一种固井后可更换失效金属密封件的芯轴式悬挂器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种固井后可更换失效金属密封件的芯轴式悬挂器，属于石油钻采设备技术领域。
【背景技术】
[0002]一套完整的井口装置主要由套管头、油管头和采油(气)树三大部分组成。钻井时将防喷器安装在套管头上构成钻井井口装置；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，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(气)树的主要作用是开关、控制和引导油气流和悬挂油管；套管头的作用是连接套管，密封套管与套管之间的环形空间，而套管头中悬挂器的作用在于悬挂多层套管。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。
[0003]随着石油工业的发展，钻井工况环境现越来越多恶劣，使用卡瓦结构的悬挂器在低温环境时橡胶密封件很容易失效。目前，油气田广泛采用的芯轴式套管悬挂器主密封采用的是橡胶加金属密封方式，但橡胶加金属密封必须安装在悬挂器上一起入井。该结构主要存在以下问题:1.橡胶和金属密封圈在通过防喷器组主通径时容易被挂伤、损坏，导致密封失效；2.悬挂器在套管头内的坐挂、密封部位清洁困难，可能存在沉积的岩肩等导致橡胶密封、金属密封失效；3.现有的芯轴式悬挂器固井后，若出现主密封失效，无法更换橡胶密封圈和金属密封圈。
[0004]所以，研宄固井后可更换失效金属密封的芯轴式悬挂器，显得尤为重要。
【发明内容】
[0005]本发明的目的:为了克服现有技术的不足，本发明提供一种固井后可更换失效金属密封件的芯轴式悬挂器。
[0006]为达到上述目的，本发明采取的技术方案是:一种固井后可更换失效金属密封件的芯轴式悬挂器，包括悬挂器本体、压紧套、金属密封圈、金属密封座圈，其特征在于:
[0007]悬挂器本体为圆筒形，悬挂器本体下端设置外螺纹并连接油管或者套管，悬挂器本体外侧中间设置圆柱形台阶，圆柱形台阶下端设置圆锥面，所述圆锥面上设置至少一个截面为矩形的环槽，所述环槽安装密封圈，悬挂器中间圆柱形台阶上端安装金属密封座圈，金属密封座圈上端安装金属密封圈；
[0008]悬挂器本体在金属密封圈安装位置以上设置外螺纹，压紧套安装在金属密封圈上端并与悬挂器本体螺纹连接；
[0009]金属密封座圈内侧圆柱面设置至少一个截面为矩形的环槽，所述环槽内安装密封圈；金属密封座圈外侧圆柱面设置至少一个截面为矩形的环槽，所述环槽内安装密封圈；
[0010]金属密封座圈上端面设置至少2个螺纹孔，所述螺纹孔沿着金属密封座圈圆周方向均匀布置；金属密封圈上端面设置至少2个螺纹孔，所述螺纹孔沿着金属密封圈圆周方向均匀布置。
[0011]压紧套为圆筒形，压紧套与悬挂器本体采用螺纹连接，压紧套下端安装金属密封圈，压紧套上端设置至少2个卡槽。
[0012]本发明具有的有益效果是:采用芯轴式悬挂器，把金属密封件设置在芯轴悬挂器本体的上端，在芯轴悬挂器坐封固井后，能有效检测金属密封件是否密封有效，如遇密封失效可进行拆卸更换新金属密封件；芯轴悬挂器本体中部设计多个密封圈承压更高，更加安全；芯轴悬挂器本体外侧圆锥面上设置密封圈，在起下过程中密封圈不易被刮伤。
【附图说明】
[0013]图1为本发明所述悬挂器工作状态下的结构示意图。
[0014]图2为本发明所述悬挂器坐入套管头的结构示意图。
[0015]图3为本发明所述悬挂器装配过程的结构示意图。
[0016]图4为本发明所述悬挂器拆卸金属密封件的结构示意图。
[0017]图中，1.悬挂器本体，2.压紧套，3.金属密封圈，4.金属密封座圈，5.0型密封圈，6.弹簧骨架式S型密封圈，7.矩形密封圈，8.送入工具，9.套管头本体，10.加力装置，
11.顶丝，12.试压孔，13.取出工具。
【具体实施方式】
[0018]如图1所示，悬挂器本体I为圆筒形，悬挂器本体I下端设置外螺纹并连接油管或者套管，悬挂器本体I外侧中段设置圆柱形台阶，圆柱形台阶下端设置圆锥面，所述圆柱形台阶外圆柱面中间位置设置一个截面为矩形的环槽，用于安装弹簧骨架式S型密封圈6 ;所述圆锥面上设置一个截面为矩形的环槽用于安装矩形密封圈7。金属密封座圈4内侧圆柱面设置一个截面为矩形的环槽，所述环槽内安装O型密封圈5 ;金属密封座圈4外侧圆柱面设置一个截面为矩形的环槽，所述环槽内安装O型密封圈5。金属密封座圈4设置在悬挂器本体I外侧圆柱形台阶上端，金属密封座圈4上端安装金属密封圈3。
[0019]如图2所示，悬挂器本体I安装弹簧骨架式S型密封圈6和矩形密封圈7后，下端连接套管，上端通过螺纹连接送入工具8，送入工具8上端连接联顶节把悬挂器本体I送入到套管头本体9腔体内。
[0020]如图3所示，把悬挂器本体I送入到套管头本体9腔体内，固井完成后拆掉送入工具8。将金属密封座圈4装入悬挂器本体I台阶面上端，继续装入金属密封圈3，压紧套2通过悬挂器本体I上端的螺纹安装到金属密封圈3上端。压紧套2为圆筒形，压紧套2与悬挂器通过螺纹连接，压紧套2上端设置4个卡槽并沿着压紧套2圆周方向均匀布置。加力装置10与压紧套2上端的卡槽配合，通过人工加力杆旋转加力装置10并带动压紧套2旋转，压紧套2压紧金属密封圈3使金属密封圈3挤压变形产生密封效果。将顶丝11拧紧，防止压紧套2轴向串动，通过套管头本体9的试压孔12，对金属密封圈3的密封可靠性进行验证。
[0021]如图4所示，如密封验证不合格，需要取出金属密封组件。金属密封座圈4上端面设置4个螺纹孔并沿着金属密封座圈4圆周方向均匀布置；金属密封圈3上端面设置4个螺纹孔并沿着金属密封圈3圆周方向均匀布置。取出工具13与金属密封圈3和金属密封座圈4的螺纹孔连接，通过取出工具13向上提拉取出金属密封组件，再重新安装新金属密封组件，完成金属密封组件的更换工作。
【主权项】
1.一种固井后可更换失效金属密封件的芯轴式悬挂器，包括悬挂器本体(1)、压紧套(2)、金属密封圈(3)、金属密封座圈(4)，其特征在于: 悬挂器本体(I)为圆筒形，悬挂器本体(I)下端设置外螺纹并连接油管或者套管，悬挂器本体(I)外侧中间设置圆柱形台阶，圆柱形台阶下端设置圆锥面，所述圆锥面上设置至少一个截面为矩形的环槽，所述环槽安装密封圈，悬挂器中间圆柱形台阶上端安装金属密封座圈(4)，金属密封座圈(4)上端安装金属密封圈(3); 悬挂器本体(I)在金属密封圈(3)安装位置以上设置外螺纹，压紧套(2)安装在金属密封圈(3)上端并与悬挂器本体(I)螺纹连接； 金属密封座圈(4)内侧圆柱面设置至少一个截面为矩形的环槽，所述环槽内安装密封圈；金属密封座圈(4)外侧圆柱面设置至少一个截面为矩形的环槽，所述环槽内安装密封圈； 金属密封座圈(4)上端面设置至少2个螺纹孔，所述螺纹孔沿着金属密封座圈(4)圆周方向均匀布置；金属密封圈(3)上端面设置至少2个螺纹孔，所述螺纹孔沿着金属密封圈(3)圆周方向均匀布置。
2.根据权利要求1所述的一种固井后可更换失效金属密封件的芯轴式悬挂器，包括压紧套(2)，其特征在于:压紧套(2)为圆筒形，压紧套(2)与悬挂器本体(I)采用螺纹连接，压紧套(2)下端安装金属密封圈(3)，压紧套(2)上端设置至少2个卡槽。
【专利摘要】本发明公开了一种固井后可更换失效金属密封件的芯轴式悬挂器，包括悬挂器本体，其中部台阶从上到下，依次设置有压紧套、金属密封圈、金属密封座圈，其中金属密封座圈内外设计有O型密封圈，螺纹压紧套与悬挂器本体螺纹连接并压紧金属密封圈，悬挂器本体中部设置有密封圈。悬挂器坐封固井后，通过套管头本体上的试压孔检测密封可靠性，如遇密封失效可利用拆卸工具更换金属密封件。
【IPC分类】E21B33-04
【公开号】CN104847295
【申请号】CN201510167051
【发明人】梁政, 张川, 何虹钢, 叶哲伟
【申请人】西南石油大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月10日