一种套管头四通体制造技术

本实用新型专利技术公开了一种套管头四通体，包括本体，在本体上方设有与油管头四通体相连的第一法兰部，本体下方设有与底层套管头体相连的第二法兰部，本体的中心设置有从第一法兰部向第二法兰部方向贯穿延伸的内孔，所述内孔中设有用于承受悬挂器和套管柱全部载荷的下台肩，以及用于承受上部环空测试载荷和因热膨胀引起的顶丝反作用力的上台肩。本实用新型专利技术通过采用上下分布的上台肩和下台肩，将载荷进行有效分配，其中下台肩用来承受悬挂器、和套管柱的全部载荷，上台肩用来承载上部环空测试载荷、和承载由于热膨胀引起的顶丝反作用力，如此可以在下台肩上承载更大的管柱载荷。本实用新型专利技术具有结构简单，使用寿命长，能用于15000Psi工作压力的工况，可同时适用于浅井、深井、超深井的开采。

【技术实现步骤摘要】
一种套管头四通体
本技术涉及采油/气井口装置领域，尤其涉及一种套管头四通体。
技术介绍
在API6A的领域中，采油/气井口装置是控制油气井生产的重要的地面装置，它主要由套管头装置、油管头装置、采油/气树三大部分组成。其中套管头装置是安装在套管管柱上端用来悬挂各层套管管柱、密封各层套管之间的环形空间、以及控制套管空间压力的专用部件。一种套管头四通体作为套管头装置的主要组成，在API6A的领域中更是一个不可缺少的重要零件，它不但要具备抗硫化氢、二氧化碳腐蚀的能力，还要有承受与载体连接密封的能力以及自身承受高压(液体压力或气体压力)密封的能力，在材料的选用上还要符合API6A和NACEMR0175规范的要求，如果在使用中一旦失效，将会发生灾难性损失，所以一种套管头四通体在使用安全上显得非常重要。然而，现有的一种套管头四通体100的直孔内部只有一个45°台肩101，该台肩101需要承受悬挂器和套管柱的全部载荷、上部环空测试载荷、和因热膨胀引起的顶丝反作用力，如说明书附图1至3所示，三个力的合力G1在45°台肩面上会有一个分力F1，该分力垂直于台肩面，其分力大小关系为F1＝G1*COSα(α＝45°)，求得F1＝0.707G1。另外由于分力F1作用在45°的台肩面积S1上，这样会产生一个比压力Q1，该比压力要求必须小于许用比压力[Q]，也就是说Q1＝F1/S1≤[Q](S1是垂直于F1作用力的面积)，S1＝π(d+bm)bm，(d表示台肩处内径、bm表示台肩宽度)。从以上公式可以看出，比压力Q1与台肩面的宽度bm成反比，增大台肩面的宽度bm可以降低比压力Q1，使实际比压力Q1小于许用比压力[Q]，不会导致台肩面被压塌。但是增大台肩面的宽度bm也就意味着缩小孔径d，但在API6A的规范中孔径d是有规定的，并不能随意更改，这是因为钻井时需要考虑下放钻头和其它工具，钻头和其它工具是要100％通过内孔，不能有任何阻碍。因此为了保证台肩面不被压塌，必须保证Q1＝F1/S1≤[Q]，这样只有降低作用在台肩面上的载荷，从总的载荷来看，环空测试载荷是不能改变，套管柱的载荷和热膨胀引起的顶丝反作用力是可以改变的，也就是说通过减少下放井内的管柱数量，可以进一步降低热膨胀引起的顶丝反作用力，而管柱数量的减少意味着井深深度的降低，换句话说，现有的一种套管头四通体不能适用于深井的开采，只能用于浅井的使用。
技术实现思路
为克服上述问题，本技术提供了一种套管头四通体，解决现有套管头四通体不能适用于深井开采的问题。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种套管头四通体，包括本体，在本体上方设有与油管头四通体相连的第一法兰部，本体下方设有与底层套管头体相连的第二法兰部，所述本体的中心设置有从第一法兰部向第二法兰部方向贯穿延伸的内孔，所述内孔中设有用于承受悬挂器和套管柱全部载荷的下台肩，以及用于承受上部环空测试载荷和因热膨胀引起的顶丝反作用力的上台肩。所述上台肩和下台肩均为45°，并且上台肩处的内径大于下台肩处的内径。为了降低钻柱旋转造成内衬损坏，在上台肩处还安装有防磨衬套。为防止防磨衬套的上下窜动，在第一法兰部的左右两侧还设有顶丝组件。另外，45°上台肩还可以作为测试塞的定位，在检测防喷器时，在压力的作用下，防止测试塞挤入到上台肩的下部。进一步的，本体两侧还对称设置有与内孔相通的旁侧法兰，该旁侧法兰可与对应阀门相连接。进一步的，内孔在位于第二法兰部一端的孔口位置还设有底部密封结构。更进一步的，在第一法兰部和第二法兰部的端面上分别设置有垫环槽。一种套管头四通体的工作压力为2000～15000psi。本技术的有益效果：本技术通过采用上下分布的上台肩和下台肩，将载荷进行有效分配，其中下台肩用来承受悬挂器、和套管柱的全部载荷，上台肩用来承载上部环空测试载荷、和承载由于热膨胀引起的顶丝反作用力，如此可以在下台肩上承载更大的管柱载荷。本技术具有结构简单，使用寿命长，能用于15000Psi工作压力的工况，可同时适用于浅井、深井、超深井的开采。以下将结合附图和实施例，对本技术进行较为详细的说明。附图说明图1为现有一种套管头四通体的剖视图。图2为图1的局部放大图，图中示意出合力G1与垂直于台肩面上分力F1之间的关系。图3为图1的局部放大图，图中示意出台肩处内径d和台肩宽度bm的位置。图4为本技术的剖视图。图5为图4的局部放大图，图中示意出合力G2与垂直于台肩面上分力F2之间的关系。具体实施方式实施例，请参阅图1至5，一种套管头四通体900，包括本体1，在本体1上方设有与油管头四通体相连的第一法兰部2，本体1下方设有与底层套管头体相连的第二法兰部3。在第一法兰部2和第二法兰部3的端面上分别设置有垫环槽10。本体1的中心设置有从第一法兰部2向第二法兰部3方向贯穿延伸的内孔4，所述内孔4中设有用于承受悬挂器和套管柱全部载荷的45°下台肩5，以及用于承受上部环空测试载荷和因热膨胀引起的顶丝反作用力的45°上台肩6。上台肩处的内径大于下台肩处的内径。内孔4在位于第二法兰部3一端的孔口位置还设有底部密封结构9。为降低钻柱旋转造成内衬损坏，在上台肩6处还安装有防磨衬套。为防止防磨衬套的上下窜动，在第一法兰部2的左右两侧还设有顶丝组件7。另外，45°上台肩6还可以作为测试塞的定位，在检测防喷器时，在压力的作用下，防止测试塞挤入到上台肩的下部。本体1两侧还对称设置有与内孔4相通的旁侧法兰8，该旁侧法兰8可与对应阀门相连接。本技术由于采用了上下分布的上台肩和下台肩，将载荷进行了有效分配，其中下台肩用来承座悬挂器、和套管柱的全部载荷，上台肩用来承载上部环空测试载荷、和承载由于热膨胀引起的顶丝反作用力，如此可以在下台肩上承载更大的管柱载荷。换句话说，可安装到井内的管柱数量较之现有技术更多。在下台肩只要保证Q2＝F2/S2≤[Q]，F2是垂直于45°下台肩面的分力，该分力的大小为F2＝G2*COSα(α＝45度、G2＝管柱载荷)，F2＝0.707G2。从公式可以看出，若需要Q2＝Q1(Q2表示本技术45°台肩比压力、Q1代表现有一种套管头四通体45°台肩比压力)。只有加大管柱的重量，加大管柱的重量意味着可以下放到井内的管柱更多，所以本专利中的一种套管头四通体可被用于浅井、深井、超深井的开采。以上所述仅是对技术的较佳实施例，并非对技术的范围进行限定，故在不脱离本技术设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本技术所述的构造、特征及原理所做的等效变化或装饰，均应落入本技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种套管头四通体，包括本体，在本体上方设有与油管头四通体相连的第一法兰部，本体下方设有与底层套管头体相连的第二法兰部，所述本体的中心设置有从第一法兰部向第二法兰部方向贯穿延伸的内孔，其特征在于：所述内孔中设有用于承受悬挂器和套管柱全部载荷的下台肩，以及用于承受上部环空测试载荷和因热膨胀引起的顶丝反作用力的上台肩；所述上台肩和下台肩均为45°，并且上台肩处的内径大于下台肩处的内径。

【技术特征摘要】
1.一种套管头四通体，包括本体，在本体上方设有与油管头四通体相连的第一法兰部，本体下方设有与底层套管头体相连的第二法兰部，所述本体的中心设置有从第一法兰部向第二法兰部方向贯穿延伸的内孔，其特征在于：所述内孔中设有用于承受悬挂器和套管柱全部载荷的下台肩，以及用于承受上部环空测试载荷和因热膨胀引起的顶丝反作用力的上台肩；所述上台肩和下台肩均为45°，并且上台肩处的内径大于下台肩处的内径。2.如权利要求1所述一种套管头四通体，其特征在于：所述上台肩处还安装有防磨衬套。3.如权利要求2所述一种套管头四通体，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建勇，孙国安，孙聚才，孙广华，刘丽佳，
申请(专利权)人：苏州优力克流体控制科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32