本实用新型涉及油气田试井技术领域,特别涉及一种试井防喷堵头。
背景技术:
石油工业的油气井在生产过程中需要进行试井测试作业,由于井内压力大,为了防止井内油气水喷出井口,造成环境污染和人身伤害,在试井时通常在试井防喷装置的辅助下进行作业。防喷堵头是试井防喷装置中的重要部件,主要起密闭测试和稳定钢丝的作用。
现有的防喷堵头通常和防喷管通过螺纹连接,在防喷堵头中填入密封盘根并用与防喷堵头连接的压帽进行固定,在进行试井测试作业时,通过调整压帽对密封盘根进行压紧,密封盘根抱紧穿过防喷堵头的钢丝,实现对油气井口的密封。
在油气井的试井作业中,由于现有防喷堵头的压帽在试井作业的过程中长时间受到钢丝的摩擦和井内高压的作用而磨损脱落,防喷堵头的使用寿命低,且钢丝严重损坏,容易导致油气井的泄漏,污染采油树和井场。
技术实现要素:
本实用新型实施例提供了一种试井防喷堵头,使用寿命长,可以有效避免油气井的泄漏,所述技术方案如下:
本实用新型实施例提供了一种试井防喷堵头,包括:
堵头主体,所述堵头主体包括第一筒体和连接在所述第一筒体的内壁上的隔板;
第一压帽,包括第二筒体和连接在所述第二筒体的一端的底板,所述第一压帽设置在所述第一筒体中,所述第二筒体的另一端伸出所述第一筒体;
第一密封盘根,位于所述第一筒体中,且在所述第一筒体的轴向上所述第一密封盘根位于所述隔板和所述第一压帽之间;
压紧部件,位于所述第二筒体中;
第二密封盘根,在所述第一筒体的轴向上位于所述压紧部件和所述底板之间;
其中,所述隔板、所述第一密封盘根、所述底板、所述第二密封盘根和所述压紧部件上具有供钢丝穿过的中心孔。
可选地,所述压紧部件包括同轴布置的第二压帽和空心螺栓,所述空心螺栓的螺杆通过螺纹连接在所述第二压帽中。
可选地,所述空心螺栓的内径小于所述底板上的中心孔的内径。
可选地,所述第二筒体的另一端具有第一调整凸缘,所述第二压帽远离所述第二筒体的一端具有第二调整凸缘。
可选地,所述试井防喷堵头还包括防脱落组件,所述防脱落组件和所述第二筒体位于所述隔板的两侧,所述防脱落组件包括第三筒体、卡瓦和弹簧,所述第三筒体的内孔为锥形孔,所述第三筒体的内孔的孔径向远离所述堵头主体的方向逐渐减小,所述卡瓦的外壁为所述第三筒体的内壁配合的锥状连接面,所述卡瓦包括两个沿所述第三筒体的轴线方向对合的卡瓦片,所述弹簧在所述第三筒体的轴向上位于卡瓦与所述堵头主体之间。
可选地,所述卡瓦片的内壁具有多个卡牙,所述多个卡牙沿所述卡瓦的轴向均匀间隔分布。
可选地,所述多个卡牙由所述卡瓦片的内壁上沿中心向内凸起,所述卡牙具有配合面和卡紧面,所述卡紧面垂直于所述卡瓦的轴线,所述配合面沿所述卡瓦的轴向向靠近所述隔板的方向倾斜。
可选地,所述堵头主体的外壁具有用于与防喷管连接的梯形外螺纹。
可选地,所述试井防喷堵头还包括o型密封圈,所述堵头主体的外壁具有容纳所述o型密封圈的密封圈安装槽。
可选地,所述空心螺栓为铜锌合金制件。
本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
堵头主体包括第一筒体和连接在第一筒体的内壁上的隔板。第一压帽包括第二筒体和连接在第二筒体的一端的底板,第一压帽设置在第一筒体中,第二筒体的另一端伸出第一筒体。通过调整第一压帽上伸出第一筒体的另一端,使底板在第一筒体中向隔板靠近。在第一筒体的轴向上,第一密封盘根位于隔板和第一压帽之间,第一压帽可以对第一密封盘根进行压紧,第一密封盘根抱紧穿过防喷堵头的钢丝,实现对井口的密封。
第二筒体中还设置有压紧部件。在第一筒体的轴向上,第二密封盘根位于压紧部件和底板之间。通过调整压紧部件,使压紧部件在第二筒体中向底板靠近,压紧部件可以对第二密封盘根进行压紧,第二密封盘根抱紧穿过防喷堵头的钢丝,实现井口的密封。
在进行试井作业时,若第二压帽在试井作业中磨损,丧失对第二密封盘根的密封性能,作业人员在发现后可以及时调整第一压帽,对第一密封盘根进行压紧,实现对井口的二次密封,延长了试井防喷堵头的使用寿命,避免油气井的泄漏。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的一种试井防喷堵头的剖面图;
图2是本实用新型实施例提供的一种卡瓦剖视图;
图3是本实用新型实施例提供的一种卡瓦片的结构示意图;
图4是本实用新型实施例提供的一种钢丝绳帽的剖视图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
图1是本实用新型实施例提供的一种试井防喷堵头的剖面图。如图1所示,该试井防喷堵头包括堵头主体1、第一压帽2、第一密封盘根3、压紧部件4和第二密封盘根5。堵头主体1包括第一筒体11和连接在第一筒体11的内壁上的隔板12。第一压帽2包括第二筒体21和连接在第二筒体21的一端的底板22,第一压帽2设置在第一筒体11中,第二筒体21的另一端伸出第一筒体11。第一密封盘根3位于第一筒体11中,且在第一筒体11的轴向上第一密封盘根3位于隔板12和第一压帽2之间;压紧部件4位于第二筒体21中。第二密封盘根5在第一筒体11的轴向上位于压紧部件4和底板22之间。其中,隔板12、第一密封盘根3、底板22、第二密封盘根5和压紧部件4上具有供钢丝穿过的中心孔。
堵头主体包括第一筒体和连接在第一筒体的内壁上的隔板。第一压帽包括第二筒体和连接在第二筒体的一端的底板,第一压帽设置在第一筒体中,第二筒体的另一端伸出第一筒体。通过调整第一压帽上伸出第一筒体的另一端,使底板在第一筒体中向隔板靠近。在第一筒体的轴向上,第一密封盘根位于隔板和第一压帽之间,第一压帽可以对第一密封盘根进行压紧,第一密封盘根抱紧穿过防喷堵头的钢丝,实现对井口的密封。
第二筒体中还设置有压紧部件。在第一筒体的轴向上,第二密封盘根位于压紧部件和底板之间。通过调整压紧部件,使压紧部件在第二筒体中向底板靠近,压紧部件可以对第二密封盘根进行压紧,第二密封盘根抱紧穿过防喷堵头的钢丝,实现对井口的密封。
在进行试井作业时,若第二压帽在试井作业中磨损,丧失对第二密封盘根的密封性能,作业人员在发现后可以及时调整第一压帽,对第一密封盘根进行压紧,实现对井口的二次密封,延长了试井防喷堵头的使用寿命,避免油气井的泄漏。
示例性的,本实用新型实施例中,第二筒体21和第一筒体11可以采用螺纹连接,例如采用公称直径为30mm,螺距为2mm的螺纹连接,通过旋紧第一压帽2伸出筒体的另一端即可实现对第一密封盘根的压紧。
可选地,压紧部件4包括同轴布置的第二压帽41和空心螺栓42,空心螺栓42的螺杆421通过螺纹连接在第二压帽41中。示例性地,空心螺栓42的螺杆421采用公称直径为14mm,螺距为1.5mm的螺纹连接在第二压帽41中。当进行试井作业时,钢丝由压紧部件4中的中心孔,即空心螺栓42的内孔穿过试井防喷堵头。通过在第二压帽41中设置空心螺栓42,空心螺栓42将钢丝与第二压帽41隔离开来,钢丝运动时只与空心螺栓42接触,避免了调整第二压帽41对第二密封盘根5进行压紧时第二压帽41与钢丝接触,导致钢丝磨损,实现对钢丝的保护,提高了钢丝和试井防喷堵头的使用寿命。
示例性的,本实用新型实施例中,第二压帽41和第二筒体11可以采用螺纹连接,例如采用公称直径为20mm,螺距为2mm的螺纹连接,通过旋紧第二压帽41即可实现对第二密封盘根5的压紧。
可选地,空心螺栓42为铜锌合金制件。本实用新型实施例提供的试井防喷堵头适用于使用防硫钢丝的试井作业,防硫钢丝具有防腐蚀性能,其表面会产生一层氧化层来防止锈蚀。当防硫钢丝在试井作业中高速运动时,若与第二压帽41产生摩擦,产生的热量会破坏这层氧化层,使防硫钢丝与试井防喷堵头在接触过程中发生粘着,产生冷焊现象,对防硫钢丝造成损害,导致报废。铜锌合金的硬度低于防硫钢丝,空心螺栓42采用铜锌合金螺栓,当防硫钢丝高速运动时,若防硫钢丝与空心螺栓42的内壁产生接触,只会磨损空心螺栓42,而不会对防硫钢丝产生磨损,避免前述的冷焊现象。
可选地,空心螺栓42的内径小于底板22上的中心孔221的内径。通过将中心孔221的内径设置的比空心螺栓42的内径大,在第二压帽41和第二密封盘根5对试井防喷堵头起密封作用时,可以增大钢丝与中心孔221之间的距离,防止钢丝在高速运动时与中心孔221的内壁接触造成磨损。
示例性的,如果中心孔221的内径过大,容易导致油气的泄漏,影响试井防喷堵头的密封,本实用新型实施例提供的试井防喷堵头中,中心孔221和空心螺栓42的内径之差的范围为1至1.5mm。
可选地,第二筒体21的另一端具有第一调整凸缘23,第二压帽41远离第二筒体21的一端具有第二调整凸缘411。作业人员可以通过与第二筒体21的一端具有第二调整凸缘411的外壁形状相匹配的扳手来旋转第一压帽2或者第二压帽41对试井防喷堵头进行密封,方便作业人员进行调整,提高试井作业的作业效率。示例性的,本实用新型实施例提供的第一压帽2和第二压帽41具有的调整凸缘均为六角凸缘,作业人员可以通过扳手夹紧六角凸缘来旋转第一压帽2或者第二压帽41,实现对试井防喷堵头进行密封。
可选地,堵头主体1的外壁具有用于与防喷管连接的梯形外螺纹13。示例性的,梯形外螺纹13的牙型为等腰梯形,牙型角为30°,一般30°梯形螺纹比普通60°或55°螺纹的中径要厚且强度更高,相比其他的螺纹更耐磨,内外螺纹以锥面贴紧不易松动。堵头主体1通过梯形外螺纹13与防喷管进行连接,连接紧固,增加了试井防喷堵头的装配稳定性。
可选地,试井防喷堵头还包括o型密封圈8,堵头主体1的外壁具有容纳o型密封圈8的密封圈安装槽14。o型密封圈8成本低廉,当堵头主体1于防喷管连接时可以起到对装配缝隙的密封,同时o型密封圈8的结构简单,安装方便,且摩擦阻力很小,降低了作业人员在装配试井防喷堵头和防喷管时的劳动强度,进一步提高了试井作业的作业效率。
可选的,试井防喷堵头还包括防脱落组件6,防脱落组件6和第二筒体21位于隔板12的两侧,防脱落组件6包括第三筒体61、卡瓦62和弹簧63,第三筒体61的内孔为锥形孔,第三筒体61的内孔的孔径向远离堵头主体1的方向逐渐减小,卡瓦62的外壁为第三筒体61的内壁配合的锥状连接面,卡瓦62包括两个沿第三筒体61的轴线方向对合的卡瓦片621,弹簧63在第三筒体61的轴向上位于卡瓦62与堵头主体1之间。卡瓦62和弹簧63均设置在第三筒体61内,且弹簧63的两端分别于卡瓦62和堵头主体1形成抵接。第三筒体61具有内壁呈一定斜度的锥形内壁,卡瓦62的锥状连接面与第三筒体61的内壁配合连接。在试井作业中,作业人员通过绞车牵引钢丝带动仪器上行进入防喷管后,应停止绞车使仪器悬停在防喷管中。若由于作业人员疏忽或者绞车故障,绞车无法停止,仪器继续上行与试井防喷堵头接触,钢丝连接的仪器进入第三筒体61中,沿第三筒体61的轴线方向对合的卡瓦片621受到仪器的挤压而上行分离,上行即图1中沿第三筒体61由远离隔板12的一端向靠近隔板12的一端移动,即从图1的左边向右边移动。分离的两块卡瓦片621夹住仪器,当钢丝与仪器分离时,卡瓦片621在弹簧63的挤压下下行合拢,下行的方向与前述上行的方向相反。下行合拢的卡瓦片621将仪器夹持,避免发生仪器落井事故。
示例性的,第三筒体61与堵头主体1可拆卸连接。在本实用新型实施例中,将第三筒体61与堵头主体1通过公称直径为45mm,螺距为1.5mm的螺纹连接,方便在试井防喷堵头不使用时,对防脱落组件的第三筒体61、卡瓦62和弹簧63进行检查和清理,排除安全隐患。
图2是本实用新型实施例提供的一种卡瓦的剖视图。如图2所示,示例性的,本实用新型实施例提供的卡瓦62沿剖面平均分割为2片对合的卡瓦片621。图3是本实用新型实施例提供的一种卡瓦片的结构示意图。结合图2,卡瓦片621的内壁具有多个卡牙6211,多个卡牙6211沿卡瓦62的轴向均匀间隔分布。卡瓦62在夹持仪器时,通过在卡瓦片621的内壁上设置多个卡牙6211,多个卡牙6211卡住仪器上的缝隙或者凸起结构,实现对所夹持的仪器夹紧。同时,当仪器由于晃动由一个卡牙6211中脱落时,间隔分布的其他卡牙6211可以继续对仪器进行夹紧,防止仪器落井,增加了防脱落组件6的稳定性。
可选地,多个卡牙6211由卡瓦片621的内壁上沿中心向内凸起,卡牙6211具有配合面62111和卡紧面62112,卡紧面62112垂直于卡瓦62的轴线,配合面62111沿卡瓦62的轴向向靠近隔板12的方向倾斜。卡瓦62在夹持仪器时,仪器上的缝隙或者凸起结构可以通过倾斜的配合面62111滑入多个卡牙6211之间。卡瓦62夹紧后,垂直于卡瓦62轴线的卡紧面62112可以在轴线方向上顶住与卡牙6211卡住的仪器,防止仪器落井。示例性的,试井作业中,仪器通常通过与钢丝绳帽进行连接,再由钢丝穿过钢丝绳帽并打钢丝绳结,通过钢丝绳帽对仪器进行牵引。
图4是本实用新型实施例提供的一种钢丝绳帽的剖视图。如图4所示,钢丝绳帽7的一端具有多个与卡瓦62配合的台阶结构71,台阶结构71由钢丝绳帽7的外壁延中心向外凸起。台阶结构71具有第一台阶面711和第二台阶面712。第一台阶面711垂直于钢丝绳帽7的轴线,第二台阶面712延沿钢丝绳帽7的轴向向另一端的方向倾斜。当钢丝绳帽与试井防喷堵头接触后,钢丝绳帽7进入第三筒体61中,卡瓦62受到钢丝绳帽7的挤压上行分离,分离的两块卡瓦片621夹住钢丝绳帽7。当钢丝绳帽7与钢丝绳分离后,卡瓦片621在弹簧63的挤压下下行合拢,此时台阶结构71的第一台阶面711与卡紧面62112配合连接,第二台阶面712与配合面62111配合连接,卡牙6211与台阶结构71紧密配合,实现卡瓦62对钢丝绳帽7的夹紧。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种试井防喷堵头,其特征在于,包括:
堵头主体(1),所述堵头主体(1)包括第一筒体(11)和连接在所述第一筒体(11)的内壁上的隔板(12);
第一压帽(2),包括第二筒体(21)和连接在所述第二筒体(21)的一端的底板(22),所述第一压帽(2)设置在所述第一筒体(11)中,所述第二筒体(21)的另一端伸出所述第一筒体(11);
第一密封盘根(3),位于所述第一筒体(11)中,且在所述第一筒体(11)的轴向上所述第一密封盘根(3)位于所述隔板(12)和所述第一压帽(2)之间;
压紧部件(4),位于所述第二筒体(21)中;
第二密封盘根(5),在所述第一筒体(11)的轴向上位于所述压紧部件(4)和所述底板(22)之间;
其中,所述隔板(12)、所述第一密封盘根(3)、所述底板(22)、所述第二密封盘根(5)和所述压紧部件(4)上具有供钢丝穿过的中心孔。
2.根据权利要求1所述的试井防喷堵头,其特征在于,所述压紧部件(4)包括同轴布置的第二压帽(41)和空心螺栓(42),所述空心螺栓(42)的螺杆(421)通过螺纹连接在所述第二压帽(41)中。
3.根据权利要求2所述的试井防喷堵头,其特征在于,所述空心螺栓(42)的内径小于所述底板(22)上的中心孔(221)的内径。
4.根据权利要求3所述的试井防喷堵头,其特征在于,所述第二筒体(21)的另一端具有第一调整凸缘(23),所述第二压帽(41)远离所述第二筒体(21)的一端具有第二调整凸缘(411)。
5.根据权利要求1~4任一项所述的试井防喷堵头,其特征在于,所述试井防喷堵头还包括防脱落组件(6),所述防脱落组件(6)和所述第二筒体(21)位于所述隔板(12)的两侧,所述防脱落组件(6)包括第三筒体(61)、卡瓦(62)和弹簧(63),所述第三筒体(61)的内孔为锥形孔,所述第三筒体(61)的内孔的孔径向远离所述堵头主体(1)的方向逐渐减小,所述卡瓦(62)的外壁为所述第三筒体(61)的内壁配合的锥状连接面,所述卡瓦(62)包括两个沿所述第三筒体(61)的轴线方向对合的卡瓦片(621),所述弹簧(63)在所述第三筒体(61)的轴向上位于卡瓦(62)与所述堵头主体(1)之间。
6.根据权利要求5所述的试井防喷堵头,其特征在于,所述卡瓦片(621)的内壁具有多个卡牙(6211),所述多个卡牙(6211)沿所述卡瓦(62)的轴向均匀间隔分布。
7.根据权利要求6所述的试井防喷堵头,其特征在于,所述多个卡牙(6211)由所述卡瓦片(621)的内壁上沿中心向内凸起,所述卡牙(6211)具有配合面(62111)和卡紧面(62112),所述卡紧面(62112)垂直于所述卡瓦(62)的轴线,所述配合面(62111)沿所述卡瓦(62)的轴向向靠近所述隔板(12)的方向倾斜。
8.根据权利要求1~4任一项所述的试井防喷堵头,其特征在于,所述堵头主体(1)的外壁具有用于与防喷管连接的梯形外螺纹(13)。
9.根据权利要求1~4任一项所述的试井防喷堵头,其特征在于,所述试井防喷堵头还包括o型密封圈(8),所述堵头主体(1)的外壁具有容纳所述o型密封圈(8)的密封圈安装槽(14)。
10.根据权利要求2所述的试井防喷堵头,其特征在于,所述空心螺栓(42)为铜锌合金制件。
技术总结