶瓷弯管段5，将所有陶瓷弯管段5分别通过胶粘的方式固定到所述内腔的中心，将金属管81与陶瓷凸起段82套设并粘接组成缓冲管8，然后将缓冲管8粘接在内腔内靠近陶瓷内衬管3的位置处，将第一直管段6和第二直管段7分别粘接在所述内腔内部两端，然后在金属弯头1的两端焊接固定两个具有RJ环连接面的金属法兰2，通过多个陶瓷弯管段5的设置实现了在不缩径的情况下在RJ环连接面的金属弯头1里设置内衬陶瓷的技术，保证陶瓷内衬管3的内径与金属法兰2内径一致，通过利用陶瓷天然的耐磨性，提高了金属弯头1的使用寿命，特别适用于安装在油田和天然气田井口高压管线上容易受到冲刷而磨损的弯头位置。通过结合金属和陶瓷材料的设计使得弯头能够在高压环境下稳定工作，减少了因压力导致的损坏和泄漏风险。

其中，当流动介质进入金属弯头1内时，首先经过第一直管段6，随后依次经过缓冲管8内壁的平缓段83、倾斜段84和弧形凸起85后进入至陶瓷内衬管3内，之后从第二直管段7处流出，缓冲管8的弧形凸起85能够在流动介质进入陶瓷内衬管3前进行预缓冲，缓解流动介质流动变向时对陶瓷内衬管3造成的冲击压力，从而大大减少对陶瓷内衬管3的冲击磨蚀，进一步的，所述陶瓷凸起段82两端均设置有凸起4，所述陶瓷内衬管3的一端和第一直管段6的一端均开设有容纳凸起4的凹槽。

通过在陶瓷凸起段82两端均设置有凸起4，在安装时，将陶瓷凸起段82与陶瓷内衬管3和第一直管段6依次套设后粘接固定，以提高陶瓷凸起段82的稳定性，从而避免陶瓷凸起段82受到流动介质的冲击压力导致脱落松动等问题。

本发明中，多个陶瓷弯管段5的设置能够提高陶瓷弯头内部的耐磨性，防止流动介质流过陶瓷内衬管3转弯处时在惯性的作用下使陶瓷内衬管3转弯处被磨穿，从而提高了陶瓷弯头的使用寿命。缓冲管8的设计，特别是陶瓷凸起段82的平缓段83、倾斜段84和弧形凸起85，为陶瓷内衬管3提供了缓冲，减少了流动介质直接冲击接触可能造成的损伤。

所述平缓段83与第二直管段7衔接，所述弧形凸起85与陶瓷弯管段5衔接。确保了流体在通过缓冲管8时，不会遇到任何缩径，从而保持了流体流动的连续性和效率，减少了压力损失，使金属弯头1内部保持了全通径，减少了流体流动的阻力，提高了流体输送效率。

陶瓷内衬管3切割成若干个角度为α°的陶瓷弯管段5，所述角度α°的范围为2°～20°，优化流体流动路径和减少流体对陶瓷内衬管3的冲击。

第二直管段7的长度大于第一直管段6的长度，以便于缓冲管8的安装。

由于缓冲管8设置在靠近其中一个金属法兰2的入口处，因此，当流动介质冲击缓冲管8时会导致该处的金属法兰2的连接发生冲击产生晃动，为了提高金属法兰2连接的稳定性，通过设置法兰连接件9提高两个陶瓷弯头之间连接的紧密性和稳定性，法兰连接件9包括紧固套环91、螺纹套环92、螺纹连接环93，紧固套环91固定套设在金属法兰2外部，螺纹套环92螺纹连接于另一陶瓷弯头的金属法兰2外壁，螺纹连接环93固定在螺纹套环92外壁靠近紧固套环91的一端，且螺纹连接环93的内径与螺纹套环92的内径相同，螺纹连接环93与紧固套环91螺纹连接，紧固套环91内底壁的边缘处设置有密封垫94，密封垫94与螺纹连接环93相适配。

所有金属法兰2上均贯穿设置有多个通孔10，且所有通孔10沿圆周方向均匀设置在金属法兰2内壁上，其中一个金属法兰2上的所有通孔10内部均插设有紧固螺杆11，且所有紧固螺杆11的一端均与其中一个金属法兰2固定连接，所有紧固螺杆11的另一端均螺纹连接有螺母12。

所有金属法兰2外延处均开设有安装槽，且所有安装槽上均设置有密封环13，且密封环13上沿圆周方向开设有若干个供螺栓穿过的穿孔。

将需要安装对接的两个陶瓷弯头的金属法兰2尺寸匹配后，将第一个陶瓷弯头上的金属法兰2上的螺纹套环92向远离紧固套环91的方向旋开，然后将密封环13穿过第二个陶瓷弯头上的所有紧固螺杆11后置于安装槽内，将第一个陶瓷弯头上的金属法兰2上的通孔10对应插入第二个陶瓷弯头上的所有紧固螺杆11上，随后转动螺纹套环92，使螺纹套环92沿第一个陶瓷弯头上的金属法兰2外部转动拧紧，并带动螺纹连接环93伸入至紧固套环91内，且与紧固套环91内壁螺纹连接固定，直至螺纹连接环93旋转抵紧密封垫94，完成两个陶瓷弯头的金属法兰2的连接；进一步的，将所有螺母12一一对应旋入所有的紧固螺杆11上，将两个金属法兰2抵触固定，以对两个连接的金属法兰2进行进一步的固定，从而提高两个陶瓷弯头连接的稳固性，通过螺纹套环92、紧固套环91和螺纹连接环93的螺纹连接固定，能够在流动介质与缓冲管8的弧形凸起85发生冲击时，避免金属法兰2的连接部位产生松动；通过密封垫94的设置，能够提高螺纹连接环93与紧固套环91的密封性，从而使两个金属法兰2连接得更加紧密，从而延长金属法兰2的使用寿命；金属法兰2和法兰连接件9的配合，使得陶瓷弯头的维护和更换变得更加方便，有助于降低维护成本和时间。

实施例2

如图7所示，在实施例1的基础上，所述金属管81内部设置有陶瓷连接管86，且所述陶瓷连接管86的内径与第一直管段6的内径相同，所述陶瓷凸起段82设置有多个，多个所述陶瓷凸起段82沿圆周方向均匀设置在陶瓷连接管86内部。

当流动介质进入陶瓷弯头时，流动介质首先进入第一直管段6内，随后依次经过缓冲管8内壁的平缓段83、倾斜段84和弧形凸起85后进入至陶瓷内衬管3内，之后从第二直管段7处流出。通过将陶瓷凸起段82设置为多个，并均匀分布在陶瓷连接管86内，在流动介质经过多个陶瓷凸起段82时，能够对流动介质进行分流，从而改变流动介质流动的路径和速度，以降低局部过载，并减少流动介质对陶瓷内衬管3的冲击磨蚀，防止流动介质流过陶瓷内衬管3的转弯处时在惯性的作用下将陶瓷内衬管3转弯处磨穿，从而提高了陶瓷弯头的使用寿命。并且，多个陶瓷凸起段82的设置能够减少流动介质在缓冲管8内的停留时间，从而降低堵塞的风险。

申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在 本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种油气田井口用全通径高压陶瓷弯头，包括金属弯头（1）和陶瓷内衬管（3），其特征在于，所述金属弯头（1）两端分别固定有两个具有RJ环连接面的金属法兰（2），所述金属弯头（1）内部设置有内腔，所述陶瓷内衬管（3）设置于所述内腔内，所述陶瓷内衬管（3）一端连接有缓冲管（8），所述缓冲管（8）包括金属管（81）和陶瓷凸起段（82），所述金属管（81）固定设置于所述内腔内部，所述陶瓷凸起段（82）固定套设于金属管（81）内部，所述陶瓷凸起段（82）内侧壁上依次设置有平缓段（83）、倾斜段（84）和弧形凸起（85），两个所述金属法兰（2）上均设置有法兰连接件（9）。

2.根据权利要求1所述的一种油气田井口用全通径高压陶瓷弯头，其特征在于：所述陶瓷内衬管（3）包括若干个带角度的陶瓷弯管段（5），所有所述陶瓷弯管段（5）沿所述内腔内部依次设置，所述内腔内部两端分别设置有第一直管段（6）和第二直管段（7），所述第一直管段（6）位于陶瓷内衬管（3）和缓冲管（8）之间，所述第二直管段（7）一端与其相邻的陶瓷弯管段（5）相抵触。

3.根据权利要求2所述的一种油气田井口用全通径高压陶瓷弯头，其特征在于：所述平缓段（83）与第一直管段（6）衔接，所述弧形凸起（85）与陶瓷弯管段（5）衔接。

4.根据权利要求3所述的一种油气田井口用全通径高压陶瓷弯头，其特征在于：所述金属管（81）内部设置有陶瓷连接管（86），且所述陶瓷连接管（86）的内径与第一直管段（6）的内径相同，所述陶瓷凸起段（82）设置有多个，多个所述陶瓷凸起段（82）沿圆周方向均匀设置在陶瓷连接管（86）内部。

5.根据权利要求1所述的一种油气田井口用全通径高压陶瓷弯头，其特征在于：所述法兰连接件（9）包括紧固套环（91）、螺纹套环（92）和螺纹连接环（93），所述紧固套环（91）固定套设在金属法兰（2）外部，所述螺纹套环（92）螺纹连接于另一陶瓷弯头的金属法兰（2）外壁，所述螺纹连接环（93）固定在螺纹套环（92）外壁上靠近紧固套环（91）的一端，且螺纹连接环（93）的内径与螺纹套环（92）的内径相同，所述螺纹连接环（93）与紧固套环（91）螺纹连接，所述紧固套环（91）内底壁的边缘处设置有密封垫（94），所述密封垫（94）与螺纹连接环（93）相适配。

6.根据权利要求1所述的一种油气田井口用全通径高压陶瓷弯头，其特征在于：所有所述金属法兰（2）上均贯穿设置有多个通孔（10），且所有所述通孔（10）沿圆周方向均匀设置在金属法兰（2）内壁上，其中一个金属法兰（2）上的所有所述通孔（10）内部均插设有紧固螺杆（11），且所有所述紧固螺杆（11）的一端均与其中一个金属法兰（2）固定连接，所有所述紧固螺杆（11）的另一端均螺纹连接有螺母（12）。

7.根据权利要求4所述的一种油气田井口用全通径高压陶瓷弯头，其特征在于：所有所述金属法兰（2）外延处均开设有安装槽，且所有所述安装槽上均设置有密封环（13），且所述密封环（13）上沿圆周方向开设有若干个供螺栓穿过的穿孔。

8.根据权利要求2所述的一种油气田井口用全通径高压陶瓷弯头，其特征在于：所述陶瓷内衬管（3）切割成若干个角度为α°的陶瓷弯管段（5），角度α°的范围为2°～20°。

9.根据权利要求2所述的一种油气田井口用全通径高压陶瓷弯头，其特征在于：所述第二直管段（7）的长度大于第一直管段（6）的长度。

10.根据权利要求2所述的一种油气田井口用全通径高压陶瓷弯头，其特征在于：所述陶瓷凸起段（82）两端均设置有凸起（4），所述陶瓷内衬管（3）的一端和第一直管段（6）的一端均开设有容纳凸起（4）的凹槽。