CN218934367U - 一种175MPa超高压高抗硫套管头及套管装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种175MPa超高压高抗硫套管头及套管装置，包括套管组件，包括第一套管、第二套管、耐腐蚀层，第一套管开设有第一密封槽，若干个第一密封槽沿第一套管的长度方向呈阵列式布置；第二套管开设有第二密封槽、第三密封槽，若干个第三密封槽沿第二套管的长度方向呈阵列式布置；耐腐蚀层设于第一套管、第二套管内；密封组件，包括第一密封单元、第二密封单元、第三密封单元，第一密封单元安装于第一密封槽内，第二密封单元安装于第二密封槽内；第三密封单元安装于第三密封槽内。本申请的超高压高抗硫套管头，能够在175MPa超高压下具备高抗硫性能的套管头，满足长期在140MPa及以上压力、高含硫环境中使用的要求。

Description

一种175MPa超高压高抗硫套管头及套管装置

技术领域

本申请属于天然气钻采专用设备领域，特别涉及一种175MPa超高压高抗硫套管头及套管装置。

背景技术

套管头是井口装置的核心部件之一，安装在表层套管柱上端，通过悬挂器悬挂除表层套管之外的各层套管的部分或全部重量，在内外层套管柱之间形成环形空间从而进行压力密封的，还可以为释放可能集聚在两层套管柱之间的压力提供出口；在紧急情况下，可通过套管头侧孔向井内泵入压力平衡液、灭火剂、水泥等进行特殊作业，进一步保障井控装置设备的安全；

现有的传统套管头由于长期与含有硫化物、二氧化碳等腐蚀气体的介质接触，随着时间的推移，腐蚀的增长，其承载能力会不断下降，当140MPa级套管头长期在140MPa工作压力环境中使用时，容易导致密封件出现侵蚀损坏，进而造成流体泄漏的问题。

因此，目前亟需一种能够在175MPa超高压下具备高抗硫性能的套管头，满足长期在140MPa及以上压力、高含硫环境中使用要求的套管头。

实用新型内容

申请目的：为了克服以上不足，本申请的目的是提供一种175MPa超高压高抗硫套管头及套管装置，其应用灵活，能够通过在第一套管、第二套管内分别形成二次密封结构，使得在压力为262.5MPa下整体套管头的密封性能达到要求。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种175MPa超高压高抗硫套管头，包括：

套管组件，包括第一套管、第二套管、耐腐蚀层，所述第一套管开设有第一密封槽，若干个第一密封槽沿第一套管的长度方向呈阵列式布置；所述第二套管开设有第二密封槽、第三密封槽，若干个第三密封槽沿第二套管的长度方向呈阵列式布置；所述耐腐蚀层设于第一套管、第二套管内；

密封组件，包括第一密封单元、第二密封单元、第三密封单元，所述第一密封单元安装于第一密封槽内，所述第二密封单元安装于第二密封槽内；所述第三密封单元安装于第三密封槽内。

通过采用上述技术方案，能够增加套管头内与介质接触的所有流道孔腔的抗硫化氢腐蚀性能；能够通过多道密封垫圈的结合，组成多层次的密封结构，能够在试验压力为262.5MPa下，使整体套管组件的密封性能达到要求。

作为本申请的一种优选方式，所述套管组件还包括第一平板阀、充油压力单元，所述第一平板阀安装于第一套管的两端，且与第一套管相连通；所述充油压力单元安装于第一平板阀上，且与第一平板阀相连通。

作为本申请的一种优选方式，所述套管组件还包括第二平板阀，所述第二平板阀安装于第二套管的两端，且与第二套管相连通。

作为本申请的一种优选方式，所述第一密封单元、第二密封单元结构相同，均包括金属骨架、橡胶密封圈，所述金属骨架分别安装于第一密封槽、第二密封槽内，所述橡胶密封圈套设于金属骨架上。

作为本申请的一种优选方式，所述第三密封单元包括第一密封圈、第二密封圈、压环，所述第一密封圈、第二密封圈分别安装于第三密封槽的两端；所述压环安装于第三密封槽内，且通过所述压环将第一密封圈、第二密封圈固定。

作为本申请的一种优选方式，所述第一密封圈设有第一斜面；所述第二密封圈设有第二斜面，且第二密封圈通过第二斜面与第一密封圈的第一斜面贴合。

作为本申请的一种优选方式，所述套管组件还包括注脂单元，所述注脂单元包括第一注脂阀、第二注脂阀，所述第一注脂阀安装于第一套管上，且第一注脂阀输出端与第一套管内腔相连通；所述第二注脂阀安装于第二套管上，且第二注脂阀输出端与第二套管内腔相连通。

通过采用上述技术方案，能够对第一套管内壁、第二套管内壁定期注脂，进而降低第一套管、第二套管的密封面磨损，避免密封性能的降低。

作为本申请的一种优选方式，所述第一注脂阀输出端至少部分插入于第一套管内，且所述第一注脂阀输出端位于第一密封槽之间。

作为本申请的一种优选方式，所述第二注脂阀输出端至少部分插入于第二套管内，且所述第二注脂阀输出端与第二密封槽相连通。

本申请还提供一种175MPa超高压高抗硫套管装置，包括所述的一种175MPa超高压高抗硫套管头，还包括：

固井支撑组件，其安装于第一管头上；

倒卡瓦套管悬挂器，其安装于第一管头上，且与第一管头固定连接。

本申请的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1、本申请所述的一种175MPa超高压高抗硫套管头，通过耐腐蚀层，能够增加第一套管、第二套管、第一平板阀、第二平板阀内与介质接触的所有流道孔腔的抗硫化氢腐蚀性能，进而使套管头整体具备较高的抗硫化氢腐蚀性能；

2、能够通过多道密封垫圈的结合，组成多层次的密封结构，能够在试验压力为262.5MPa下，使整体套管组件的密封性能达到要求；

3、能够对第一套管内壁、第二套管内壁定期注脂，进而降低第一套管、第二套管的密封面磨损，避免密封性能的降低。

附图说明

为了使本申请的内容更容易被清楚的理解，下面根据本申请的具体实施例并结合附图，对本申请作进一步详细的说明。

图1是本申请的超高压高抗硫套管头的剖视示意图。

图2是本申请的第一套管区域的剖视示意图。

图3是本申请的第二套管区域的剖视示意图。

图4是本申请的第一套管与第二套管连接区域的剖视示意图。

图5是本申请的A区域的放大示意图。

图6是本申请的第三密封单元的剖视示意图。

说明书附图标记说明：2、密封单元，3、固井支撑组件，4、倒卡瓦套管悬挂器，10、第一套管，11、第二套管，13、第一平板阀，14、充油压力单元，15、第二平板阀，16、注脂单元，20、第一密封单元，21、第二密封单元，22、第三密封单元，100、第一密封槽，111、第二密封槽，112、第三密封槽，140、直通截止阀，141、压力表缓冲器，142、双刻度充油压力表，160、第一注脂阀，161、第二注脂阀，200、金属骨架，201、橡胶密封圈，220、第一密封圈，221、第二密封圈，222、压环，223、第一斜面，224、第二斜面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本申请并能予以实施，但所举实施例不作为对本申请的限定。

实施例一

参照图1-图6所示，本申请提供一种175MPa超高压高抗硫套管头的实施例，包括：

套管组件，包括第一套管10、第二套管11、耐腐蚀层，所述第一套管10开设有第一密封槽100，若干个第一密封槽100沿第一套管10的长度方向呈阵列式布置；所述第二套管11开设有第二密封槽111、第三密封槽112，若干个第三密封槽112沿第二套管11的长度方向呈阵列式布置；所述耐腐蚀层设于第一套管10、第二套管11内；

其中，参考图2所示，所述第一套管10的两端设有第一平板阀13，所述第一平板阀13与第一套管10相连通，且所述第一套管10任意一端的第一平板阀13上安装有充油压力单元14；所述充油压力单元14包括直通截止阀140、压力表缓冲器141、充油压力表142，所述直通截止阀140与第一平板阀13相连通，所述压力表缓冲器141安装于直通截止阀140上，所述充油压力表142安装于压力表缓冲器141上；

其中，参考图3所示，所述第二套管11的两端安装有若干个第二平板阀15，所述第二平板阀15与第二套管11相连通；

其中，所述耐腐蚀层分别堆焊于第一套管10、第二套管11、第一平板阀13、第二平板阀15与介质接触的所有流道孔腔内，且所述耐腐蚀层在本实施例中参考625硬质合金，通过耐腐蚀层增加曾提的抗硫化氢腐蚀性能。

密封组件2，包括第一密封单元20、第二密封单元21、第三密封单元22，所述第一密封单元20安装于第一密封槽100内，所述第二密封单元21安装于第二密封槽111内；所述第三密封单元22安装于第三密封槽112内；

其中，参考图5所示，所述第一密封单元20、第二密封单元21结构相同，均包括金属骨架200、橡胶密封圈201，所述金属骨架200分别安装于第一密封槽100、第二密封槽111内；所述橡胶密封圈201套设于金属骨架200上；

其中，参考图5-图6所示，所述第三密封单元22包括第一密封圈220、第二密封圈221、压环222，所述第一密封圈220安装于第三密封槽112的第一密封端，且所述第一密封圈220设有第一斜面223；所述第二密封圈221安装于第三密封槽112的第二密封端，且所述第二密封圈221设有第二斜面224；在第一密封端、第二密封圈221置放于第三密封槽112内时，所述第二密封圈221的第二斜面224与第一密封圈220的第一斜面223贴合；所述压环222安装于第三密封槽112内，通过所述压环222将第一密封圈220、第二密封圈221固定于第三密封槽112内，防止第一密封圈220、第二密封圈221从第三密封槽112脱离。

优选地，所述套管头的工作原理为：

将第一平板阀13安装于第一套管10上，进而将充油压力单元14安装于第一套管10任意一端的第一平板阀13上；

将第二平板阀15安装于第二套管11上，进而将第二套管11安装于第一套管10上，通过螺栓进行固定；

通过现有的试压枪，分别向第一套管10、第二套管11接入其抗外挤强度的80%水压，检查第一密封单元20、第二密封单元21、第三密封单元22的密封性能；

通过现有的钻杆泵，向第一套管10导入15000psi（105MPa）水压，向第二套管11导入25000psi（175MPa）的水压，对各连接部位进行试压，检查各处密封情况。

采用上述技术方案，通过耐腐蚀层的设置，能够增加第一套管10、第二套管11、第一平板阀13、第二平板阀15内与介质接触的所有流道孔腔的抗硫化氢腐蚀性能，即使套管组件具有抗硫化氢腐蚀性能；通过第一密封单元20、第二密封单元21、第三密封单元22的设置，能够通过多道密封垫圈的结合，组成多层次的密封结构，能够在试验压力为262.5MPa下，使整体套管组件的密封性能达到要求。

实施例二

参照图1-图4所示，实施例二与实施例一基本相同，不同之处在于：

所述套管组件还包括注脂单元16，所述注脂单元16包括第一注脂阀160、第二注脂阀161；

其中，参考图2所示，所述第一注脂阀160安装于第一套管10上，且所述第一注脂阀160输出端至少部分插入于第一套管10内，与第一套管10内腔相连通；且所述第一注脂阀160输出端位于第一密封槽100之间；

其中，参考图3所示，所述第二注脂阀161安装于第二套管11上，且第二注脂阀161输出端至少部分插入于第二套管11内，与第二套管11内腔相连通；其中，所述第二注脂阀161输出端与第二密封槽111相连通。

采用上述技术方案，通过第一注脂阀160、第二注脂阀161的设置，能够对第一套管10内壁、第二套管11内壁定期注脂，进而降低第一套管10、第二套管11的密封面磨损，避免密封性能的降低。

实施例三

参照图1-图6所示，本申请还提供一种175MPa超高压高抗硫套管装置的实施例，包括所述的一种175MPa超高压高抗硫套管头，还包括：

固井支撑组件3，其安装于第一管头上；

倒卡瓦套管悬挂器4，其安装于第一管头上，且与第一管头固定连接。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种175MPa超高压高抗硫套管头，其特征在于，包括：

套管组件，包括第一套管（10）、第二套管（11）、耐腐蚀层，所述第一套管（10）开设有第一密封槽（100），若干个第一密封槽（100）沿第一套管（10）的长度方向呈阵列式布置；所述第二套管（11）开设有第二密封槽（111）、第三密封槽（112），若干个第三密封槽（112）沿第二套管（11）的长度方向呈阵列式布置；所述耐腐蚀层设于第一套管（10）、第二套管（11）内；

密封组件（2），包括第一密封单元（20）、第二密封单元（21）、第三密封单元（22），所述第一密封单元（20）安装于第一密封槽（100）内，所述第二密封单元（21）安装于第二密封槽（111）内；所述第三密封单元（22）安装于第三密封槽（112）内。

2.根据权利要求1所述的一种175MPa超高压高抗硫套管头，其特征在于，所述套管组件还包括第一平板阀（13）、充油压力单元（14），所述第一平板阀（13）安装于第一套管（10）的两端，且与第一套管（10）相连通；所述充油压力单元（14）安装于第一平板阀（13）上，且与第一平板阀（13）相连通。

3.根据权利要求2所述的一种175MPa超高压高抗硫套管头，其特征在于，所述套管组件还包括第二平板阀（15），所述第二平板阀（15）安装于第二套管（11）的两端，且与第二套管（11）相连通。

4.根据权利要求1所述的一种175MPa超高压高抗硫套管头，其特征在于，所述第一密封单元（20）、第二密封单元（21）结构相同，均包括金属骨架（200）、橡胶密封圈（201），所述金属骨架（200）分别安装于第一密封槽（100）、第二密封槽（111）内，所述橡胶密封圈（201）套设于金属骨架（200）上。

5.根据权利要求4所述的一种175MPa超高压高抗硫套管头，其特征在于，所述第三密封单元（22）包括第一密封圈（220）、第二密封圈（221）、压环（222），所述第一密封圈（220）、第二密封圈（221）分别安装于第三密封槽（112）的两端；所述压环（222）安装于第三密封槽（112）内，且通过所述压环（222）将第一密封圈（220）、第二密封圈（221）固定。

6.根据权利要求5所述的一种175MPa超高压高抗硫套管头，其特征在于，所述第一密封圈（220）设有第一斜面（223）；所述第二密封圈（221）设有第二斜面（224），且第二密封圈（221）通过第二斜面（224）与第一密封圈（220）的第一斜面（223）贴合。

7.根据权利要求1所述的一种175MPa超高压高抗硫套管头，其特征在于，所述套管组件还包括注脂单元（16），所述注脂单元（16）包括第一注脂阀（160）、第二注脂阀（161），所述第一注脂阀（160）安装于第一套管（10）上，且第一注脂阀（160）输出端与第一套管（10）内腔相连通；所述第二注脂阀（161）安装于第二套管（11）上，且第二注脂阀（161）输出端与第二套管（11）内腔相连通。

8.根据权利要求7所述的一种175MPa超高压高抗硫套管头，其特征在于，所述第一注脂阀（160）输出端至少部分插入于第一套管（10）内，且所述第一注脂阀（160）输出端位于第一密封槽（100）之间。

9.根据权利要求7所述的一种175MPa超高压高抗硫套管头，其特征在于，所述第二注脂阀（161）输出端至少部分插入于第二套管（11）内，且所述第二注脂阀（161）输出端与第二密封槽（111）相连通。

10.一种175MPa超高压高抗硫套管装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的一种175MPa超高压高抗硫套管头，还包括：

固井支撑组件（3），其安装于第一管头上；

倒卡瓦套管悬挂器（4），其安装于第一管头上，且与第一管头固定连接。

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