用于套管懸掛器的密封組件的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開大體涉及一種用于供套管懸掛器使用的密封組件，其具有環，環具有用于將緊固件容納在其中的軸向孔，以及位于環側部上的突起，以便在環和相鄰的彈性壓縮密封件之間進行密封。
【背景技術】
[0002]用于生產烴的井孔通常包括安裝在井孔上方的地面上的井口罩。套管的長度通常與井孔的壁對齊，并且受到安裝在井口罩上的懸掛架的支承。陸基油井上的套管懸掛器通常包括用于與套管聯接的楔形滑塊。用于防止壓力相通的密封組件通常插入在套管和井口罩之間。通常，這種密封組件包括同軸的環，其利用螺栓而聯接在一起。螺栓通常被扭轉一定的量，其造成至少其中一個環受到軸向壓縮并且沿徑向膨脹，從而與套管和井口罩形成密封接合。然而，引進到環中的應力使螺栓插入的孔變形，并從而在孔壁和螺栓之間造成泄漏路徑。
【發明內容】
[0003]這里公開了用于供套管懸掛器使用的密封組件的一個示例。在一個示例中，密封組件包括上部環、與上部環同軸設置的下部可壓縮環、軸向穿過上部環和可壓縮環的孔、插入在孔中的伸長的緊固件、以及位于可壓縮環的表面上的環形支承套環。支承套環具有與孔對齊的孔口，并且具有突出到可壓縮環中的突起。當緊固件受到扭轉時，突起延伸到可壓縮環中，從而對下部可壓縮環進行軸向壓縮。在支承套環和下部可壓縮環之間沿著突起形成了密封界面。可選地，上部環由金屬制成，并且下部可壓縮環包括彈性體。在一個備選實施例中，上部環和下部環均由半圓形部分組成，半圓形部分沿著斜界面連接起來。當緊固件發生扭轉時，環形支承套環可從基本圓形的形狀變化至橢圓形的形狀。在緊固件和支承套環的內表面之間可選地進一步包括進行密封接觸的O形環。在這個示例中，環形支承套環是第一支承套環，并且在下部可壓縮環的與第一套環相反的側部上包括第二支承套環；同樣，在第二支承套環的內表面和緊固件之間也有O形環。緊固件可選地包括位于下端上的螺紋，并且其中各個O形環具有內徑，其大于緊固件的下端上的螺紋的外徑。在一個示例中，緊固件的下端附連在懸掛器主體上，懸掛器主體設置在下部可壓縮環的下端上。螺母可通過螺紋接合在緊固件的上端上。在可選的實施例中，環形膨脹環被壓縮在螺母和上部環之間，其中沿著環形膨脹環的周邊的一部分可提供沿軸向間隔開的槽，其沿徑向穿過環形膨脹環。
[0004]這里還提供了一種在井口罩和套管之間進行密封的方法。該方法的一個示例包括:將具有軸向孔的上部密封環定位到具有軸向孔的下部密封環上；使上部密封環上的軸向孔與下部密封環上的軸向孔對齊；提供環形套環，其各具有軸向孔口和包圍孔口的棱脊；使環形套環基本上與下部密封環上的軸向孔同軸定位，使得棱脊接觸下部密封環；并且利用帶螺紋緊固件將上部密封環和下部密封環聯接在一起，從而限定密封組件，并使得棱脊突出到下部密封環中，并且在各個環形套環和下部密封環之間形成密封界面。帶螺紋緊固件可包括伸長部件，其具有位于上端和下端上的螺紋。在一個示例中，該方法還包括通過螺紋使螺母與帶螺紋緊固件的上端相接合，并且使帶螺紋緊固件的下端擰入到懸掛器主體中，其中螺母的擰緊壓縮了下部密封環。可在緊固件上在螺母和上部環之間可選地提供貝氏(Belleville)墊片。還可使用O形環來在帶螺紋緊固件和套環之間進行密封。
【附圖說明】
[0005]已經陳述了本發明的某些特征和好處，其它特征和好處將隨著結合附圖所做的說明而變得清晰明了，其中:
圖1是井口組件的實例實施例的側視截面圖，其具有根據本發明的套管懸掛器密封組件。
[0006]圖2是根據本發明的圖1的套管懸掛器密封組件的側視透視圖。
[0007]圖3是根據本發明的圖1的套管懸掛器密封組件的側視截面圖。
[0008]圖4是熱膨脹環的一個實施例的側視透視圖，其可選地用于根據本發明的圖1的套管懸掛器密封組件。
[0009]雖然本發明將結合優選實施例進行描述，但是應該懂得其并不意圖將本發明局限于該實施例。相反，其意圖覆蓋所有包含在所附權利要求所限定的本發明的精髓和范圍內的備選方案、變體和等效物。
【具體實施方式】
[0010]現在將在后文中參照附圖更完整地描述本公開的方法和系統，在附圖中顯示了實施例。本公開的方法和系統可采用許多不同的形式，并且不應該認為局限于這里所闡述的示出的實施例，相反，提供這些實施例將使本公開更為完整和完善，并將其范圍完全傳達給本領域中的技術人員。全文中相似的標號表示相似的元件。
[0011]應該懂得本公開的范圍并不局限于所示和所述結構、操作、精確材料或實施例的精確細節，因為改型和等效物對于本領域中的技術人員將是清晰明了的。在附圖和說明書中已經公開了說明性的實施例，并且雖然采用了特定的術語，但其只是從普通和描述性的意義上使用的，而不用于限制目的。
[0012]圖1在側視局部截面圖中顯示了井口組件10的一個實例實施例。井口組件10包括安裝在井口罩14上的采油樹12，其中井口罩14的下端安裝在地下巖層16中。采油樹12包括軸向主孔18，其向下突出穿過井口罩14，并且與井孔20相通，井孔被鉆穿井口組件10下面的巖層16。圖中顯示套管21用作井孔20的襯里，套管在其上端被支承在井口罩14的內部。密封組件22提供了在套管22和井口罩14之間的密封功能。密封組件22安裝在懸掛器主體24上，懸掛器主體24與滑塊26協力使套管21與井口罩14相接合。
[0013]在圖2中提供了密封組件22的側視透視圖。在這個示例中，顯示了密封組件22由環形頂部密封板28組成。密封板28或上部環通過將一對半圓形部件連接在一起而成形，半圓形部件的界面沿著密封板28的周邊限定了斜形的縫隙30。密封板28如圖所示同軸地安裝在壓縮密封件32上。壓縮密封件32類似于密封板28被其半圓形部件二等分，半圓形部件沿著斜縫隙36而連接在一起。用于上部密封板或頂部密封板28的典型材料包括高彈性材料，例如碳素鋼或不銹鋼，而壓縮密封件32可由彈性體制成。彈性體的一個示例包括氫化腈基丁二烯橡膠(HNBR)。軸向緊固件34如圖所示將密封板28聯接到壓縮密封件32上。
[0014]圖3是圖2所示的密封環22的局部截面圖，其安裝在圖1的懸掛器主體24上。該截面圖是沿著密封組件22的周邊剖切的。如圖3中所示，緊固件34各包括伸長的螺栓38，其如圖所示具有位于其上端和下端上的螺紋40。螺母42與上端的螺紋40相接合，螺母在內表面上具有螺紋。將螺母42擰緊到螺紋40上會使一疊貝氏墊片44壓縮在螺母42和密封板28之間。螺栓38插入到軸向孔46中，軸向孔46如圖中所示穿過密封板28、壓縮密封件32和底部密封板48 ;底部密封板48如圖所示設于壓縮密封件32的與頂部密封板28相反的一端上。
[0015]一對套環狀支承環50如圖所示設于在壓縮密封件32的上端和下端處圍繞孔46而形成的相對應的圓柱形空間中。在圖3的