CN107120080B - 回接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种回接装置，其包括：插入件，所述插入件能插入到尾管的回接筒内；盲板，所述盲板设置于所述插入件的上游处以防止物体由此处穿过而进入所述插入件；以及封隔器，套接在所述插入件的周向侧壁上的封隔器，所述封隔器能坐封以使环空在此处分隔。使用本发明的回接装置，盲板能防止水泥浆从上游经此处穿过而进入到下游的插入件内，从而防止了之后下入的工具在此处受到磨损。
Description
技术领域
本发明涉及固井领域，特别是涉及一种回接装置。
背景技术
尾管回接技术是使用回接装置将套管从井口回接到井内的某个位置的一种技术。其工艺是将套管串下到尾管回接筒位置，但暂不插入回接筒，待将水泥浆全部注替到环空后再将套管回接插头插入到尾管悬挂器回接筒内，实现密封，并进行候凝。
近年来有些地区，地层承压能力较低，在这种地层环境下固井时，水泥浆密度稍高即发生井漏，稍低即发生溢流。这使得采用现有的回接装置，无法在这种地层环境下有效固井。另外，在注替水泥浆时，水泥浆会漏到下部裸眼中严重污染油气层，无法完成固井施工。
因此，需要一种能有效保证回接固井的品质的回接装置。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种回接装置，使用这种回接装置能有效保证回接固井的品质。
本发明提出了一种回接装置，其包括：插入件，所述插入件能插入到尾管的回接筒内；盲板，所述盲板设置于所述插入件的上游处以防止物体由此处穿过而进入所述插入件；以及封隔器，套接在所述插入件的周向侧壁上的封隔器，所述封隔器能坐封以使环空在此处分隔。
使用本发明的回接装置，盲板和封隔器能防止物体从上游经此处穿过而进入到下游的插入件内或进入到下游的环空内。尤其是在注替水泥浆时，可有效防止水泥浆进入到插入件内及下游的环空内。在使用这种回接装置对承压能力较低的地层进行回接固井时，能防止从上游处而来的水泥浆流到下游承压能力低的地层处，从而水泥浆的密度高低不会对固井造成较大的影响。另外，在注替水泥浆时，水泥浆不会漏到下游的裸眼中，不会污染油气层。因此，使用这种回接装置能有效保证回接固井的品质。
在一个实施例中，在所述盲板的上方构造有注流段，在所述注流段的侧壁上构造有通孔，其中，水泥浆能经所述通孔从所述注流段内流到环空内。流体可通过注流段在套管内与环空内之间实现循环。另外，在固井时可由此向环空中灌入水泥浆。
在一个实施例中，多个所述通孔在周向上呈螺旋形排布在所述注流段的侧壁上。
在一个实施例中，回接装置还包括套接在插入件的周向侧壁上的封隔器，其中，封隔器能坐封以使环空在此处分隔。封隔器在坐封后能封隔此处的环空，从而使封隔器上游环空中的流体无法进入到封隔器下游环空内。将这种回接装置设置在承压能力较低的地层处，使得承压能力较低的地层处于封隔器下游处，这样流体(例如泥浆或水泥浆)则无法进入到下游环空内，从而也无法进入到承压能力较低的地层内，进而防止了此处地层受到污染。另外，这也使作业人员不必持续向井内充入流体，从而极大地降低了井下作业的成本。
在一个实施例中，回接装置还包括套接在插入件的周向侧壁上的保护套，保护套包括与插入件通过第一剪钉相连并设置于封隔器的下游处的承阻段，承阻段在其周向侧壁上设置有径向凸起。在下入回接装置的过程中，承阻段被第一剪钉固定，从而封隔器此时不会受到挤压，进而防止了封隔器的非预期座封，保证了回接装置能顺利下入到预定位置。另外，在承阻段上的径向凸起能与回接筒相接触，并在进一步加压的过程中使第一剪钉剪断。承阻段由此朝向封隔器移动而挤压封隔器使封隔器座封。这种结构不仅能有效防止封隔器的提前座封，还能在需要封隔器坐封时，方便地使其座封。
在一个实施例中，保护套还包括与套接在插入件之外的隔离段，隔离段设置于封隔器与承阻段之间，隔离段通过第二剪钉与插入件相连。在下入回接装置的过程中，隔离段与承阻段均被剪钉固定，从而封隔器此时不会受到挤压，进而防止了封隔器的非预期座封，保证了回接装置能顺利下入到预定位置。另外，在承阻段上的径向凸起能与回接筒相接触，并在进一步加压的过程中使第一剪钉剪断。承阻段由此朝向隔离段移动而推动隔离段使第二剪钉剪断。隔离段由此向上游移动挤压封隔器使封隔器座封。这种结构能进一步有效防止封隔器的提前座封，还能在需要封隔器坐封时，方便地使其座封。
在一个实施例中，径向凸起与隔离段相间隔。在回接装置下入井内的过程中，这种设置保证了隔离段与承阻段相互没有轴向压力，从而防止了第二剪钉被提前剪断，进而进一步防止了封隔器的提前座封。
在一个实施例中，在隔离段的周向侧壁上构造有开口朝向承阻段的滑槽，承阻段由径向凸起处朝向隔离段延伸至滑槽内以形成滑脚。滑槽与滑脚的这种设置更有效地引导了隔离段与承阻段之间的相对运动，从而提高了回接装置的稳定性和可靠性。
在一个实施例中，滑槽的深度大于滑脚的长度。这样，承阻段的径向凸起会首先与隔离段相接触，对隔离段产生轴向压力，而滑脚并不会抵到滑槽的底面。这保证了承阻段对隔离段施压的有效性和可靠性。
在一个实施例中，在滑脚上构造有径向向内延伸以进入到插入件的周向侧壁内的卡头。在下入过程中施加承阻段上的轴向压力能通过卡头而向插入件传递，从而防止了第一剪钉提前剪断，进而保证了回接装置的稳定性和有效性。
在一个实施例中，卡头的上游端面构造为倾斜的引导面，其中，当第一剪钉剪断后，卡头能在引导面的作用下方便地滑出到插入件的周向侧壁之外。这种设置保证了第一剪钉剪断后，承阻段与隔离段能顺利相抵，从而提高了回接装置的可靠性。
在一个实施例中，回接装置还包括设置于盲板和封隔器的上游处的注流段。
与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)使用本发明的回接装置，盲板和封隔器能防止物体从上游经此处穿过而进入到下游的插入件内或进入到下游的环空内。(2)尤其是在注替水泥浆时，可有效防止水泥浆进入到插入件内及下游的环空内。(3)在使用这种回接装置对承压能力较低的地层进行回接固井时，能防止从上游处而来的水泥浆流到下游承压能力低的地层处，从而水泥浆的密度高低不会对固井造成较大的影响。(4)在注替水泥浆时，水泥浆不会漏到下游的裸眼中，不会污染油气层。(5)使用这种回接装置能有效保证回接固井的品质。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1显示了本发明的回接装置的结构示意图。
图2显示了本发明的回接装置的局部放大示意图。
图3显示了根据图1和图2的回接装置的承阻段的结构示意图。
图4显示了将本发明的回接装置插入到回接筒内的示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
这里应注意地是，用语“上游”指的是下放套管的方向，而“下游”与其相对，指的是井下的方向。用语“流体”可以为液体、气体或其混合物，或者是液体或气体与固体的混合物，或者是气体、液体和固体三者的混合物。
图1示意性地显示了本发明的回接装置100的大体结构。
如图1所示，回接装置100包括插入件17。将插入件17插入到回接筒400 (见图4)内，是将套管回接的重要步骤。通常为了固井，会向套管内灌入水泥浆，以在需要的地点使其注替到环空中。此时，水泥浆难免会进入到插入件17 内，难以清除，从而会影响到之后下入到井内的工具，使其磨损，或甚至阻碍其下入到预定的位置。为了防止之后下入到井内的工具受到此处固化后水泥浆的磨损，本发明的回接装置100还包括设置于插入件17上游处的盲板13。盲板13能防止水泥浆从上游进入到插入件17内，从而在插入件17内不会产生水泥残留，进而防止了水泥残留磨损井内工具的现象发生。另外，在固井后，需要下入井内工具时，可钻开此处的盲板13，从而可使工具顺利下入。优选地，此处的盲板 13由强度高且易钻的铝制材料制成。例如可选用承压密封能力达到40MPa以上的盲板13。
如图1所示，本发明的回接装置100还包括要接在插入件17的周向侧壁上的封隔器。封隔器处于盲板13的下游处。在回接装置100下入到预定的位置后，可使封隔器坐封以对套管串200与外层套管300之间的环空进行封隔。这样，封隔器上、下游之间的环空相互隔开，上游的流体无法流入到下游的环空内。
在封隔器与盲板13的上游处设置有注流段12。在注流段12上设置有如图1 所示的通孔。这样，流体可有此处流入环空内，或流入回接装置100内。注流段 12上的多个通孔沿径向呈螺旋形布置，以使流体旋流，提高注替的效果。
令承载能力低的地层位于封隔器的下游。在注替水泥浆时，水泥浆由注流段 12处的通孔流入到环空内。由于封隔器已经坐封，因此水泥浆不会流到封隔器的下游侧，从而不会流入到承载力低的地层内，对地层内的油和气造成污染。另外，这样也不会造成水泥浆的流失，从而保证了固井的顺利进行，并且降低了井下作业的作业成本。使用上述回接装置100，盲板和封隔器能防止物体从上游经此处穿过而进入到下游的插入件内或进入到下游的环空内。尤其是在注替水泥浆时，可有效防止水泥浆进入到插入件内及下游的环空内。在使用这种回接装置对承压能力较低的地层进行回接固井时，能防止从上游处而来的水泥浆流到下游承压能力低的地层处，从而水泥浆的密度高低不会对固井造成较大的影响。另外，在注替水泥浆时，水泥浆不会漏到下游的裸眼中，不会污染油气层。因此，使用这种回接装置能有效保证回接固井的品质。
应理解地是，封隔器包括膨胀以坐封的胶筒141。并且优选地包括设置于胶筒141上游侧的扶正环142。如图1所示，扶正环142的外径大于胶筒141在坐封前的外径。这样在下入回接装置100时，扶正环142能起到扶正作用，防止胶筒141在下入过程中受到磨损。另外，还优选地在扶正环142上设置有过流槽143，以降低下入回接装置100受到的阻力。
为了防止封隔器在下入过程中因受到过大的阻力而提前坐封，本发明的回接装置100还包括设置于设置于封隔器的下游处的保护套。下面将结合图1和图2 对保护套的具体结构进行详细地描述。
在一个实施例中，保护套包括套接在插入件17的周向侧壁上的承阻段16，承阻段16与插入件通过第一剪钉固定相连，并且设置于封隔器下部。在承阻段的周向侧壁上设置有径向凸起，或承阻段的外径大于回接筒的内径。从而在插入件插入到回接筒内时，承阻段或承阻段的径向凸起会卡在回接筒的上缘处以阻止承阻段向下游移动。当承阻段与插入件之间的剪切力到达一定程度时，第一剪钉会被剪断。承阻段相对于插入件向上移动至压缩封隔器下游端，并使封隔器膨胀坐封。
在一个优选的实施例中，如图1所示，保护套包括套接在插入件17的周向侧壁上的承阻段16和隔离段15，承阻段16与隔离段15相邻并相互套接，隔离段15设置于封隔器的下游处并与封隔器相邻。其中，如图2所示，通过第一剪钉10固定连接承阻段16与插入件17，通过第二剪钉20固定连接隔离段15与插入件17。上述这种结构使得在下入过程中，隔离段15与承阻段16分别固定，并且相互之间不发生轴向的挤压，从而使得封隔器不会受到挤压，防止了封隔器的提前坐封。而在承阻段16的周向侧壁上还设置有径向凸起161。径向凸起161的外径大于回接筒400的内径。这样，当插入件17插入到回接筒400内时，径向凸起161能与回接筒400的上沿相抵，以防止承阻段16向下运动。继续下放回接装置100，当承阻段16与插入件17之间的轴向力足够大时，第一剪钉10会被剪断。此时没有了承阻段16的阻碍，插入件17可继续插入到回接筒400内，直到承阻段16与隔离段15之间具有足够的轴向力，使得隔离段15无法移动而插入件17继续下插。此时，第二剪钉20会被剪断，使插入件17继续运动而隔离段15顶动其上游处的封隔器(胶筒141)。封隔器在受到一定的压力后，膨胀坐封。
第一剪钉10和第二剪钉20均可设置为多个，以保证回接装置100的稳定性。这里可选用轴向压力为400kN时剪断的剪钉为第一剪钉10和/或第二剪钉20。
优选地，径向凸起161与隔离段15相间隔一段距离，以防止隔离段15因受到挤压而坐封。
优选地，第一剪钉10的承载能力比第二剪钉20的承载能力弱，这样即使第一剪钉10提前被剪断，第二剪钉20也不会轻易被剪断，从而为防止封隔器提前坐封 增加了保障。
在一个优选的实施例中，如图2所示，在隔离段15上设置有滑槽152，滑槽 152的开口朝向承阻段16，同时在承阻段16上设置相应的滑脚162，滑脚162由径向凸起161朝向隔离段15延伸至滑槽152内。这样，能保证隔离段15与承阻段16之间的顺利配合。
优选地，径向凸起161的外径大于隔离段15的最小内径，并且滑脚162的长度小于滑槽152的深度。这样，在第一剪钉10剪断后，径向凸起161与隔离段15相抵，并且滑脚162并未滑入到滑槽152的底壁处。由于径向凸起161的强度要大于滑脚162的强度，因此这保证了承阻段16能有效向隔离段15施压，并且不会在滑脚162处发生非预期的变形并损坏。
如图2所示，在滑脚162上还设置有卡头163，卡头163沿径向延伸并伸入到插入件17的周向侧壁内。插入件17在此处的外壁上设置有相应的容纳槽。卡头163能向插入件17传递一定的轴向力，从而在下入回接装置100时，能降低承阻段16的负荷，防止第一剪钉10被提前剪断。
优选地，卡头163的上右端面设置成倾斜的引导面，这样在滑脚162与滑槽 152之间相对滑动的时候，卡头163能更方便地滑出容纳槽。优选地，滑脚162 为弹性滑脚162，这样可更加方便卡头163的滑出。
如图1所示，在注流段12的上游侧还连接有浮箍11。浮箍11可为一个或多个，并选用可钻性好，防回压能力强的水泥式浮箍11，或者选用常见的铝合金浮箍11。浮箍11能防止环空内的水泥浆倒返回到套管内。
在插入件17的周向侧壁上还设置有密封件18，密封件18设置于承阻段16 的下游处。将插入件17制造成其外径比回接筒400的内径小1mm左右的结构。这样，在插入件17插入到回接筒400内后，可实现两者的密封式连接。密封件 18可选用O型密封圈，多个密封圈沿轴向排列在插入件17的周向侧壁上，如图 1所示的那样。
利用上述回接装置100可防止水泥浆进入到插入件17内，并且防止了水泥浆进入到封隔器下游的环空内，方便了固井作业的进行，尤其方便了对承载能力差的地层处的固井作业，改善了固井质量。在回接装置100顶部利用注流段12 建立流体的循环，能有效注替水泥浆进行固井，进一步改善了固井质量。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (7)
1.一种回接装置，其包括：
插入件，所述插入件能插入到尾管的回接筒内；
盲板，所述盲板设置于所述插入件的上游处以防止物体由此处穿过而进入所述插入件；以及
封隔器，套接在所述插入件的周向侧壁上的封隔器，所述封隔器能坐封以使环空在此处分隔；
还包括套接在所述插入件的周向侧壁上的保护套，保护套包括与所述插入件通过第一剪钉相连并设置于封隔器的下游处的承阻段，所述承阻段在其周向侧壁上设置有径向凸起；
所述保护套还包括套接在所述插入件之外的隔离段，所述隔离段设置于封隔器与承阻段之间，所述隔离段通过第二剪钉与插入件相连；
在所述隔离段的周向侧壁上构造有开口朝向所述承阻段的滑槽，
所述承阻段由径向凸起处朝向隔离段延伸至所述滑槽内以形成滑脚。
2.根据权利要求1所述的回接装置，其特征在于，在所述盲板的上方构造有注流段，在所述注流段的侧壁上构造有通孔，
其中，水泥浆能经所述通孔从所述注流段内流到环空内。
3.根据权利要求2所述的回接装置，其特征在于，多个所述通孔在周向上呈螺旋形排布在所述注流段的侧壁上。
4.根据权利要求1所述的回接装置，其特征在于，所述径向凸起与隔离段相间隔。
5.根据权利要求1所述的回接装置，其特征在于，所述滑槽的深度大于所述滑脚的长度。
6.根据权利要求1或5所述的回接装置，其特征在于，在所述滑脚上构造有径向向内延伸以进入到所述插入件的周向侧壁内的卡头。
7.根据权利要求6所述的回接装置，其特征在于，所述卡头的上游端面构造为倾斜的引导面，
其中，当第一剪钉剪断后，所述卡头能在引导面的作用下方便地滑出到插入件的周向侧壁之外。
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