专利名称：套管柱压应力释放接箍的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油管材技术领域，特别涉及一种套管接箍。具体 说是一种预防井下管柱压縮屈曲变形的可压縮的套管接箍。
背景技术：
石油井下套管管柱是采油、采气的主要通道。完成钻井后，采用固 井方法将井下套管管柱与井壁固定在一起。石油井下管柱的完整性直接 影响油气井的寿命。油气井的储层段多为砂岩。在射孔试油后的采油阶段，油气井的储 层段套管柱由于受到出砂引起储层压实形成的轴向压縮载荷作用，极易 发生屈曲变形，致使井下采油工具被卡或油气流道堵塞，使油气井无法 正常生产，严重时导致油气井报废。例如，新疆油田南缘区块地质情况 为山前高陡构造，储层段岩性为砂岩，射孔试油后油气显示在短期内很 快变为零。测井显示储层段套管管柱发生严重的屈曲变形，致使试油道 堵塞。修井作业耗时耗力，导致该区块的勘探开发工作进展缓慢，直接 影响了油气田开发进度，严重影响了油田的经济效益。另外，在热采井中，由于采用高温蒸汽注入驱动稠油生产，井下套 管管柱受热膨胀，使套管管柱承受反复的压縮载荷。蒸汽注入使套管受 热膨帐，周围固井水泥的约束，套管管柱承受压縮载荷。套管管柱长期 承受反复的压縮载荷，产生累积塑性变形，使套管管柱的结构完整性遭 到破坏，管柱发生严重屈曲变形。例如，辽河油田是典型的稠油热采井 作业区。由于热采作业，套管柱屈曲变形占到套损总井数的79%以上， 严重影响了油田的经济效益。针对上述工况套管管柱发生屈曲变形的问题，需采用一种既可靠又 经济实用的预防措施。实用新型内容本实用新型的主要目的是提供一种套管柱压应力释放接箍，采用 波纹管为中间段的接箍形式，抵消、克服井下套管管柱受压縮后产生的 屈曲变形问题。使用套管柱压应力释放接箍连接的套管管柱，能提高石 油井下套管管柱的使用寿命。本实用新型的技术方案是套管柱压应力释放接箍包括螺纹段和 波纹段，波纹段的两端是螺纹段，两端的螺纹段有内螺纹，内螺纹采用 API内螺纹标准加工，能与API标准的套管连接。套管柱压应力释放接 箍两端API内螺纹接头中间有波纹段。波纹段依据实际工况套管管柱变 形要求加工，波纹段的波纹数量在3—15个之间依据实际工况的套管柱 压縮量要求，确定波数。波纹段的厚度在6—24毫米之间，依据实际选 用套管的名义壁厚确定。纹波包括波峰和波谷，套管柱压应力释放接箍 外壁上向外凸出部分为波峰；套管柱压应力释放接箍外壁上向内凹陷部分为波谷，乡邻两个波峰之间的距离为波距。波纹的波距长度为12—48 毫米之间，为实际选用套管名义壁厚的2倍左右。波峰和波谷相切圆弧 的半径为3—12毫米之间，为实际选用套管名义壁厚的1/2。波幅高度 为8—10毫米之间，波幅即波谷的深度。套管柱压应力释放接箍的波纹段不同于普通意义的波纹管。普通意 义的波纹管壁厚仅在0. 2—0. 5毫米之间，本实用新型波纹段的厚度是普 通意义的波纹管壁厚度的30倍左右；应用范围不同，普通意义的波纹管 一般应用于仪表上，本实用新型应用于石油井下套管接箍；作用和原理 不同，普通意义的波纹管受热膨胀伸长，遇冷收缩；本实用新型波纹段 是在套管管柱受热膨胀压縮时，抵消、克服井下套管管柱受压縮后产生的屈曲变形。本实用新型的有益效果是套管柱压应力释放接箍，结构上采用具有 波纹形式的压应力释放方式，改变了现有API标准接箍的刚性连接，使 油层段套管柱的连接方式变为柔性连接，以克服轴向压縮载荷造成的套 管柱屈曲变形。能抵消、克服井下套管管柱受压縮后产生的屈曲变形， 使用套管柱压应力释放接箍连接的套管管柱，能提高石油井下套管管柱 的使用寿命。提高了管柱结构的完整性。套管柱压应力释放接箍结构简 单，现场使用方便，不需特殊上扣工具和扭矩的特别要求，完全可以按 API套管螺纹上扣程序和扭矩的要求操作，没有特殊要求。本实用新型的套管柱压应力释放接箍结构有较大的改进，打破传统 套管接箍功能单一，仅能起到连接套管作用；使用传统套管接箍连接的 套管管柱不能抵消、克服井下套管管柱受压縮后产生的屈曲变形。
图1是本实用新型套管柱压应力释放接箍结构剖面示意图。是实施 例1的结构示意图。图中，l.螺纹段，2.波纹段，3.波峰，4.波谷。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。 实施例1:以一件139. 70X 10. 54腿钢级P110偏梯形螺纹BC的套管柱压应力释放接箍为例，进行说明。参阅图1。套管柱压应力释放接箍包括螺纹段1和波纹段2，波纹段 2的两端是螺纹段1，两端的螺纹段1有内螺纹，内螺纹采用API偏梯形 内螺纹标准加工而成。套管柱压应力释放接箍两端API内螺纹接头中间 有波纹段2。波纹段2的波纹数量3个，波纹段2的厚度10. 54毫米。波纹包括波峰3和波谷4。波纹的波距长度是21. 08毫米。波峰3和波 谷4的圆弧半径是5. 27毫米。波幅高度是9毫米。本实用新型套管柱压应力释放接箍具体尺寸设计，是根据具体工况 管柱压縮变形量的要求，选定套管柱确定伸縮短节数量并设计套管柱压 应力释放接箍波纹数量，然后加工。确定波数后，依据套管规格选定API 标准螺纹接头长度，确定短节长度，首先加工波纹段内表面波纹，然后 加工螺纹段的内螺纹，最后加工波纹段外面的波纹。加工套管柱压应力 释放接箍使用的钢材与套管管体的钢级相同。上扣时，两端螺纹段的内 螺纹表面均匀涂抹螺纹脂。采用专用套管钳夹持螺纹段外表面旋转。根 据API螺纹扣型采用API最大扭矩上扣。也可在生产场直接与套管管体 外螺纹端上扣。
权利要求1、一种套管柱压应力释放接箍，包括螺纹段(1)和波纹段(2)，波纹段(2)的两端是螺纹段(1)，两端的螺纹段(1)有内螺纹，内螺纹采用API内螺纹标准加工成，其特征是套管柱压应力释放接箍两端API内螺纹接头中间有波纹段(2)，波纹段(2)的波纹数量在3-15个之间，波纹段(2)的厚度在6-24毫米之间，波纹包括波峰(3)和波谷(4)，波纹的波距长度为12-48毫米之间，波峰(3)和波谷(4)的圆弧半径为3-12毫米之间，波幅高度为8-10毫米之间。
专利摘要套管柱压应力释放接箍，应用于石油井下套管管柱。特征是包括螺纹段和波纹段，波纹段的两端是螺纹段，两端的螺纹段有内螺纹，内螺纹采用API内螺纹标准加工成。套管柱压应力释放接箍两端API内螺纹接头中间有波纹段。波纹段的波纹数量在3-15个之间，波纹段的厚度在6-24毫米之间。波纹包括波峰和波谷。波纹的波距长度为12-48毫米之间。波峰和波谷的圆弧半径为3-12毫米之间。波幅高度为8-10毫米之间。效果是克服井下套管管柱受压缩后产生的屈曲变形，提高石油井下套管管柱的使用寿命，打破传统套管接箍功能单一，只起连接套管作用；使用传统套管接箍连接的管柱不能抵消井下管柱受压缩后产生的屈曲变形。
文档编号E21B17/06GK201152152SQ20072019044
公开日2008年11月19日 申请日期2007年11月29日 优先权日2007年11月29日
发明者龙 杨, 凯 林, 王建东, 赵克枫, 韩礼红 申请人:中国石油天然气集团公司;中国石油天然气集团公司管材研究所