一种适用于深海天然气水合物井眼防砂用的外管调节器

1.本发明涉及天然气水合物开采技术领域，特别提供了一种适用于深海天然气水合物井眼防砂用的外管调节器。


背景技术：

2.天然气水合物是一种储量丰富的清洁能源，属于接替能源之一，21世纪初，勘查研究表明，我国天然气水合物资源潜力巨大，其远景资源量高达 900-100
×
108t油当量，相当于我国常规天然气资源量的2倍，其中海域650
‑ꢀ
850
×
108t，陆域250-350
×
108t，主要富集在陆地永久冻土带和海洋沉积区，其中海洋天然气水合物的储量占总体水合物资源量的80％以上，海洋天然气水合物的开发研究将是今后研究的重点。但是，天然气水合物藏开采过程中，随着水合物分解，储层的胶结强度、内聚力将减小，储层孔隙度、渗透率等将增大，导致储层出砂，水合物储层发生出砂后，产气量将显著降低，严重时造成停产，很大程度上制约着水合物藏的开发，因此防砂技术是海洋天然气水合物开采重点研究的技术。
3.当前深海天然气水合物防砂国内外并没有成熟的方法，因此需要基于深海天然气水合物的特点和作业环境的前提下借鉴传统油气田防砂理论和方法。在深海天然气水合物井眼防砂过程中无论是采用简易机械防砂还是砾石充填防砂，都会涉及到下冲管的作业，受限于防砂管柱的长度，现场需要备至大量不同长度的冲管短节，造成施工成本的增加；同时，冲管完全下入到防砂管柱内之后需要连接防砂封隔器，在连接过程中由于冲管重量较大，导致防砂封隔器与防砂管柱连接困难，因此研制一种适用于深海天然气水合物井眼防砂用的外管调节器十分必要。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种适用于深海天然气水合物井眼防砂用的外管调节器，解决深海天然气水合物井眼防砂过程中下冲管作业费时、费力, 安全性不高的问题。一种适用于深海天然气水合物井眼防砂用的外管调节器具有结构科学合理,安装快速,可调节距离范围大，防止转动等特点。
5.本实用新型的技术解决方案是：
6.一种适用于深海天然气水合物井眼防砂用的外管调节器，包括:上接头 1、锁紧销钉2、连接套3、密封圈4、调节销钉5、调节杆6、接箍7、短节 8。其特征是：所述上接头1上端设有套管内螺纹，与防砂封隔器连接，下端设有梯型外螺纹，连接套连接；上接头1梯型外螺纹下方均匀设有6道凸型滑道，每道凸型滑道设为l型，端部的宽度大于凸型滑道的其他部分；调节杆6上端均匀设6道凹型滑槽，滑槽宽度与上接头1的凸型滑道一致，每道凹型滑槽的左侧均匀开8个凹槽，凹槽的宽度和深度与上接头凸型滑道端部一致；上接头1凸型滑道下端为光滑密封面与调节杆6凹型滑槽下方的内壁面配合；调节杆6下端内壁设有2道胶圈槽，安放密封圈4，实现上接头1与调节杆6环空的密封；上接头1的凸型滑道插入调节杆6的凹型滑槽，插入之后旋转上接头1，使凸型滑道端部卡入距离最近的凹槽内，实现配合，安装调节销
钉5；上接头1的凸型滑道与调节杆6的凹型滑槽配合之后，连接上接头1和连接套2，安装锁紧销钉2；接箍7上下两端均为套管内螺纹，上端与调节杆连接，下端与短节8连接；短节8上下两端为套管外螺纹，下端与防砂工具连接。
7.上述一种适用于深海天然气水合物井眼防砂用的外管调节器的上接头下端设有的6道凸型滑道，每道凸型滑道长0.5m，6道凸型滑道的相位角 60
°
。
8.上述一种适用于深海天然气水合物井眼防砂用的外管调节器的调节杆上端设有的6道凹型滑槽，滑槽宽度与上接头下端设有的凸型滑道一致。
9.上述一种适用于深海天然气水合物井眼防砂用的外管调节器的连接套上端设有梯型内螺纹与上接头连接；下端设为缩径结构，具有限位台肩面，卡住调节杆。这样在轴向方向上，一方面靠连接套上端的螺纹以及连接套下端的限位台肩和调节销钉来防止上接头与调节杆的轴向脱开，另一方面凸型滑道下端的台肩面与凹型滑槽的内侧凹槽配合可承受轴向拉力；而在径向上主要靠凸型滑道与凹型滑槽插入进行防转。利用凸型滑道与凹型滑槽插入进行快速插接实现快速连接。
10.上述一种适用于深海天然气水合物井眼防砂用的外管调节器的锁紧销钉为内六角销钉，当上接头与连接套连接后，锁紧销钉起固定作用。
11.上述一种适用于深海天然气水合物井眼防砂用的外管调节器的调节销钉为内六角销钉，当上接头与调节杆配合好之后，安装调节销钉，调节销钉起调节和固定作用。
12.本实用新型具有以下优点：
13.①
科学合理的结构可以实现快速连接，有效避免带悬重连接防砂封隔
14.器的情况；
15.②
上接头与调节杆间具有卡槽结构，可以增加抗拉强度；
16.③
可调距离范围大，最高可达0.5m，在节省冲管短节，降低耗材的同时减少冲管匹配的时间，降低施工成本。
附图说明
17.下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
18.图1为本实用新型的结构示意图：
19.图中：上接头1、锁紧销钉2、连接套3、密封圈4、调节销钉5、调节杆6、接箍7、短节8。
20.图2为上接头的结构示意图；
21.图中：凸型滑道2-1、上接头下端2-2。
22.图3为本实用新型工作状态的示意图；
23.图中：钻台提升工具3-1、防砂封隔器(砾石充填工具)3-2、一种适用于深海天然气水合物井眼防砂用的外管调节器3-3、防砂管串中心管3-4、冲管3-5、油管卡瓦3-6、工作台3-7、套管卡瓦3-8、井口面3-9、防砂管柱 3-10、井眼3-11。
具体实施方式
24.以下结合附图详述本发明，并非限制本实用新型的保护范围，凡使用本实用新型的设计思路得出的改进均属于本实用新型的保护范畴。
25.如附图所示，在施工井口，下完最后一根防砂管柱后用套管卡瓦固定在井口，然后
进行下冲管作业，最后一根冲管下完之后，用油管卡瓦固定在工作台上，随后在地面将防砂封隔器或砾石充填工具的下端外螺纹与一种适用于深海天然气水合物井眼防砂用的外管调节器的上接头上端内螺纹连接；利用钻井平台的提升系统将管串吊起，将中心管与冲管连接，撤走工作台和油管卡瓦，旋开一种适用于深海天然气水合物井眼防砂用的外管调节器的连接套，旋转调节杆及以下结构，使上接头与一种适用于深海天然气水合物井眼防砂用的外管调节器的其他部分脱离，短节下端外螺纹与防砂管柱内螺纹连接，然后将一种适用于深海天然气水合物井眼防砂用的外管调节器的上接头的下端与调节杆上端通过凸型滑道和凹型滑槽插接进行连接在一起，并通过旋转使凸型滑道卡进凹型滑槽的内侧卡槽，安装调节销钉；然后将上接头的下端梯型外螺纹与连接套的上端梯型内螺纹连接，安装锁紧销钉。所述连接套下端设有内限位台肩面,所述调节杆下端面卡在内限位台肩面上。


技术特征：
1.一种适用于深海天然气水合物井眼防砂用的外管调节器，包括:上接头(1)、锁紧销钉(2)、连接套(3)、密封圈(4)、调节销钉(5)、调节杆(6)、接箍(7)、短节(8)；其特征是：所述上接头(1)上端设有内螺纹，与防砂封隔器连接，下端设有梯型外螺纹，连接套连接；上接头(1)梯型外螺纹下方均匀设有6道凸型滑道，每道凸型滑道设为l型，端部的宽度大于凸型滑道的其他部分；调节杆(6)上端均匀设6道凹型滑槽，滑槽宽度与上接头(1)的凸型滑道一致，每道凹型滑槽的左侧均匀开8个凹槽，凹槽的宽度和深度与上接头凸型滑道端部一致；上接头(1)凸型滑道下端为光滑密封面与调节杆(6)凹型滑槽下方的内壁面配合；调节杆(6)下端内壁设有2道胶圈槽，安放密封圈(4)，实现上接头(1)与调节杆(6)环空的密封；上接头(1)的凸型滑道插入调节杆(6)的凹型滑槽，插入之后旋转上接头(1)，使凸型滑道端部卡入距离最近的凹槽内，实现配合，安装调节销钉(5)；上接头(1)的凸型滑道与调节杆(6)的凹型滑槽配合之后，连接上接头(1)和连接套(3)，安装锁紧销钉(2)；接箍(7)上下两端均为套管内螺纹，上端与调节杆连接，下端与短节(8)连接；短节(8)上下两端为套管外螺纹，下端与防砂工具连接。2.根据权利要求1所述一种适用于深海天然气水合物井眼防砂用的外管调节器，其特征是：所述连接套(3)上端设有梯型内螺纹，与上接头(1)连接，下端为具限位结构，通过限位台肩面卡住调节杆(6)。3.根据权利要求1所述一种适用于深海天然气水合物井眼防砂用的外管调节器，其特征是：所述锁紧销钉(2)为内六角销钉，当上接头(1)与连接套(3)连接后，锁紧销钉(2)起固定作用。4.根据权利要求1所述一种适用于深海天然气水合物井眼防砂用的外管调节器，其特征是：所述调节销钉(5)为内六角销钉，当上接头(1)与调节杆(6)配合好之后，安装调节销钉(5)，调节销钉(5)起调节和固定作用。

技术总结
本实用新型涉及深海天然气水合物开采领域，特别涉及一种适用于深海天然气水合物井眼防砂用的外管调节器。一种适用于深海天然气水合物井眼防砂用的外管调节器，包括:上接头、锁紧销钉、连接套、密封圈、调节销钉、调节杆、接箍、短节。深海天然气水合物开采过程中无论采用简易机械筛管防砂还是砾石充填防砂都会涉及到下入冲管的作业，传统作业中下入冲管耗时长，施工成本高，一种适用于深海天然气水合物井眼防砂用的外管调节器，具有快速接连、调节外管长度范围大、抗拉强度大等特点，从结构上优化了防砂工艺，节省作业时间，降低施工成本。降低施工成本。降低施工成本。


技术研发人员：马平华 高文龙 张慎登 韩森伟 林景昱 张宏远 邵先杰
受保护的技术使用者：燕山大学
技术研发日：2021.11.05
技术公布日：2022/8/11