CN104675359A - 一种页岩气井安全封堵装置 - Google Patents

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CN104675359A CN201510029418.XA CN201510029418A CN104675359A CN 104675359 A CN104675359 A CN 104675359A CN 201510029418 A CN201510029418 A CN 201510029418A CN 104675359 A CN104675359 A CN 104675359A
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龚大建
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    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12Packers; Plugs
    • E21B33/126Packers; Plugs with fluid-pressure-operated elastic cup or skirt

Abstract

本发明涉及一种页岩气井安全封堵装置,由金属筒和橡胶皮筒组成,橡胶皮筒置于金属筒内,中间形成空心腔,使光杆顺利穿过,橡胶皮筒上设有注入管,注入管穿出到金属筒外且头端设有单向阀,其特征在于所述金属筒的上下两端有螺纹;当套管和油管压力在安全范围内时,橡胶皮筒不注入液体或气体,其内缘与光杆保持一段间隙,使光杆正常工作;当套管与油管的压力值超过正常范围时,从橡胶皮筒的注入管注入液体或气体,橡胶皮筒迅速膨胀,填充空心腔,并向内抱死光杆,实现对喷涌页岩气的封堵。本发明具有安装操作方便,密封效果好,安全可靠性高,对页岩气后期开采作业无影响等优点。

Description

一种页岩气井安全封堵装置
技术领域
[0001 ] 本发明涉及一种页岩气井安全封堵装置。
背景技术
[0002] 在页岩气开采过程中,随着页岩气压力和流动速度的降低,气藏产出的水、油或凝析液因不能及时排出而滞留在井筒中,从而形成“气井积液”,直接影响了页岩气产量,导致经济效益下滑,因此排液采气既是有水气藏开发的必经阶段,也是提高页岩气采收率的重要保证。
[0003] 抽油机俗称磕头机,是页岩气排液采气中被大量采用的人工举升装置,其工作原理如下:抽油机悬绳器通过光杆与抽油杆连接,抽油杆与井下管式泵连接,抽油机通过光杆带动抽油杆作往复运动,抽油杆又带动井下管式泵将油、水等地层出液经油管举升至地面,从而实现排液;井口安装有盘根盒,光杆与盘根盒配合,起到密封井口,防止油、气、水泄露的作用;盘根盒下方装有采气树,用于控制和调节排液量。
[0004] 在页岩气排液采气过程中,当套管与油管间的环空压力即套压大于4MPa,油压大于2MPa时,大量页岩气会从油管涌出;此时,光杆盘根盒的密封作用失效,页岩气将冲破盘根盒内橡胶密封圈向外喷涌,极有可能引发天然气爆炸事故,在这种紧急情况下,通常采用锯断光杆,将下段光杆连同抽油杆一起沉入井中,然后用堵头堵死盘根盒,并关闭采气树上生产阀门的方法以达到封堵喷涌页岩气的目的,但现有封堵方法并不符合安全操作规范,易引发二次安全事故;其次,封堵后对页岩气井的后期作业带来很大影响,如打捞锯断的光杆等。
发明内容
[0005] 为克服现有技术的不足,本发明提供一种页岩气井安全封堵装置,常态下不干扰光杆正常工作,当套管和油管压力过大导致页岩气喷涌时,能在不锯断光杆的前提下对页岩气实现快速有效的封堵,解决了现有封堵方法不符合安全规范,存在安全隐患,封堵后对后期作业影响较大的问题,具有安装操作方便,密封效果好,安全可靠性高,对页岩气后期开采作业无影响等特点。
[0006] 本发明采用的技术方案如下:一种页岩气安全封堵装置,由金属筒和橡胶皮筒组成,橡胶皮筒置于金属筒内,中间形成空心腔,使光杆顺利穿过,橡胶皮筒上设有注入管,注入管穿出到金属筒外且头端设有单向阀,其特征在于所述金属筒的上端和下端加工有螺纹,分别与盘根盒和采气树连接;当套管和油管压力处于安全范围内时,橡胶皮筒不注入液体或气体,橡胶皮筒的内缘与光杆保持一段间隙,使光杆自由上下运动,正常工作;当套管与油管的压力值超过正常范围时,从橡胶皮筒的注入管注入液体或气体,橡胶皮筒随即膨胀,迅速填充空心腔,并向内抱死光杆,实现对喷涌页岩气的封堵。
[0007] 本发明的有益效果在于:1)封堵装置安装在盘根盒与采气树之间,常态下不影响光杆工作,结构简单、安装方便,大大降低了事故风险,提高了安全防范能力;2)封堵装置通过向橡胶皮筒注入液体或气体即可达到抱死光杆,密封喷涌页岩气的目的,操作简便,安全可靠性高,密封效果好;2)可在不锯断光杆的条件下实施封堵,减少了打捞光杆、恢复抽油机等一系列后期工作的工作量,为恢复页岩气开采节约了大量时间。
[0008]
附图说明
[0009] 本发明的附图说明如下:
图1为本发明的结构示意图。
[0010] I金属筒;2橡胶皮筒;3注入管;4单向阀;5螺纹;6光杆;7空心腔。
[0011]
具体实施方式
[0012] 下面结合附图对本发明作进一步说明:
一种页岩气安全封堵装置,由金属筒I和橡胶皮筒2组成,橡胶皮筒2置于金属筒I内,中间形成空心腔7,使光杆6顺利穿过,橡胶皮筒2上设有注入管3,注入管3穿出到金属筒
I外且头端设有单向阀4,其特征在于所述金属筒I的上端和下端加工有螺纹5,分别与盘根盒和采气树连接;当套管和油管压力在安全范围内时,橡胶皮筒2不注入液体或气体,橡胶皮筒2的内缘与光杆6保持一段间隙,使光杆6自由上下运动,正常工作;当套管与油管间的环空压力大于4MPa,油管压力大于2MPa时,套管和油管压力超出安全范围,盘根盒将无法密封喷涌而出的页岩气,这种情况下,抽油机和光杆2停止工作,从橡胶皮筒2的注入管3注入液体或气体,橡胶皮筒2随即膨胀,迅速填充空心腔7,并向内抱死光杆6,实现对喷涌页岩气的封堵。

Claims (1)

1.一种页岩气井安全封堵装置,由金属筒(I)和橡胶皮筒(2)组成,橡胶皮筒(2)置于金属筒(I)内,中间形成空心腔(7),使光杆(6)穿过,橡胶皮筒(2)上设有注入管(3),注入管(3 )穿出到金属筒(I)外且头端设有单向阀(4 ); 其特征在于所述金属筒(I)的上端和下端加工有螺纹(5),分别与盘根盒和采气树连接;当套管和油管压力处于安全范围内时,橡胶皮筒(2)不注入液体或气体,橡胶皮筒(2)的内缘与光杆(6)保持一段间隙,使光杆(6)自由上下运动,正常工作;当套管与油管的压力值超过正常范围时,从橡胶皮筒(2)的注入管(3)注入液体或气体,橡胶皮筒(2)随即膨胀,迅速填充空心腔(7 ),并向内抱死光杆(6 ),实现封堵。
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