CN218934368U

CN218934368U - 一种耐高温抗硫芯轴式套管头

Info

Publication number: CN218934368U
Application number: CN202223593156.4U
Authority: CN
Inventors: 吴启春; 刘丛明; 夏烨
Original assignee: Jianhu County Hongda Valve & Pipe Fitting Co ltd
Current assignee: Jianhu County Hongda Valve & Pipe Fitting Co ltd
Priority date: 2022-12-30
Filing date: 2022-12-30
Publication date: 2023-04-28
Anticipated expiration: 2032-12-30

Abstract

一种耐高温抗硫芯轴式套管头，所述套管头包括：套管头本体；芯轴式悬挂器组件，所述芯轴式悬挂器组件设置在套管头本体内；闸阀组件，所述闸阀组件设置在套管头本体左右两侧；套管头支承底座总成，所述套管头本体设置在套管头支承底座总成上；其中，所述套管头的金属组成部分均采用不锈钢410、与介质接触部分均采用合金堆焊层。本实用新型所述的耐高温抗硫芯轴式套管头，结构设计合理，包括套管头本体、芯轴式悬挂器组件、闸阀组件、套管头支承底座总成，套管头的金属组成部分均采用耐高温高抗硫的不锈钢410制备而成，同时与介质接触部分均采用合金堆焊层，保证套管头整体满足高压高抗硫的使用要求。

Description

一种耐高温抗硫芯轴式套管头

技术领域

本实用新型涉及石油天然气钻采专用设备技术领域，具体涉及一种耐高温抗硫芯轴式套管头。

背景技术

套管头是套管和井口装置之间的重要连件，是用于各层套管之间、套管与防喷器之间的连接以及用于完井后与采油(气)井口之间的支持与连接的装置。

套管头的下端通过螺纹与表层套管相连，套管头的上端通过法兰或卡箍与井口装置或防喷器相连。通过悬挂器支撑其后各层套管的重量、承受防喷器的重量、在内外套管之间形成压力密封、为释放套管柱之间的压力提供一个出口、可实施钻采工艺方面的特殊作业。

随着钻采技术的提升，高温、高压、高含硫的油气田越来越多，这就要随之配套的套管头性能也要满足高温、高压、高含硫工况下的使用要求。因此，本实用新型的目的是提供一种耐高温抗硫芯轴式套管头，金属组成部分均采用耐高温高抗硫的不锈钢制备而成，同时与介质接触部位均采用合金堆焊层，保证套管头整体满足高压高抗硫的使用要求，并且整体密封的可靠性好。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服以上不足，本实用新型的目的是提供一种耐高温抗硫芯轴式套管头，结构设计合理，包括套管头本体、芯轴式悬挂器组件、闸阀组件、套管头支承底座总成，套管头的金属组成部分均采用耐高温高抗硫的不锈钢410制备而成，同时与介质接触部分均采用合金堆焊层，保证套管头整体满足高压高抗硫的使用要求；芯轴式悬挂器组件采用上层密封结构、下双层密封结构结合的双层密封结构，耐高温、高硫的同时进一步保证套管头整体密封的可靠性，应用前景广泛。

技术方案：一种耐高温抗硫芯轴式套管头，所述套管头包括：

套管头本体；

芯轴式悬挂器组件，所述芯轴式悬挂器组件设置在套管头本体内；

闸阀组件，所述闸阀组件设置在套管头本体左右两侧；

套管头支承底座总成，所述套管头本体设置在套管头支承底座总成上，并且所述套管头支承底座总成与套管头本体下部相连接；

其中，所述套管头的金属组成部分均采用不锈钢410、与介质接触部分均采用合金堆焊层。

本实用新型所述的耐高温抗硫芯轴式套管头，结构设计合理，包括套管头本体、芯轴式悬挂器组件、闸阀组件、套管头支承底座总成，套管头本体的上端通过法兰或卡箍与井口装置或防喷器相连，套管头支承底座总成的下端通过螺纹与表层套管相连，通过套管头本体内的芯轴式悬挂器组件支撑其后各层套管的重量、承受防喷器的重量、在内外套管之间形成压力密封，为释放套管柱之间的压力提供一个出口。

为了满足高温、高压、高含硫工况下的使用要求，本实用新型的所述套管头的金属组成部分，即套管头本体、芯轴式悬挂器组件、闸阀组件的丝扣法兰、手动闸阀的阀体和阀盖等部分均采用耐高温高抗硫的不锈钢410制备而成，且满足NACE MR0175抗硫要求，机械性能满足75K要求，同时套管头的所有与介质接触部分都进行inconel 625合金堆焊处理制得合金堆焊层，合金堆焊层的厚度不小于 3.5mm，而闸阀组件的其他部分，例如手动闸阀的阀杆、阀板、阀座都采用inconel 718材质，HRC硬度为32-40，机械性能满足120K要求，符合NACEMR0175抗硫化氢无限制要求。

进一步的，上述的耐高温抗硫芯轴式套管头，所述芯轴式悬挂器组件包括：

悬挂器本体；

上层密封结构，所述上层密封结构设置在悬挂器本体上部；其中，所述上层密封结构包括密封垫环一2个FC密封圈；所述悬挂器本体顶面开设有密封垫环槽，所述密封垫环一设置在悬挂器本体的密封垫环槽内；所述悬挂器本体上部外侧开设有2个FC密封圈槽，2个所述FC密封圈分别设置在悬挂器本体对应的FC密封圈槽内；

下层密封结构，所述下层密封结构设置在悬挂器本体中部、中下部；其中，所述下层密封结构包括2个O型圈、矩形密封圈、密封挡圈、锁紧螺母；所述悬挂器本体中部外侧开设有2个O型圈槽，2个所述O型圈分别设置在悬挂器本体对应的O型圈槽内；所述悬挂器本体中下部外侧设置成台阶结构，所述矩形密封圈、密封挡圈从上至下设置在悬挂器本体的台阶结构处并且通过锁紧螺母进行锁紧。

所述芯轴式悬挂器组件上采用上层密封结构、下双层密封结构与悬挂器本体的结构，上层密封结构采用密封垫环与2层FC密封圈结合，下双层密封结构采用矩型密封圈与FKM材质的O形圈结合，在保证密封性能达到要求的基础上满足耐高压高硫要求。此外，芯轴式悬挂器组件可以进行QPQ表面处理工艺，在悬挂器本体的螺纹处镀铜，使之拥有更好的耐高温抗高硫性能。

进一步的，上述的耐高温抗硫芯轴式套管头，所述闸阀组件包括：

2个闸阀，2个所述闸阀均包括手动闸阀、丝扣法兰，2个所述闸阀分别设置在套管头本体左右两侧；其中，所述手动闸阀设置在套管头本体左或者右侧并且通过栽丝螺栓与套管头本体相连接；在所述手动闸阀左或者右侧还设置有丝扣法兰，所述丝扣法兰与手动闸阀通过双头螺栓一与螺母一的配合相连接，所述丝扣法兰与手动闸阀之间设置有密封垫环，所述丝扣法兰朝外的一侧设置有丝堵；

压力采集组件，在其中一个所述闸阀朝外的一侧设置有压力采集组件；所述压力采集组件包括公英制双刻度耐震防硫压力表、直角截止阀，所述公英制双刻度耐震防硫压力表、直角截止阀与闸阀相连接，并且所述公英制双刻度耐震防硫压力表与闸阀之间还设置有压力表缓冲器。

为了防止公英制双刻度耐震防硫压力表上的表针震动,可以在公英制双刻度耐震防硫压力表和闸阀之间的连接处安装有压力表缓冲器。

进一步的，上述的耐高温抗硫芯轴式套管头，还包括：

顶丝组件，所述套管头本体右上侧沿径向开设有顶丝通道，所述顶丝通道内设置有顶丝组件；其中，所述顶丝组件包括顶丝本体、顶丝支撑圈、顶丝填料、顶丝压圈、顶丝压帽，所述顶丝本体依次与顶丝支撑圈、顶丝填料和顶丝压圈连接，并且顶丝本体右侧设置有顶丝压帽；所述顶丝本体端部伸于芯轴式悬挂器组件的肩部斜面处，所述顶丝本体与芯轴式悬挂器组件之间采用锥面配合连接。

进一步的，上述的耐高温抗硫芯轴式套管头，还包括：

BT密封圈，所述套管头本体内侧下部设置有BT密封圈，所述BT密封圈位于芯轴式悬挂器组件下方；

注脂阀，在所述BT密封圈左侧位置上穿过套管头本体设置有注脂阀。

进一步的，上述的耐高温抗硫芯轴式套管头，还包括：

倒卡瓦悬挂器总成，所述套管头本体与套管头支承底座总成连接处内侧设置有倒卡瓦悬挂器总成，所述倒卡瓦悬挂器总成位于BT密封圈下方。

本实用新型的套管头本体底部采用倒卡瓦悬挂器与BT密封圈结构，可以保证外套管的密封性能，同时满足耐高温抗高硫性能。

进一步的，上述的耐高温抗硫芯轴式套管头，还包括：所述套管头本体分为上套管头本体、下套管头本体2个部分，所述上套管头本体、下套管头本体上下设置并且通过双头螺栓二与螺母二的配合进行连接，所述上套管头本体与下套管头本体之间设置有密封垫环二。

本实用新型的有益效果为：本实用新型所述的耐高温抗硫芯轴式套管头，结构设计合理，包括套管头本体、芯轴式悬挂器组件、闸阀组件、套管头支承底座总成，在套管头的金属组成部分均采用耐高温高抗硫的不锈钢410制备而成，同时与介质接触部分均采用合金堆焊层，保证套管头整体满足高压高抗硫的使用要求；芯轴式悬挂器组件上采用上层密封结构、下双层密封结构相结合的方式，上层密封结构采用密封垫环一与2层FC密封圈的结合，下层密封结构采用矩型密封圈、O形圈以及密封挡圈的结合，耐高温、高硫的同时进一步保证套管头整体密封的可靠性，应用前景广泛。

附图说明

图1为本实用新型所述耐高温抗硫芯轴式套管头的整体结构示意图；

图2为本实用新型所述耐高温抗硫芯轴式套管头的芯轴式悬挂器组件结构示意图；

图3为本实用新型所述耐高温抗硫芯轴式套管头的芯轴式悬挂器组件结构示意图

图中：套管头本体1、顶丝通道111、上套管头本体11、下套管头本体12、双头螺栓二13、螺母二14、密封垫环二15、芯轴式悬挂器组件2、悬挂器本体21、密封垫环槽211、FC密封圈槽212、O型圈槽213、台阶结构214、上层密封结构22、密封垫环一221、FC密封圈222、下层密封结构23、O型圈231、矩形密封圈232、密封挡圈233、锁紧螺母234、闸阀组件3、闸阀31、手动闸阀311、丝扣法兰312、栽丝螺栓313、双头螺栓一314、螺母一315、密封垫环316、丝堵317、压力采集组件32、公英制双刻度耐震防硫压力表321、直角截止阀322、压力表缓冲器323、套管头支承底座总成4、顶丝组件5、顶丝本体51、顶丝支撑圈52、顶丝填料53、顶丝压圈54、顶丝压帽55、BT密封圈6、注脂阀7、倒卡瓦悬挂器总成8。

具体实施方式

下面结合附图1-3和具体实施例，进一步阐明本实用新型。

实施例1

如图1所示，本实用新型所述的耐高温抗硫芯轴式套管头，用来固定钻进井的井口，连接井下套管柱，可靠地密封和控制管间的环形空间，是油田采油(气)井口装置的重要部件。

所述套管头包括套管头本体1、芯轴式悬挂器组件2、闸阀组件3、套管头支承底座总成4，芯轴式悬挂器组件2设置在套管头本体1内，闸阀组件3设置在套管头本体1左右两侧，套管头本体1设置在套管头支承底座总成4上，套管头本体1的上端通过法兰或卡箍与井口装置或防喷器相连，套管头支承底座总成4的下端通过螺纹与表层套管相连，通过套管头本体1内的芯轴式悬挂器组件2支撑其后各层套管的重量、承受防喷器的重量、在内外套管之间形成压力密封，为释放套管柱之间的压力提供一个出口。

进一步的，所述闸阀组件3包括2个闸阀31、压力采集组件32，2个所述闸阀31均包括手动闸阀311、丝扣法兰312，2个所述闸阀31分别设置在套管头本体1左右两侧；在其中一个所述闸阀31朝外的一侧设置有压力采集组件32。

其中，所述套管头的金属组成部分，即套管头本体1、芯轴式悬挂器组件2、闸阀组件3的丝扣法兰312、手动闸阀311的阀体和阀盖等部分均采用耐高温高抗硫的不锈钢410制备而成，且满足NACE MR0175抗硫要求，机械性能满足75K要求，同时套管头的所有与介质接触部分都进行inconel 625合金堆焊处理制得合金堆焊层，合金堆焊层的厚度不小于3.5mm，而闸阀组件3的其他部分，例如手动闸阀311的阀杆、阀板、阀座都采用inconel 718材质，HRC硬度为32-40，机械性能满足120K要求，符合NACE MR0175抗硫化氢无限制要求。

实施例2

基于实施例1以上的结构基础，如图2所示。

本实用新型所述的耐高温抗硫芯轴式套管头，芯轴式悬挂器组件2包括悬挂器本体21、上层密封结构22、下层密封结构23，通过采用上层密封结构22、下双层密封结构23与悬挂器本体21相结合的结构，上层密封结构22采用密封垫环一221与2层FC密封圈222结合，下双层密封结构23采用矩形密封圈232、密封挡圈233与FKM材质的O形圈231结合，在保证密封性能达到要求的基础上满足耐高压高硫要求

实施例3

基于实施例1或者实施例2以上的结构基础，如图3所示。

本实用新型所述的耐高温抗硫芯轴式套管头，套管头本体1右上侧沿径向开设有顶丝通道111，顶丝通道111内设置有顶丝本体51，顶丝本体51依次与顶丝支撑圈52、顶丝填料53和顶丝压圈54相连接，顶丝本体51端部伸于芯轴式悬挂器组件2的肩部斜面处，所述顶丝本体51与芯轴式悬挂器组件2之间采用锥面配合连接。

实施例4

基于实施例1或者实施例2或者实施例3以上的结构基础，如图1所示。

本实用新型所述的耐高温抗硫芯轴式套管头，在套管头本体1内侧下部设置有BT密封圈6，BT密封圈6左侧位置上穿过套管头本体1设置有注脂阀7，在BT密封圈6下方即套管头本体1与套管头支承底座总成4连接处内侧设置有倒卡瓦悬挂器总成8，采用倒卡瓦悬挂器8与BT密封圈6结合的结构，可以保证外套管的密封性能，同时满足耐高温抗高硫性能。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种耐高温抗硫芯轴式套管头，其特征在于，所述套管头包括：

套管头本体（1）；

芯轴式悬挂器组件（2），所述芯轴式悬挂器组件（2）设置在套管头本体（1）内；

闸阀组件（3），所述闸阀组件（3）设置在套管头本体（1）左右两侧；

套管头支承底座总成（4），所述套管头本体（1）设置在套管头支承底座总成（4）上，并且所述套管头支承底座总成（4）与套管头本体（1）下部相连接；

2.根据权利要求1所述的耐高温抗硫芯轴式套管头，其特征在于，所述芯轴式悬挂器组件（2）包括：

悬挂器本体（21）；

上层密封结构（22），所述上层密封结构（22）设置在悬挂器本体（21）上部；其中，所述上层密封结构（22）包括密封垫环一（221）、2个FC密封圈（222）；所述悬挂器本体（21）顶面开设有密封垫环槽（211），所述密封垫环一（221）设置在悬挂器本体（21）的密封垫环槽（211）内；所述悬挂器本体（21）上部外侧开设有2个FC密封圈槽（212），2个所述FC密封圈（222）分别设置在悬挂器本体（21）对应的FC密封圈槽（212）内；

下层密封结构（23），所述下层密封结构（23）设置在悬挂器本体（21）中部、中下部；其中，所述下层密封结构（23）包括2个O型圈（231）、矩形密封圈（232）、密封挡圈（233）、锁紧螺母（234）；所述悬挂器本体（21）中部外侧开设有2个O型圈槽（213），2个所述O型圈（231）分别设置在悬挂器本体（21）对应的O型圈槽（213）内；所述悬挂器本体（21）中下部外侧设置成台阶结构（214），所述矩形密封圈（232）、密封挡圈（233）从上至下设置在悬挂器本体（21）的台阶结构（214）处并且通过锁紧螺母（234）进行锁紧。

3.根据权利要求1所述的耐高温抗硫芯轴式套管头，其特征在于，所述闸阀组件（3）包括：

2个闸阀（31），2个所述闸阀（31）均包括手动闸阀（311）、丝扣法兰（312），2个所述闸阀（31）分别设置在套管头本体（1）左右两侧；其中，所述手动闸阀（311）设置在套管头本体（1）左或者右侧并且通过栽丝螺栓（313）与套管头本体（1）相连接；在所述手动闸阀（311）左或者右侧还设置有丝扣法兰（312），所述丝扣法兰（312）与手动闸阀（311）通过双头螺栓一（314）与螺母一（315）的配合相连接，所述丝扣法兰（312）与手动闸阀（311）之间设置有密封垫环（316），所述丝扣法兰（312）朝外的一侧设置有丝堵（317）；

压力采集组件（32），在其中一个所述闸阀（31）朝外的一侧设置有压力采集组件（32）；所述压力采集组件（32）包括公英制双刻度耐震防硫压力表（321）、直角截止阀（322），所述公英制双刻度耐震防硫压力表（321）、直角截止阀（322）与闸阀（31）相连接，并且所述公英制双刻度耐震防硫压力表（321）与闸阀（31）之间还设置有压力表缓冲器（323）。

4.根据权利要求1所述的耐高温抗硫芯轴式套管头，其特征在于，还包括：

顶丝组件（5），所述套管头本体（1）右上侧沿径向开设有顶丝通道（111），所述顶丝通道（111）内设置有顶丝组件（5）；其中，所述顶丝组件（5）包括顶丝本体（51）、顶丝支撑圈（52）、顶丝填料（53）、顶丝压圈（54）、顶丝压帽（55），所述顶丝本体（51）依次与顶丝支撑圈（52）、顶丝填料（53）和顶丝压圈（54）连接，并且顶丝本体（51）右侧设置有顶丝压帽（55）；所述顶丝本体（51）端部伸于芯轴式悬挂器组件（2）的肩部斜面处，所述顶丝本体（51）与芯轴式悬挂器组件（2）之间采用锥面配合连接。

5.根据权利要求4所述的耐高温抗硫芯轴式套管头，其特征在于，还包括：

BT密封圈（6），所述套管头本体（1）内侧下部设置有BT密封圈（6），所述BT密封圈（6）位于芯轴式悬挂器组件（2）下方；

注脂阀（7），在所述BT密封圈（6）左侧位置上穿过套管头本体（1）设置有注脂阀（7）。

6.根据权利要求5所述的耐高温抗硫芯轴式套管头，其特征在于，还包括：

倒卡瓦悬挂器总成（8），所述套管头本体（1）与套管头支承底座总成（4）连接处内侧设置有倒卡瓦悬挂器总成（8），所述倒卡瓦悬挂器总成（8）位于BT密封圈（6）下方。

7.根据权利要求1所述的耐高温抗硫芯轴式套管头，其特征在于，所述套管头本体（1）分为上套管头本体（11）、下套管头本体（12）2个部分，所述上套管头本体（11）、下套管头本体（12）上下设置并且通过双头螺栓二（13）与螺母二（14）的配合进行连接，所述上套管头本体（11）与下套管头本体（12）之间设置有密封垫环二（15）。