本發(fā)明涉及采油/采氣井口裝置技術領域，具體涉及一種新型的套管頭本體底部連接裝置。

背景技術：

目前，在api6a規(guī)范中,套管頭本體與套管頭四通構成了套管頭裝置，采油/采氣井口裝置主要由套管頭裝置、油管頭裝置、采油/氣樹三大部分組成,其中套管頭裝置和油管頭裝置構成井口裝置,把采油/氣樹安裝在井口裝置上,就構成了采油/氣井口裝置。見圖1。

套管頭本體是在整個采油/采氣井口裝置的最下端,是采油/采氣井口裝置的重要組成部分，套管頭本體的底部需要與井內表層套管柱的端部進行連接，這種連接需要將采油/采氣井口裝置的重量、懸掛套管的重量、懸掛油管的重量可靠的轉移到最外層的導管上，這樣對整個井口來說安裝比較穩(wěn)固，不會受大風的影響左右晃動。目前常見的套管頭本體底部連接方式有焊接連接和螺紋連接，分別見圖2和圖3。

1）焊接連接：

一般來說，套管頭本體底部是與表層套管柱的端部連接，焊接連接就是將表層套管柱的端部插入到套管頭本體底部的孔內，通過焊接將套管頭本體底部與表層套管柱的端部連接在一起。焊接存在以下缺點：

其一，由于套管頭本體底部孔的內徑要比表層套管柱的外徑大，這就產(chǎn)生了一定量的間隙，這個間隙會有大有小，間隙太大雖然能保證表層套管柱的端部能夠很順利插入，但是焊接后不能保證套管頭本體法蘭平面與地面在一個水平面上，間隙太小雖然能保證套管頭本體法蘭平面與地面在一個水平面上,但在安裝上很困難。

其二，采用插入焊接，往往會發(fā)現(xiàn)在整個采油/采氣井口裝置安裝結束后是傾斜的，雖然在套管頭本體底部有底座，底座是坐在最外層的導管上，底座的平面與地面是平行的，這樣整個承載的重量由于采油/采氣井口裝置的傾斜不能很好的通過底座分解在最外層的導管上，整個重量還是由與連接的套管承擔。在鉆井的時候，防噴器組是安裝在套管頭裝置上的，防噴器組的重量大約有40噸左右，按照要求其重量全部由導管承擔，由于采油/采氣井口裝置的傾斜造成全部的重量是由套管承擔，這樣就會影響套管在重量的壓迫下造成扭曲，當下落鉆頭開鉆時，有可能把套管給割斷，會造成很嚴重的安全隱患。

其三，對焊接來說，在焊接前要對焊接區(qū)域進行清理、表面無損檢測、加熱、保溫，在焊接的過程中不能受風、水的外部影響，焊后還要對焊接區(qū)域進行靜水壓密封試驗，由于鉆井現(xiàn)場條件限制，不能提供完善可靠的焊接環(huán)境，使焊接過程存在諸多不利因素，焊縫的機械性能達不到設計的要求，這樣焊縫不能提供可靠的承壓能力。

2）螺紋連接：

套管頭本體底部與表層套管柱的端部可以通過螺紋進行連接，螺紋連接就是將表層套管柱的端部外螺紋旋進套管頭本體底部的內螺紋內，這樣就可以將套管頭本體底部與表層套管柱的端部連接在一起。而螺紋連接存在以下缺點：

其一，由于固井的原因，往往套管不是很垂直于地面，這樣當套管頭本體與套管柱端部螺紋連接在一起時會發(fā)現(xiàn)套管頭本體法蘭平面與地面不在一個水平面上，也就是傾斜的，雖然在套管頭本體底部有底座，底座是座在最外層的導管上，底座的平面與地面是平行的，這樣整個承載的重量由于采油/采氣井口裝置的傾斜不能很好的通過底座分解在最外層的導管上，整個重量還是由與連接的套管承擔。在鉆井的時候，防噴器組是安裝在套管頭裝置上的，防噴器組的重量大約有40噸左右，按照要求其重量全部由導管承擔，由于采油/采氣井口裝置的傾斜造成全部的重量是由套管承擔，這樣就會影響套管在重量的壓迫下造成扭曲，當下落鉆頭開鉆時，有可能把套管給割斷，會造成很嚴重的安全隱患。

其二，對套管頭本體的安裝來說，由于是螺紋連接，在螺紋與螺紋旋合的過程中有可能發(fā)生咬合、爛牙、旋不進、退不出等問題,存在諸多不利因素。

另外，螺紋的連接容易使套管頭的旁出口偏離其余的鉆井設備，如節(jié)流/壓井管匯，一旦出現(xiàn)此種情況，就需要用以超過規(guī)定的螺紋上緊扭矩值來矯正套管頭本體的方向，使套管頭本體的旁出口對準其它的鉆井設備，這樣會導致螺紋扭矩過大，導致螺紋損壞，這樣會影響螺紋連接的強度和可靠性。

由上可知，現(xiàn)有的連接方式使采油/采氣井口裝置、懸掛套管、懸掛油管的的整個重量還是由與連接的套管承擔，這樣就會影響套管在重量的壓迫下造成扭曲，當下落鉆頭開鉆時，有可能把套管給割斷，會造成很嚴重的安全隱患。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供一種結構簡單，便于操作，可以將采油/采氣井口裝置的重量、懸掛套管的重量、懸掛油管的重量由最外層的導管承載，安全可靠、可以提高安裝效率的新型的套管頭本體底部連接裝置。

本發(fā)明還提供一種安裝上述連接裝置的方法。

本發(fā)明的技術方案是：一種新型的套管頭本體底部連接裝置，包括底部懸掛器、表層套管柱、導管和套管頭本體，所述底部懸掛器的下端與表層套管柱連接在一起，所述底部懸掛器的上端外側安裝有套管頭本體，所述導管的頂部安裝有與導管同軸設置的支撐卡環(huán)，所述支撐卡環(huán)的上端通過錐面配合有循環(huán)底板；

所述底部懸掛器的根部設有懸掛器臺階，所述底部懸掛器的懸掛器臺階坐在循環(huán)底板的上端面上，所述套管頭本體的底部也坐在循環(huán)底板的上端面上。

所述支撐卡環(huán)的外側設有卡環(huán)臺階,所述支撐卡環(huán)通過卡環(huán)臺階坐在導管上且與底部懸掛器的外表面形成環(huán)形空間。

所述循環(huán)底板的外側設有用于返排鉆井泥漿的返排溝槽，所述返排溝槽通過支撐卡環(huán)的環(huán)形空間與立管的內腔連通。

所述支撐卡環(huán)和循環(huán)底板的配合錐面為45°。

所述套管頭本體的底部內徑與底部懸掛器的上部外徑相適配，所述套管頭本體的底部與底部懸掛器的上部外表面之間通過密封裝置和鎖緊裝置實現(xiàn)密封和軸向限位。

所述底部懸掛器的上端內孔設有內螺紋，所述底部懸掛器的內螺紋用于與取送工具連接。

所述底部懸掛器的下端外表面設有外螺紋，所述表層套管柱的上端通過螺紋與底部懸掛器連接在一起。

一種新型的套管頭本體底部連接裝置的安裝方法，包括以下步驟：

1）將支撐卡環(huán)通過外側的卡環(huán)臺階坐在已經(jīng)切割好的導管上，并使支撐卡環(huán)和導管同軸；

2）將立管通過根部的臺階坐在支撐卡環(huán)的上端面上；

3）將循環(huán)底板套在底部懸掛器的根部，使底部懸掛器和循環(huán)底板同軸，然后將表層套管柱通過螺紋連接到底部懸掛器的下方；

4）通過取送工具將底部懸掛器連同表層套管柱和循環(huán)底板經(jīng)支撐卡環(huán)與循環(huán)底板的錐面相配合，形成可自動對中的支撐界面；

5）對表層套管柱進行注水泥固井，返出的鉆井泥漿通過支撐卡環(huán)的環(huán)形空間和循環(huán)底板的返排溝槽，從立管中排到指定的位置；

6）注水泥結束后，移走上方的立管和送取工具，將套管頭本體的底部坐在循環(huán)底板的上端面上，并使套管頭本體與底部懸掛器密封鎖緊。

所述步驟6）中的密封鎖緊為通過套管頭本體與底部懸掛器之間設置的密封裝置和鎖緊裝置將套管頭本體與底部懸掛器軸向固定。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比較，具有以下優(yōu)點：結構簡單，便于操作，無需進行焊接、螺紋連接操作，通過本發(fā)明的錐面配合及結構可以將采油/采氣井口裝置的重量、懸掛套管的重量、懸掛油管的重量全部由最外層的導管承載；不影響返排鉆井泥漿，套管頭裝置旁出口可以自由旋轉，不影響旁側其它設備的安裝。

附圖說明

圖1為背景技術中的采油/氣樹井口裝置；

圖2為背景技術中的套管頭本體底部與套管柱端部焊接連接；

圖3為背景技術中的套管頭本體底部與套管柱端部螺紋連接；

圖4為本發(fā)明專利的結構示意圖；

圖5為本發(fā)明安裝支撐卡環(huán)和立管的操作過程示意圖；

圖6為本發(fā)明安裝表層套管、循環(huán)底板和底部懸掛器的操作過程示意圖；

圖7為本發(fā)明安裝套管頭并進行壓力測試的操作過程示意圖；

圖中：1、底部懸掛器，2、表層套管柱，3、導管，4、套管頭本體，5、支撐卡環(huán)，6、錐面，7、循環(huán)底板，8、懸掛器臺階，9、鎖緊裝置，10、卡環(huán)臺階，11、環(huán)形空間，12、返排溝槽，13、立管，14、密封裝置，15、取送工具。

具體實施方式

下面是結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

參照圖4-圖7，一種新型的套管頭本體底部連接裝置，包括底部懸掛器1、表層套管柱2、導管3和套管頭本體4。

如圖4所示，底部懸掛器1的下端與表層套管柱2連接在一起，底部懸掛器1的下端外表面設有外螺紋，表層套管柱2的上端通過螺紋與底部懸掛器1連接在一起。底部懸掛器3的上端外側安裝有套管頭本體4，導管3的頂部安裝有與導管3同軸設置的支撐卡環(huán)5，導管3的內徑和支撐卡環(huán)5的外徑之間的間隙很小，可保證支撐卡環(huán)5和導管3同軸。

支撐卡環(huán)5的上端通過錐面6配合有循環(huán)底板7，即在支撐卡環(huán)5的內側設有45°錐面,可與循環(huán)底板7外側的45°錐面形成可自動對中的支撐界面，這樣可以將表層套管柱2的重量通過45°的支撐界面以及底部懸掛器3、循環(huán)底板7、支撐卡環(huán)5等部件傳遞到導管3上，且能保證表層套管柱2和導管3同軸。

如圖6所示，在底部懸掛器1的根部設有懸掛器臺階8，底部懸掛器1的懸掛器臺階8坐在循環(huán)底板7的上端面上，套管頭本體4的底部也坐在循環(huán)底板7的上端面上。套管頭本體4底部內徑與底部懸掛器1外徑配合，配合間隙很小，可保證套管頭本體4與底部懸掛器1及表層套管柱2同軸，同時套管頭本體4底部坐在循環(huán)底板7的上端面上，可以將套管頭本體4及以上全部井口裝置的重量、懸掛套管的重量、懸掛油管的重量傳遞到導管3上。套管頭本體4的底部同底部懸掛器1之間沒有徑向的限位，只有通過鎖緊裝置9形成軸向的限位，這樣可以精確的控制套管頭裝置的高度以及任意調節(jié)套管頭裝置的旁出口方向。

支撐卡環(huán)5的外側設有卡環(huán)臺階10，支撐卡環(huán)5通過卡環(huán)臺階10坐在導管3上且與底部懸掛器1的外表面形成環(huán)形空間11。

在循環(huán)底板7的外側設有用于返排鉆井泥漿的返排溝槽12，返排溝槽12通過支撐卡環(huán)5的環(huán)形空間11與立管13的內腔連通，這樣鉆井時，可將返出的鉆井泥漿通過支撐卡環(huán)5的環(huán)形空間11和循環(huán)底板7的返排溝槽12，從立管13中排到指定的位置。

套管頭本體4的底部與底部懸掛器1的上部外表面之間通過密封裝置14和鎖緊裝置9實現(xiàn)密封和軸向限位。

底部懸掛器1的上端內孔設有內螺紋，底部懸掛器1的內螺紋用于與取送工具15連接。

在鉆井時,按規(guī)定高度切割導管3，將支撐卡環(huán)5安裝到導管3上，再將立管13安裝到支撐卡環(huán)5上，見圖5；為表層套管柱2鉆井眼，送入表層套管柱2，將循環(huán)底板7套在底部懸掛器1根部，再將底部懸掛器1同表層套管柱2連接后，一起用送取工具15送到支撐卡環(huán)5的卡環(huán)臺階10上；對表層套管柱2進行注水泥固井，返出的鉆井泥漿通過循環(huán)底板7的返排溝槽12，從立管13中排到指定的位置，如圖6所示；由于此時井身重量由導管3支撐，而不是表層套管柱2，所以注水泥結束后，無需等待表層套管柱2被完全固井，就可以移走上方的立管13和送取工具15，將設有快速連接裝置的套管頭本體4安裝到底部懸掛器1上，套管頭本體4相對于底部懸掛器1，可以任意方向的轉動，以便套管頭裝置的旁出口可以和其他輔助設施的對接,上緊快速鎖緊裝置的鎖緊桿，固定套管頭本體4，并對連接處進行壓力測試后即可完成套管頭裝置的安裝，如圖7所示。

本發(fā)明結構簡單，便于操作，可以將采油/采氣井口裝置的重量、懸掛套管的重量、懸掛油管的重量由最外層的導管承載，安全可靠、可以提高安裝效率。

本發(fā)明并不限于上述的實施方式，在本領域技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化，變化后的內容仍屬于本發(fā)明的保護范圍。