井下多用途可回收内衬管封隔装置的制作方法

文档序号:15367660发布日期:2018-09-07 22:18阅读:200来源:国知局

本实用新型属于油气开采井下套管修复领域,尤其涉及一种井下多用途可回收内衬管封隔装置。



背景技术:

油气开采的通道由下入井下的生产套管构成,然而随着开采年数的增加,井下套管受活跃地层蠕动以及地下矿化水的侵蚀,会出现不同程度的损坏现象,如果出现穿孔类损坏,将直接影响到井下油气的正常开采,这时就需要采用相应的内衬管修复技术对其进行修复作业。然而上天容易,入地难。对深入井下几千米的损坏套管井段进行修复作业的难度非常大,虽然相配套的修复工艺有很多,但真正能修复好的成功率很低,而且封隔密封的有效期也不长,综合分析得出的原因是:由于用于修复的内衬管与井下套管间的密封结构不合理,从而造成密封性能不达标。这个技术难点是公知的,然而受井下特殊工况的制约,又不容易克服。在一个固定尺寸的套管内下入内衬管,要保证内衬管的物理性能,那么其内径必然要缩小,而内径缩小后在需要下大直径作业工具时就会遇阻而不能通过,只有取出修复用内衬管才能完成所需作业,另没能实现有效封隔的修复用内衬管更需要及时取出,然而目前所采用的套管修复用内衬管都没有可回收设计,取出时需要上大型作业设备采用高强度磨铣工艺才能完成取出作业,所花费的作业时间及相应的成本相当高,高油价时不到万不得已都敢不作业,就目前低油价时期就更不会取了,这也是该类技术无法推广的一个重要原因。那么如何实现既能封隔成功以及在需要时还能便捷地取出已坐封的内衬管技术将是最有实际应用意义的,是值得加大力度研发的一项实用型新技术,如果根据需要在内衬管中间部位再设计上能连通套管与地层的可开关短节,那么实际应用的范围就能更广,目前还未见公开的实际应用性报道。



技术实现要素:

本实用新型的目的是修复用内衬管能对井下套管损坏井段和射孔井段进行有效封隔并能通过所连接的同通径可开、关短节控制射孔井段与生产套管的连通工况,根据作业需要其还具有能便捷地取出已坐封的修复用内衬管这一技术特征,由于大量采用新结构和新材料,使得坐封封隔性能非常可靠,简便的施工作业流程凭借小修作业设备就能顺利完成,能实现高效节能的技术含义,提供一种井下多用途可回收内衬管封隔装置。

本实用新型的技术方案是这样来实现的,一种井下多用途可回收内衬管封隔装置,其特点是,由包括液压做功总成、复合悬挂密封总成、可开关短节总成、多功能作业短节总成四个子总成,与自锁扩胀头、内衬管及输送管具组成:

a)液压做功总成主要由工作液缸、中心拉杆、弹性挂拉头、调整短节和转换短节组成;

b)复合悬挂密封总成主要由橡胶环、复合密封环、悬挂爪钉、防脱销钉和双梯形母扣构成;

c)可开关短节总成主要由短节外筒、内经向旋转环、防护环套、外筒带通孔、内经向旋转环带通孔、对接键、90°限位销钉、双梯形公扣和双梯形母扣构成;

d)多功能作业短节总成主要由弹性伸出爪、高压液流喷嘴、弹性螺旋转型垢刮块、引导头和API标准油管扣组成。

本实用新型提供一种井下多用途可回收内衬管封隔装置目的为能满足对井下套管损坏井段的内衬管修复所要求的抗内、外压性能以及长期有效的密封性能,通过对密封接触面的革新,凭借采用复合结构和新材料相结合,实现了更可靠的密封效果,其所包含的一个突出的技术特点是,在坐封和悬挂锁定结构上做了适应性改造,使其具有了可靠的坐封悬挂性能,新的装配结构还具有在需要时能安全快捷地解锁后一次性的取出全部内衬管;其另一个突出的技术特点是,内衬管所设计附带的可开关短节,能对油气层进行有针对性的打开和关闭,实现一次作业就能有效调控油气层的目的,由于采用与API标准的油管扣相匹配的转换短节,在作业连接上非常方便,整个作业流程凭借小修作业设备就能顺利完成,其高效能低成本的作业工况符合当今低油价时期作业技术的取向,具有很好的推广应用前景。

附图说明

图1为井下多用途可回收内衬管封隔装置作业工况构成图;

图2为液压做功总成基本构成示意图;

图3为复合悬挂密封总成示意图;

图4为可开关短节总成示意图;

图5为内衬管示意图;

图6为双公内衬管短节头示意图;

图7为自锁扩胀头示意图;

图8为多功能作业短节总成示意图。

具体实施方式

由图1所示,井下多用途可回收内衬管封隔装置,其特点是,能够清晰直观地显示该系统所包含的组成结构,它由包括液压做功总成、复合悬挂密封总成、可开关短节总成、多功能作业短节总成四个子总成,与自锁扩胀头、内衬管及作业输送管具组成。

由图2所示,液压做功总成1其特点是,非常清晰地显示它由由工作液缸2、中心拉杆3、弹性挂拉头4、调整短节5和转换短节6组成,其中中心拉杆3为多节设计,可以根据需要连接加长。

由图3所示,复合悬挂密封总成7其特点是,主要由橡胶环8、复合密封环9、悬挂爪钉10、防脱销钉11和双梯形母扣12构成。

由图4所示,可开关短节总成13其特点是,主要由短节外筒14、内经向旋转环15、防护环套16、外筒所设通孔17、内经向旋转环所设通孔18、对接键19、90°限位销钉20、双梯形公扣21和双梯形母扣12构成。

由图5、图6所示,内衬管22其特征具有两种外形结构,一种由双梯形公扣21和双梯形母扣12构成;另一种两头都由双梯形公扣21的构成的短接头,以此来满足整体装置的装配要求,其可以根据作业设计要求,通过相对应的丝扣相互对接加长。

由图7所示,自锁扩胀头23其特点是,主要由自锁槽24和水眼25构成,所设水眼24的目的为实现整体具有一定尺寸的中间通道。

由图8所示,多功能作业短节总成26其特点是,主要由弹性伸出爪27、高压液流喷嘴28、弹性螺旋转型垢刮块29、引导头30和API标准油管扣31组成。

综上图示所述,一种井下多用途可回收内衬管封隔装置其技术目的是这样实现的,通过前期的井况检测作业,已探明套管在某个井段有损坏,作业方按井下多用途可回收内衬管封隔装置施工技术要求,对具体井段做了相应的处理后,即可进行内衬管封隔装置的组装工作,首先把下自锁扩胀头22大头向下套在已连接弹性挂拉头4的中心拉杆3上,再把装配好的下复合悬挂密封总成7不带丝扣端套在下自锁扩胀头23小头上,根据连接内衬管22的长度,可以把中心拉杆3接长,根据设计把需要的内衬管22套在中心拉杆3后,由内衬管22所带双梯形公扣21与复合悬挂密封总成7所带双梯形母扣12对接上紧,可以根据设计要求一直增加中心拉杆3和所配套内衬管22的长度,也可以根据需要把可开关短节总成13连接在两根内衬管22的中间,由于相互的扣型是匹配的,所以连接非常方便,当内衬管22的长度达到设计要求后,就可以把上复合悬挂密封总成7套在中心拉杆3上通过双梯形母扣12与内衬管22所设计的双梯形公扣21对接,上紧后再把上自锁扩胀头23套在中心拉杆3上后把小头插进上复合悬挂密封总成7,这时根据需要可以调整中心拉杆3的长度,完成整体井下多用途可回收内衬管封隔装置内衬封隔构成整体组装后,接下来就可以与工作液缸2相连接,先把调整短节5套在中心拉杆3上,而后把中心拉杆3与工作液缸2已伸出的拉杆通过丝扣连接好,由调整短节5把已组装好的内衬封隔部件整体收紧以达到技术设计要求,完成调整后由工作液缸2所带的转换接头5与作业输送管具连接在一起,由作业设备按小修作业规范把装配好的内衬管封隔构成整体下到井下所设计好的井段,通过地面高压泵所提供的高压液,使工作液缸2启动回拉液缸拉杆,在液缸拉杆的带动下,中心拉杆3所带下部弹性挂拉头4与调整短节5做相向运动,就把两端上、下自锁扩胀头23牢牢地压入上、下复合悬挂密封总成7内,并由相互所设的防脱销钉11和自锁槽24自然咬合而实现锁固目的,工作液缸2完成做功行程后,泵压会升高,当泵压升到15Mpa时,即可停泵并从地面由作业输送管具上部端口投入相应的钢球,由钢球憋压收回弹性挂拉头4上的伸出爪,通过上提就能起出包含工作液缸2、中心拉杆3、弹性挂拉头4以及调整短节5等整套作业工具,至此整个内衬管封隔作业完成;

当作业要求打开或关闭油层或需要取出已坐封在井下的内衬管封隔时,将由作业输送管具与多功能作业短节总成26所带API标准油管扣31对接上紧,而后再按开、关或回收作业流程进行作业,需要打开或关闭可开关短节总成13时,先由多功能作业短节总成26所设有的高压液流喷嘴28和弹性螺旋转型垢刮块29对可开关短节总成13内壁进行去垢清理,完成清理设计流程后,由多功能作业短节总成26所带弹性伸出爪27在引导头30的引导下与可开关短节总成13上的对接键19实现咬合,即可由作业输送管具的旋转带动内经向旋转环15旋转至限位销钉20处,以实现打开或关闭目的,完成作业后同样通过投入相应的钢球憋压而收回带弹性伸出爪27,致使多功能作业短节总成26与可开关短节总成13脱离;

内衬管封隔构成整体的取出是这样实现的,由作业输送管具与多功能作业短节总成26所带API标准油管扣31对接上紧,而后再按打捞作业流程把多功能作业短节总成26下到内衬管封隔构成整体内,所带弹性伸出爪27能自动与自锁扩胀头23小头对应遇阻,这时由作业输送管具下压5T即可把自锁扩胀头23推出下复合悬挂密封总成7,由于它们所带防脱销钉11和自锁槽24相互的咬合抗脱断最大值为1.5T,所以非常容易解锁推出,而后继续通过上提作业输送管具,当提升力也达到5T时,弹性伸出爪27就能把上部自锁扩胀头23提出上部复合悬挂密封总成7,从而实现解锁脱开,继续上提起出作业输送管具,就能完全起出整套内衬管封隔构成整体。

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