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CN111335840A - 一种卡瓦式套管头 - Google Patents

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CN111335840A
CN111335840A CN202010416757.4A CN202010416757A CN111335840A CN 111335840 A CN111335840 A CN 111335840A CN 202010416757 A CN202010416757 A CN 202010416757A CN 111335840 A CN111335840 A CN 111335840A
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Dongying Xin Hualian Petroleum Machinery Co
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Abstract

本发明涉及套管头技术领域,具体为一种卡瓦式套管头,包括本体法兰、套管悬挂器和油层套管,所述油层套管固定设于所述套管悬挂器内,所述套管悬挂器座封于所述本体法兰内,所述套管悬挂器包括卡瓦牙和设于所述卡瓦牙下方的径向抱紧装置,所述卡瓦牙下压时和所述径向抱紧装置共同抱紧所述油层套管。本发明提供的卡瓦式套管头,实现径向抱紧装置和卡瓦牙对油层套管的双重抱紧,防止卡瓦牙过度下滑对油层套管的破坏作用,提高了抱紧的稳固性和安全性,同时,本发明的密封效果优异,安装效率高。

Description

一种卡瓦式套管头
技术领域
本发明涉及套管头技术领域,具体为一种卡瓦式套管头。
背景技术
套管头,即用来固定钻进井的井口,连接井口套管柱,用以支持技术套管和油层套管的重力,密封各层管间的环形空间,为安装防喷器、油管头,采油树提供过渡连接,并且通过套管头本体上的两个侧口,可进行补挤泥浆、监控和加注平衡液等施工作业。
套管头是套管和井口装置之间的重要连接件,它的下端通过螺纹与表层套管相连,上端通过法兰或卡箍与井口装置或防喷器相连。套管与套管头的连接既可采用螺纹连接(即芯轴式套管头),也可采用卡瓦连接(即卡瓦式套管头),套管悬挂器采用刚性与橡胶复合密封结构,还可采用金属密封,增强了产品的密封性能;套管头通常还配套设计有防磨套及试压取出工具,方便防磨套的取出和对套管头进行试压,上法兰设计有试压、二次注脂装置,套管头侧翼的阀门配置,满足不同的工艺需求。
套管头一般用35或42铬钼优质合金结构钢制成。在套管头内还设置套管悬挂器,用以悬挂相应规格的套管柱,并密封环空间隙。其上要装防喷器组。油井完井后,套管头上则安装采油树。随着钻井工艺的进步,对井口装置的功能性需求内容增多,随之对套管头产品的功能性需求也增多。
目前的套管悬挂器主要分为芯轴式和卡瓦式两大类。其中,芯轴式套管悬挂器进行悬挂时对位置要求精准,增加了作业中对入井套管串的选配难度,若悬挂器没有精准座封于套管头本体内,就会出现异常工况,后续处理繁琐,此外,在施工过程中,套管串在水泥浆中有失重现象,造成悬挂器的偏移,使施工无法正常进行,影响施工进度,而且芯轴式悬挂器与套管连接存在芯轴过度短节的问题,容易产生粘扣或者其它损坏现象,影响产品的使用。而卡瓦式悬挂器则无上述问题,卡瓦式悬挂器的型式有:G型、W型、WD型、WE型等,WD型悬挂器用于连接套管头和表层套管,它通过外力作用使卡瓦牙抱紧套管,W型悬挂器是套管自重激发密封的结构,WE型和G型是手动激发密封的结构。在现有技术中,卡瓦式套管头主要构造是由油管四通、油层套管、法兰螺栓、注塑变径法兰、密封垫环、卡瓦式悬挂器、套管头本体、技术套管组装而成。卡瓦式套管头的优点是在下套管时可以灵活掌握套管高度,由于卡瓦式悬挂器可以在固井作业完后安装,所以大大避免了由于安装卡瓦式悬挂器时间的问题可能导致套管遇卡的风险,同时能够自由控制套管高度等优越性,已被广泛推广。
但是卡瓦悬挂器也存在以下不足,由于结构复杂导致安装比较困难,同时二级、三级套管头在固封作业完后均要拆卸封井器、最主要的就是环空密封性能有可能因为套压过高或者井下作业时导致套管被挤扁而影响了BT密封圈的密封性能。
此外,由于卡瓦式悬挂器套管在固完井后,水泥返地面或留有一定自由段,坐挂在卡瓦式悬挂器上的重量是有限的,但是一旦固井质量不好或套管质量有问题就会导致套管的重量一直作用在卡瓦牙上面且不断增加,卡瓦牙持续下滑,如果套管强度不够,极易被破坏。
申请号为CN201810265127.4的中国发明专利,公开了一种完井变装套管头,该专利中的套管头总体结构结合芯轴式套管头及卡瓦式套管头的优点,最终形成完井变装套管头,并以接箍型套管头结构为基础,形成更多针对复杂的完井井口的变装连接、密封、安装等结构,针对现场可能出现的井口复杂预设计出多项连接、安装预案。将接箍型套管头中的套管接箍悬挂器变装为通用性更强的套管本体悬挂器;将BT密封技术的优点融入该发明的异型变装井口密封法兰中,并衍生出异型密封件等密封组合结构;变装井口密封法兰及异型变装井口密封法兰可适用于完井过程中常见的标准型的标准法兰、和非标准型的双法兰、焊接法兰和螺纹法兰等变装结构中。但是,该完井变装套管头结构设计复杂,且主要以接箍型套管头结构为基础,针对性较强。
综上所述,提供一种密封性优异、结构合理的低成本卡瓦式套管头,非常重要。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种卡瓦式套管头,包括本体法兰、套管悬挂器和油层套管,所述油层套管固定设于所述套管悬挂器内,所述套管悬挂器座封于所述本体法兰内,所述套管悬挂器包括卡瓦牙和设于所述卡瓦牙下方的径向抱紧装置,所述卡瓦牙下压时和所述径向抱紧装置共同抱紧所述油层套管。
使用时,将套管悬挂器放入本体法兰内,然后将油层套管放入套管悬挂器中,套管悬挂器上的卡瓦牙在油层套管的下压过程中向下滑动,将油层套管抱紧,同时,在卡瓦牙的下滑过程中,对其下方的径向抱紧装置施加压力,使径向抱紧装置径向伸长抱紧油层套管,从而实现卡瓦牙和径向抱紧装置对油层套管的双重抱紧,此外,径向抱紧装置的底部固定,当其处于压紧状态时对卡瓦牙起到限位作用,避免卡瓦牙过度下滑对油层套管造成破坏。所述径向抱紧装置包括中心向上突起的第一圆环和中心向下突起的第二圆环,所述第一圆环和所述第二圆环的外环壁相连接,所述第一圆环和所述第二圆环的外环壁抵住所述套管悬挂器的内壁,所述第一圆环和所述第二圆环自然伸展状态下的内径大于所述油层套管的外径。当径向抱紧装置受到卡瓦牙的下压力时,第一圆环和第二圆环之间的相对距离缩小,由于第一圆环和第二圆环的外环壁抵住套管悬挂器的内壁,因此径向抱紧装置的外径尺寸固定,在受到挤压时内径缩小,实现对油层套管的抵接抱紧。
优选的,所述径向抱紧装置一体式成型,截面为横向的V形,且互相对称成30-90度角,所述第一圆环和所述第二圆环上开设径向凹槽,所述径向凹槽由所述第一圆环和所述第二圆环的内孔向外环壁方向开设。
优选的,所述第一圆环和所述第二圆环分别成型,所述第一圆环上设有第一连接端,所述第二圆环上设有第二连接端,所述第一连接端和所述第二连接端通过螺栓连接。
优选的,所述第一圆环和所述第二圆环的内环壁设有向上倾斜的凸起。向上倾斜的凸起可以增大径向抱紧装置和油层套管之间的摩擦力,使抱紧更加的稳固,避免油层套管的滑转。
优选的,所述卡瓦牙和所述径向抱紧装置之间还设有压环,所述压环的内径大于所述油层套管的外径。压环可以使卡瓦牙下压时,径向抱紧装置的受力更均匀,同时避免卡瓦牙对径向抱紧装置表面的破坏。
优选的,所述套管悬挂器还包括卡瓦座、第一密封圈和第二密封圈,
所述卡瓦座包括卡瓦座本体和空腔,
所述卡瓦座本体包括上圆柱段和下圆台段,
所述上圆柱段的外侧壁为圆柱形,所述上圆柱段的侧壁上方设有剪钉安装槽,所述剪钉安装槽连通贯穿所述侧壁的第一螺纹孔,所述上圆柱段的外侧壁下方设有第一密封圈凹槽,
所述下圆台段为倒圆台,所述下圆台段座封于所述本体法兰内,所述下圆台段与所述本体法兰座封处设有第二密封圈凹槽,
所述第一密封圈套设于所述第一密封圈凹槽内,所述第二密封圈套设于所述第二密封圈凹槽内。第一密封圈和第二密封圈可以有效的对套管悬挂器进行密封,第二密封圈设置于下圆台段与本体法兰的座封处,可以利用套管悬挂器的重力作用,更有效的对其进行密封,提高密封效果。
所述空腔由上到下依次为第一空腔、第二空腔和第三空腔,
所述第一空腔为倒圆台形,所述第二空腔为圆柱形,所述第三空腔为直径小于所述第二空腔的圆柱形,
所述第一空腔与所述卡瓦牙滑动连接,所述第二空腔内设有所述压环和所述径向抱紧装置,所述第三空腔直径大于所述油层套管的外径,
所述压环的外径与所述第二空腔的直径相同,内径比所述油层套管的外径大1-5毫米。
优选的,所述卡瓦牙包括倾斜段和竖直段,所述倾斜段外侧壁为与所述第一空腔配合的斜面,所述倾斜段侧壁上方上设有与所述第一螺纹孔衔接的第二螺纹孔,所述第二螺纹孔到所述卡瓦牙上表面的距离大于所述第一螺纹孔到所述卡瓦座上表面的距离,所述第一螺纹孔和所述第二螺纹孔通过剪钉螺纹连接,当剪钉将第一螺纹孔和第二螺纹孔螺纹连接后,卡瓦牙被临时固定在卡瓦座上,此时卡瓦牙形成的圆环面的直径大于油层套管的外径,从而使油层套管在下放过程中不受来自卡瓦牙的阻力,处于临时固定状态时,卡瓦牙的上表面高出卡瓦座的上表面一端距离,当油层套管下放到目标距离后,通过击铁敲击卡瓦牙,使剪钉断裂,卡瓦牙实现滑动自由,开始下滑将油层套管抱紧,
所述竖直段外侧壁为垂直面,垂直面用于对卡瓦牙下方的压环和径向抱紧装置施压,所述竖直段底部设有橡胶垫片,在抱紧状态下,所述卡瓦牙与所述油层套管抵接。橡胶垫片可以防止卡瓦牙对其所压装置表面留下压痕。
优选的,所述第二密封圈凹槽为梯形凹槽,所述梯形凹槽的槽口尺寸小于其槽底尺寸,所述第二密封圈为工字型密封圈。由于第二密封圈凹槽设于下圆台段的斜面上,因此安装于第二密封圈凹槽内的第二密封圈有可能会滑落,影响施工进度,将第二密封圈凹槽设置成外窄内宽的结构,同时搭配工字型密封圈,可以有效的防止第二密封圈的滑落,提高设备安装的稳定性。
优选的,所述本体法兰包括主通孔,所述主通孔包括孔径依次减小的圆柱形第一通孔和第二通孔,以及分别连接所述第一通孔和所述第二通孔的倒圆台型第三通孔,所述本体法兰的下方径向设有若干与所述第二通孔互通的第四通孔,所述本体法兰的上方设有密封孔,
所述密封孔内设有密封件,所述本体法兰的外侧壁下方还设有侧法兰安装槽,所述侧法兰安装槽内设有侧法兰,所述本体法兰上方设有钢圈安装槽,所述钢圈安装槽内设有钢圈,
所述第二密封圈凹槽设于所述下圆台段与所述第三通孔相接触的斜面上。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
1.通过设置径向抱紧装置,实现卡瓦牙和径向抱紧装置对油层套管的双重抱紧,提高对油层套管的抱紧效果;
2.当径向抱紧装置压缩到极限状态时,其位置固定,起到限位作用,可以有效避免卡瓦牙的过度下滑对油层套管造成破坏;
3.卡瓦牙和径向抱紧装置之间设有压环,压环可以平衡卡瓦牙的下压力,使径向抱紧装置的受力均匀;
4.卡瓦牙下方设有竖直段,通过竖直段对下方的压环和径向抱紧装置施加压力,避免了传统卡瓦牙的尖端对其接触面的破坏;
5.卡瓦牙的竖直段下方设置橡胶垫片,可以进一步避免卡瓦牙对下方的压环表面的损伤;
6.分别在卡瓦座本体的上圆柱段和下圆台段设置第一密封圈和第二密封圈,可以有效的对套管悬挂器进行密封,第二密封圈设置于下圆台段与本体法兰的座封处,可以利用套管悬挂器的重力作用,提高密封效果;
7.将第二密封圈凹槽设置成外窄内宽的结构,同时搭配工字型密封圈,可以有效的防止第二密封圈的滑落,提高设备安装的稳定性;
8.卡瓦座和卡瓦牙通过剪钉临时固定,可以在设备安装初期,油层套管下放时消除卡瓦牙对油层套管的下放阻力,临时固定结束后,通过击铁敲击卡瓦牙的上表面将剪钉打断,使卡瓦牙实现在卡瓦座上的滑动自由,从而将油层套管抱紧,并且在下滑过程中通过压环向径向抱紧装置施压,实现卡瓦牙和径向抱紧装置对油层套管的双重抱紧;
综上所述,本发明提供的卡瓦式套管头,实现径向抱紧装置和卡瓦牙对油层套管的双重抱紧,防止卡瓦牙过度下滑对油层套管的破坏作用,提高了抱紧的稳固性和安全性,同时,本发明的密封效果优异,安装效率高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为图1中径向抱紧装置的结构示意图;
图3为图2的俯视图;
图4为图1中套管悬挂器的结构示意图;
图5为图4中卡瓦座的结构示意图;
图6为图4中卡瓦牙的结构示意图;
图7为图1中本体法兰的结构示意图;
图8为实施例2中径向抱紧装置的结构示意图;
图9为实施例3中径向抱紧装置的结构示意图;
图10为实施例4中径向抱紧装置的俯视图。
附图标记说明:
1、本体法兰,2、套管悬挂器,3、油层套管,4、密封件,5、钢圈,
11、第一通孔,12、第二通孔,13、第三通孔,14、第四通孔,15、密封孔,16、钢圈安装槽,17、侧法兰,18、侧法兰安装槽,
21、卡瓦座,22、卡瓦牙,23、第一密封圈,24、第二密封圈,25、压环,26、径向抱紧装置,27、剪钉,
211、卡瓦座本体,212、空腔,
2111、第一密封圈凹槽,2112、第二密封圈凹槽,2113、剪钉安装槽,2114、第一螺纹孔,
2121、第一空腔,2122、第二空腔,2123、第三空腔,
221、倾斜段,222、竖直段,
2211、第二螺纹孔,2221、橡胶垫片,
261、第一圆环,262、第二圆环,263、螺栓,264、凸起,265、径向凹槽,
2611、第一连接端,2621、第二连接端。
具体实施方式
下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式:
需要说明的是,本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1:
结合附图1-7,一种卡瓦式套管头,包括本体法兰1、套管悬挂器2和油层套管3,所述油层套管3固定设于所述套管悬挂器2内,所述套管悬挂器2座封于所述本体法兰1内,所述套管悬挂器2包括卡瓦牙22和设于所述卡瓦牙22下方的径向抱紧装置26,所述卡瓦牙22下压时和所述径向抱紧装置26共同抱紧所述油层套管3。
所述径向抱紧装置26截面为横向的V形,包括外环壁倾斜连接的第一圆环261和第二圆环262,所述第一圆环261和所述第二圆环262一体成型,且互相对称成30-90度角,所述第一圆环261和所述第二圆环262的外环壁抵住所述套管悬挂器2的内壁,所述第一圆环261和所述第二圆环262自然伸展状态下的内径大于所述油层套管3的外径。
所述卡瓦牙22和所述径向抱紧装置26之间还设有压环25,所述压环25的内径大于所述油层套管3的外径。
所述套管悬挂器2还包括卡瓦座21、第一密封圈23和第二密封圈24,
所述卡瓦座21包括卡瓦座本体211和空腔212,
所述卡瓦座本体211包括上圆柱段和下圆台段,
所述上圆柱段的外侧壁为圆柱形,所述上圆柱段的侧壁上方设有剪钉安装槽2113,所述剪钉安装槽2113连通贯穿所述侧壁的第一螺纹孔2114,所述上圆柱段的外侧壁下方设有第一密封圈凹槽2111,
所述下圆台段为倒圆台,所述下圆台段座封于所述本体法兰1内,所述下圆台段与所述本体法兰1座封处设有第二密封圈凹槽2112,
所述第一密封圈23套设于所述第一密封圈凹槽2111内,所述第二密封圈24套设于所述第二密封圈凹槽2112内,
所述空腔212由上到下依次为第一空腔2121、第二空腔2122和第三空腔2123,
所述第一空腔2121为倒圆台形,所述第二空腔2122为圆柱形,所述第三空腔2123为直径小于所述第二空腔2122的圆柱形,
所述第一空腔2121与所述卡瓦牙22滑动连接,所述第二空腔2122内设有所述压环25和所述径向抱紧装置26,所述第三空腔2123直径大于所述油层套管3的外径,
所述压环25的外径与所述第二空腔2122的直径相同,内径比所述油层套管3的外径大5毫米。
所述卡瓦牙22包括倾斜段221和竖直段222,所述倾斜段221外侧壁为与所述第一空腔2121配合的斜面,所述倾斜段221侧壁上方上设有与所述第一螺纹孔2114衔接的第二螺纹孔2211,所述第二螺纹孔2211到所述卡瓦牙22上表面的距离大于所述第一螺纹孔2114到所述卡瓦座21上表面的距离,所述第一螺纹孔2114和所述第二螺纹孔2211通过剪钉27螺纹连接,剪钉27为M6国际粗牙剪钉,剪钉27顶部开槽(图中未示出),槽宽2mm,槽深2mm;剪切部位长度为4mm;螺纹螺距为1mm;
所述竖直段222外侧壁为垂直面,所述竖直段222底部设有橡胶垫片2221,在抱紧状态下,所述卡瓦牙22与所述油层套管3抵接。
所述第二密封圈凹槽2112为梯形凹槽,所述梯形凹槽的槽口尺寸小于其槽底尺寸,所述第二密封圈24为工字型密封圈。
所述本体法兰1包括主通孔,所述主通孔包括孔径依次减小的圆柱形第一通孔11和第二通孔12,以及分别连接所述第一通孔11和所述第二通孔12的倒圆台型第三通孔13,所述本体法兰1的下方径向设有若干与所述第二通孔12互通的第四通孔14,所述本体法兰1的上方设有密封孔15,
所述密封孔15内设有密封件4,所述本体法兰1的外侧壁下方还设有侧法兰安装槽18,所述侧法兰安装槽18内设有侧法兰17,所述本体法兰1上方设有钢圈安装槽16,所述钢圈安装槽16内设有钢圈5。
所述第二密封圈凹槽2112设于所述下圆台段与所述第三通孔13相接触的斜面上。
本实施例中径向抱紧装置26的第一圆环261和第二圆环262厚度为5毫米,选取50CrVA弹簧钢,通过热压成型,经热处理后具备高的强度极限、屈服极限、弹性极限和疲劳极限,同时具有较高的冲击韧性、塑性和屈强比。
本实施例中卡瓦式套管头的安装过程和工作原理如下:先将径向抱紧装置26放入卡瓦座21中的第二空腔2122内,然后将压环25放在径向抱紧装置26上方,将卡瓦牙22放入第一空腔2121内,并将卡瓦牙22上的第二螺纹孔2211对准卡瓦座21上的第一螺纹孔2114,在剪钉安装槽2113内安装剪钉27,通过剪钉27将第一螺纹孔2114和第二螺纹孔2211衔接,从而使卡瓦牙22临时固定在卡瓦座21上,此时,卡瓦牙22的上表面高出卡瓦座21的上表面一段距离,分别将第一密封圈23和第二密封圈24安装到第一密封圈凹槽2111和第二密封圈凹槽2112中,至此完成对套管悬挂器2的组装,将组装好的套管悬挂器2放入本体法兰1内,然后将油层套管3放入套管悬挂器2中,当油层套管3下放到一定距离后,用带有吊绳的击铁敲击卡瓦牙22的上表面,打断剪钉27,使卡瓦牙22的倾斜段221能够在卡瓦座本体211内第一空腔2121的斜面上自由滑动,当卡瓦牙22受油层套管3的下压作用下滑时,卡瓦牙22的竖直段222对压环25施压,压环25下压并将压力传递给径向抱紧装置26,径向抱紧装置26的第一圆环261和第二圆环262在压力作用下变形,相对压缩,同时内径减小,最终与卡瓦牙22共同抱紧油层套管3,当出现意外油层套管3持续下滑时,卡瓦牙22在油层套管3的下压作用下持续下移,使径向抱紧装置26进入极限抱紧状态,径向抱紧装置26的尺寸保持稳定,不会进一步被压缩,此时径向抱紧装置26对卡瓦牙22起到限位作用,将卡瓦牙22托住,防止卡瓦牙22的持续下滑。
在拆卸时,用工具先将套管悬挂器2中的卡瓦牙22取出,当卡瓦牙22的压力消失后,径向抱紧装置26轴向伸展,第一圆环261和第二圆环262恢复自然伸展状态,内孔直径增大,与油层套管3分离,可以方便的将油层套管3取出。
实施例2:
结合附图8,本实施例中的卡瓦式套管头是在实施例1中的卡瓦式套管头的基础上对径向抱紧装置26的进一步改进。在实施例1中的径向抱紧装置26的第一圆环261和第二圆环262的内环壁上设置向上倾斜的凸起264,由于内环壁在抱紧状态下与油层套管3的外壁直接接触,设置凸起264可以增加径向抱紧装置26与油层套管3之间的摩擦力,从而增大抱紧力,防止油层套管3滑转。凸起264向上倾斜,可以在油层套管3下压时产生更多的阻力,从而防止油层套管3下滑。
实施例3:
结合附图9,本实施例中的卡瓦式套管头是在实施例1中的卡瓦式套管头的基础上对径向抱紧装置26的进一步改进。将实施例1中径向抱紧装置26的第一圆环261和第二圆环262分别单独成型,并且在第一圆环261的外侧增设第一连接端2611,在第二圆环262的外侧增设第二连接端2621,第一连接端2611和第二连接端2621上设置相应的螺孔,螺栓263穿过螺孔将第一连接端2611和第二连接端2621连接固定。该结构可以消除径向抱紧装置26在压缩过程中外环壁连接处产生的应力集中,应力集中容易导致外环壁断裂,从而影响安装稳定性和生产的安全,径向抱紧装置26的第一圆环261和第二圆环262分别单独成型后在进行连接,可以使径向抱紧装置26的使用寿命增加,减少设备更换周期。
本实施例中通过螺栓263对第一圆环261和第二圆环262进行连接,但是其他能够将第一圆环261和第二圆环262连接的紧固装置均适用于本实施例。
实施例4:
本实施例中的卡瓦式套管头是在实施例1中的卡瓦式套管头的基础上对径向抱紧装置26的进一步改进,在实施例1中的第一圆环261和第二圆环262上开设径向凹槽265,所述径向凹槽265由第一圆环261和第二圆环262的内孔向外环壁方向开设,该结构可以使径向抱紧装置26对压力更敏感,提供较小的压力就可以实现内径的收缩,从而将油层套管3抱紧。
需要指出的是,本实施例中的径向凹槽265同样适用于实施例2和实施例3中的第一圆环261和第二圆环262,在此不再赘述。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种卡瓦式套管头,包括本体法兰(1)、套管悬挂器(2)和油层套管(3),所述油层套管(3)固定设于所述套管悬挂器(2)内,所述套管悬挂器(2)座封于所述本体法兰(1)内,其特征在于:所述套管悬挂器(2)包括卡瓦牙(22)和设于所述卡瓦牙(22)下方的径向抱紧装置(26),所述卡瓦牙(22)下压时和所述径向抱紧装置(26)共同抱紧所述油层套管(3),所述径向抱紧装置(26)包括中心向上突起的第一圆环(261)和中心向下突起的第二圆环(262),所述第一圆环(261)和所述第二圆环(262)的外环壁相连接,所述第一圆环(261)和所述第二圆环(262)的外环壁抵住所述套管悬挂器(2)的内壁,所述第一圆环(261)和所述第二圆环(262)自然伸展状态下的内径大于所述油层套管(3)的外径。
2.根据权利要求1所述的卡瓦式套管头,其特征在于:所述径向抱紧装置(26)一体式成型,所述第一圆环(261)和所述第二圆环(262)上开设径向凹槽(265),所述径向凹槽(265)沿所述第一圆环(261)和所述第二圆环(262)的内孔向外环壁方向开设。
3.根据权利要求1所述的卡瓦式套管头,其特征在于:所述第一圆环(261)和所述第二圆环(262)分别成型,所述第一圆环(261)上设有第一连接端(2611),所述第二圆环(262)上设有第二连接端(2621),所述第一连接端(2611)和所述第二连接端(2621)通过螺栓(263)连接。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的卡瓦式套管头,其特征在于:所述第一圆环(261)和所述第二圆环(262)的内环壁设有向上倾斜的凸起(264)。
5.根据权利要求4所述的卡瓦式套管头,其特征在于:所述卡瓦牙(22)和所述径向抱紧装置(26)之间还设有压环(25),所述压环(25)的内径大于所述油层套管(3)的外径。
6.根据权利要求5所述的卡瓦式套管头,其特征在于:所述套管悬挂器(2)还包括卡瓦座(21)、第一密封圈(23)和第二密封圈(24),
所述卡瓦座(21)包括卡瓦座本体(211)和空腔(212),
所述卡瓦座本体(211)包括上圆柱段和下圆台段,
所述上圆柱段的外侧壁为圆柱形,所述上圆柱段的侧壁上方设有剪钉安装槽(2113),所述剪钉安装槽(2113)连通贯穿所述侧壁的第一螺纹孔(2114),所述上圆柱段的外侧壁下方设有第一密封圈凹槽(2111),
所述下圆台段为倒圆台,所述下圆台段座封于所述本体法兰(1)内,所述下圆台段与所述本体法兰(1)座封处设有第二密封圈凹槽(2112),
所述空腔(212)由上到下依次为第一空腔(2121)、第二空腔(2122)和第三空腔(2123),
所述第一空腔(2121)为倒圆台形,所述第二空腔(2122)为圆柱形,所述第三空腔(2123)为直径小于所述第二空腔(2122)的圆柱形,
所述第一空腔(2121)与所述卡瓦牙(22)滑动连接,所述第二空腔(2122)内设有所述压环(25)和所述径向抱紧装置(26),所述第三空腔(2123)直径大于所述油层套管(3)的外径,
所述压环(25)的外径与所述第二空腔(2122)的直径相同,内径比所述油层套管(3)的外径大1-5毫米。
7.根据权利要求6所述的卡瓦式套管头,其特征在于:所述卡瓦牙(22)包括倾斜段(221)和竖直段(222),所述倾斜段(221)外侧壁为与所述第一空腔(2121)配合的斜面,所述倾斜段(221)侧壁上方上设有与所述第一螺纹孔(2114)衔接的第二螺纹孔(2211),所述第二螺纹孔(2211)到所述卡瓦牙(22)上表面的距离大于所述第一螺纹孔(2114)到所述卡瓦座(21)上表面的距离,所述第一螺纹孔(2114)和所述第二螺纹孔(2211)通过剪钉(27)螺纹连接,
所述竖直段(222)外侧壁为垂直面,所述竖直段(222)底部设有橡胶垫片(2221),在抱紧状态下,所述卡瓦牙(22)与所述油层套管(3)抵接。
8.根据权利要求7所述的卡瓦式套管头,其特征在于:所述第二密封圈凹槽(2112)为梯形凹槽,所述梯形凹槽的槽口尺寸小于其槽底尺寸,所述第二密封圈(24)为工字型密封圈。
9.根据权利要求6-8任意一项所述的卡瓦式套管头,其特征在于:所述本体法兰(1)包括主通孔,所述主通孔包括孔径依次减小的圆柱形第一通孔(11)和第二通孔(12),以及分别连接所述第一通孔(11)和所述第二通孔(12)的倒圆台型第三通孔(13),所述本体法兰(1)的下方径向设有若干与所述第二通孔(12)互通的第四通孔(14),所述本体法兰(1)的上方设有密封孔(15),
所述密封孔(15)内设有密封件(4),所述本体法兰(1)的外侧壁下方还设有侧法兰安装槽(18),所述侧法兰安装槽(18)内设有侧法兰(17),所述本体法兰(1)上方设有钢圈安装槽(16),所述钢圈安装槽(16)内设有钢圈(5),
所述第二密封圈凹槽(2112)设于所述下圆台段与所述第三通孔(13)相接触的斜面上。
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