专利名称：一种整体式油套管头的制作方法
技术领域：
本发明属于石油钻采设备技术领域，涉及一种整体式油套管头。
背景技术：
一套完整的井口装置和采油树主要由套管头、油管头和采油(气)树三部分组成。 钻井时将防喷器安装在套管头上部构成钻井井口装置；完井时把采油(气)树安装在油管头上方，即构成采油(气)井口装置。其中，套管头的作用是连接表层套管，悬挂井中的多层套管，密封套管与套管之间的环形空间；油管头的主要作用是悬挂油管，密封油管与套管之间的环形空间；采油树的主要作用是开关、控制和引导油气流和密封油管。整个装置需满足钻井、固井及井下测压、洗井、压裂酸化等试油完井特种作业。使用传统的套管头、油管头和采油(气)树需要多次换装井口装置和防喷器组，与节流管汇和压井管汇多次连接等改变地面设施的过程，换装一次需重新对防喷器组和地面设施进行试压，花费时间和成本。从安全考虑，虽然井内有内防喷器但井口没有防喷器，所以在换装井口时安全风险相当大。曾经在换装井口过程中，由于井底气体迅速串到井口，而井口无防喷器导致井喷事故的发生。
发明内容
本发明的目的是提供一种整体式油套管头，解决了现有技术换装一次需重新对防喷器组和地面设施进行试压，花费时间和成本，在换装井口时安全风险比较大的问题。本发明采用的技术方案是，一种整体式油套管头，包括焊接在导管上端口的托架， 托架上端通过夹块与井口装置的本体保持接触，本体内腔设置有三个台阶，从下往上依次为技术套管悬挂器台阶、试压台阶、油管悬挂器台阶，本体上沿径向从上往下依次设置有平头顶丝、两组侧通径孔、顶丝及两个试压孔，本体上端与采气树盖板法兰连接。本发明的整体式油套管头，其特征还在于所述的顶丝的结构是，顶丝的顶头一端圆周设置有0型密封圈，顶丝的中部通过螺纹扣套装在压帽中，压帽朝向顶头的一端面依次安装有压圈、V型密封圈和座圈，压帽的另一端面设置有防尘圈，压帽的外圆通过螺纹与本体连接。所述的本体下段内圆周套装有表层套管，技术套管悬挂器台阶上坐封有技术套管悬挂器，本体端面安装有倒卡瓦，倒卡瓦内圆与表层套管紧密套接，表层套管内套装有技术套管悬挂器的下段，本体下段与表层套管之间设置有两道BT密封圈；顶丝与技术套管悬挂器的上段顶紧固定，本体通过油管悬挂器台阶与内部的油管挂实现坐封搭接。本发明的有益效果是，采用一次性安装整体式油套管头后，在换装采油(气)树投产前不需要提起防喷器组、更换井口装置和改变地面设施，就可以完成钻井、固井及井下测压、洗井、压裂酸化等试油完井特种作业，工作效率高，安全风险小。
图1为本发明整体式油套管头装置实施例的结构示意图； 图2为本发明装置实施例中安装套管防磨套的结构示意图； 图3为本发明装置中安装套管防磨套的结构示意图4为本发明装置中安装油管防磨套的结构示意图； 图5为本发明对防喷器组和地面管汇试压时的结构示意图； 图6为本发明坐封油管悬挂器完成试油完井作业的结构示意图； 图7为本发明装置安装应急卡瓦的结构示意图； 图8为本发明装置中的顶丝结构示意图。图中，1.导管，2.托架，3.倒卡瓦，4.本体，5.BT密封圈，6.表层套管，7.侧通径孔，8.技术套管悬挂器台阶，9.技术套管悬挂器，10.顶丝，11.试压台阶，12.油管挂， 13.油管悬挂器台阶，14.采油树盖板法兰，15.套管防磨套，16.平头顶丝，17.钻井液孔， 18.手动平板阀，19.三通，20.液动阀，21.短节，22.V型导向定位槽，23.油管防磨套， 24.试压塞，25.应急卡瓦，26.0型密封圈，27.压圈，28. V型密封圈，29.座圈，30.压帽， 31.防尘圈，32.坐封技术套管，33.试压孔。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行详细说明。如图1所示，本发明井口装置的结构是，包括焊接在导管1上端口的托架2，托架 2上端通过夹块与井口装置的本体4保持接触，本体4内腔设置有三个台阶，从下往上依次为技术套管悬挂器台阶8、试压台阶11、油管悬挂器台阶13，本体4上沿径向从上往下依次设置有平头顶丝16、两组侧通径孔7、顶丝10及两个试压孔33 ；本体4下段内圆周套装有表层套管6，本体4下端面安装有倒卡瓦3，倒卡瓦3用于悬挂表层套管6，倒卡瓦3内圆与表层套管6紧密套接，表层套管6内套装有技术套管悬挂器9的下段，技术套管悬挂器台阶 8上坐封有技术套管悬挂器9，本体4下段与表层套管6之间设置有两道BT密封圈5 ；顶丝 10与技术套管悬挂器9的上段顶紧固定，本体4上段设置有油管悬挂器台阶13，本体4通过油管悬挂器台阶13与内部的油管挂12实现坐封搭接；本体4的上端面与采气树盖板法兰14连接。如图2，在钻井过程中，本体4内腔安装有套管防磨套15，本体4上端径向设置的平头顶丝16与套管防磨套15的上端顶紧实现固定，套管防磨套15沿径向开有上下两组对称相通的钻井液孔17(共有四个)，下边的一组钻井液孔17向外各连通一只手动平板阀18 ； 上边的另一组钻井液孔17，左端向外依次与侧通径孔7、手动平板阀18、三通19连通，右端向外依次与侧通径孔7、手动平板阀18、液动平板阀20、短节21连通。本发明装置安装时，将下端托架2焊接在导管1上，通过周围的夹块用于固定整个本体4的平稳，但不承受整个本体4的重量。倒卡瓦3采用WD型结构，该倒卡瓦3利用拧紧卡瓦牙的螺母拉紧卡瓦牙悬挂表层套管6，也可将本体4通过螺纹联接结构直接与表层套管6连接。悬挂完后进行两道BT密封圈5的注脂试压，检查表层套管6的密封性。完成后安装套管防磨套15，并采用平头顶丝16定位，套管防磨套15与所有密封面均采用空位设计，避免密封面被碰伤损坏。参照图3，套管防磨套15的结构是，套管防磨套15上沿径向对称开有两个V型导向定位槽22 (开口向下)和上下两对钻井液孔17，在安装套管防磨套15前先顶入平头顶丝 16到内腔3mm，使V型导向定位槽22对应平头顶丝16位置一致下入，即将套管防磨套15 的两对钻井液孔17对齐侧通径孔7，再顶紧平头顶丝16。平头顶丝16既起到定位套管防磨套15的钻井液孔17的作用，以便更易排出钻井液，也能够阻止套管防磨套15在钻井过程中随钻杆产生转动。参照图4，技术套管悬挂器台阶8 (从下端算起的第一个台阶)用于安置技术套管悬挂器9，技术套管悬挂器9上悬挂技术套管6，本体4设置有坐封锥度。当技术套管6在固井期间，靠固井套管重量激发主密封，在坐封锥度面上形成金属密封。安装好技术套管悬挂器9并顶紧顶丝10后试压。顶丝10采用防钻井液进入的密封螺纹结构，克服了普通顶丝带来的烂扣粘扣等问题。技术套管悬挂器9设置有主、副密封，该主、副密封都设置有各自的试压孔33来检测密封性，密封合格后在技术套管悬挂器9上端安装油管防磨套23，油管防磨套23的结构和套管防磨套15结构特点一致，均能够保护密封面不被碰伤损坏。如图5是防喷器组和地面管汇试压的安装结构当需要进行防喷器组试压时，去掉油管防磨套23，将试压塞M缓慢放入试压台阶11，然后进行防喷器组和地面管汇试压。如图6是等作业的安装结构将油管挂12组装良好，用连顶节将油管挂12缓慢送入到油管悬挂器台阶13上，本体4设置为坐封锥度，依靠油管的重量激发油管挂12的主密封，在坐封锥度形成金属密封。安装采气树作业时将图6中的三通19和短节21拆掉，将图6中的液动阀20更换成手动平板阀18，完成试油完井作业后安装好采气树，即进行投产作业。如图7是采用应急卡瓦25的安装结构，当技术套管因为井下意外故障问题下不到位时，在本体4和导管1之间，去掉技术套管后套入坐封技术套管32，并在坐封技术套管32 上方直接安装应急卡瓦25，采用应急卡瓦25悬挂，实现密封和悬挂。如图8，顶丝10的结构是，顶丝10的顶头一端圆周设置有0型密封圈26，顶丝10 的中部通过螺纹扣套装在压帽27中，压帽27朝向顶头的一端面依次安装有压圈^、V型密封圈四和座圈30，压帽27的另一端面设置有防尘圈31，压帽27的外圆通过螺纹与本体4 连接。本发明装置的总体结构是将套管头和油管头合为一体，一次性安装后不需更换井口装置和改变地面设施，就可以完成钻井、固井及井下测压、洗井、压裂酸化等试油完井特种作业。作业过程中，因为不需要反复换装井口装置和防喷器组，所以减少了井口装置、防喷器组和节流压井管汇重新安装、试压的时间，减少起下钻具或油管柱的程序，节省大量的时间和成本，同时还可以避免起下钻及换装井口时井口无防喷器组带来的风险。本发明装置，结构紧凑、密封性能好、安装和使用操作都很方便，结构为3开3 完井结构，采用不同的材料及控制工艺，就能满足不同环境下的使用要求。规范级别 PSL1-PSL4，材料级别AA-HH，性能级别PR1_PR2，压力级别14_105MPa之间。
权利要求
1.一种整体式油套管头，其特征在于包括焊接在导管(1)上端口的托架(2)，托架(2) 上端通过夹块与井口装置的本体(4 )保持接触，本体(4 )内腔设置有三个台阶，从下往上依次为技术套管悬挂器台阶(8)、试压台阶(11)、油管悬挂器台阶(13)，本体(4)上沿径向从上往下依次设置有平头顶丝(16)、两组侧通径孔(7)、顶丝(10)及两个试压孔(33)，本体上端与采气树盖板法兰(14)连接。
2.根据权利要求1所述的整体式油套管头，其特征在于所述的顶丝(10)的结构是，顶丝(10)的顶头一端圆周设置有0型密封圈(26)，顶丝(10)的中部通过螺纹扣套装在压帽 (27)中，压帽(27)朝向顶头的一端面依次安装有压圈(28)、V型密封圈(29)和座圈(30)， 压帽(27)的另一端面设置有防尘圈(31)，压帽(27)的外圆通过螺纹与本体(4)连接。
3.根据权利要求1所述的整体式油套管头，其特征在于所述的本体(4)下段内圆周套装有表层套管(6)，技术套管悬挂器台阶(8)上坐封有技术套管悬挂器(9)，本体(4)下端面安装有倒卡瓦(3)，倒卡瓦(3)内圆与表层套管(6)紧密套接，表层套管(6)内套装有技术套管悬挂器(9)的下段，本体(4)下段与表层套管(6)之间设置有两道BT密封圈(5);顶丝 (10)与技术套管悬挂器(9)的上段顶紧固定，本体(4)通过油管悬挂器台阶(13)与内部的油管挂(12)实现坐封搭接。
4.根据权利要求1所述的整体式油套管头，其特征在于在钻井过程中，本体(4)内腔安装有套管防磨套(15)，套管防磨套(15)上沿径向对称开有两个V型导向定位槽(22)和上、下两对钻井液孔(17)；该套管防磨套(15)坐封在试压台阶(11)上，本体(4)上端径向设置的平头顶丝(16)与套管防磨套(15)的上端顶紧实现固定，套管防磨套(15)沿径向开有上下两组对称相通的钻井液孔(17)，即共设置有四个钻井液孔(17)，其中，下边的一组钻井液孔(17)向外各连通一只手动平板阀(18)；上边的另一组钻井液孔(17)，左端向外依次与侧通径孔(7)、手动平板阀(18)、三通(19)连通，右端向外依次与侧通径孔(7)、手动平板阀(18)、液动平板阀(20)、短节(21)连通。
5.根据权利要求1所述的整体式油套管头，其特征在于当需要进行防喷器组试压时， 在试压台阶(11)上坐封有试压塞(24 )。
6.根据权利要求1所述的整体式油套管头，其特征在于当需要坐封油管悬挂器完成试油完井时，在油管悬挂器台阶(13)上坐封有油管挂(12)。
7.根据权利要求1所述的整体式油套管头，其特征在于当技术套管因为井下意外故障问题下不到位时，在本体(4)和导管(1)之间设置有坐封技术套管(32)，在坐封技术套管 (32)上方安装有应急卡瓦(25)。
全文摘要
本发明公开了一种整体式油套管头，包括焊接在导管上端口的托架，托架上端通过夹块与井口装置的本体保持接触，本体内腔设置有三个台阶，从下往上依次为技术套管悬挂器台阶、试压台阶、油管悬挂器台阶，本体上沿径向从上往下依次设置有平头顶丝、两组侧通径孔、顶丝及两个试压孔，本体上端与采气树盖板法兰连接。本发明一次性安装后不需要更换井口装置和改变地面设施，就可以完成钻井、固井及井下测压、洗井、压裂酸化等试油完井特种作业。节约起下钻具或油管柱、换装井口、试压等大量的时间和成本，同时还可以避免换装井口时，井口无防喷器组带来的风险。
文档编号E21B33/04GK102322236SQ20111014437
公开日2012年1月18日 申请日期2011年5月31日 优先权日2011年5月31日
发明者刘义, 刘会良, 康延军, 张斌, 张 浩, 彭建新, 李峰, 李怀忠, 杨晓峰, 石希天, 秦世宽, 肖力彤, 胥志雄 申请人:宝鸡石油机械有限责任公司