CN106050181A - 热采套管头 - Google Patents

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    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02Surface sealing or packing
    • E21B33/03Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/04Casing heads; Suspending casings or tubings in well heads
    • E21B33/0422Casing heads; Suspending casings or tubings in well heads a suspended tubing or casing being gripped by a slip or an internally serrated member

Abstract

本发明涉及热采井口装置技术领域,是一种热采套管头,其包括油层套管、套管本体、采油树底法兰接头、悬挂器和卡瓦,采油树底法兰接头下部外侧与套管本体上部内侧通过螺纹连接固定安装在一起,油层套管上端套装在采油树底法兰接头下部的大径孔内,油层套管外侧套装有位于套管本体内侧的压盖。本发明通过在沉头孔和水平螺纹孔内设置沉头螺纹剪钉对卡瓦进行悬挂,悬挂可靠;设置采油树底法兰接头,机械密封性高,而且简化了加工和安装的过程、便于使用;通过两组焊接保证了油层套管的连接强度,避免了其在频繁注气过程中发生变形、下沉等情况的发生,防止焊缝开裂、油水泄漏、污染环境,具有安全、省力、简便、高效的特点。

Description

热采套管头
技术领域
本发明涉及热采井口装置技术领域,是一种热采套管头。
背景技术
新疆油田稠油储量占总量的近25%,目前普遍采用的是注高温高压蒸汽开采的方法,配套的是地锚预应力固井技术。现有热采套管头一般采用压盖将上接头外侧和套管本体连接在一起,上接头下端与油层套管上端固定在一起,但由于固井质量较差或经过多轮注气开采后油层受到交变应力作用,位于地层与油层套管之间的水泥环胶结强度降低,导致油层油套下沉,使通过上接头压合在油层套管上端的采油树随之下降,进而造成悬挂器与套管的焊接部位开裂、悬挂器上端板拉裂,环空中的油气水等从焊缝开裂处及端板拉裂处泄漏,引起环境污染;而且采油树下沉,也给后期采油树检修等油井维护作业带来安全隐患。
发明内容
本发明提供了一种热采套管头,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决现有热采套管头使用时存在的采油树易随油层套管下沉、污染环境和生产效率低的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的:一种热采套管头,包括油层套管、套管本体、采油树底法兰接头、悬挂器和卡瓦,采油树底法兰接头下部外侧与套管本体上部内侧通过螺纹连接固定安装在一起,采油树底法兰接头内部由上至下依次设有小径孔和大径孔,油层套管上端套装在大径孔内,大径孔和小径孔之间的台阶面呈上窄下宽的锥台状,对应采油树底法兰接头下方的油层套管外侧套装有悬挂器,对应悬挂器下端外侧位置的套管本体内侧设有下环台,下环台顶面呈上宽下窄的倒锥台状,悬挂器下端外侧呈与下环台顶面匹配的上宽下窄的倒锥台状,悬挂器座于下环台顶面上,悬挂器上部内侧呈上宽下窄的倒锥台状,悬挂器上部内侧和与其对应的油层套管外侧之间设有卡瓦,卡瓦上部设有水平螺纹孔,在悬挂器上设有能在安装时与水平螺纹孔位置对应的沉头孔,沉头孔和水平螺纹孔内设有沉头螺纹剪钉,对应悬挂器和采油树底法兰接头之间位置的油层套管外侧套装有位于套管本体内侧的压盖,压盖与悬挂器固定安装在一起,采油树底法兰接头下端面座于压盖上端面上,小径孔底端内侧呈上窄下宽的锥台状。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进:
上述悬挂器中部外侧可沿圆周分布有至少一个矩形定位槽,对应矩形定位槽位置的悬挂器上设有与矩形槽相通的水平螺纹孔,通过水平螺纹孔和水平螺栓在矩形定位槽内固定安装有限位卡,限位卡上端左侧固定有卡块,卡块的自由端位于矩形定位槽的上部左侧,采油树底法兰接头下端外侧固定有下限位环台,下限位环台的下端面抵紧在卡块上,对应水平螺栓上方位置的限位卡右侧面,对应水平螺栓上方位置的限位卡右侧面和矩形定位槽外侧之间设有开口向右的限位半圆环。
悬挂器上端外侧设有安装环槽,压盖的下端外侧固定有外安装环台,外安装环台内侧和安装环槽外侧通过螺纹连接固定安装在一起。
上述套管本体的上端面可高出悬挂器上端面35mm-40mm之间。
上述悬挂器下端内侧和与其对应的油层套管外侧之间可设有辅助卡环。
上述内环槽外侧与悬挂器外侧之间可设有密封圈。
本发明结构合理而紧凑,使用方便,其通过在沉头孔和水平螺纹孔内设置沉头螺纹剪钉对卡瓦进行悬挂,悬挂可靠;将常用热采套管头的采油树底法兰和连接接头一体设置为采油树底法兰接头,机械密封性高,而且简化了加工和安装的过程、便于使用;在压盖上方内侧与油层套管外侧之间、油层套管顶端与采油树底法兰接头内侧台阶面之间分别进行焊接,通过这两组焊接保证了连接强度,避免了油层套管在频繁注气过程中发生变形、下沉等情况的发生,防止焊缝开裂、油水泄漏、污染环境,具有安全、省力、简便、高效的特点。
附图说明
附图1为本发明最佳实施例的主视剖视结构示意图。
附图2为附图1的局部放大剖视结构示意图。
附图3为本发明最佳实施例的安装示意图。
附图中的编码分别为:1为油层套管,2为套管本体,3为采油树底法兰接头,4为悬挂器,5为卡瓦,6为下环台,7为小径孔,8为大径孔,9为沉头螺纹剪钉,10为压盖,11为钢丝绳,12为击铁,13为钻井四通升高法兰,14为矩形定位槽,15为限位卡,16为卡块,17为下限位环台,18为限位半圆环,19为水平螺栓,20为外安装环台,21为辅助卡环,22为密封圈。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制,可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中,为了便于描述,各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的,如:前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述:
如附图1、2所示,该热采套管头包括油层套管1、套管本体2、采油树底法兰接头3、悬挂器4和卡瓦5,采油树底法兰接头3下部外侧与套管本体2上部内侧通过螺纹连接固定安装在一起,采油树底法兰接头3内部由上至下依次设有小径孔7和大径孔8,油层套管1上端套装在大径孔8内,大径孔8和小径孔7之间的台阶面呈上窄下宽的锥台状,对应采油树底法兰接头3下方的油层套管1外侧套装有悬挂器4,对应悬挂器4下端外侧位置的套管本体2内侧设有下环台6,下环台6顶面呈上宽下窄的倒锥台状,悬挂器4下端外侧呈与下环台6顶面匹配的上宽下窄的倒锥台状,悬挂器4座于下环台6顶面上,悬挂器4上部内侧呈上宽下窄的倒锥台状,悬挂器4上部内侧和与其对应的油层套管1外侧之间设有卡瓦5,卡瓦5上部设有水平螺纹孔,在悬挂器4上设有能在安装时与水平螺纹孔位置对应的沉头孔,沉头孔和水平螺纹孔内设有沉头螺纹剪钉9,对应悬挂器4和采油树底法兰接头3之间位置的油层套管1外侧套装有位于套管本体2内侧的压盖10,压盖10与悬挂器4固定安装在一起,采油树底法兰接头3下端面座于压盖10上端面上,大径孔8底端内侧呈上窄下宽的锥台状。
本发明的安装过程如图3所示:一开固井后安装钻井四通升高法兰13和套管本体2,然后将通过沉头螺纹剪钉9固定在一起的悬挂器4和卡瓦5座入套管本体2内,二开完成后在悬挂器4和卡瓦5内侧将油层套管1下至井口,由于沉头螺纹剪钉9的对卡瓦5的悬挂,油层套管1在下放过程中不会受到外侧卡瓦5的阻碍;然后利用钢丝绳11将击铁12悬挂在卡瓦5的上方,人工提拉钢丝绳11带动击铁12向下连续砸动卡瓦5,沉头螺纹剪钉9受力被剪断,卡瓦5下行、到达预设位置后,抱紧油层套管1,完成预应力施工;固井候凝后拆卸钢丝绳11和钻井四通升高法兰13;再如附图1所示,装入压盖10,然后将压盖10顶端内侧与油层套管1之间的缝隙进行焊接固定,接着在压盖10上方装入采油树底法兰接头3,此时采油树底法兰接头3底端内侧位于焊缝正上方,由于采油树底法兰接头3底端内侧呈上窄下宽的锥台状,与焊缝之间不会发生干涉,保证了本发明的密封性和对油层套管1悬挂的可靠性;并将采油树底法兰接头3内侧的台阶面与油层套管1顶面之间的间隙进行焊接固定,进一步保证本发明的密封性和对油层套管1悬挂的可靠性;最后将采油树底法兰接头3下部外侧和套管本体2之间的间隙进行密封焊接,安装作业完成。本发明通过在沉头孔和水平螺纹孔内设置沉头螺纹剪钉9对卡瓦5进行悬挂,便于本发明的安装和使用,保证油层套管的可靠悬挂;将常用热采套管头的采油树底法兰和连接接头一体设置为采油树底法兰接头3,提高本发明的机械密封性,而且简化了加工和安装的过程,便于使用;在压盖10上方内侧与油层套管1外侧之间、油层套管1顶端与采油树底法兰接头3内侧台阶面之间分别进行焊接,与上述两处焊缝上方分别对应的采油树底法兰接头3底端内侧位置和小径孔底端内侧位置均呈上窄下宽的锥台状,不会与下方的焊缝发生干涉,使本发明的具有较强的稳固性,通过以上两组焊接保证了油层套管1连接强度,避免了油层套管1在频繁注气过程中发生变形、下沉等情况的发生,防止焊缝开裂、油水泄漏、污染环境。
可根据实际需要,对上述热采套管头作进一步优化或/和改进:
如附图1、2所示,悬挂器4中部外侧沿圆周分布有至少一个矩形定位槽14,对应矩形定位槽14位置的悬挂器4上设有与矩形定位槽14相通的水平螺纹孔,通过水平螺纹孔和水平螺栓19在矩形定位槽14内固定安装有限位卡15,限位卡15上端左侧固定有卡块16,卡块16的上端位于矩形定位槽14的上部左侧,采油树底法兰接头3下端外侧固定有下限位环台17,下限位环台17的下端面抵紧在卡块16上,对应水平螺栓上方位置的限位卡15右侧面呈向左上方倾斜状,对应水平螺栓上方位置的限位卡15右侧面和矩形定位槽14外侧之间设有开口向右的限位半圆环18。在本发明安装的过程中,如附图3所示,在钻井四通升高法兰13和套管本体2安装后,将悬挂器4由上至下座入钻井四通升高法兰13内,限位半圆环18受到安装卡块16向内侧的挤压后,向右侧回缩,卡块16进入矩形定位槽14内,当矩形定位槽14到达钻井四通升高法兰13下放后,挤压力消失,限位半圆环18恢复原状,将卡块16推出矩形定位槽14,卡块16上端抵紧在钻井四通升高法兰13下端面上,在沉头螺纹剪钉9受力被剪断后,卡瓦5继续受到人工击铁12向下连续砸动时,卡块16可以对悬挂器4竖直方向进行限位,避免其受力后向上方窜动,便于本发明的安装。
如附图1、2所示,悬挂器4上端外侧设有安装环槽,压盖10的下端外侧固定有外安装环台20,外安装环台20内侧和安装环槽外侧通过螺纹连接固定安装在一起。设置通过外安装环台20与安装环槽螺纹固定的压盖10,对卡瓦5和悬挂器4的间隙进行密封,防止钻井液的渗漏,增加了本发明的密封性。
如附图1、2所示,套管本体2的上端面高出悬挂器4上端面35mm-40mm之间。将套管本体2的上端面设置为高出悬挂器4上端面35mm-40mm之间,保证了压盖10有足够的安装空间。
如附图1所示,悬挂器4下端内侧和与其对应的油层套管1外侧之间设有辅助卡环21。辅助卡环21可以起到密封悬挂器4下端内侧与油层套管1外侧之间间隙的作用,增大了本发明的密封性。
如附图1所示,内环槽外侧与悬挂器4外侧之间设有密封圈22。密封圈22起到密封悬挂器4与套管本体2之间间隙的作用,增大了本发明的密封性。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例,其具有较强的适应性和最佳实施效果,可根据实际需要增减非必要的技术特征,来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种热采套管头,其特征在于包括油层套管、套管本体、采油树底法兰接头、悬挂器和卡瓦,采油树底法兰接头下部外侧与套管本体上部内侧通过螺纹连接固定安装在一起,采油树底法兰接头内部由上至下依次设有小径孔和大径孔,油层套管上端套装在大径孔内,大径孔和小径孔之间的台阶面呈上窄下宽的锥台状,对应采油树底法兰接头下方的油层套管外侧套装有悬挂器,对应悬挂器下端外侧位置的套管本体内侧设有下环台,下环台顶面呈上宽下窄的倒锥台状,悬挂器下端外侧呈与下环台顶面匹配的上宽下窄的倒锥台状,悬挂器座于下环台顶面上,悬挂器上部内侧呈上宽下窄的倒锥台状,悬挂器上部内侧和与其对应的油层套管外侧之间设有卡瓦,卡瓦上部设有水平螺纹孔,在悬挂器上设有能在安装时与水平螺纹孔位置对应的沉头孔,沉头孔和水平螺纹孔内设有沉头螺纹剪钉,对应悬挂器和采油树底法兰接头之间位置的油层套管外侧套装有位于套管本体内侧的压盖,压盖与悬挂器固定安装在一起,采油树底法兰接头下端面座于压盖上端面上,小径孔底端内侧呈上窄下宽的锥台状。
2.根据权利要求1所述的热采套管头,其特征在于悬挂器中部外侧沿圆周分布有至少一个矩形定位槽,对应矩形定位槽位置的悬挂器上设有与矩形槽相通的水平螺纹孔,通过水平螺纹孔和水平螺栓在矩形定位槽内固定安装有限位卡,限位卡上端左侧固定有卡块,卡块的自由端位于矩形定位槽的上部左侧,采油树底法兰接头下端外侧固定有下限位环台,下限位环台的下端面抵紧在卡块上,对应水平螺栓上方位置的限位卡右侧面,对应水平螺栓上方位置的限位卡右侧面和矩形定位槽外侧之间设有开口向右的限位半圆环。
3.根据权利要求1或2所述的热采套管头,其特征在于悬挂器上端外侧设有安装环槽,压盖的下端外侧固定有外安装环台,外安装环台内侧和安装环槽外侧通过螺纹连接固定安装在一起。
4.根据权利要求1或2所述的热采套管头,其特征在于套管本体的上端面高出悬挂器上端面35mm-40mm之间。
5.根据权利要求3所述的热采套管头,其特征在于套管本体的上端面高出悬挂器上端面35mm-40mm之间。
6.根据权利要求1或2或5所述的热采套管头,其特征在于悬挂器下端内侧和与其对应的油层套管外侧之间设有辅助卡环。
7.根据权利要求3所述的热采套管头,其特征在于悬挂器下端内侧和与其对应的油层套管外侧之间设有辅助卡环。
8.根据权利要求4所述的热采套管头,其特征在于悬挂器下端内侧和与其对应的油层套管外侧之间设有辅助卡环。
9.根据权利要求1或2或5或7或8所述的热采套管头,其特征在于内环槽外侧与悬挂器外侧之间设有密封圈。
10.根据权利要求6所述的热采套管头,其特征在于内环槽外侧与悬挂器外侧之间设有密封圈。
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