一種石油修井作業套管頭的製作方法

2023-05-08 22:17:26 1

一種石油修井作業套管頭的製作方法
【專利摘要】一種石油修井作業套管頭，屬於石油機械領域。解決了現有套管頭密封效果差、懸掛器承重能力差而導致「塌井」的技術問題。該套管頭包括：表層套管套設在技術套管的外部組成套管組件，套管頭本體套設在套管組件的一端，倒卡瓦懸掛器套設在套管組件外部，倒卡瓦懸掛器與所述套管頭本體通過螺釘連接；技術套管與套管頭本體之間設置有技術套管密封單元；表層套管與套管頭本體之間設置有表層套管密封單元。該套管頭採用表層套管密封單元和技術套管密封單元對表層套管和技術套管進行密封，解決了傳統套管頭密封效果不好出現的「串氣」事故；採用承重能力強的倒卡瓦懸掛器，消除了由於懸掛器承重能力弱引起的「塌井」事故。
【專利說明】一種石油修井作業套管頭

【技術領域】
[0001]本實用新型屬於石油機械領域，特別涉及一種石油修井作業套管頭。

【背景技術】
[0002]根據油田反饋的信息顯示，普通TFlO 3/4X51/2套管連接程序的套管頭在座掛過程中經常出現座掛不到位的現象，此種作業隱患前期此較隱蔽、不易被發覺，在固51/2"油層套管完井過程中由於座掛不到位會出現泥漿從懸掛器環空周圍往上返的跡象，這說明5 1/2"油層套管環空密封失敗，如果繼續進行後續作業在套管頭上面安裝其他井口裝置，那麼在井口裝置安裝完畢進行採油作業的過程中一定會出現「竄氣」事故，那樣後果不堪設想。所以一般出現5 1/2"油層套管環空密封失敗這種情況後，後續作業根本無法進行，只能封井擱置。
[0003]還有一種情況就是，固5 1/2"油層套管完井過程中懸掛器座掛到位了，但是在後續射孔、壓裂作業過程中出現人為操作失誤，射孔深度計算錯誤導致了大量的酸化壓裂液體竄入已經固好的5 1/2"油層套管的水泥周圍，水泥遇到酸化壓裂液體很快就被酸化腐蝕、稀釋，套管的周向摩擦應力很快消失，這樣一來不小於200噸的油層套管自重力全部轉化在懸掛器連接部位，出現這種事故井上作業人員不易察覺井下環境變化，在不知情的情況下還會繼續按正常作業程序進行試壓，70Mpa壓力再加上5 1/2"油層套管自重使得懸掛器根本無法承受這麼大的向下的作用力，這樣一來要麼懸掛器連接部位斷裂，要麼連著整個懸掛器一起下沉，出現「塌井」事故。跟第一種情況一樣出現這種事故後續作業也根本無法進行，只能封井擱置。
[0004]出現以上兩種問題的井都無法繼續進行後續作業，這樣一來，前期測井、完井投入的大量人力物力全部徒勞，耽誤了作業進度的同時也產生了大量的人員誤工費用，浪費了大量的人力物力，使國家財產遭受重大損失。
實用新型內容
[0005]為了解決現有石油修井作業套管頭密封效果差、懸掛器承重能力差而導致「塌井」的技術問題，提供一種密封效果好、懸掛器承重能力強的石油修井作業套管頭。具體結構如下:
[0006]一種石油修井作業套管頭，技術套管、表層套管、倒卡瓦懸掛器、套管頭本體、表層套管密封單元、技術套管密封單元；
[0007]所述表層套管套設在所述技術套管的外部組成套管組件，所述套管頭本體套設在套管組件的一端，所述倒卡瓦懸掛器套設在套管組件外部，所述倒卡瓦懸掛器與所述套管頭本體通過螺釘連接；
[0008]所述技術套管與所述套管頭本體之間設置有技術套管密封單元；所述表層套管與所述套管頭本體之間設置有表層套管密封單元。
[0009]進一步的，所述套管頭本體的一端設置有空腔，所述空腔內部設置有內螺紋。
[0010]進一步的，所述倒卡瓦懸掛器由卡瓦殼體、壓緊螺栓、卡瓦牙構成，所述卡瓦殼體為圓環狀，卡瓦殼體上設置有多個通孔，所述套管頭本體下端面設有與卡瓦殼體上的通孔相配合的螺紋孔，所述套管頭本體與卡瓦殼體之間通過壓緊螺栓連接，所述卡瓦殼體的內側面為臺階式楔形，卡瓦牙的外側為與卡瓦殼體內側相配的臺階式楔形。
[0011]進一步的，所述卡瓦殼體上設置有8個通孔，所述套管頭本體下端面設有與卡瓦殼體上的通孔相配合的8個螺紋孔，所述套管頭本體與卡瓦殼體之間通過8個所述壓緊螺栓連接。
[0012]進一步的，所述表層套管密封單元包括:表層套管注脂閥、表層套管洩放螺塞、多個表層套管接箍二次密封圈、表層套管接箍；
[0013]所述表層套管接箍為圓環狀，套設於接近所述倒卡瓦懸掛器一端的所述表層套管的外壁上，所述多個表層套管接箍二次密封圈套設於所述表層套管接箍的外部，所述套管頭本體套設於所述多個表層套管接箍二次密封圈外部；
[0014]所述套管頭本體的側壁上設置有與所述多個表層套管接箍二次密封圈連通的第一通孔組和第二通孔組，所述第一通孔組和所述第二通孔組相對設置，所述第一通孔組的每個通孔內設置有表層套管注脂閥，所述第二通孔組的每個通孔內部設置有表層套管洩放螺塞。
[0015]進一步的，所述表層套管接箍二次密封圈為2個，所述第一通孔組和所述第二通孔組的通孔數均為2個。
[0016]進一步的，所述技術套管密封單元包括:技術套管注脂閥、技術套管洩放螺塞、多個技術套管二次密封圈；
[0017]所述多個技術套管二次密封圈均設置於所述技術套管的外壁與所述套管頭本體的內壁之間；
[0018]所述套管頭本體的側壁上設置有與所述多個技術套管二次密封圈連通的第三通孔組和第四通孔組，所述第三通孔組和所述第四通孔組相對設置，所述第一通孔組的每個通孔內設置有技術套管注脂閥，所述第二通孔組的每個通孔內部設置有技術套管洩放螺塞。
[0019]進一步的，所述技術套管二次密封圈為2個，所述第三通孔組和所述第四通孔組的通孔數均為2個。
[0020]本實用新型提供的石油修井作業套管頭採用表層套管密封單元和技術套管密封單元對表層套管和技術套管進行密封，解決了傳統套管頭密封效果不好出現的「串氣」事故；該石油修井作業套管頭採用承重能力強的倒卡瓦懸掛器，消除了由於懸掛器承重能力弱引起的「塌井」事故。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本實用新型實施例提供的石油修井作業套管頭結構示意圖。

【具體實施方式】
[0023]為解決上述實際出現的問題，最大程度地降低財產損失，根據油田用戶實際需要設計研發了一種新型石油修井作業套管頭，本新型可以最大程度的挽回財產的損失，使得出現事故的井可以進行後續作業，並且本新型操作簡單、安裝方便效率高，不耽誤生產作業進程，在按使用說明正確安裝石油修井作業套管頭後可以完全保證後續井口作業的正常進行。
[0024]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0025]本新型石油修井作業套管頭的設計製造完全按照GB/T22513-2008《石油天然氣工業鑽井和採油設備井口裝置和採油樹》標準執行，具有很好的互換性。
[0026]本實用新型中的技術套管I為5 1/2"技術套管；表層套管2為10 3/4"表層套管；卡瓦殼體3為10 3/4"卡瓦殼體；壓緊螺栓4為10 3/4"壓緊螺栓；卡瓦牙5為103/4"卡瓦牙；表層套管注脂閥6為10 3/4"表層套管注脂閥；表層套管洩放螺塞7為103/4"表層套管洩放螺塞；表層套管接箍二次密封圈8為10 3/4」表層套管接箍二次密封圈；表層套管接箍9為10 3/4"表層套管接箍；技術套管注脂閥10為5 1/2」技術套管注脂閥；技術套管洩放螺塞11為5 1/2"技術套管洩放螺塞；技術套管二次密封圈12為51/2"技術套管二次密封圈；內螺紋14為5 1/2" LCSG內螺紋。
[0027]如圖1所示，為本實用新型實施例提供的一種石油修井作業套管頭。包括技術套管1、表層套管2、倒卡瓦懸掛器、套管頭本體13、表層套管密封單元、技術套管密封單元；
[0028]所述表層套管2套設在所述技術套管I的外部組成套管組件，所述套管頭本體13套設在套管組件的一端，所述倒卡瓦懸掛器套設在套管組件外部，所述倒卡瓦懸掛器與所述套管頭本體13通過螺釘連接；
[0029]所述技術套管I與所述套管頭本體13之間設置有技術套管密封單元；所述表層套管2與所述套管頭本體13之間設置有表層套管密封單元。
[0030]所述套管頭本體13的一端設置有空腔，所述空腔內部設置有內螺紋14。套管頭本體13端部的空腔用來安裝雙公短節，通過雙公短節過渡連接其他井口裝置。本修井作業套管頭安裝便捷。
[0031]所述倒卡瓦懸掛器由卡瓦殼體3、壓緊螺栓4、卡瓦牙5構成，所述卡瓦殼體3為圓環狀，卡瓦殼體3上設置有多個通孔，所述套管頭本體13下端面設有與卡瓦殼體3上的通孔相配合的螺紋孔，所述套管頭本體13與卡瓦殼體3之間通過壓緊螺栓4連接，所述卡瓦殼體3的內側面為臺階式楔形，卡瓦牙5的外側為與卡瓦殼體3內側相配的臺階式楔形。該倒卡瓦懸掛器採用的是WD型結構，通過調節壓緊螺栓4可以壓緊卡瓦殼體3，卡瓦殼體3與卡瓦牙5楔形配合，卡瓦殼體上移壓縮卡瓦牙向內收縮變形從而抱緊表層套管2。這樣的結構設計可以最大程度的保證懸掛器對表層套管2的懸掛能力，作業安全係數大大提高。
[0032]為了保證倒卡瓦懸掛器與套管頭本體連接的穩定性，所述卡瓦殼體3上設置有8個通孔，所述套管頭本體13下端面設有與卡瓦殼體3上的通孔相配合的8個螺紋孔，所述套管頭本體13與卡瓦殼體3之間通過8個所述壓緊螺栓4連接。
[0033]為了保證表層套管與套管頭本體之間的密封性，在表層套管與套管頭本體之間設置表層套管密封單元，所述表層套管密封單元包括:表層套管注脂閥6、表層套管洩放螺塞
7、多個表層套管接箍二次密封圈8、表層套管接箍9 ;所述表層套管接箍9為圓環狀，套設於接近所述倒卡瓦懸掛器一端的所述表層套管2的外壁上，所述多個表層套管接箍二次密封圈8套設於所述表層套管接箍9的外部，所述套管頭本體13套設於所述多個表層套管接箍二次密封圈8外部；所述套管頭本體13的側壁上設置有與所述多個表層套管接箍二次密封圈8連通的第一通孔組和第二通孔組，所述第一通孔組和所述第二通孔組相對設置，所述第一通孔組的每個通孔內設置有表層套管注脂閥6，所述第二通孔組的每個通孔內部設置有表層套管洩放螺塞7。
[0034]為了保證表層套管的密封性，所述表層套管接箍二次密封圈8為2個，所述第一通孔組和所述第二通孔組的通孔數均為2個。
[0035]為了保證技術套管與套管頭本體之間的密封性，在技術套管與套管頭本體之間設置技術套管密封單元，技術套管密封單元包括:技術套管注脂閥10、技術套管洩放螺塞11、多個技術套管二次密封圈12 ;所述多個技術套管二次密封圈12均設置於所述技術套管I的外壁與所述套管頭本體13的內壁之間；所述套管頭本體13的側壁上設置有與所述多個技術套管二次密封圈12連通的第三通孔組和第四通孔組，所述第三通孔組和所述第四通孔組相對設置，所述第一通孔組的每個通孔內設置有技術套管注脂閥，所述第二通孔組的每個通孔內部設置有技術套管洩放螺塞。
[0036]為了保證技術套管的密封性，所述技術套管二次密封圈8為2個，所述第三通孔組和所述第四通孔組的通孔數均為2個。
[0037]本使用新型提供的石油修井作業套管頭通過技術套管二次密封圈12和表層套管接箍二次密封圈8對技術套管I和表層套管2進行密封，技術套管二次密封圈和表層套管接箍二次密封圈均採用HNBR高飽和氫化丁晴橡膠材質，在套管頭本體到位的時候，可以用密封脂注塑槍通過技術套管注脂閥和表層套管注脂閥向技術套管二次密封圈和表層套管接箍二次密封圈的環形空間內打入EM08密封脂，射入各密封圈內的EM08密封脂使各二次密封圈膨脹抱緊套管外壁從而達到密封的效果，經檢測此種密封結構密封係數極高，可以保證試壓35MPa壓力15min無洩漏，符合國家標準GB/T22513-2008《石油天然氣工業鑽井和採油設備井口裝置和採油樹》的要求。套管頭本體13採用符合GB/T22513-2008中75K材料製造，並按GB/T22513-2008規定進行了有關液壓強度試驗，工作安全可靠。
[0038]本新型石油修井作業套管頭結構簡單、操作方便，沒有冗雜多餘的部件，結構清晰一目了然，即使對於現場操作經驗不是很豐富的作業人員看到圖紙後結合說明書也基本能夠獨立完成安裝操作，採用這種結構設計避免了結構複雜而導致現場操作人員錯誤操作給作業造成損失。
[0039]在安裝本石油修井作業套管頭之前要先卸掉原有出現問題的套管頭，露出表層套管2和技術套管1，其中表層套管2露出地表200mm左右，技術套管I露出地表360mm左右，將技術套管和水平套管頂端水平鋸齊，同時打磨掉稜角和毛刺。將本石油修井作業套管頭的倒卡瓦懸掛器和套管頭本體13用壓緊螺栓4連接好後保持水平緩慢的坐落在兩個套管上面，旋緊8根壓緊螺栓4，使倒卡瓦懸掛器抱緊表層套管2。卸下兩個表層套管注脂閥6上面的螺帽接上密封脂注塑槍，向表層套管接箍二次密封圈8內部環形空間打入EM08密封月旨，通過充填密封脂迫使二次密封圈膨脹壓縮表層套管2實現密封表層套管2的環形空間。另外在兩個表層套管注脂閥6的水平對向位置設置有兩個表層套管洩放螺塞7，它的作用是在密封圈內充填密封脂的時候擰開洩放螺塞7，發現有密封脂從洩放螺塞7中流出時說明密封脂已經充填到位。同樣道理，技術套管注脂閥10、技術套管洩放螺塞11、技術套管二次密封圈12用來密封技術套管I。樣機測試結果表明，本石油修井作業套管頭的密封組件的壓力試驗結果符合GB/T22513-2008《石油天然氣工業鑽井和採油設備井口裝置和採油樹》國家標準，在35MPa壓力下密封15min無任何可見洩漏。
[0040]本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0041]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1.一種石油修井作業套管頭，其特徵在於，包括:技術套管(I)、表層套管(2)、倒卡瓦懸掛器、套管頭本體(13)、表層套管密封單元、技術套管密封單元； 所述表層套管(2)套設在所述技術套管(I)的外部組成套管組件，所述套管頭本體(13)套設在套管組件的一端，所述倒卡瓦懸掛器套設在套管組件外部，所述倒卡瓦懸掛器與所述套管頭本體(13)通過螺釘連接； 所述技術套管(I)與所述套管頭本體(13)之間設置有技術套管密封單元；所述表層套管(2)與所述套管頭本體(13)之間設置有表層套管密封單元。
2.如權利要求1所述的石油修井作業套管頭，其特徵在於，所述套管頭本體(13)的一端設置有空腔，所述空腔內部設置有內螺紋(14)。
3.如權利要求1所述的石油修井作業套管頭，其特徵在於，所述倒卡瓦懸掛器由卡瓦殼體(3)、壓緊螺栓(4)、卡瓦牙(5)構成，所述卡瓦殼體(3)為圓環狀，卡瓦殼體(3)上設置有多個通孔，所述套管頭本體(13)下端面設有與卡瓦殼體(3)上的通孔相配合的螺紋孔，所述套管頭本體(13)與卡瓦殼體(3)之間通過壓緊螺栓(4)連接，所述卡瓦殼體(3)的內側面為臺階式楔形，卡瓦牙(5)的外側為與卡瓦殼體(3)內側相配的臺階式楔形。
4.如權利要求3所述的石油修井作業套管頭，其特徵在於，所述卡瓦殼體(3)上設置有8個通孔，所述套管頭本體(13)下端面設有與卡瓦殼體(3)上的通孔相配合的8個螺紋孔，所述套管頭本體(13)與卡瓦殼體(3)之間通過8個所述壓緊螺栓(4)連接。
5.如權利要求1至4任意一項所述的石油修井作業套管頭，其特徵在於，所述表層套管密封單元包括:表層套管注脂閥￠)、表層套管洩放螺塞(7)、多個表層套管接箍二次密封圈(8)、表層套管接箍(9)； 所述表層套管接箍(9)為圓環狀，套設於接近所述倒卡瓦懸掛器一端的所述表層套管(2)的外壁上，所述多個表層套管接箍二次密封圈(8)套設於所述表層套管接箍(9)的外部，所述套管頭本體(13)套設於所述多個表層套管接箍二次密封圈(8)外部； 所述套管頭本體(13)的側壁上設置有與所述多個表層套管接箍二次密封圈(8)連通的第一通孔組和第二通孔組，所述第一通孔組和所述第二通孔組相對設置，所述第一通孔組的每個通孔內設置有表層套管注脂閥￠)，所述第二通孔組的每個通孔內部設置有表層套管洩放螺塞(7)。
6.如權利要求5所述的石油修井作業套管頭，其特徵在於，所述表層套管接箍二次密封圈(8)為2個，所述第一通孔組和所述第二通孔組的通孔數均為2個。
7.如權利要求1至4任意一項所述的石油修井作業套管頭，其特徵在於，所述技術套管密封單元包括:技術套管注脂閥(10)、技術套管洩放螺塞(11)、多個技術套管二次密封圈(12)； 所述多個技術套管二次密封圈(12)均設置於所述技術套管(I)的外壁與所述套管頭本體(13)的內壁之間； 所述套管頭本體(13)的側壁上設置有與所述多個技術套管二次密封圈(12)連通的第三通孔組和第四通孔組，所述第三通孔組和所述第四通孔組相對設置，所述第三通孔組的每個通孔內設置有技術套管注脂閥(10)，所述第四通孔組的每個通孔內部設置有技術套管洩放螺塞(11)。
8.如權利要求7所述的石油修井作業套管頭，其特徵在於，所述技術套管二次密封圈 (8)為2個，所述第三通孔組和所述第四通孔組的通孔數均為2個。
【文檔編號】E21B17/00GK203925314SQ201420301870
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月4日 優先權日:2014年6月4日
【發明者】丁為龍, 丁鵬程 申請人:鹽城金龍達機械製造有限公司