CN212479153U - 多功能金属密封式套管头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能金属密封式套管头，涉及石油机械技术领域，包括套管头本体、技术生产套管短节、芯轴式悬挂器总成、上金属密封总成和盖法兰，还包括表层套管短节，套管头本体底部内设有API螺纹，表层套管短节两端表面设有API螺纹，表层套管短节两端分别连接表层套管管柱与套管头本体；套管头本体内部设有能够同时满足芯轴式与卡瓦式两种悬挂方式密封要求的阶梯式密封面，阶梯式密封面密封表层套管短节与技术生产套管短节相接处的环空，实现芯轴式悬挂器下金属密封。将套管头本体底部连接设计成螺纹式与卡瓦式的一体化结构，即正常完井采用螺纹式，如果表层套管遇阻，可以立即采用卡瓦式连接，不需要等待及更换套管头本体。

Description

多功能金属密封式套管头

技术领域

本实用新型涉及石油机械技术领域，特别是涉及一种多功能金属密封式套管头。

背景技术

常规的钻井完井工艺中套管头与表层套管连接采用螺纹式、卡瓦式、插入焊接式等，其中插入焊接式主要用于国外热采井与普通采油井的完井，国内大部分钻井完井采用螺纹式和卡瓦式。悬挂技术生产套管的方式主要有芯轴式与卡瓦式，一般套管头的技术特点如下：

1、套管头底部加工结构单一，即或者采用螺纹式，或者采用卡瓦式，不具备互换使用功能；

2、套管头底部采用螺纹式连接时，如果发生表层套管遇阻，必须重新更换卡瓦式套管头，影响钻井进尺周期，增加生产成本；

3、高压高含硫等酸性介质的气井，技术/油层套管采用金属密封式芯轴式悬挂，主密封与二次密封采用金属密封，如果发生技术/油层套管遇阻，需采用卡瓦式悬挂套管，必须更换应急套管头四通、应急转换法兰及金属密封组件等零部件，将极大影响钻井进尺周期，增加井控风险，增加很高的生产成本投入。

实用新型内容

为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种多功能金属密封式套管头，包括套管头本体、技术生产套管短节、芯轴式悬挂器总成、上金属密封总成和盖法兰，还包括表层套管短节，套管头本体底部内设有API螺纹，表层套管短节两端表面设有API螺纹，表层套管短节两端分别连接表层套管管柱与套管头本体；套管头本体内部设有能够同时满足芯轴式与卡瓦式两种悬挂方式密封要求的阶梯式密封面，阶梯式密封面密封表层套管短节与技术生产套管短节相接处的环空，实现芯轴式悬挂器下金属密封。

技术效果：本实用新型将套管头本体底部连接设计成螺纹式与卡瓦式的一体化结构，即正常完井采用螺纹式，如果表层套管遇阻，可以立即采用卡瓦式连接，不需要等待及更换套管头本体。芯轴式悬挂器采用双金属密封设计，通过对芯轴式悬挂器顶部提升方式创新结构设计，实现了正常完井与应急完井一体化结构设计，保持了芯轴式悬挂器坐封与遇阻时卡瓦坐封套管头整体结构的一致性，降低生产成本，提高了生产效率。不需要更换任何部件，整套装置具有结构紧凑，安装简捷，密封优良，使用持久，安全可靠等优点。

本实用新型进一步限定的技术方案是：

前所述的多功能金属密封式套管头，技术生产套管短节连接井下的技术生产套管管柱，盖法兰底部设有金属密封孔与两道上金属密封紧密配合密封油套内环空流体。

前所述的多功能金属密封式套管头，当表层套管遇阻时，现场切割表层套管并与套管头本体连接成一体，形成表层套管卡瓦式连接密封总成后安装于表层套管短节上。

前所述的多功能金属密封式套管头，当技术生产套管遇阻时，更换芯轴式悬挂器为应急卡瓦和套管外表密封总成，应急卡瓦在技术生产套管与套管头本体之间形成密封，套管外表密封总成在技术生产套管与盖法兰之间形成密封，且套管外表密封总成位于上金属密封总成上方。

前所述的多功能金属密封式套管头，套管外表密封总成包括套管密封体、套管外金属密封组和套管外金属复合密封组，套管密封体设于技术生产套管与上金属密封总成之间，套管外金属密封组、套管外金属复合密封组均设于技术生产套管与套管密封体之间，且套管外金属密封组位于套管外金属复合密封组下方。

本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型中套管头本体底部、表层套管的连接方式采用螺纹卡瓦一体式结构，设计新颖，安全可靠；

（2）本实用新型中技术生产套管采用芯轴式悬挂与卡瓦式悬挂，在不更换主要零部件的情况下，均可实现金属密封；

（3）本实用新型中套管外表面金属密封结构新颖，双向密封性能优越、安全可靠；

（4）本实用新型现场操作简单，安装过程省时、省力，降低井控风险；

（5）本实用新型采用高压密封，性能可靠，耐腐蚀能力强，使用寿命长，大大降低生产作业成本。

附图说明

图1为本实用新型的正常完井结构示意图；

图2为本实用新型的表层套管应急完井后结构示意图；

图3为本实用新型的技术生产套管应急完井后结构示意图；

图4为图3中套管外表密封总成结构示意图；

其中：1、表层套管短节；2、套管头本体；3、技术生产套管；4、芯轴式悬挂器总成；5、上金属密封总成；6、盖法兰；7、表层套管卡瓦式连接密封总成；8、应急卡瓦；9、套管外表密封总成；901、套管密封体；902、套管外金属密封组；903、套管外金属复合密封组。

具体实施方式

本实施例提供的一种多功能金属密封式套管头，在正常完井后，结构如图1所示，包括套管头本体2、技术生产套管3短节、芯轴式悬挂器总成4、上金属密封总成5、盖法兰6、表层套管短节1。芯轴式悬挂器总成4采用耐高压复合密封方式，高压下密封可靠，承载能力强，耐腐蚀性强，主要密封油套内高压流体。上金属密封总成5灵活牢固可靠，高压密封可靠。技术生产套管3短节连接井下的技术生产套管3管柱，盖法兰6底部设有金属密封孔与两道上金属密封紧密配合密封油套内环空流体，形成阻隔流体的重要关口。套管头本体2底部内设有API螺纹，表层套管短节1两端表面设有API螺纹，表层套管短节1两端分别连接表层套管管柱与套管头本体2。套管头本体2内部设有能够同时满足芯轴式与卡瓦式两种悬挂方式密封要求的阶梯式密封面，阶梯式密封面密封表层套管短节1与技术生产套管3短节相接处的环空，实现芯轴式悬挂器下金属密封。

当表层套管遇阻时，如图2所示，现场切割表层套管并与套管头本体2连接成一体，形成表层套管卡瓦式连接密封总成7后安装于表层套管短节1上。倒卡瓦结构安全可靠，并带橡胶密封两道，用于现场密封测试。

当技术生产套管3遇阻时，如图3、4所示，更换芯轴式悬挂器为应急卡瓦8和套管外表密封总成9，应急卡瓦8在技术生产套管3与套管头本体2之间形成密封，套管外表密封总成9在技术生产套管3与盖法兰6之间形成密封，且套管外表密封总成9位于上金属密封总成5上方。套管外表密封总成9包括套管密封体901、套管外金属密封组902和套管外金属复合密封组903，套管密封体901设于技术生产套管3与上金属密封总成5之间，套管外金属密封组902、套管外金属复合密封组903均设于技术生产套管3与套管密封体901之间，且套管外金属密封组902位于套管外金属复合密封组903下方。

上述装置在正常完井时通过钻井防喷器直接坐封，旋紧定位装置后，坐封力稳定持久；应急卡瓦8坐封，表层套管外表面采用金属密封，性能优越。可适用于各种井深结构的高压气井开采，低渗层常规、非常规天然气井大规模压裂开采，采用多功能金属密封式套管头装置可以发挥其优越的安全稳定性能，降低生产作业成本，是天然气开发钻井、完井过程中必备的装备。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种多功能金属密封式套管头，包括套管头本体（2）、技术生产套管（3）短节、芯轴式悬挂器总成（4）、上金属密封总成（5）和盖法兰（6），其特征在于：还包括表层套管短节（1），所述套管头本体（2）底部内设有API螺纹，所述表层套管短节（1）两端表面设有API螺纹，所述表层套管短节（1）两端分别连接表层套管管柱与所述套管头本体（2）；所述套管头本体（2）内部设有能够同时满足芯轴式与卡瓦式两种悬挂方式密封要求的阶梯式密封面，所述阶梯式密封面密封所述表层套管短节（1）与所述技术生产套管（3）短节相接处的环空，实现芯轴式悬挂器下金属密封。

2.根据权利要求1所述的多功能金属密封式套管头，其特征在于：所述技术生产套管（3）短节连接井下的技术生产套管（3）管柱，所述盖法兰（6）底部设有金属密封孔，与两道上金属密封紧密配合密封油套内的环空流体。

3.根据权利要求1所述的多功能金属密封式套管头，其特征在于：当表层套管遇阻时，现场切割表层套管并与所述套管头本体（2）连接成一体，形成表层套管卡瓦式连接密封总成（7）后安装于所述表层套管短节（1）上。

4.根据权利要求1所述的多功能金属密封式套管头，其特征在于：当所述技术生产套管（3）遇阻时，更换所述芯轴式悬挂器为应急卡瓦（8）和套管外表密封总成（9），所述应急卡瓦（8）在所述技术生产套管（3）与所述套管头本体（2）之间形成密封，所述套管外表密封总成（9）在所述技术生产套管（3）与所述盖法兰（6）之间形成密封，且所述套管外表密封总成（9）位于上金属密封总成（5）上方。

5.根据权利要求4所述的多功能金属密封式套管头，其特征在于：所述套管外表密封总成（9）包括套管密封体（901）、套管外金属密封组（902）和套管外金属复合密封组（903），所述套管密封体（901）设于所述技术生产套管（3）与上金属密封总成（5）之间，所述套管外金属密封组（902）、所述套管外金属复合密封组（903）均设于所述技术生产套管（3）与所述套管密封体（901）之间，且所述套管外金属密封组（902）位于所述套管外金属复合密封组（903）下方。

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