CN102322236B - 一种整体式油套管头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种整体式油套管头,包括焊接在导管上端口的托架,托架上端通过夹块与井口装置的本体保持接触,本体内腔设置有三个台阶,从下往上依次为技术套管悬挂器台阶、试压台阶、油管悬挂器台阶,本体上沿径向从上往下依次设置有平头顶丝、两组侧通径孔、顶丝及两个试压孔,本体上端与采气树盖板法兰连接。本发明一次性安装后不需要更换井口装置和改变地面设施,就可以完成钻井、固井及井下测压、洗井、压裂酸化等试油完井特种作业。节约起下钻具或油管柱、换装井口、试压等大量的时间和成本,同时还可以避免换装井口时,井口无防喷器组带来的风险。

Description

一种整体式油套管头
技术领域
 本发明属于石油钻采设备技术领域,涉及一种整体式油套管头。
背景技术
一套完整的井口装置和采油树主要由套管头、油管头和采油(气)树三部分组成。钻井时将防喷器安装在套管头上部构成钻井井口装置;完井时把采油(气)树安装在油管头上方,即构成采油(气)井口装置。其中,套管头的作用是连接表层套管,悬挂井中的多层套管,密封套管与套管之间的环形空间;油管头的主要作用是悬挂油管,密封油管与套管之间的环形空间;采油树的主要作用是开关、控制和引导油气流和密封油管。整个装置需满足钻井、固井及井下测压、洗井、压裂酸化等试油完井特种作业。
使用传统的套管头、油管头和采油(气)树需要多次换装井口装置和防喷器组,与节流管汇和压井管汇多次连接等改变地面设施的过程,换装一次需重新对防喷器组和地面设施进行试压,花费时间和成本。从安全考虑,虽然井内有内防喷器但井口没有防喷器,所以在换装井口时安全风险相当大。曾经在换装井口过程中,由于井底气体迅速串到井口,而井口无防喷器导致井喷事故的发生。
发明内容
本发明的目的是提供一种整体式油套管头,解决了现有技术换装一次需重新对防喷器组和地面设施进行试压,花费时间和成本,在换装井口时安全风险比较大的问题。
本发明采用的技术方案是,一种整体式油套管头,包括焊接在导管上端口的托架,托架上端通过夹块与井口装置的本体保持接触,本体内腔设置有三个台阶,从下往上依次为技术套管悬挂器台阶、试压台阶、油管悬挂器台阶,本体上沿径向从上往下依次设置有平头顶丝、两组侧通径孔、顶丝及两个试压孔,本体上端与采气树盖板法兰连接。
本发明的整体式油套管头,其特征还在于:所述的顶丝的结构是,顶丝的顶头一端圆周设置有O型密封圈,顶丝的中部通过螺纹扣套装在压帽中,压帽朝向顶头的一端面依次安装有压圈、V型密封圈和座圈,压帽的另一端面设置有防尘圈,压帽的外圆通过螺纹与本体连接。
所述的本体下段内圆周套装有表层套管,技术套管悬挂器台阶上坐封有技术套管悬挂器,本体端面安装有倒卡瓦,倒卡瓦内圆与表层套管紧密套接,表层套管内套装有技术套管悬挂器的下段,本体下段与表层套管之间设置有两道BT密封圈;顶丝与技术套管悬挂器的上段顶紧固定,本体通过油管悬挂器台阶与内部的油管挂实现坐封搭接。
本发明的有益效果是,采用一次性安装整体式油套管头后,在换装采油(气)树投产前不需要提起防喷器组、更换井口装置和改变地面设施,就可以完成钻井、固井及井下测压、洗井、压裂酸化等试油完井特种作业,工作效率高,安全风险小。
附图说明
图1为本发明整体式油套管头装置实施例的结构示意图;
图2为本发明装置实施例中安装套管防磨套的结构示意图;
图3为本发明装置中安装套管防磨套的结构示意图;
图4为本发明装置中安装油管防磨套的结构示意图;
图5为本发明对防喷器组和地面管汇试压时的结构示意图;
图6为本发明坐封油管悬挂器完成试油完井作业的结构示意图;
图7为本发明装置安装应急卡瓦的结构示意图;
图8为本发明装置中的顶丝结构示意图。
图中,1.导管,2.托架,3.倒卡瓦,4.本体,5.BT密封圈,6.表层套管,7.侧通径孔,8.技术套管悬挂器台阶,9.技术套管悬挂器,10.顶丝,11.试压台阶,12.油管挂,13.油管悬挂器台阶,14.采油树盖板法兰,15.套管防磨套,16.平头顶丝,17.钻井液孔,18.手动平板阀,19.三通,20.液动阀,21.短节,22.V型导向定位槽,23.油管防磨套,24.试压塞,25.应急卡瓦,26.O型密封圈,27.压圈,28.V型密封圈,29.座圈,30.压帽,31.防尘圈,32.坐封技术套管,33.试压孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1所示,本发明井口装置的结构是,包括焊接在导管1上端口的托架2,托架2上端通过夹块与井口装置的本体4保持接触,本体4内腔设置有三个台阶,从下往上依次为技术套管悬挂器台阶8、试压台阶11、油管悬挂器台阶13,本体4上沿径向从上往下依次设置有平头顶丝16、两组侧通径孔7、顶丝10及两个试压孔33;本体4下段内圆周套装有表层套管6,本体4下端面安装有倒卡瓦3,倒卡瓦3用于悬挂表层套管6,倒卡瓦3内圆与表层套管6紧密套接,表层套管6内套装有技术套管悬挂器9的下段,技术套管悬挂器台阶8上坐封有技术套管悬挂器9,本体4下段与表层套管6之间设置有两道BT密封圈5;顶丝10与技术套管悬挂器9的上段顶紧固定,本体4上段设置有油管悬挂器台阶13,本体4通过油管悬挂器台阶13与内部的油管挂12实现坐封搭接;本体4的上端面与采气树盖板法兰14连接。
如图2,在钻井过程中,本体4内腔安装有套管防磨套15,本体4上端径向设置的平头顶丝16与套管防磨套15的上端顶紧实现固定,套管防磨套15沿径向开有上下两组对称相通的钻井液孔17(共有四个),下边的一组钻井液孔17向外各连通一只手动平板阀18;上边的另一组钻井液孔17,左端向外依次与侧通径孔7、手动平板阀18、三通19连通,右端向外依次与侧通径孔7、手动平板阀18、液动平板阀20、短节21连通。
本发明装置安装时,将下端托架2焊接在导管1上,通过周围的夹块用于固定整个本体4的平稳,但不承受整个本体4的重量。倒卡瓦3采用WD型结构,该倒卡瓦3利用拧紧卡瓦牙的螺母拉紧卡瓦牙悬挂表层套管6,也可将本体4通过螺纹联接结构直接与表层套管6连接。悬挂完后进行两道BT密封圈5的注脂试压,检查表层套管6的密封性。完成后安装套管防磨套15,并采用平头顶丝16定位,套管防磨套15与所有密封面均采用空位设计,避免密封面被碰伤损坏。
参照图3,套管防磨套15的结构是,套管防磨套15上沿径向对称开有两个V型导向定位槽22(开口向下)和上下两对钻井液孔17,在安装套管防磨套15前先顶入平头顶丝16到内腔3mm,使V型导向定位槽22对应平头顶丝16位置一致下入,即将套管防磨套15的两对钻井液孔17对齐侧通径孔7,再顶紧平头顶丝16。平头顶丝16既起到定位套管防磨套15的钻井液孔17的作用,以便更易排出钻井液,也能够阻止套管防磨套15在钻井过程中随钻杆产生转动。
参照图4,技术套管悬挂器台阶8(从下端算起的第一个台阶)用于安置技术套管悬挂器9,技术套管悬挂器9上悬挂技术套管6,本体4设置有坐封锥度。当技术套管6在固井期间,靠固井套管重量激发主密封,在坐封锥度面上形成金属密封。安装好技术套管悬挂器9并顶紧顶丝10后试压。顶丝10采用防钻井液进入的密封螺纹结构,克服了普通顶丝带来的烂扣粘扣等问题。技术套管悬挂器9设置有主、副密封,该主、副密封都设置有各自的试压孔33来检测密封性,密封合格后在技术套管悬挂器9上端安装油管防磨套23,油管防磨套23的结构和套管防磨套15结构特点一致,均能够保护密封面不被碰伤损坏。
如图5是防喷器组和地面管汇试压的安装结构:当需要进行防喷器组试压时,去掉油管防磨套23,将试压塞24缓慢放入试压台阶11,然后进行防喷器组和地面管汇试压。
    如图6是等作业的安装结构:将油管挂12组装良好,用连顶节将油管挂12缓慢送入到油管悬挂器台阶13上,本体4设置为坐封锥度,依靠油管的重量激发油管挂12的主密封,在坐封锥度形成金属密封。
安装采气树作业时:将图6中的三通19和短节21拆掉,将图6中的液动阀20更换成手动平板阀18,完成试油完井作业后安装好采气树,即进行投产作业。
如图7是采用应急卡瓦25的安装结构,当技术套管因为井下意外故障问题下不到位时,在本体4和导管1之间,去掉技术套管后套入坐封技术套管32,并在坐封技术套管32上方直接安装应急卡瓦25,采用应急卡瓦25悬挂,实现密封和悬挂。
如图8,顶丝10的结构是,顶丝10的顶头一端圆周设置有O型密封圈26,顶丝10的中部通过螺纹扣套装在压帽27中,压帽27朝向顶头的一端面依次安装有压圈28、V型密封圈29和座圈30,压帽27的另一端面设置有防尘圈31,压帽27的外圆通过螺纹与本体4连接。
本发明装置的总体结构是将套管头和油管头合为一体,一次性安装后不需更换井口装置和改变地面设施,就可以完成钻井、固井及井下测压、洗井、压裂酸化等试油完井特种作业。作业过程中,因为不需要反复换装井口装置和防喷器组,所以减少了井口装置、防喷器组和节流压井管汇重新安装、试压的时间,减少起下钻具或油管柱的程序,节省大量的时间和成本,同时还可以避免起下钻及换装井口时井口无防喷器组带来的风险。
本发明装置,结构紧凑、密封性能好、安装和使用操作都很方便,结构为3开3完井结构,采用不同的材料及控制工艺,就能满足不同环境下的使用要求。规范级别:PSL1-PSL4,材料级别:AA-HH,性能级别:PR1-PR2,压力级别:14-105MPa之间。

Claims (1)

1. 一种整体式油套管头,其特征在于:包括焊接在导管(1)上端口的托架(2),托架(2)上端通过夹块与井口装置的本体(4)保持接触,本体(4)内腔设置有三个台阶,从下往上依次为技术套管悬挂器台阶(8)、试压台阶(11)、油管悬挂器台阶(13),本体(4)上沿径向从上往下依次设置有平头顶丝(16)、两组侧通径孔(7)、顶丝(10)及两个试压孔(33),本体上端与采气树盖板法兰(14)连接;
所述的顶丝(10)的结构是,顶丝(10)的顶头一端圆周设置有O型密封圈(26),顶丝(10)的中部通过螺纹扣套装在压帽(27)中,压帽(27)朝向顶头的一端面依次安装有压圈(28)、V型密封圈(29)和座圈(30),压帽(27)的另一端面设置有防尘圈(31),压帽(27)的外圆通过螺纹与本体(4)连接;
所述的本体(4)下段内圆周套装有表层套管(6),技术套管悬挂器台阶(8)上坐封有技术套管悬挂器(9),本体(4)下端面安装有倒卡瓦(3),倒卡瓦(3)内圆与表层套管(6)紧密套接,表层套管(6)内套装有技术套管悬挂器(9)的下段,本体(4)下段与表层套管(6)之间设置有两道BT密封圈(5);顶丝(10)与技术套管悬挂器(9)的上段顶紧固定,本体(4)通过油管悬挂器台阶(13)与内部的油管挂(12)实现坐封搭接;
在钻井过程中,本体(4)内腔安装有套管防磨套(15),套管防磨套(15)上沿径向对称开有两个V型导向定位槽(22)和上、下两对钻井液孔(17);该套管防磨套(15)坐封在试压台阶(11)上,本体(4)上端径向设置的平头顶丝(16)与套管防磨套(15)的上端顶紧实现固定,套管防磨套(15)沿径向开有上下两组对称相通的钻井液孔(17),即共设置有四个钻井液孔(17),其中,下边的一组钻井液孔(17)向外各连通一只手动平板阀(18);上边的另一组钻井液孔(17),左端向外依次与侧通径孔(7)、手动平板阀(18)、三通(19)连通,右端向外依次与侧通径孔(7)、手动平板阀(18)、液动平板阀(20)、短节(21)连通;
当需要进行防喷器组试压时,在试压台阶(11)上坐封有试压塞(24);
当需要坐封油管悬挂器完成试油完井时,在油管悬挂器台阶(13)上坐封有油管挂(12);
当技术套管因为井下意外故障问题下不到位时,在本体(4)和导管(1)之间设置有坐封技术套管(32),在坐封技术套管(32)上方安装有应急卡瓦(25)。
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