专利名称：自密封防喷堵头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油井使用的高压测试配套装置，特别是自密封防喷堵头。
背景技术：
在油气水井测试中需使用钢丝悬挂测试仪器，因为井内高压，需要安装防喷堵头，通过与井口防喷管连接，起到密闭测试和由顶部中心孔穿入、下部中心孔穿出悬挂测试仪器的钢丝的作用。现有技术的防喷堵头，普遍是由盘根压帽或类似结构通过螺纹连接将密封盘根由上向下挤压在堵头主体中，其缺点是防喷堵头的上部承受了来自井下的高压存在较大安全隐患且密封效果差。如申请号为200620162051.5的中国专利公开了一种试井测试防喷堵头，包括中间设有通孔的堵头主体、设于通孔内的密封盘根、与所述通孔滑动配合装配于密封盘根底部的活动底堵，以及通过螺纹装配在所述通孔顶部的压盖，密封盘根挤压设置在压盖和活动底堵之间，壳体的下部内腔中还安装有由弹簧、卡瓦等组成的防脱落机构。该防喷堵头虽然有活动底堵实现自密封，但是在实现自密封效果时其防喷堵头上部的压盖需要承受井下高压，存在安全隐患。另外，其防脱落机构需要通过活动的可调节弹簧实现，可靠性较低；采用的单一自密封亦不能达到良好的密封效果。
实用新型内容本实用新型的目的是针对以上问题提供一种向上的顶部压力由堵头主体承受的、安全性能高的自密封防喷堵头。为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案是:自密封防喷堵头，包括中间沿上下方向延伸设有通孔的堵头主体以及设于通孔内的密封盘根，所述堵头主体于通孔顶部一体化设有台阶结构；所述密封盘根滑动装配于所述台阶结构下方并沿上下方向上限位于所述台阶结构处。以上方案中采用的台阶结构使井下高压通过密封盘根传递到堵头主体的台阶结构处，使堵头主体承受井下高压，改变了现有技术中利用防喷堵头上部压盖承受井下高压的缺点，消除了安全隐患。作为优选，所述台阶结构与密封盘根之间设有滑动密封装配于所述通孔内且中间设有钢丝穿孔的刚性密封盘根隔垫；所述密封盘根至少设有两组，各组之间均设有刚性密封盘根隔垫；沿所述刚性密封盘根隔垫的外圆周面上设有至少一只密封圈。台阶结构与密封盘根之间的刚性密封盘根隔垫可减少密封盘根顶部的变形，避免其失效；多组层叠布置的结构使密封盘根受压时与现有技术相比具有更好的自密封效果，且刚性密封盘根隔垫使密封盘根形变更集中，进一步提高密封性能。密封圈可以使所述刚性密封盘根隔垫与堵头主体内壁更好地密封，尽量避免泄漏。所述台阶结构与密封盘根之间的刚性密封盘根隔垫下表面、以及其余刚性密封盘根隔垫的上下表面均设有供密封盘根嵌入的凹槽，所述凹槽的槽顶之间沿轴向彼此隔离有一段距离。采用该结构，隔垫与隔垫之间可形一个环形腔室，能够起到平衡压力的作用，也使密封盘根在高压下有足够的压缩空间，使密封效果更佳。所述防喷堵头包括设于所述密封盘根底部的活动底堵；所述通孔下端对应所述活动底堵设有具有多个径向对称开槽的弹簧爪且其上具有马牙扣结构的防脱落捕捉器，所述活动底堵下限位于所述防脱落捕捉器的顶部。此种捕捉器不需要另外使用弹簧调整捕捉器打开和收拢时所需的力，可靠性更好，并对活动底堵起到下限位作用，避免脱落。所述防脱落捕捉器中部上下贯通，所述活动底堵下方中部沿其轴线延伸设有弹簧套杆并穿设于防脱落捕捉器中；所述防脱落捕捉器顶部设有凹槽，所述弹簧穿设在弹簧套杆上并设置于所述凹槽内。弹簧套杆和凹槽的结构能够使弹簧更好地发挥支撑作用，避免弹簧过度变形失效，提高性能，且压簧在对活动底堵起到下限位作用的同时可以使防喷堵头在在常压下也能处于密封状态。所述弹簧爪的根部设有圆弧形过渡槽，通过该过渡槽不但可以在生产时合理设定弹簧爪的打开张力，也可以在连接测试仪器的钢丝绳绳帽进入弹簧爪后从开槽侧翼处快速取出。所述堵头主体底部与防脱落捕捉器的连接处设有止退螺钉，能够防止防脱落捕捉器意外脱落，提闻可罪性。所述堵头主体顶部于所述台阶结构上方的通孔内设有出水口，即使密封盘根用久失效或因井下压力异常偶有少量漏失，液体也可从所述出水口内流出。所述通孔顶部的孔口处设有底部中心开孔的杯形上密封盘根座，上密封盘根座内设有上密封盘根，并通过螺纹固连有上密封盘根压盖将上密封盘根固定在上密封盘根座内，这样的结构可避免液体直接从顶部钢丝孔内喷出，更加安全可靠。
下面结合具体实施例附图对本实用新型作进一步的说明。图1:本实用新型一种自密封防喷堵头的结构示意图；图2:图1中防脱落捕捉器的结构示意图。图中各附图标记名称为:1盘根盒，2防脱落捕捉器，3止退螺钉，4盘根压簧，5活动底堵，6密封盘根，7中间隔垫，8堵头主体密封圈，9密封圈，10上隔垫，11堵头主体，12上密封盘根，13上密封盘根座，14上密封盘根压盖，15出水口，16压簧凹槽，17弹簧套杆，18弹簧爪，19马牙扣结构，20过渡槽。
具体实施方式
本实用新型自密封防喷堵头的一个实施例如图1所示，包括作为管路连接用的盘根盒1、通过螺纹连接在盘根盒I内的堵头主体11，以及设置在堵头主体11上的自密封结构、防脱落结构、侧溢流结构和上密封结构，盘根盒I与堵头主体11之间还设置有堵头主体密封圈8。自密封结构包括设有通孔的堵头主体11和密封盘根6，所述通孔顶部直径较小、底部直径较大构成台阶结构；所述通孔于台阶结构下部依次滑动套入刚性材料制成的上隔垫10、密封盘根6、中间隔垫7、密封盘根6和活动底堵5，形成两组中间设有钢丝穿孔的密封结构，其中上隔垫10下表面、中间隔垫7上下表面均设有供密封盘根6嵌入的凹槽，密封盘根6嵌于上述凹槽内，另外，沿所述上隔垫10、中间隔垫7的外圆周面上设有一只密封圈。同样地，活动底堵5上表面亦设有供密封盘根嵌入的凹槽，且外圆周面设置有一只密封圈9。防脱落结构是通过螺纹连接在堵头主体11底部的防脱落捕捉器2，对应设于活动底堵5下方，如图2所示，其下部设有3个径向对称开槽的弹簧爪18且弹簧爪18上具有马牙扣结构19，弹簧爪的根部还设有圆弧形过渡槽20。防脱落捕捉器2中部上下贯通，所述活动底堵5下方中部延伸设有弹簧套杆17并穿设于防脱落捕捉器2中，所述盘根压簧4穿设在弹簧套杆17上，防脱落捕捉器2顶部还设有压簧凹槽16，压簧凹槽16内设有盘根压簧4压缩于活动底堵5与防脱落捕捉器2之间，起到活动底堵5的限位及常压密封的作用。所述堵头主体11底部与防脱落捕捉器2的连接处设有止退螺钉3。作为侧溢流结构，所述堵头主体11顶部于台阶结构上方的通孔内设有出水口 15。作为上密封结构，所述通孔顶部的孔口处设有底部中心开孔的杯形上密封盘根座13，上密封盘根座13内设有上密封盘根12，并通过螺纹固连有上密封盘根压盖14将上密封盘根12固定在上密封盘根座13内。具体使用方式:测试时，将从顶部密封盘根压盖14穿入有钢丝的本自密封防喷堵头安装到井口上以后，井下高压可通过活动底堵向上挤压两组密封盘根，压力最终由台阶结构承担，避免了现有技术中采用的压盖受力过大失效而发生意外的问题，密封盘根6发生变形后对从密封盘根中部穿孔穿过的钢丝起到自密封作用，压力越大，密封盘根变形越大，因密封盘根6周围的环形腔室为密封盘根6具有足够的压缩空间，且上隔垫10、中间隔垫7设置有密封圈9，所以自密封效果更好，即使有少量的漏失液体也可从顶部的出水口 15流出。上起仪器时，当误操作造成上提钢丝的张力过大超过弹簧爪18的张力时，钢丝设置于仪器上方、防脱落捕捉器2下方的绳帽就会进入弹簧爪18，仪器即被捕捉，此时即使上部钢丝断裂，仪器也不会掉入井内。被捕捉的仪器在卸开堵头后，绳帽能从防脱落捕捉器2侧翼开槽处快速取出。该防脱落捕捉器2完全靠其自身弹簧爪18的径向张力捕捉仪器，无需人为调整，操作更加方便简捷，且无调整弹性力设置大小或弹簧失效的问题，可靠性好。
权利要求1.自密封防喷堵头，包括中间沿上下方向延伸设有通孔的堵头主体以及设于通孔内的密封盘根，其特征在于:所述堵头主体于通孔顶部一体化设有台阶结构；所述密封盘根滑动装配于所述台阶结构下方并沿上下方向上限位于所述台阶结构处。
2.根据权利要求1所述的自密封防喷堵头，其特征在于:所述台阶结构与密封盘根之间设有滑动密封装配于所述通孔内且中间设有钢丝穿孔的刚性密封盘根隔垫；所述密封盘根至少设有两组，各组之间均设有刚性密封盘根隔垫；沿所述刚性密封盘根隔垫的外圆周面上设有至少一只密封圈。
3.根据权利要求2所述的自密封防喷堵头，其特征在于:所述台阶结构与密封盘根之间的刚性密封盘根隔垫下表面、以及其余刚性密封盘根隔垫的上下表面均设有供密封盘根嵌入的凹槽，所述凹槽的槽顶之间沿轴向彼此隔离有一段距离。
4.根据权利要求1所述的自密封防喷堵头，其特征在于:所述防喷堵头包括设于所述密封盘根底部的活动底堵；所述通孔下端对应所述活动底堵设有具有多个径向对称开槽的弹簧爪且其上具有马牙扣结构的防脱落捕捉器，所述活动底堵下限位于所述防脱落捕捉器的顶部。
5.根据权利要求4所述的自密封防喷堵头，其特征在于:所述防脱落捕捉器中部上下贯通，所述活动底堵下方中部沿其轴线延伸设有弹簧套杆并穿设于防脱落捕捉器中；所述防脱落捕捉器顶部设有凹槽，所述弹簧穿设在弹簧套杆上并设置于所述凹槽内。
6.根据权利要求 4所述的自密封防喷堵头，其特征在于:所述弹簧爪的根部设有圆弧形过渡槽。
7.根据权利要求4所述的自密封防喷堵头，其特征在于:所述堵头主体底部与防脱落捕捉器的连接处设有止退螺钉。
8.根据权利要求Γ7任意一项所述的自密封防喷堵头，其特征在于:所述堵头主体顶部于所述台阶结构上方的通孔内设有出水口。
9.根据权利要求Γ7任意一项所述的自密封防喷堵头，其特征在于:所述通孔顶部的孔口处设有底部中心开孔的杯形上密封盘根座，上密封盘根座内设有上密封盘根，并通过螺纹固连有上密封盘根压盖将上密封盘根固定在上密封盘根座内。
专利摘要本实用新型公开了一种自密封防喷堵头，用于油田上高压测试，包括中间沿上下方向延伸设有通孔的堵头主体以及设于通孔内的密封盘根，所述堵头主体于通孔顶部一体化设有台阶结构；所述密封盘根滑动装配于所述台阶结构下方并沿上下方向上限位于所述台阶结构处，所述通孔于所述台阶下方依次滑动套入至少两组中心开孔的密封盘根隔垫和密封盘根，最后一组中的密封盘根底部设有活动底堵，所述活动底堵下方设有限位结构，所述限位结构是一个防脱落捕捉器，所述防脱落捕捉器顶部设有凹槽，凹槽内设有弹簧压缩于活动底堵与防脱落捕捉器之间，从而使本自密封防喷堵头顶部压力由堵头主体承受、安全性能高并具有防脱落功能。
文档编号E21B33/03GK202954770SQ20122056642
公开日2013年5月29日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者朱一斌, 李日宁, 金建波, 鲍国林, 蔡俊杰, 詹清宛, 张松田, 李青 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司河南油田分公司第一采油厂