CN209354093U - 一种油管挂 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油管挂，具有油挂管体、金属密封体、和支撑圈，所述油挂管体上设置有与金属密封体一面相配合的第一锥面，支撑圈上设置有与金属密封体另一面相互配合的第二锥面；所述金属密封体呈管状，其具有菱形截面，该菱形截面上具有与第一锥面相配合的第一边，以及与第二锥面相配合的第二边，该第一边与第一锥面的斜率不同，第二边与第二锥面的斜率不同。本实用新型通过支撑圈与金属密封体之间接触角度的不一致来达到给力点的优先配置，其在常温下能够承受15000Psi工作压力，具有结构紧凑，使用寿命长，不会使被密封载体的强度降低，在压力降低或波动情况下不会影响密封质量的优点。

Description

一种油管挂

技术领域

本实用新型涉及井口装置作业领域，尤其涉及一种金属对金属密封的油管挂。

背景技术

油管挂是用于油管的悬挂与提升，并提供与被密封载体之间的密封，油管挂是通过自身的密封件与被密封载体组成了密封装置，在API6A的规范领域中，被密封载体指的是转换法兰、油管挂、油管头四通，在采油或采气的井口安装中，转换法兰与油管挂、油管头四通与油管挂之间需要有一个相当可靠的密封。在API6A的井口装置领域中，油管挂是一个不可缺少的重要部件，它不但要求具有抗硫化氢、二氧化碳腐蚀的能力，而且还要有承受高压(液体压力或气体压力)密封的能力，在材料的选用上还要符合API6A和 NACE MR0175规范的要求，如果在使用中一旦失效，将会发生严重渗漏，需要进行修井作业，所以油管挂在使用安全上显的非常重要。

目前常见的油管挂具有：油管挂体、支撑圈、金属密封体、挡圈，参见说明书附图图1，其工作原理是在安装过程中对支撑圈有一个作用力，该作用力使支撑圈朝着金属密封体的方向运动，在运动的过程中，支撑圈的外圆锥面与内圆锥面分别与金属密封体的内锥面接触，在接触的过程中唇口会朝着纵向(图2箭头方向)运动，金属密封体的外唇口与载体接触，内唇口与油管挂体接触，随着作用力的加大，唇口表面会发生塑性变形，继续保持作用力，唇口始终与载体贴合，这样就形成了静态的金属对金属密封。

上述方式存在以下问题：

1、唇口处的表面粗糙度要求非常高，粗糙度要求达到0.4微米，在安装过程中，要求安装人员要有很高的操作技能，不允许有任何碰伤，否则会发生渗漏。

2、由于在加工载体时存在尺寸的不一致，使纵向间隙与轴向间隙存在很大误差，在油田安装时，需要配置若干个在高度尺寸上不一致的金属密封体按实际尺寸进行选配，这样不能起到快速安装的目的、也不便于管理、费时费力。

3、在安装时金属密封体所承受的力很大，会对载体内壁造成压痕，压痕的存在会造成尺寸的变动，这样对更换新的金属密封体是不利的，因为在实际的更换操作中，压痕处的间隙会变得更大，然而金属密封体是作为一种标配件，没有更多的非标金属密封件用于选配，这样把标配的金属密封体用于内壁有压痕载体中往往会发生渗漏，如此便可能没有起到密封作用。

4、在更换金属密封体时需要借助专用工具进行拆卸。

5、金属密封体体积大，一次性使用，相互之间不能互换。

实用新型内容

为克服上述问题，本实用新型提供了一种油管挂，其具有易于装配，节约安装调试时间，内部零件相互之间可以互换等优点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种油管挂，具有油挂管体、金属密封体、支撑圈和弹性挡圈。

其中，金属密封体和支撑圈均套设在油挂管体上，油挂管体与支撑圈相互配合将金属密封体夹紧。所述油挂管体上设置有与金属密封体一面相配合的第一锥面，支撑圈上设置有与金属密封体另一面相互配合的第二锥面。所述金属密封体呈下方开口大、上方开口小的喇叭状，其具有菱形截面，该菱形截面上具有与第一锥面相配合的第一边，以及与第二锥面相配合的第二边；所述第一边与第一锥面的斜率不同，第二边与第二锥面的斜率不同。在密封前菱形截面与油挂管体的接触点、以及菱形截面与支撑圈的接触点呈对角设置。

优选的，第一边与第一锥面的斜率差等于第二边与第二锥面的斜率差。在外力作用下，通过支撑圈将该力传递给金属密封体，由于存在上述斜率，金属密封体与相邻部件的接触位置开始变形，并最终使得第一边与第一锥面相贴合，第二边与第二锥面相贴合，形成密封。弹性挡圈设置在支撑圈远离金属密封体的一侧，进而防止支撑圈的在纵向上的错动。

采用上述技术方案，通过支撑圈与金属密封体之间接触角度的不一致来达到给力点的优先配置。利用给力点的不同，使接触点处优先得到作用力，也就是说，在力的作用下接触点处首先得到了变形，随着力的增大，接触点处的力也越来越大，接触点处的变形也越来越充分，密封也越来越可靠，由于应力泄放槽的存在和力的独到分布，使金属密封体所承受的力并不大。由此使得金属密封体不会被破坏。

进一步的，上述金属密封体的菱形截面上还具有相对设置的第三边和第四边。在第三边和第四边上均设置有应力泄放槽，在力的作用下，由于应力泄放槽的存在，使变形更加容易。

进一步的，在第三边和第四边上均设置有变形槽，由于被密封载体在加工时存在尺寸的不一致，使纵向间隙与轴向间隙存在很大误差，该变形槽可以起到由于尺寸误差引起的调节补偿作用，变形量大可以通过变形槽存储一部分的金属，变形量小可以通过变形槽泄放一部分的应力，这样就可以用一个金属密封体来解决由于加工过程中的尺寸误差引起的间隙不一致的问题。在油田安装时，不需要配置若干个在高度尺寸上不一致的金属密封体进行选配，起到快速安装、便于管理、省时省力的目的。

更进一步的，上述油管挂可选用碳钢、低合金钢、300系列不锈钢和抗腐蚀合金材料制造，其可被用于更广范的领域，特别被用于硫化氢、二氧化碳腐蚀工况条件，符合API6A和NACE MR 0175规范要求。上述油管挂尤其适用于金属对金属密封工况，且可被用于-60℃以下的低温和被用于345℃以上的高温。

本实用新型与现有技术相比，其优点在于：

1、本实用新型中内部零件相互之间能互换，安装与拆卸不需要专用工具，便于装配，节约了安装调试时间，把停工时间降低到最低限度。

2、通过在金属密封体的外圆和内圆上设置应力泄放槽，使得变形更加容易。

3、在金属密封体的外圆和内圆上设有特殊的变形槽，由于被密封载体在加工时存在尺寸的不一致，使纵向间隙与轴向间隙存在很大误差，该变形槽可以起到由于尺寸误差引起的调节补偿作用，变形量大可以通过变形槽存储一部分的金属，变形量小可以通过变形槽泄放一部分的应力，这样就可以用一个金属密封体来解决由于加工过程中的尺寸误差引起的间隙不一致的问题，在油田安装时，不需要配置若干个在高度尺寸上不一致的金属密封体进行选配，起到快速安装、便于管理、省时省力的目的。

4、由于金属密封体所使用的材料硬度要比被密封载体所使用的材料硬度低的很多，以及金属密封体的特殊结构所以在使用时，不会破坏被密封载体的密封面。

5、在使用时，金属密封体本身不受尺寸的限制，可被制成各种规格的金属密封件。

综上，本实用新型在常温下能够承受15000Psi工作压力，具有结构紧凑，使用寿命长，不会使被密封载体的强度降低，在压力降低或波动情况下不会影响密封质量的优点。

以下将结合附图和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。

附图说明

图1为现有油管挂的剖视图。

图2为现有油管挂中支撑圈、金属密封体的配合示意图。

图3为本实用新型的剖视图。

图4为本实用新型中金属密封体的剖视图。

图5为图4的局部放大图。

图中，1’、现有油管挂体，2’、现有支撑圈，3’、现有金属密封体，4’、现有挡圈，5’、载体，6’、唇口接触点，1、油管挂体，2、支撑圈，3、金属密封体，4、弹性挡圈，5、菱形截面，6、对角接触点，10、第一锥面，11、第二锥面，51、第一边，52、第二边，53、第三边，54、第四边，55、应力泄放槽，56、变形槽。

具体实施方式

实施例，

请参阅图3至5，一种油管挂，具有油挂管体1、支撑圈2、金属密封体 3和弹性挡圈4。

其中，金属密封体3和支撑圈2均套设在油挂管体1上，油挂管体1与支撑圈2相互配合将金属密封体3夹紧。

油挂管体1上设置有与金属密封体3一面相配合的第一锥面10，支撑圈 2上设置有与金属密封体3另一面相互配合的第二锥面11。

金属密封体3呈下方开口大、上方开口小的喇叭状，其具有菱形截面5，该菱形截面5上具有与第一锥面10相配合的第一边51，与第二锥面相配合的第二边52，以及相对设置的第三边53和第四边54。

第一边51与第一锥面10的斜率不同，第二边52与第二锥面11的斜率不同。优选的，第一边与第一锥面的斜率差等于第二边与第二锥面的斜率差。在外力作用下，由于存在上述斜率，金属密封体的两个对角接触点6开始变形，并最终使得第一边与第一锥面相贴合，第二边与第二锥面相贴合，形成密封。

在第三边53和第四边54上均设置有应力泄放槽55，在力的作用下，由于应力泄放槽的存在，使变形更加容易。

金属密封体3的外圆和内圆上对应应力泄放槽55附近还设置有变形槽 56，该变形槽可以起到由于尺寸误差引起的调节补偿作用。

通过设置上述应力泄放槽55、变形槽56，使得菱形截面5的外部分别形成第一应力分布区域和第二应力分布区域。以第一应力分布区域为例，其设置在下部接触点与变形槽56的边沿区域。

本实用新型的工作原理如下：

本实用新型通过金属密封体的菱形截面进行密封设计，利用菱形截面的二个对角作为金属对金属密封的接触点，二个对角接触点分别与油管挂体和被密封载体接触。通过支撑圈与金属密封体之间接触角度的不一致来达到给力点的优先配置。在外力的作用下，通过支撑圈将力传递给金属密封体，金属密封体的接触点处开始变形，通过变形，金属密封体的二个对角接触点分别与载体和油管挂体接触形成密封。利用给力点的不同，使接触点处优先得到作用力，也就是说，在力的作用下接触点处首先得到了变形。随着力的增大,接触点处的力也越来越大，接触点处的变形也越来越充分，密封也越来越可靠，由于应力泄放槽的存在和力的独到分布，使金属密封体所承受的力并不大，这样金属密封体不会被破坏。

以上所述仅是对实用新型的较佳实施例，并非对实用新型的范围进行限定，故在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型所述的构造、特征及原理所做的等效变化或装饰，均应落入本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种油管挂，具有油挂管体、金属密封体、和支撑圈，金属密封体和支撑圈均套设在油挂管体上，其特征在于：所述油挂管体与支撑圈相互配合将金属密封体夹紧；所述油挂管体上设置有与金属密封体一面相配合的第一锥面，支撑圈上设置有与金属密封体另一面相互配合的第二锥面；

所述金属密封体呈下方开口大、上方开口小的喇叭状，其具有菱形截面，该菱形截面上具有与第一锥面相配合的第一边，以及与第二锥面相配合的第二边，该第一边与第一锥面的斜率不同，第二边与第二锥面的斜率不同；在密封前所述菱形截面与油挂管体的接触点、以及菱形截面与支撑圈的接触点呈对角设置；

在外力作用下，通过支撑圈将该力传递给金属密封体，由于存在上述斜率，金属密封体与相邻部件的接触位置开始变形，并最终使得第一边与第一锥面相贴合，第二边与第二锥面相贴合，形成密封。

2.如权利要求1所述油管挂，其特征在于：所述菱形截面上还具有相对设置的第三边和第四边，在第三边和第四边上均设置有应力泄放槽。

3.如权利要求2所述油管挂，其特征在于：所述金属密封体的外圆和内圆上还设置有变形槽。

4.如权利要求1所述油管挂，其特征在于：所述第一边与第一锥面的斜率差等于第二边与第二锥面的斜率差。