新型油、水井套管加固器的製作方法

2023-05-18 15:20:26 2

專利名稱:新型油、水井套管加固器的製作方法
新型油、水井套管加固器是一種油田生產井用的大修工具，它是對5 1/2 ″套管變形井，經整形後進行套管加固的一種新型工具。下入該加固器可防止套管繼續變形，起加固作用。
本加固器在研究過程中參閱了1974年10月「世界石油」中的「套管損壞的原因、影響和測量」及1969年12月「油氣雜誌」中的「殼牌油公司風險分析的成本」等文獻。套管變形井整形後，國內外都進行加固，防止套管重複變形及井況繼續惡化。目前國外加固套管採用油套管環形空間加載加固法，即在油套管環形空間加載，一般加載液使用泥漿，這樣可使套管增加抗擠強度並使套管損壞率下降。另外國外還採用襯管、襯管加水泥、分段襯管加水泥等措施，但由於以上措施存在工藝複雜、成本高、水泥漿不好控制、修復後內通徑小等缺點，不適於國內油田使用。
目前國內已有的80毫米內通徑加固器存在以下主要缺點(1)內通徑小，因它的懸掛部件是內錐套結構，錐套佔據了內通道位置，還由於大部分井變形部位都在油層上部，所以修復後的套變井不能進行強採和分注，從而限制了套變井修復後的使用範圍。
(2)現場施工需投兩次球，分別完成懸掛動作和丟手動作。施工成本高、時間長。
(3)丟手後加固器沒有洩壓口。在起管柱時將油、水、泥漿帶到井場。對有的井還要重新壓井後才能採取其它工藝措施，這樣即不利於文明施工，又增加施工時間和生產投資。
(4)因外筒和卡瓦連接，丟手後外筒仍留在井內，增加了工具的成本。
針對原有加固器存在的上述缺點，本實用新型的目的在於提供一種新型的油、水井套管加固器。它採用外錐套結構使內通徑增大，並且採用一次投球法施工，克服了原加固器的缺點。
圖1是新型油、水井套管加固器結構示意圖。
新型油、水井套管加固器由丟手、懸掛、加固三大部件組成。
用於投送的丟手部件由上接頭〔1〕、調整螺母〔2〕、外筒〔3〕、密封圈〔4〕、〔5〕、〔6〕、〔12〕、大活塞〔7〕、中心管〔8〕、圓螺母〔9〕、鋼球〔11〕、丟手活塞〔13〕、剪斷銷釘〔15〕、丟手卡簧〔16〕、定位環〔18〕、鎖緊螺母〔19〕組成。
懸掛部件由外錐套〔10〕、圓卡瓦〔14〕、連接套〔17〕組成。
加固部件由接頭〔20〕、加固管〔21〕組成。
上接頭〔1〕上部以2 1/2 ″油管扣與油管連接，下部與外筒〔3〕相連，並有密封圈〔4〕密封。調整螺母〔2〕起調整鎖緊作用，外筒〔3〕內下部有一臺階，防止在起丟手工具時大活塞〔7〕掉下。
圖2為中心管結構示意圖。中心管〔8〕將加固器分為內、外腔，它的上端和上接頭〔1〕的內扣相連，下端和丟手卡簧〔16〕相連。中心管的上方開有四個長形傳壓槽〔22〕，壓力可通過傳壓槽〔22〕作用於大活塞〔7〕上。中心管的下方開有四個長形洩壓槽〔23〕，當完成丟手動作後，通過洩壓槽〔23〕洩壓，加固器的內腔可與套管連通。中心管〔8〕內下部有一臺階，防止起丟手工具時，丟手活塞〔13〕掉下。
大活塞〔7〕為環形活塞，它和圓螺母〔9〕相連被定位在外筒〔3〕和中心管〔8〕構成的外腔內。密封圈〔5〕使外筒〔3〕和大活塞〔7〕的接觸面密封。當有壓力作用在大活塞〔7〕上時，可推動外錐套〔10〕下行，以完成懸掛動作。中心管〔8〕通過大活塞〔7〕的環形空間，密封圈〔6〕使大活塞〔7〕和中心管〔8〕的接觸面密封。
圖3為丟手卡簧結構示意圖。丟手卡簧〔16〕平時定位在連接套〔17〕的環形槽內，它的下部是開有通槽的卡簧爪〔24〕，靠卡簧爪〔24〕的收攏可完成丟手動作。丟手後懸掛部件與丟手部件完全脫離，只有懸掛部件和加固部件留在井內。
丟手活塞〔13〕上部有球座，下部與定位環〔18〕、鎖緊螺母〔19〕連成一體，並用剪斷銷釘〔15〕固定在中心管〔8〕上，密封圈〔12〕使中心管〔8〕和丟手活塞〔13〕的接觸面密封。為了保護密封面，剪斷銷釘〔15〕位於密封圈〔12〕的下部位置。定位環〔18〕套入丟手卡簧〔16〕的卡簧爪〔24〕內，鎖緊螺母〔19〕固定定位環〔18〕，並在起丟手工具時防止丟手卡簧〔16〕和圓螺母〔9〕掉入井內，同時它還可使加固器便於拆卸。
懸掛部件的外錐套〔10〕位於圓螺母〔9〕和圓卡瓦〔14〕之間，它的內徑大於加固器中的懸掛、加固部件的內徑。新型油、水井套管加固器的錐套廢棄了原加固器內錐套結構而採用外錐套結構，把錐套和推動錐套的活塞，由原加固器內部中心位置移到新型加固器的外腔，從而使內通徑由80毫米擴大到99.6毫米。
圖4為圓卡瓦結構示意圖。圓卡瓦〔14〕下部和連接套〔17〕相連，它廢棄了原加固器的四牙塊結構，設計為一體，在軸向上開有兩端封閉的長槽〔25〕，並且有內齒〔26〕、外齒〔27〕。當外錐套〔10〕受力錐入後，圓卡瓦〔14〕上端封閉部分沿徑向剪斷，卡瓦漲開，外齒〔27〕懸掛在套管壁上，內齒〔26〕有止退牙防止外錐套〔10〕退出，並且圓卡瓦〔14〕內徑錐度小於4°，有自鎖能力。圓卡瓦〔14〕為一體，在特殊施工需打撈時也便於打撈。
連接套〔17〕有環形槽定位丟手卡簧〔16〕，下部和加固部件的接頭〔20〕相連。連接套〔17〕上部有臺階，以防加固器迂阻頓擊時丟手卡簧〔16〕的卡簧爪〔24〕受力。
加固部件的接頭〔20〕下部和加固管〔21〕焊接，加固管〔21〕採用4 1/2 ″P－110套管，與原加固管相比抗外擠強度和抗拉強度都有提高，並且在長度相同的情況下，重量減輕。
新型油、水井套管加固器廢棄了原加固器兩次投球，而採用一次投球的現場施工方法。因原加固器只有內腔，第一次投球完成懸掛動作，第二次投球完成丟手動作。新型加固器的中心管〔8〕將加固器分為內、外腔，投球後在外腔完成懸掛動作，在內腔完成丟手動作。
新型油、水井套管加固器在施工時將加固器用油管下到套管變形部位，從油管內投鋼球〔11〕後，起動泵車，高壓液體由中心管〔8〕的傳壓槽〔22〕進入中心管〔8〕的外腔，壓力作用在大活塞〔7〕上，使外錐套〔10〕的錐面迫使圓卡瓦〔14〕徑向漲開，外齒〔27〕卡緊套管內壁，在外腔完成懸掛動作。待壓力繼續升高，剪斷銷釘〔15〕被剪斷，鋼球〔11〕和丟手活塞〔13〕下行，定位環〔18〕給丟手卡簧〔16〕的卡簧爪〔24〕讓開收攏位置。當丟手活塞〔13〕下行到死點時，壓力由中心管〔8〕經過洩壓槽〔23〕進入加固器下部，使加固器和套管連通，壓力下降，此時可停泵，上提管柱，丟手卡簧〔16〕收攏，起出丟手部件，從而在內腔完成丟手動作。懸掛部件和加固部件留在套管變形部位。
新型油、水井套管加固器與原有加固器相比具有以下優點1、由於採用外錐套結構，使內通徑由80毫米增大到99.6毫米。據調查，生產井套管變形部位往往都在油層頂部。加固器內徑擴大後，套損井可下56毫米深井泵進行強採，或下95毫米小直徑分層注水管柱進行分層注水，從而擴大了套變井修復後的使用範圍，延長套管變形井使用壽命。同時加固器內通徑擴大後可以使2 1/2 ″油管通過，並可打撈外徑在99毫米以下的井下落物，還可採取洗井、測井、報廢等技術措施。
2、本加固器施工時，一次投球可完成懸掛、丟手兩個動作，從而縮短了施工時間，減少施工費用。
3、懸掛、丟手動作完成後，管柱中油套管內外連通，起管柱時液體都留在井中，這有利於文明施工。
4、加固器長度比原加固器有所減少、重量減輕。
5、加固器丟手後留在井內的工具長度由原來的1.098米減少到0.36米。由於本加固器外筒〔3〕與圓卡瓦〔14〕不相連，丟手後只有懸掛部件和加固部件留在井內。而原加固器外筒和卡瓦相連，丟手後外筒也留在井內。
6、加固管〔21〕採用高強度4 1/2 ″套管，提高了加固管抗外擠強度和抗拉強度，並且重量減輕。
7、本加固器結構緊湊、簡單、成本低。
新型油、水井套管加固器對套管變形井經整形後，套管內徑達到0.12米的油、水井進行加固效果最佳。
對不出砂能扶正的活動型套管錯斷井下入加固器後，在加固器上、下接封隔器，不但可以撥正錯斷口，而且還能密封錯斷口的部位。
對套管外漏及破裂井下入加固器後，上、下接封隔器進行加固也可以收到很好的效果。
附圖標記對照表1、上接頭 15、剪斷銷釘2、調整螺母 16、丟手卡簧3、外 筒 17、連接套4、密封圈 18、定位環5、密封圈 19、鎖緊螺母6、密封圈 20、接 頭7、大活塞 21、加固管8、中心管 22、傳壓槽9、圓螺母 23、洩壓槽10、外錐套 24、卡簧爪11、鋼 球 25、長 槽12、密封圈 26、內 齒13、丟手活塞 27、外 齒14、圓卡瓦
權利要求
1.新型油、水井套管加固器是一種油田生產井大修用的井下工具。它包括丟手、懸掛、加固三大部件，其特徵在於它採用使內通徑擴大的外錐套結構，即把錐套和推動錐套的活塞由原加固器內部中心位置移到新型加固器的外腔。
2.如權利要求
1所說的新型油、水井套管加固器，進一步的特徵在於丟手部件插入懸掛部件下部。丟手部件中的中心管〔8〕將加固器分為內、外腔，它的上端和上接頭〔1〕內扣相連，下端和丟手卡簧〔16〕相連；它的上、下方各開有四個長形槽。推動外錐套〔10〕下移的大活塞〔7〕位於外腔內。
3.如權利要求
1所說的新型油、水井套管加固器，進一步的特徵在於丟手部件中的丟手卡簧〔16〕定位在懸掛部件的連接套〔17〕的環形槽內。
4.如權利要求
1所說的新型油、水井套管加固器，進一步的特徵在於所說的懸掛部件中的圓卡瓦〔14〕為一體，並在軸向上開有兩端封閉的長槽，圓卡瓦〔14〕的下端和連接套〔17〕相連。
5.如權利要求
1所說的新型油、水井套管加固器，進一步的特徵在於加固部件中的加固管採用高強度4 1/2 ″P－110套管。
專利摘要
新型油、水井套管加固器是一種油田生產井大修用的井下工具。它是對∴″套管變形井，經整形後進行套管加固的一種工具。它由丟手、懸掛、加固三大部件組成。新型油、水井套管加固器的懸掛部件採用外錐套結構，使內通徑由80毫米增大到99.6毫米，從而擴大了套變井修復後的使用範圍。它採用一次投球，用液壓能轉換成機械能，同時完成懸掛、丟手兩個動作的施工方法，有利於文明施工，縮短施工時間，減少生產投資。
文檔編號E21B23/00GK86208253SQ86208253
公開日1987年11月18日 申請日期1986年10月26日
發明者鄭維國, 何光仁, 孫海波 申請人:大慶石油管理局採油技術服務公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan