CN103233694B - 下放悬挂采动区地面煤层气井生产套管的方法及套管装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种下放悬挂采动区地面煤层气井生产套管的方法，包括步骤：a、在二开套管的下端的内侧焊接挡块；b、在生产套管上端外侧焊接环形挂套和卡块；c、通过螺纹连接结构连接生产套管和钻杆；d、用钻杆下放生产套管，使卡块插入挡块侧部空间中，并将环形挂套放置在挡块上端面上；e、转动钻杆使钻杆同生产套管分离，上提钻杆；同时还公开了一种采动区地面煤层气井套管装置，其可实现前述下放方法；本发明下放悬挂生产套管不会对钻进三开过程有影响，通过钻杆能顺利的精确下放悬挂生产套管，且生产套管能被长期稳定悬挂，可避免采煤过程中覆岩层移动对生产套管的影响；同时下放悬挂工艺简单，施工方便，安全可靠，具有广泛的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及煤层气井，特别涉及一种下放悬挂采动区地面煤层气井生产套管的方法及装置。
背景技术
采动区地面煤层气抽采是指在采煤工作面推至地面井一定距离开始并随着采煤工作面推进过程中，在采动卸压影响下进行煤层气抽采的技术。
采动区地面煤层气井多采用三级套管结构，其中一开套管至表土层左右位置，二开套管从地表至弯曲下层带下部，三开筛管（即生产套管）从二开套管底部至煤层上方3～5m处。由于一开套管和二开套管与钻杆的连接处在地面，因此一开套管和二开套管的下放难度低，下放和固定较容易。但三开筛管要求悬挂于二开套管下端，因此三开筛管与钻杆连接的部位深入地下，三开筛管的下放和悬挂难度大；煤层回采后覆岩会下沉，没有悬挂住的三开筛管就会下沉，影响到抽采煤层气。而目前用于处理生产套管的悬挂装置多服务于石油行业，其对于煤层气开发行业有其不适用性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种下放悬挂采动区地面煤层气井生产套管的方法及套管装置，以解决煤层气开发行业存在的生产套管下放悬挂难度大的问题。
本发明下放悬挂采动区地面煤层气井生产套管的方法，包括以下步骤：
a、预先在二开套管的下端的内侧焊接至少一块挡块，然后下放二开套管并固井，待二开套管固定后钻生产套管下放孔；
b、预先在生产套管上端外侧焊接环形挂套，并在环形挂套下侧焊接至少一块卡块；
c、通过螺纹连接结构连接生产套管和钻杆；
d、用钻杆下放生产套管，待生产套管上卡块接近二开套管上的挡块时，通过钻机缓慢转动钻杆使卡块插入挡块侧部空间中，并将生产套管上的环形挂套放置在挡块上端面上；
e、继续通过钻机转动钻杆，在挡块的阻挡作用下，使钻杆同生产套管分离，上提钻杆。
进一步，在步骤c中，所述螺纹连接结构为两端带螺纹的螺纹短节；所述螺纹短节和钻杆的螺纹连接方式为：钻杆正转旋出螺纹短节；所述螺纹短节和生产套管的螺纹连接方式为：钻杆正转，螺纹短节旋入生产套管；
进一步，所述下放悬挂采动区地面煤层气井生产套管的方法还包括步骤f：通过地面的拉力计检测生产套管是否下放好。
本发明采动区地面煤层气井套管装置，包括生产套管，所述生产套管的上端外侧设置有环形挂套，所述生产套管上在环形挂套的下端还设置有至少一块卡块，所述生产套管的上端上还设置有螺纹连接结构。
进一步，所述螺纹连接结构为与生产套管螺纹连接的双头螺纹短节，或者所述螺纹连接结构为设置在生产套管上端的螺纹副，或者所述螺纹连接结构为光管端焊接在生产套管上端的单头螺纹短节；
进一步，所述卡块为下小上大的锥形块；
进一步，所述卡块为四个、且卡块在圆周方向上等间距布置；
进一步，所述采动区地面煤层气井套管装置还包括二开套管，所述二开套管下端内侧设置有与卡块侧部空间配合的挡块；
进一步，所述环形挂套、卡块和挡块均由N80钢材制成；
进一步，所述环形挂套和卡块焊接在生产套管上，所述挡块焊接在二开套管上。
本发明的有益效果：
本发明下放悬挂采动区地面煤层气井生产套管的方法及套管装置，下放悬挂生产套管不会对钻进三开过程有影响，通过钻机钻杆能顺利的精确下放悬挂生产套管至预定位置，且生产套管能被长期稳定悬挂，可避免采煤过程中覆岩层移动对生产套管的影响，抽采过程稳定；同时下放悬挂工艺简单，施工方便，安全可靠，具有广泛的实用性。
附图说明
图1为下放悬挂采动区地面煤层气井生产套管的示意图；
图2为二开套管和生产套管连接部的横向剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图所示，本实施例下放悬挂采动区地面煤层气井生产套管的方法，包括以下步骤：
a、预先在二开套管1的下端的内侧焊接至少一块挡块2，本实施例中挡块2为对称布置的4块，然后下放二开套管1并固井，待二开套管1固定后钻生产套管下放孔；
b、预先在生产套管3上端外侧焊接环形挂套4，并在环形挂套4下侧焊接至少一块卡块5，本实施例中卡块5为等间距布置的四块；
c、通过螺纹连接结构6连接生产套管3和钻杆7；
d、用钻杆7下放生产套管3，待生产套管3上卡块5接近二开套管1上的挡块2时，通过钻机缓慢转动钻杆7使卡块5插入挡块2侧部空间中，并将生产套管3上的环形挂套4放置在挡块2的上端面上；
e、继续通过钻机转动钻杆7，在挡块7的阻挡作用下，使钻杆7同生产套管3分离，上提钻杆7，生产套管下放完成。
本实施例下放悬挂采动区地面煤层气井生产套管的方法，下放悬挂生产套管不会对钻进三开过程有影响，通过钻机钻杆能顺利的精确下放悬挂生产套管3至预定位置，且生产套管3能被长期稳定悬挂，可避免采煤过程中覆岩层移动对生产套管3的影响，抽采过程稳定；同时下放悬挂工艺简单，施工方便，安全可靠，具有广泛的实用性。
作为对本实施例的改进，本下放悬挂采动区地面煤层气井生产套管的方法，在步骤c中，所述螺纹连接结构6为两端带螺纹的螺纹短节；所述螺纹短节和钻杆的螺纹连接方式为：钻杆7正转旋出螺纹短节；所述螺纹短节和生产套管3的螺纹连接方式为：钻杆正转，螺纹短节旋入生产套管3。由于实际情况中，钻杆7是由多段通过螺纹连接而成，钻杆7只有在正转情况下各段才能旋紧在一起；若钻杆反转，则钻杆各段将会分离；因此本实施例中的螺纹短节能保证在生产套管3下放到位后，钻杆7正转能顺利退出螺纹短节并且钻杆各段能稳固连接。同时由于生产套管3在实际中一般为标准结构，本实施例中通过设置螺纹短节，可将生产套管3和不规格的钻杆连接，通用性性好。当然在不同实施方式中，所述螺纹短节与生产套管3还可焊接成一体，也能实现本发明目的，这中情况下所述螺纹连接结构6可为单头螺纹短节。
作为对本实施例的改进，本下放悬挂采动区地面煤层气井生产套管的方法，还包括步骤f：通过地面的拉力计8检测生产套管3是否下放好，若拉力计8显示的拉力值明显减少，则说明生产套管3下放情况良好。
本实施例采动区地面煤层气井套管装置，包括生产套管3，所述生产套管3的上端外侧设置有环形挂套4，所述生产套管3上在环形挂套4的下端还设置有至少一块卡块5，所述生产套管3的上端上还设置有螺纹连接结构6。
环形挂套4用于将生产套管3悬挂于二开套管1的下端；螺纹连接结构6用于连接钻杆，以实现通过钻杆下方生产套管3；卡块5用于阻止生产套管3在下放到位后产生旋转，以实现钻杆顺利从螺纹连接结构6中旋出；本实施例中所述卡块5为四个、且卡块5在圆周方向上等间距布置，便于顺利找正生产套管3在圆周方向上的位置。
作为对本实施例的改进，所述螺纹连接结构6为与生产套管3螺纹连接的双头螺纹短节，由于现有技术中的生产套管3均为标准结构，通过设置螺纹短节可方便的将不同规定的生产套管3和钻杆匹配。当然在不同实施方式中，所述螺纹连接结构6还可为设置在生产套管3上端的螺纹副，本结构使得生产套管3可直接和钻杆连接，结构更简单，但需要生产专门的生产套管3；并且所述螺纹连接结构6还可为光管端焊接在生产套管3上端的单头螺纹短节，但在生产套管3上端焊接螺纹短节工艺较难。
作为对本实施的改进，所述卡块5为下小上大的锥形块，本结构有利于卡块5的装配连接，可提高下放生产套管3的工作效率。
作为对本实施的改进，本采动区地面煤层气井套管装置还包括二开套管1，所述二开套管1下端内侧设置有与卡块5侧部空间配合的挡块2。在下放生产套管3的过程中，在卡块5接近挡块2时，通过钻机缓慢旋转可快速的使卡块5找正位置并插入相邻挡块2之间，待环形挂套4放置到挡块2的上端后，钻机转动钻杆7，生产套管3在挡块2的阻挡作用下不旋转，螺纹短节旋紧在生产套管3上，钻杆7从螺纹短节上旋出后上提，即实现下放悬挂生产套管3。
作为对本实施的改进，所述环形挂套4、卡块5和挡块2均由N80钢材制成，N80钢密度高，抗压强，具有良好的焊接性能，可保证生产套管悬挂质量。
作为对本实施的改进，所述环形挂套4和卡块5焊接在生产套管3上，所述挡块2焊接在二开套管1上，焊接质量遵照石油输气管道焊接工艺评定方法（SY∕T0452-2002）的要求执行，连接强度高，可保证生产套管长期悬挂连接部为不损坏。
通过本实施例采动区地面煤层气井套管装置，可顺利实施前述下放悬挂采动区地面煤层气井生产套管的方法。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.下放悬挂采动区地面煤层气井生产套管的方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、预先在二开套管的下端的内侧焊接至少一块挡块，然后下放二开套管并固井，待二开套管固定后钻生产套管下放孔；
b、预先在生产套管上端外侧焊接环形挂套，并在环形挂套下侧焊接至少一块卡块；
c、通过螺纹连接结构连接生产套管和钻杆；
d、用钻杆下放生产套管，待生产套管上卡块接近二开套管上的挡块时，通过钻机缓慢转动钻杆使卡块插入挡块侧部空间中，并将生产套管上的环形挂套放置在挡块上端面上；
e、继续通过钻机转动钻杆，在挡块的阻挡作用下，使钻杆同生产套管分离，上提钻杆。
2.根据权利要求1所述的下放悬挂采动区地面煤层气井生产套管的方法，其特征在于：在步骤c中，所述螺纹连接结构为两端带螺纹的螺纹短节；所述螺纹短节和钻杆的螺纹连接方式为：钻杆正转旋出螺纹短节；所述螺纹短节和生产套管的螺纹连接方式为：钻杆正转，螺纹短节旋入生产套管。
3.根据权利要求1或2所述的下放悬挂采动区地面煤层气井生产套管的方法，其特征在于：还包括步骤f：通过地面的拉力计检测生产套管是否下放好。
4.采动区地面煤层气井套管装置，包括生产套管，其特征在于：所述生产套管的上端外侧设置有环形挂套，所述生产套管上在环形挂套的下端还设置有至少一块卡块，所述生产套管的上端上还设置有螺纹连接结构；通过地面设有用于检测生产套管下放情况的拉力计。
5.根据权利要求4所述的采动区地面煤层气井套管装置，其特征在于：所述螺纹连接结构为与生产套管螺纹连接的双头螺纹短节，或者所述螺纹连接结构为设置在生产套管上端的螺纹副，或者所述螺纹连接结构为光管端焊接在生产套管上端的单头螺纹短节。
6.根据权利要求5所述的采动区地面煤层气井套管装置，其特征在于：所述卡块为下小上大的锥形块。
7.根据权利要求6所述的采动区地面煤层气井套管装置，其特征在于：所述卡块为四个、且卡块在圆周方向上等间距布置。
8.根据权利要求4-7中任一所述的采动区地面煤层气井套管装置，其特征在于：还包括二开套管，所述二开套管下端内侧设置有与卡块侧部空间配合的挡块。
9.根据权利要求8所述的采动区地面煤层气井套管装置，其特征在于：所述环形挂套、卡块和挡块均由N80钢材制成。
10.根据权利要求9所述的采动区地面煤层气井套管装置，其特征在于：所述环形挂套和卡块焊接在生产套管上，所述挡块焊接在二开套管上。
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