防套管上竄伸縮裝置的製作方法

2023-09-16 00:39:25 6

專利名稱：防套管上竄伸縮裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油鑽井完井技術領域，特別涉及完井套管，是一種預防套管上
竄的伸縮裝置，該裝置用於新井完井工藝以及老井套管上竄的治理。
背景技術：
由於多種原因，採油廠的油井在開採幾年後，就會出現油層套管或技術套管的上 竄問題。不管是套管頭完井的井還是簡易環形鋼板完井的油水井，內層套管都會發生上竄 現象。內層套管普遍上竄達50 60cm，上竄最高的高度能達到1.2m。內層套管上竄後，有 些環形鋼板變形或破裂，套管頭完井的套管上竄帶動懸掛器升高，導致環空裸露；採油樹偏 斜；減少了抽油機的行程，嚴重影響了抽油泵的工作採油效率。 目前，為了克服套管上竄造成採油樹偏斜等帶來的問題，有技術人員在有上竄 現象的油井井口上，採用螺栓連接並固定封井器法蘭與套管法蘭。如中國專利公告號 2793398，提供了一種"治理油層套管上竄的折形螺栓"。這種在地面簡單連接並固定的方 法，不能從根本上解決套管上竄問題。 因此，設計了本實用新型伸縮裝置，將本實用新型伸縮裝置接在內層套管的上部。 當內層套管上竄時，本實用新型伸縮裝置能起到抵消內層套管的上竄高度，保證油井正常 產生不受影響。

發明內容本實用新型的目的在於，提供一種防套管上竄伸縮裝置，將伸縮裝置連接在內層 套管上部，能抵消內層套管上竄的高度。當伸縮裝置下部連接的套管產生上竄，伸縮裝置心 軸向上滑動，減少並克服內層套管發生上竄時，內層套管與表層套管之間出現的相對位移。 本實用新型的技術方案是防套管上竄伸縮裝置，主要由上接頭1、密封儲油裝置 2、組合密封3、外筒體4、心軸5組成。其特徵在於上接頭1的上端有套管聯接螺紋，上接 頭1的下端有套管外螺紋。上接頭1下端的套管外螺紋與外筒體4上端聯接。在外筒體4 內有圓筒形的心軸5，心軸5外表面與外筒體4的下端之間有花鍵配合，此花鍵能保證心軸 (5)和外筒體(4)之間承受扭矩，在上部施加扭矩時不至於產生相互扭轉。心軸5與外筒 體4之間能滑動。在心軸5的上端外壁有組合密封3，保證心軸(5)和外筒體(4)之間的密 封。外筒體(4)下部有內臺階，內臺階能為心軸5起到下部限位作用。 固井時，把防套管上竄伸縮裝置連接在內層套管的上部，當內層套管出現上竄時， 內層套管帶動心軸5沿外筒體4的內壁向上滑動，抵消了內層套管上竄的距離。伸縮裝置 上部相聯的套管和懸掛器能保持在原來位置。套管和懸掛器不至於向上竄動。當心軸5移 動到上部時，與上接頭1的下端面接觸，上接頭l可以為心軸5在上部提供限位，下端面的 限位作用使心軸5不能再向上移動。心軸5從最下端到最上端所移動的距離，就是伸縮裝 置的伸縮行程。伸縮行程可以根據具體情況具體而定。 一般為0. 3m 1. 5m。 所述的上接頭1上端和下端是套管聯接螺紋，上端聯接井口套管短節，下端和下部套管聯接。聯接螺紋的型式可以是套管圓螺紋(CSG、 LCSG)、套管偏梯形螺紋(BCSG)和 套管直連型螺紋(XCSG)。 所述的外筒體4上端有套管聯接螺紋，下端內表面有花鍵，外筒體4中部內表面是 一光滑且鍍鉻的表面，能在長時間內保持表面光滑不鏽蝕，保證心軸5和外筒體4之間密 封。 心軸(5)上部外壁有組合密封(3)，組合密封(3)和外筒體(4)的內表面形成密 封。該密封由多種密封型式組合而成，其逸擇型式可以是"0"型密封、"V"型密封、"Y"型密 封、"Y/型密封中至少有兩種密封組合，保證長期密封效果。 為了外筒體和心軸之間密封可靠，外筒體4內表面不鏽蝕，在所述的組合密封(3) 中間有密封儲油裝置(2)，密封儲油裝置(2)內有潤滑油。 為了適應完井作業不同規格井徑的需要，外筒體(4)的外徑在50 350mm之間。 本實用新型的有益效果是防套管上竄伸縮裝置，在新井完井時，將此裝置安裝於 內層套管管柱的上部，在內層套管發生上竄時，伸縮裝置以上的套管和套管頭內的懸掛器 位置不會發生變化。很好地保護了井口，保護了油井的產量。克服了原來內層套管上竄後 環形鋼板破裂、套管頭懸掛器升高、井口偏斜等諸多問題。達到了改善井口完井工藝、延長 油井使用壽命的目的。可以提高油氣藏開採效益。其具有以下特點 1.防套管上竄伸縮裝置結構簡單、施工工藝安全。串接在完井管柱上，隨完井管柱 一起入井，在井眼內入井容易、可靠。伸縮裝置外徑與外層套管內徑相適應，能保證工具順 利入井。 2.防套管上竄伸縮裝置內採用組合密封，密封性能可靠、壽命長。 3.防套管上竄伸縮裝置內有密封儲油裝置，能保證在長時間內潤滑外筒體和心軸
之間的組合密封，保證密封效果、延長密封使用壽命。 4.防套管上竄伸縮裝置外筒體和心軸分別設計有花鍵，能保證在下套管和聯接上 部套管時承受扭矩，也可以使心軸在外筒體內軸向移動順暢。 5.防套管上竄伸縮裝置可以在修井時，在管柱中串接1 3個，互相不會產生影 響。

圖1是本實用新型防套管上竄伸縮裝置的剖面示意圖。 圖中，l.上接頭，2.密封儲油裝置，3.組合密封，4.外筒體，5.心軸。
具體實施方式
以下結合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
實施例參閱圖1。防套管上竄伸縮裝置，由上接頭1、密封儲油裝置2、組合密封
3、外筒體4、心軸5組成。外筒體4的外徑為196mm。 上接頭1上下端均為套管聯接圓螺紋，上端為572 LCSG套管內螺紋，下端為7LCSG 套管外螺紋，上接頭1的下端與外筒體4上端相聯接。在外筒體4內有圓筒形的心軸5，外 筒體4和心軸5上有對配合花鍵，花鍵規格為8X 146 X 156X30，外筒體4和心軸5的自由 行程為1000mm。在心軸5的上端外壁有組合密封3。外筒體(4)下部有內臺階。在外筒體4中部內表面有鍍鉻層。 心軸5的組合密封為"0"型密封圈和"Yx"型密封圈，兩組相對而裝。兩組密封圈 的中間有密封儲油裝置2，密封儲油裝置2是一個環形的儲油槽，將黃油和侵潤材料混合裝 入儲油槽內，黃油和侵潤材料緩慢滲出，在長時間內給相鄰的兩組組合密封3潤滑。 上接頭1在下端面起到心軸5的上限位作用，外筒體4的下端有臺階，在下部起到 心軸5的下限位作用。剛安裝時，心軸5在最下端，行程完全拉開，防套管上竄伸縮裝置長 度最長；當心軸5在套管上竄的作用下向上滑動，到達上接頭下端時，行程全部壓縮完成， 心軸5上端面與上接頭1的下端面相抵，完成伸縮作用。
工作原理 根據油氣井完井工藝的需要，結合下套管作業的規程，在下內層套管(油層套管 或技術套管)接近完成時，根據防套管上竄伸縮裝置的長度，將伸縮裝置連接在上部內層 套管管柱上部。防套管上竄伸縮裝置的螺紋上緊扭矩，應嚴格按照石油行業標準推薦的上 緊扭矩執行。上部再聯接調節用的套管短節，套管短節直接連接在套管頭的懸掛器上，將懸 掛器座於套管頭內即可。 由於地層等其它原因，當內層套管出現上竄時，在套管上竄力的作用下，防套管上 竄伸縮裝置的心軸5向上滑動，滑動的行程抵消了內層套管上竄的距離，使得上部聯接的 套管短節和懸掛器相對位置不變，完井井口不發生任何變化，從而保證了油氣藏開採的效率。 —些較早的油氣井，由於沒有任何防上竄措施，當出現內層套管上竄的現象後，環 形鋼板焊縫有撕裂現象；套管頭完井的，出現懸掛器升高，井口偏斜，導致井口不能正常生 產。此時，可以利用防套管上竄伸縮裝置進行修井作業。具體做法是在壓井作業後，卸掉 採油樹，打開井口 ，卸開上部第一根套管，連接本實用新型防套管上竄伸縮裝置，可以保證 在5 10年內，不會因為套管上竄問題而進行修井作業。
權利要求一種防套管上竄伸縮裝置，主要由上接頭(1)、密封儲油裝置(2)、組合密封(3)、外筒體(4)、心軸(5)組成，其特徵在於上接頭(1)的上端有套管聯接螺紋，上接頭(1)的下端有套管外螺紋，上接頭(1)下端的套管外螺紋與外筒體(4)上端聯接，在外筒體(4)內有圓筒形的心軸(5)，心軸(5)外表面與外筒體(4)的下端之間有花鍵，心軸(5)與外筒體(4)之間能滑動，在心軸(5)的上端外壁有組合密封(3)，外筒體(4)下部有內臺階。
2. 根據權利要求1所述的防套管上竄伸縮裝置，其特徵在於所述的上接頭(1)上端 和下端的套管聯接螺紋型式是套管圓螺紋、套管偏梯形螺紋或套管直連型螺紋。
3. 根據權利要求l所述的防套管上竄伸縮裝置，其特徵在於在外筒體(4)中部內表 面鍍鉻。
4. 根據權利要求1所述的防套管上竄伸縮裝置，其特徵在於所述的組合密封(3)採 用的是"0"型密封、"V"型密封、"Y"型密封或"YX"型密封中至少有兩種密封組合。
5. 根據權利要求1、2、3或4所述的防套管上竄伸縮裝置，其特徵在於在所述的組合 密封(3)中間有密封儲油裝置(2)，密封儲油裝置(2)內有潤滑油。
6. 根據權利要求1、2、3或4所述的防套管上竄伸縮裝置，其特徵在於外筒體(4)的 外徑在50 350毫米之間。
專利摘要防套管上竄伸縮裝置，應用於石油、天然氣油氣井完井管柱上部。特徵是上接頭下端的套管外螺紋與外筒體上端聯接。在外筒體內有圓筒形的心軸，心軸外表面與外筒體的下端之間有花鍵配合，心軸與外筒體之間能滑動。在心軸的上端外壁有組合密封。外筒體下部有內臺階。滑動的距離就是防套管上竄伸縮裝置的自由行程，該行程可以抵消套管上竄的竄動量。效果是將此伸縮裝置安裝於內層套管的上部，既是一個套管短節，又可以起到保護上部套管和套管頭懸掛器相對位置和穩定完井井口的目的，結構簡單、安全可靠、操作簡便，是新井安裝完井和老井治理中非常有效的防止套管上竄的工具。
文檔編號E21B33/10GK201517387SQ20092011024
公開日2010年6月30日 申請日期2009年7月20日 優先權日2009年7月20日
發明者甄建兵, 蒲玲霞, 馬自江 申請人:中國石油集團渤海鑽探工程有限公司