[实用新型]组合密封、分向耐磨的压裂开采井口装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油机械，压裂钻采设备中的井口装置。

背景技术

井口装置是石油、天然气开采的重要设备，通常由套管联接件、油管头和采油树三大部分组成，用来联接套管柱、油管柱和输油气管道，通过各层之间及套管与油管之间的密封，控制井口压力和调节油气流量；也可用于酸化、压裂、注水、注气开采或测试等特殊作业。现有的压裂开采井口装置，油管四通一般都是垂直交汇，压裂液(含有砂粒)均从油管四通两侧的水平方向进入油管与套管的环形空间，对悬挂在油管四通内的油管形成直接冲刷，使得油管迅速磨损，甚至会造成油管断裂事故，影响压裂作业和油气井生产。另外，现有井口装置中悬挂器所用的密封件，多为橡胶密封件，其耐高压、耐腐蚀、耐损伤的性能差，损坏后易引发事故。所以在高压力、强冲刷和强腐蚀的压裂开采油气井上使用，表现欠佳。

发明内容

针对上述存在的问题，本实用新型根据力学原理、组合密封和表面强化技术，研制一种结构合理、磨损缓慢、密封性好、寿命延长的油气田压裂开采井口装置。

本实用新型由套管联接件、油管头、采油树、平板阀、连接法兰和密封件、联接件所组成，其创新之处是：油管头中的油管四通，上下两端是法兰，左右两侧呈菱形凸起，左右两侧的旁通道均向下倾斜，并与上下的主通道成锐角交汇；在悬挂器部件的上端和外圆表面，采用的是上下二道金属密封圈、中间是三道橡胶密封圈的组合式密封结构；与悬挂器部件下端联接的油管短节，其位于油管四通旁通道口处的外圆表面堆焊有硬质合金层。另外，在油管四通的下端法兰与套管法兰之间的接缝处、双方的通道口内，装有密封套部件。

由于本实用新型的油管四通中，左右通道与主通道成锐角交汇，使得压裂液对油管四通中的主通道和油管短节的冲刷力得到有效分解；在油管短节受冲刷的外圆表面和油管四通的通道表面均堆焊和喷涂有硬质合金层，可以有效抗拒压裂液的冲刷和磨损；在油管四通的下端法兰与套管法兰之间的接缝处加设的密封套部件，可以保护两个法兰之间的密封垫环不受压裂液的损害；加之悬挂器部件与油管四通、油管异径接头之间采用二道金属密封圈，中间是三道橡胶密封圈的组合式密封结构，层层设防，确保其密封性能，提高了井口装置的使用寿命和工作的可靠性，特别适合在高压压裂采油气井口上使用。

附图说明

图1为本实用新型局部剖视的总体结构示意图；

图2为本实用新型中悬挂器部件的全剖视放大示意图；

图3为本实用新型中密封套部件的全剖视放大示意图。

附图中标号所示的零部件名称如下：

1、套管短节，2、套管法兰，3、密封套部件，3-1、密封套，3-2、O型密封圈，4、油管四通，5、油管短节，6、悬挂器部件，6-1、悬挂器本体，6-2、紧定螺钉，6-3、拼紧螺母，6-4、支撑环，6-5、金属密封圈，6-6、矩形橡胶圈，6-7、锥顶压环，6-8、轴用挡圈，6-9、O型橡胶圈，6-10、金属透镜垫，7、顶丝部件，8、油管异径接头，9、四通、10、平板阀，11、连接法兰，12、密封垫环，13、螺栓螺母。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1中，本实用新型由套管联接件、油管头、采油树、平板阀、连接法兰和密封件、联接件所组成。套管联接件主要包括套管短节(1)和套管法兰(2)；油管头主要包括油管四通(4)、油管短节(5)、悬挂器部件(6)和顶丝部件(7)；采油树主要包括油管异径接头(8)、四通(9)、多只平板阀(10)和连接法兰(11)。以油管头中的油管四通(4)为载体：在油管四通(4)的下法兰与套管联接件中的套管法兰(2)之间，油管四通(4)的上法兰与采油树中的油管异径接头(8)之间，油管四通(4)左右两侧的斜面上方分别与串联的两只平板阀(10)和一只连接法兰(11)之间，均装有密封垫环(12)，并用螺栓螺母(13)将它们联接成一个整体。采油树上方的连接法兰(11)分别与采油设备相连接，安装在油管四通(4)左右两侧串联的两只平板阀(10)和一只连接法兰(11)，分别与压裂设备相联接，以便进行油气井压裂采油作业。