套管挂式热采套管头

技术领域

本发明涉及套管头技术领域，尤其涉及一种套管挂式热采套管头。

背景技术

套管头，即用来固定钻进井的井口，连接井口套管柱，用以支持技术套管和油层套管的重力，密封各层管间的环形空间，为安装防喷器、油管头，采油树提供过渡连接，并且通过套管头本体上的两个侧口，可进行补挤泥浆、监控和加注平衡液等施工作业。

随着稠油热采的开发，对于套管头的各项性能要求更高，需要通过温度高达300℃左右的热蒸汽，并在内外层管柱之间形成压力密封，由于热采过程中套管在高温作用下受热伸长，使得表层套管发生移动，对后期采油作业产生不利影响。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的套管挂式热采套管头。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

套管挂式热采套管头，包括油层套管、套管本体、法兰接头、悬挂器和卡瓦，所述法兰接头的底部外侧螺纹连接在套管本体的顶部，所述法兰接头采用上窄下宽的结构，所述法兰接头下方的油层套管外侧套装有悬挂器，所述悬挂器上部内侧和与其对应的油层套管外侧之间设有卡瓦，所述油层套管的内壁对称开设有第一凹槽，每个所述第一凹槽的内壁均开设有转槽，所述转槽内壁转动连接有磁体，所述磁体远离转槽内壁的一端固定连接有膨胀球，所述膨胀球为圆球型结构，所述膨胀球由耐高温的橡胶材料制成，所述膨胀球内装有热膨胀材料，所述膨胀球远离磁体的一端固定连接有转轴，所述转轴侧壁固定连接有驱动轮，所述驱动轮由耐高温材料制成；

所述法兰接头内与磁体相对处设有转杆，所述转杆内壁嵌设有与磁体对应的磁铁，当磁体转动时带动磁铁及转杆转动，所述法兰接头内还设有用于与油层套管活动插接的插接装置，所述插接装置与转杆之间连接有用于将插接装置插入油层套管的传动机构。

优选地，所述套管本体和悬挂器之间垫有橡胶环，所述法兰接头内壁对称开设有凸形槽，所述凸形槽内开设有滑槽，所述滑槽内壁固定连接有弹簧。

优选地，所述插接装置包括第一楔形块和第二楔形块，所述油层套管外侧壁开设有插槽，所述弹簧远离滑槽内壁的一端固定连接有滑杆，所述滑杆的一端与第一楔形块固定连接，所述第一楔形块与插槽相对应，且所述第二楔形块和第一楔形块的楔形面互相紧密贴合。

优选地，所述传动机构包括固定连接在转杆一端的第一锥形轮，所述凸形槽的侧壁开设有圆槽，所述转杆转动连接在圆槽的内壁上；所述凸形槽底部内壁转动连接有丝杠，所述丝杠上固定连接有第二锥形轮，所述第一锥形轮和第二锥形轮啮合连接；

所述丝杠上螺纹连接有螺母，所述螺母为六角形螺母，所述螺母的顶壁固定连接有多个推杆，多个所述推杆与第二楔形块固定连接在一起。

优选地，所述法兰接头的内壁对称开设有空腔，所述空腔内壁固定连接有音叉，所述音叉远离空腔的一端固定连接有共振棒，所述空腔内壁固定连接有弹性气囊，所述弹性气囊的侧壁和共振棒固定连接。

优选地，所述橡胶环内壁贯穿固定连通有连通管，所述连通管嵌设在法兰接头内壁，所述连通管远离橡胶环的一端和弹性气囊固定连通。

优选地，所述油层套管的顶部内壁开设有螺旋孔，所述螺旋孔内壁固定连接有记忆弹簧，所述记忆弹簧的一端固定连接有磁块，所述磁块滑动连接在螺旋孔内。

优选地，所述油层套管内侧壁开设有螺旋槽，所述螺旋槽内滑动连接有磁座，所述磁座的顶壁固定连接有多个刷毛，所述刷毛由耐高温材料制成。

本发明具有以下有益效果：

1、通过设置膨胀球、驱动轮和转杆等结构，在稠油热采的过程时，膨胀球内的热膨胀材料受热体积增大，从而带动膨胀球沿转槽扩大，从而推动转轴向外滑动，使得驱动轮从第一凹槽内伸出与流体接触，从而流体带动驱动轮快速转动；

2、通过设置磁体、多个锥形轮和丝杠等结构，驱动轮带动转轴和磁体共同转动，磁体带动磁铁和转杆同步转动，从而转杆上固定连接的第一锥形轮带动啮合连接的第二锥形轮同步转动，使得丝杠进行转动，完成动力的传递，避免设置多个动力设备；

3、通过设置螺母、多个楔形块和插槽等结构，丝杠转动的过程中带动螺母上下运动，螺母通过多个推杆带动第二楔形块上下运动，从而挤压第一楔形块向右侧运动，第一楔形块向右滑动插入到插槽内，对油层套管进行固定支撑，防止油层套管滑动，影响后续的采油作业；

4、通过设置共振棒、弹性气囊和音叉等结构，在油层套管内通过高速流体时产生噪音，声音的振动从而带动音叉同步振动，从而带动共振棒振动对弹性气囊进行挤压，从而弹性气囊将外界抽入的气体挤压进入到橡胶环内，使得橡胶环在有流体通过的时候进行膨胀，将部件之间的空隙进行挤压填充，进一步提高本套管头的密封性能；

5、通过设置螺旋孔、磁块和刷毛等结构，当油层套管内的温度升到一定程度后，记忆弹簧由螺旋态转变为线条态，从而推动磁块在螺旋孔内滑动，磁块和磁座互为磁吸力，那么磁块在螺旋孔内滑动的过程中，将带动磁座同步运动，使刷毛对油层套管和法兰接头连接处进行清扫，避免杂质堆积而影响其密封性能。

附图说明

图1为本发明提出的套管挂式热采套管头的结构示意图；

图2为图1中的A处结构放大示意图；

图3为图1中的B处结构放大示意图；

图4为图1中第一楔形块插入插槽对油层套管固定时的示意图。

图中：1油层套管、2套管本体、3法兰接头、4悬挂器、5卡瓦、6橡胶环、7第一凹槽、8驱动轮、9转轴、10膨胀球、11热膨胀材料、12磁体、13转槽、14圆槽、15转杆、16磁铁、17第一锥形轮、18丝杠、19第二锥形轮、20螺母、21推杆、22凸形槽、23第二楔形块、24第一楔形块、25滑槽、26弹簧、27插槽、28滑杆、29空腔、30音叉、31共振棒、32弹性气囊、33连通管、34螺旋孔、35磁座、36记忆弹簧、37螺旋槽、38刷毛、39磁块。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

参照图1-4，套管挂式热采套管头，包括油层套管1、套管本体2、法兰接头3、悬挂器4和卡瓦5，法兰接头3的底部外侧螺纹连接在套管本体2的顶部，法兰接头3采用上窄下宽的结构，法兰接头3下方的油层套管1外侧套装有悬挂器4，悬挂器4上部内侧和与其对应的油层套管1外侧之间设有卡瓦5，油层套管1的内壁对称开设有第一凹槽7，每个第一凹槽7的内壁均开设有转槽13，转槽13内壁转动连接有磁体12，磁体12远离转槽13内壁的一端固定连接有膨胀球10，膨胀球10为圆球型结构，膨胀球10由耐高温的橡胶材料制成，膨胀球10内装有热膨胀材料11，膨胀球10远离磁体12的一端固定连接有转轴9，转轴9侧壁固定连接有驱动轮8，驱动轮8由耐高温材料制成。

套管本体2和悬挂器4之间垫有橡胶环6，橡胶环6对套管本体2和悬挂器4之间进行密封；法兰接头3内壁对称开设有凸形槽22，凸形槽22内开设有滑槽25，滑槽25内壁固定连接有弹簧26，弹簧26远离滑槽25内壁的一端固定连接有滑杆28，滑杆28的一端固定连接有第一楔形块24，油层套管1外侧壁开设有插槽27。第一楔形块24可在滑槽25内滑动，从而第一楔形块24可向右滑动插入到插槽27内，对油层套管1进行固定支撑，防止油层套管1滑动，影响后续的采油作业。

凸形槽22的侧壁开设有圆槽14，圆槽14内壁转动连接有转杆15，转杆15内壁嵌设有磁铁16，转杆15的一端固定连接有第一锥形轮17，凸形槽22底部内壁转动连接有丝杠18，丝杠18上固定连接有第二锥形轮19，第一锥形轮17和第二锥形轮19啮合连接，磁体12和磁铁16极性相反互为磁吸力，使得磁体12在转动的时候，带动磁铁16和转杆15同步转动，从而转杆15上固定连接的第一锥形轮17带动啮合连接的第二锥形轮19同步转动，使得丝杠18进行转动。

丝杠18上螺纹连接有螺母20，螺母20为六角形螺母，螺母20的顶壁固定连接有多个推杆21，多个推杆21共同固定连接有第二楔形块23，第二楔形块23和第一楔形块24互相紧密贴合，丝杠18转动的过程中带动螺母20上下运动，因螺母20为六角形螺母，螺母20的侧壁和凸形槽22的内壁相抵，故螺母20不产生自转，螺母20通过多个推杆21带动第二楔形块23上下运动，从而挤压第一楔形块24向右侧运动。

法兰接头3的内壁对称开设有空腔29，空腔29内壁固定连接有音叉30，音叉30远离空腔29的一端固定连接有共振棒31，空腔29内壁固定连接有弹性气囊32，弹性气囊32的侧壁和共振棒31固定连接，在油层套管1内通过高速流体时产生噪音，声音的振动从而带动音叉30同步振动，从而带动共振棒31振动对弹性气囊32进行挤压，从而弹性气囊32将外界抽入的气体挤压进入到橡胶环6内，使得橡胶环6在有流体通过的时候进行膨胀，将部件之间的空隙进行挤压填充，进一步提高本套管头的密封性能。

橡胶环6内壁贯穿固定连通有连通管33，连通管33嵌设在法兰接头3内壁，连通管33远离橡胶环6的一端和弹性气囊32固定连通，弹性气囊32内的气体经过连通管33进入到橡胶环6内，使得橡胶环6膨胀，提高密封性能。

油层套管1的顶部内壁开设有螺旋孔34，螺旋孔34内壁固定连接有记忆弹簧36，记忆弹簧36的一端固定连接有磁块39，磁块39滑动连接在螺旋孔34内，记忆弹簧36由记忆合金材料制成，温度升到一定程度后，其由螺旋态转变为线条态，从而推动磁块39在螺旋孔34内滑动。

油层套管1内侧壁开设有螺旋槽37，螺旋槽37内滑动连接有磁座35，磁座35的顶壁固定连接有多个刷毛38，刷毛38由耐高温材料制成，磁块39和磁座35互为磁吸力，那么磁块39在螺旋孔34内滑动的过程中，将带动磁座35同步运动，使刷毛38对油层套管1和法兰接头3连接处进行清扫，避免杂质堆积而影响其密封性能。

本发明中，在稠油热采的过程中，膨胀球10内的热膨胀材料11受热体积增大，从而带动膨胀球10沿转槽13扩大，从而推动转轴9向外滑动，使得驱动轮8从第一凹槽7内伸出与流体接触，从而流体带动驱动轮8快速转动，驱动轮8带动转轴9和磁体12共同转动，磁体12和磁铁16极性相反互为磁吸力，使得磁体12在转动的时候，带动磁铁16和转杆15同步转动，从而转杆15上固定连接的第一锥形轮17带动啮合连接的第二锥形轮19同步转动，使得丝杠18进行转动。

丝杠18转动的过程中带动螺母20上下运动，因螺母20为六角形螺母，螺母20的侧壁和凸形槽22的内壁相抵，故螺母20不产生自转，螺母20通过多个推杆21带动第二楔形块23上下运动，从而挤压第一楔形块24向右侧运动，第一楔形块24向右滑动插入到插槽27内，对油层套管1进行固定支撑，防止油层套管1滑动，影响后续的采油作业。

在油层套管1内通过高速流体时产生噪音，声音的振动从而带动音叉30同步振动，从而带动共振棒31振动对弹性气囊32进行挤压，从而弹性气囊32将外界抽入的气体挤压进入到橡胶环6内，使得橡胶环6在有流体通过的时候进行膨胀，将部件之间的空隙进行挤压填充，进一步提高本套管头的密封性能。

当油层套管1内的温度升到一定程度后，记忆弹簧36由螺旋态转变为线条态，从而推动磁块39在螺旋孔34内滑动，磁块39和磁座35互为磁吸力，那么磁块39在螺旋孔34内滑动的过程中，将带动磁座35同步运动，使刷毛38对油层套管1和法兰接头3连接处进行清扫，避免杂质堆积而影响其密封性能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。