專利名稱:新型油、水井套管加固器的制作方法
新型油、水井套管加固器是一種油田生產(chǎn)井用的大修工具，它是對(duì)5 1/2 ″套管變形井，經(jīng)整形后進(jìn)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(xù)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(cè)量”及1969年12月“油氣雜志”中的“殼牌油公司風(fēng)險(xiǎn)分析的成本”等文獻(xiàn)。套管變形井整形后，國內(nèi)外都進(jìn)行加固，防止套管重復(fù)變形及井況繼續(xù)惡化。目前國外加固套管采用油套管環(huán)形空間加載加固法，即在油套管環(huán)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(qiáng)度并使套管損壞率下降。另外國外還采用襯管、襯管加水泥、分段襯管加水泥等措施，但由于以上措施存在工藝復(fù)雜、成本高、水泥漿不好控制、修復(fù)后內(nèi)通徑小等缺點(diǎn)，不適于國內(nèi)油田使用。
目前國內(nèi)已有的80毫米內(nèi)通徑加固器存在以下主要缺點(diǎn)(1)內(nèi)通徑小，因它的懸掛部件是內(nèi)錐套結(jié)構(gòu)，錐套占據(jù)了內(nèi)通道位置，還由于大部分井變形部位都在油層上部，所以修復(fù)后的套變井不能進(jìn)行強(qiáng)采和分注，從而限制了套變井修復(fù)后的使用范圍。
(2)現(xiàn)場(chǎng)施工需投兩次球，分別完成懸掛動(dòng)作和丟手動(dòng)作。施工成本高、時(shí)間長。
(3)丟手后加固器沒有泄壓口。在起管柱時(shí)將油、水、泥漿帶到井場(chǎng)。對(duì)有的井還要重新壓井后才能采取其它工藝措施，這樣即不利于文明施工，又增加施工時(shí)間和生產(chǎn)投資。
(4)因外筒和卡瓦連接，丟手后外筒仍留在井內(nèi)，增加了工具的成本。
針對(duì)原有加固器存在的上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型的油、水井套管加固器。它采用外錐套結(jié)構(gòu)使內(nèi)通徑增大，并且采用一次投球法施工，克服了原加固器的缺點(diǎn)。
圖1是新型油、水井套管加固器結(jié)構(gòu)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。
用于投送的丟手部件由上接頭〔1〕、調(diào)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(huán)〔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，并有密封圈〔4〕密封。調(diào)整螺母〔2〕起調(diào)整鎖緊作用，外筒〔3〕內(nèi)下部有一臺(tái)階，防止在起丟手工具時(shí)大活塞〔7〕掉下。
圖2為中心管結(jié)構(gòu)示意圖。中心管〔8〕將加固器分為內(nèi)、外腔，它的上端和上接頭〔1〕的內(nèi)扣相連，下端和丟手卡簧〔16〕相連。中心管的上方開有四個(gè)長形傳壓槽〔22〕，壓力可通過傳壓槽〔22〕作用于大活塞〔7〕上。中心管的下方開有四個(gè)長形泄壓槽〔23〕，當(dāng)完成丟手動(dòng)作后，通過泄壓槽〔23〕泄壓，加固器的內(nèi)腔可與套管連通。中心管〔8〕內(nèi)下部有一臺(tái)階，防止起丟手工具時(shí)，丟手活塞〔13〕掉下。
大活塞〔7〕為環(huán)形活塞，它和圓螺母〔9〕相連被定位在外筒〔3〕和中心管〔8〕構(gòu)成的外腔內(nèi)。密封圈〔5〕使外筒〔3〕和大活塞〔7〕的接觸面密封。當(dāng)有壓力作用在大活塞〔7〕上時(shí)，可推動(dòng)外錐套〔10〕下行，以完成懸掛動(dòng)作。中心管〔8〕通過大活塞〔7〕的環(huán)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(jié)構(gòu)示意圖。丟手卡簧〔16〕平時(shí)定位在連接套〔17〕的環(huán)形槽內(nèi)，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(dòng)作。丟手后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(nèi)。
丟手活塞〔13〕上部有球座，下部與定位環(huán)〔18〕、鎖緊螺母〔19〕連成一體，并用剪斷銷釘〔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(hù)密封面，剪斷銷釘〔15〕位于密封圈〔12〕的下部位置。定位環(huán)〔18〕套入丟手卡簧〔16〕的卡簧爪〔24〕內(nèi)，鎖緊螺母〔19〕固定定位環(huán)〔18〕，并在起丟手工具時(shí)防止丟手卡簧〔16〕和圓螺母〔9〕掉入井內(nèi)，同時(shí)它還可使加固器便于拆卸。
懸掛部件的外錐套〔10〕位于圓螺母〔9〕和圓卡瓦〔14〕之間，它的內(nèi)徑大于加固器中的懸掛、加固部件的內(nèi)徑。新型油、水井套管加固器的錐套廢棄了原加固器內(nèi)錐套結(jié)構(gòu)而采用外錐套結(jié)構(gòu)，把錐套和推動(dòng)錐套的活塞，由原加固器內(nèi)部中心位置移到新型加固器的外腔，從而使內(nèi)通徑由80毫米擴(kuò)大到99.6毫米。
圖4為圓卡瓦結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)為一體，在軸向上開有兩端封閉的長槽〔25〕，并且有內(nèi)齒〔26〕、外齒〔27〕。當(dāng)外錐套〔10〕受力錐入后，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(nèi)齒〔26〕有止退牙防止外錐套〔10〕退出，并且圓卡瓦〔14〕內(nèi)徑錐度小于4°，有自鎖能力。圓卡瓦〔14〕為一體，在特殊施工需打撈時(shí)也便于打撈。
連接套〔17〕有環(huán)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(tái)階，以防加固器迂阻頓擊時(shí)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〕采用4 1/2 ″P－110套管，與原加固管相比抗外擠強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度都有提高，并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，而采用一次投球的現(xiàn)場(chǎng)施工方法。因原加固器只有內(nèi)腔，第一次投球完成懸掛動(dòng)作，第二次投球完成丟手動(dòng)作。新型加固器的中心管〔8〕將加固器分為內(nèi)、外腔，投球后在外腔完成懸掛動(dòng)作，在內(nèi)腔完成丟手動(dòng)作。
新型油、水井套管加固器在施工時(shí)將加固器用油管下到套管變形部位，從油管內(nèi)投鋼球〔11〕后，起動(dòng)泵車，高壓液體由中心管〔8〕的傳壓槽〔22〕進(jìn)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(nèi)壁，在外腔完成懸掛動(dòng)作。待壓力繼續(xù)升高，剪斷銷釘〔15〕被剪斷，鋼球〔11〕和丟手活塞〔13〕下行，定位環(huán)〔18〕給丟手卡簧〔16〕的卡簧爪〔24〕讓開收攏位置。當(dāng)丟手活塞〔13〕下行到死點(diǎn)時(shí)，壓力由中心管〔8〕經(jīng)過泄壓槽〔23〕進(jìn)入加固器下部，使加固器和套管連通，壓力下降，此時(shí)可停泵，上提管柱，丟手卡簧〔16〕收攏，起出丟手部件，從而在內(nèi)腔完成丟手動(dòng)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(yōu)點(diǎn)1、由于采用外錐套結(jié)構(gòu)，使內(nèi)通徑由80毫米增大到99.6毫米。據(jù)調(diào)查，生產(chǎn)井套管變形部位往往都在油層頂部。加固器內(nèi)徑擴(kuò)大后，套損井可下56毫米深井泵進(jìn)行強(qiáng)采，或下95毫米小直徑分層注水管柱進(jìn)行分層注水，從而擴(kuò)大了套變井修復(fù)后的使用范圍，延長套管變形井使用壽命。同時(shí)加固器內(nèi)通徑擴(kuò)大后可以使2 1/2 ″油管通過，并可打撈外徑在99毫米以下的井下落物，還可采取洗井、測(cè)井、報(bào)廢等技術(shù)措施。
2、本加固器施工時(shí)，一次投球可完成懸掛、丟手兩個(gè)動(dòng)作，從而縮短了施工時(shí)間，減少施工費(fèi)用。
3、懸掛、丟手動(dòng)作完成后，管柱中油套管內(nèi)外連通，起管柱時(shí)液體都留在井中，這有利于文明施工。
4、加固器長度比原加固器有所減少、重量減輕。
5、加固器丟手后留在井內(nèi)的工具長度由原來的1.098米減少到0.36米。由于本加固器外筒〔3〕與圓卡瓦〔14〕不相連，丟手后只有懸掛部件和加固部件留在井內(nèi)。而原加固器外筒和卡瓦相連，丟手后外筒也留在井內(nèi)。
6、加固管〔21〕采用高強(qiáng)度4 1/2 ″套管，提高了加固管抗外擠強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，并且重量減輕。
7、本加固器結(jié)構(gòu)緊湊、簡單、成本低。
新型油、水井套管加固器對(duì)套管變形井經(jīng)整形后，套管內(nèi)徑達(dá)到0.12米的油、水井進(jìn)行加固效果最佳。
對(duì)不出砂能扶正的活動(dòng)型套管錯(cuò)斷井下入加固器后，在加固器上、下接封隔器，不但可以撥正錯(cuò)斷口，而且還能密封錯(cuò)斷口的部位。
對(duì)套管外漏及破裂井下入加固器后，上、下接封隔器進(jìn)行加固也可以收到很好的效果。
附圖標(biāo)記對(duì)照表1、上接頭 15、剪斷銷釘2、調(diào)整螺母 16、丟手卡簧3、外 筒 17、連接套4、密封圈 18、定位環(huán)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、泄壓槽10、外錐套 24、卡簧爪11、鋼 球 25、長 槽12、密封圈 26、內(nèi) 齒13、丟手活塞 27、外 齒14、圓卡瓦
權(quán)利要求
1.新型油、水井套管加固器是一種油田生產(chǎn)井大修用的井下工具。它包括丟手、懸掛、加固三大部件，其特征在于它采用使內(nèi)通徑擴(kuò)大的外錐套結(jié)構(gòu)，即把錐套和推動(dòng)錐套的活塞由原加固器內(nèi)部中心位置移到新型加固器的外腔。
2.如權(quán)利要求
1所說的新型油、水井套管加固器，進(jìn)一步的特征在于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(nèi)、外腔，它的上端和上接頭〔1〕內(nèi)扣相連，下端和丟手卡簧〔16〕相連；它的上、下方各開有四個(gè)長形槽。推動(dòng)外錐套〔10〕下移的大活塞〔7〕位于外腔內(nèi)。
3.如權(quán)利要求
1所說的新型油、水井套管加固器，進(jìn)一步的特征在于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(huán)形槽內(nèi)。
4.如權(quán)利要求
1所說的新型油、水井套管加固器，進(jìn)一步的特征在于所說的懸掛部件中的圓卡瓦〔14〕為一體，并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(quán)利要求
1所說的新型油、水井套管加固器，進(jìn)一步的特征在于加固部件中的加固管采用高強(qiáng)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(chǎn)井大修用的井下工具。它是對(duì)∴″套管變形井，經(jīng)整形后進(jìn)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采用外錐套結(jié)構(gòu)，使內(nèi)通徑由80毫米增大到99.6毫米，從而擴(kuò)大了套變井修復(fù)后的使用范圍。它采用一次投球，用液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，同時(shí)完成懸掛、丟手兩個(gè)動(dòng)作的施工方法，有利于文明施工，縮短施工時(shí)間，減少生產(chǎn)投資。
文檔編號(hào)E21B23/00GK86208253SQ86208253
公開日1987年11月18日 申請(qǐng)日期1986年10月26日
發(fā)明者鄭維國, 何光仁, 孫海波 申請(qǐng)人:大慶石油管理局采油技術(shù)服務(wù)公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan