CN108425640A - 用于套管的漂浮接箍 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于套管的漂浮接箍，其涉及石油天然气开发技术领域，用于套管的漂浮接箍包括：外壳体，外壳体上具有第一凸起部；设置在外壳体内的悬挂管，悬挂管的上端沿周向布置有多条割缝以使悬挂管的上端能在径向方向收缩，悬挂管的内壁上具有第二凸起部和凹槽，悬挂管的外壁上具有第三凸起部；穿设在悬挂管中的支撑管，支撑管的外壁上具有第四凸起部，第四凸起部与第二凸起部相抵，以使悬挂管的第三凸起部与第一凸起部相卡，支撑管与悬挂管之间通过剪切销钉固定；设置在悬挂管中的破裂盘，破裂盘具有将悬挂器的内部封堵的破裂层，破裂层能在预设压力下破裂。本申请能够解决固井作业成本高和后续压裂过程中难以保证套管串的密封完整性问题。

Description

用于套管的漂浮接箍

技术领域

本发明涉及石油天然气开发技术领域，特别涉及一种用于套管的漂浮接箍。

背景技术

在石油天然气开发中，针对大斜度井特别是水平井因下套管摩阻大而导致套管下入困难及套管磨损严重的问题，人们发明了套管漂浮接箍与贴壁隐藏式免钻盲板固井装置等用于克服上述问题。但是，上述几项发明都各自存在不同的缺陷。例如，套管漂浮接箍虽然可以实现套管的漂浮下入作业，但如果要进行固井作业就需要下入钻具将漂浮接箍内部的部件钻除，如此，增加了作业时间和作业成本；而，贴壁隐藏式免钻盲板固井装置虽实现了套管的漂浮下入又无需下入钻具便可进行固井作业，但是该工具的最外层本体套上安装有剪切销钉，如此，破坏了工具本体外壳的完整性，在后期通过套管压裂时安装销钉的位置难以保证套管串内外的相对密封，从而可能会破坏套管串整体密封的完整性。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种用于套管的漂浮接箍，其能够解决固井作业成本高和后续压裂过程中难以保证套管串的密封完整性问题。

本发明实施例的具体技术方案是：

一种用于套管的漂浮接箍，所述用于套管的漂浮接箍包括：

外壳体，所述外壳体上具有第一凸起部；

设置在所述外壳体内的悬挂管，所述悬挂管的上端沿周向布置有多条割缝以使所述悬挂管的上端能在径向方向收缩，所述悬挂管的内壁上具有第二凸起部和位于所述第二凸起部下方的凹槽，所述悬挂管的外壁上具有第三凸起部；

穿设在所述悬挂管中的支撑管，所述支撑管的外壁上具有第四凸起部，所述第四凸起部与所述第二凸起部相抵，以使所述悬挂管的第三凸起部与所述第一凸起部相卡，所述支撑管与所述悬挂管之间通过剪切销钉固定；

设置在所述悬挂管中的破裂盘，所述破裂盘具有将所述悬挂器的内部封堵的破裂层，所述破裂层能在预设压力下破裂。

在一种优选的实施方式中，所述外壳体与所述悬挂管之间设置有密封件。

在一种优选的实施方式中，所述悬挂管上开设有开孔，所述开孔中设置有用于固定所述支撑管的销钉。

在一种优选的实施方式中，所述悬挂管的内壁上具有用于抵住所述破裂盘的台阶。

在一种优选的实施方式中，所述支撑管的下端具有第一卡接部，所述破裂盘的上端具有与所述第一卡接部相匹配的第二卡接部。

在一种优选的实施方式中，当所述剪切销钉切断后，所述第三凸起部能滑入所述凹槽中，所述悬挂管的上端伸缩以使所述第三凸起部与所述第一凸起部相脱离。

在一种优选的实施方式中，所述支撑管的上端高于所述悬挂管的上端，所诉支撑管的上端具有第三卡接部。

在一种优选的实施方式中，所述破裂盘与所述台阶之间设置有密封垫圈。

在一种优选的实施方式中，所述悬挂管的下端连接有胶塞密封机构，所述胶塞密封机构包括:与所述悬挂管的下端连接的胶塞管，所述胶塞管的下端具有限位部；套设在所述胶塞管上的多个胶塞单元，所述限位部抵住所述胶塞单元，所述胶塞单元包括胶塞体和压环，所述胶塞体包括本体和密封部，所述密封部抵住所述外壳体的内壁向上延伸，所述压环位于所述胶塞体的上方并抵住所述本体。

在一种优选的实施方式中，所述胶塞体内具有金属骨架，所述金属骨架设置在所述本体中，所述金属骨架绕所述胶塞管分布。

本发明的技术方案具有以下显著有益效果：

本申请中的用于套管的漂浮接箍通过在外壳体中设置悬挂管，将剪切销钉设置在悬挂管上，如此避免了在外壳体上安装剪切销钉，有效保证了工具外壳体的完整性，在后期通过套管压裂时，不会影响到外壳体的相对密封，消除了后续的作业隐患。同时，该申请中用于套管的漂浮接箍通过井口打压便可以打破破裂盘中的破裂层，便可直接进行固井作业，有效降低了固完井作业的成本。固井作业后期，将胶塞运行至漂浮接箍处，推动支撑管剪断剪切销钉，悬挂管、支撑管、破裂盘三者便会滑动被胶塞推行至井底碰压，通过上述过程还有效保证了套管的通径。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为本发明实施例中用于套管的漂浮接箍的结构示意图；

图2为本发明实施例中用于套管的漂浮接箍在剪切销钉切断后的结构示意图；

图3为本发明实施例中外壳体的结构示意图。

以上附图的附图标记：

1、外壳体；11、第一凸起部；2、悬挂管；21、第二凸起部；22、凹槽；23、第三凸起部；24、密封件；25、开孔；26、台阶；3、支撑管；31、第四凸起部；32、第一卡接部；33、第三卡接部；4、剪切销钉；5、破裂盘；51、破裂层；52、第二卡接部；6、密封垫圈；7、胶塞密封机构；71、胶塞管；711、限位部；72、胶塞单元；721、胶塞体；7211、本体；7212、密封部；7213、金属骨架；722、压环。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了能够解决固井作业成本高和后续压裂过程中难以保证套管串的密封完整性问题，在本申请中提出了一种用于套管的漂浮接箍，图1为本发明实施例中用于套管的漂浮接箍的结构示意图，图2为本发明实施例中用于套管的漂浮接箍在剪切销钉切断后的结构示意图，图3为本发明实施例中外壳体的结构示意图，如图1至图3所示，本申请中的用于套管的漂浮接箍可以包括：外壳体1，外壳体1上具有第一凸起部11；设置在外壳体1内的悬挂管2，悬挂管2的上端沿周向布置有多条割缝以使悬挂管2的上端能在径向方向收缩，悬挂管2的内壁上具有第二凸起部21和位于第二凸起部21下方的凹槽22，悬挂管2的外壁上具有第三凸起部23；穿设在悬挂管2中的支撑管3，支撑管3的外壁上具有第四凸起部31，第四凸起部31与第二凸起部21相抵，以使悬挂管2的第三凸起部23与第一凸起部11相卡，支撑管3与悬挂管2之间通过剪切销钉4固定；设置在悬挂管2中的破裂盘5，破裂盘5具有将悬挂器的内部封堵的破裂层51，破裂层51能在预设压力下破裂。

本申请中的用于套管的漂浮接箍可以连接在固井或完井管套管上，并随套管下入至预定位置，由于破裂盘5具有将悬挂器的内部封堵的破裂层51，通过破裂盘5可以为套管提供暂时的封堵作用，如此，可以隔绝漂浮接箍上下流体的作用，使套管处于漂浮状态，以降低套管的摩阻，确保套管顺利下入到预定深度。当套管下入至预定位置后，在井口进行打压，当压力达到一定程度时将破裂盘5中的破裂层51破碎，使得本申请中用于套管的漂浮接箍的内部连通，从而可以在套管内部建立循环通道，进而可以进行固井注水泥作业。在固井注水泥的后期阶段，可以向套管中投入与支撑管3相配合的胶塞，胶塞在套管内下入至漂浮接箍处，推动支撑管3，支撑管3受力，如此，支撑管3与悬挂管2之间的剪切销钉4被切断，支撑管3向下滑动，支撑管3的第四凸起部31与第二凸起部21相脱离使得悬挂管2的上端失去扩张的支撑，进而悬挂管2的上端收缩。悬挂管2的第三凸起部23与外壳体1的第一凸起部11由相卡的状态变成相脱离的状态，此时，悬挂管2便向下滑动。如图2所示，支撑管3的第四凸起部31便进入悬挂管2的凹槽22中，悬挂管2、支撑管3、破裂盘5三者滑动能够脱离外壳体1，脱离外壳体14让后，在胶塞的的推动下下行至井底，完成碰压，固井注水泥作业完成。在上述整个过程中在套管中留下的仅外壳体1。

本申请中的用于套管的漂浮接箍通过在外壳体1中设置悬挂管2，将剪切销钉4设置在悬挂管2上，如此避免了在外壳体1上安装剪切销钉4，有效保证了工具外壳体1的完整性，在后期通过套管压裂时，不会影响到外壳体1的相对密封，消除了后续的作业隐患。同时，该申请中用于套管的漂浮接箍通过井口打压便可以打破破裂盘5中的破裂层51，便可直接进行固井作业，有效降低了固完井作业的成本。固井作业后期，将胶塞运行至漂浮接箍处，推动支撑管3剪断剪切销钉4，悬挂管2、支撑管3、破裂盘5三者便会滑动被胶塞推行至井底碰压，通过上述过程还有效保证了套管的通径。

为了能够更好的了解本申请中的用于套管的漂浮接箍，下面将对其做进一步解释和说明。如图3所示，外壳体1上的内壁上具有第一凸起部11，该第一凸起部11用于与悬挂管2的第三凸起部23相卡合，以对悬挂管2进行固定防止其在外壳体1内部滑动。外壳体1的上端可以具有内螺纹，外壳体1的下端可以具有外螺纹，从而满足与其它部件相连接的需求。

如图1所示，悬挂管2设置在外壳体1内，悬挂管2的上端沿周向布置有多条割缝，割缝沿轴线方向延伸，如此悬挂管2的上端能在径向方向进行一定的收缩。悬挂管2的外壁上具有第三凸起部23，第三凸起部23可以位于悬挂管2的上端，第三凸起部23用于与外壳体1的第一凸起部11相卡合。当悬挂管2在径向张开时，第三凸起部23便与外壳体1的第一凸起部11相卡合，如此，悬挂管2无法在外壳体1中向下滑动。

如图1所示，为了保证外壳体1与悬挂管2之间的密封性，可以在外壳体1与悬挂管2之间设置有密封件24。在一种可行的实施方式中，在悬挂管2的外壁上开设有环形槽，在环形槽中设置密封件24，密封件24可以是密封圈。

如图1所示，悬挂管2的内壁上具有第二凸起部21和位于第二凸起部21下方的凹槽22，第二凸起部21位于悬挂管2的上端。第二凸起部21用于与支撑管3的第四凸起部31相顶，如此使得支撑管3的上端受到径向向外的力，从而使得悬挂管2的上端能够保持张开状态，从而使得悬挂管2的第三凸起部23与外壳体1的第一凸起部11相卡合。位于第二凸起部21下方的凹槽22用于收容支撑管3的第四凸起部31，如图2所示，当第四凸起部31与支撑管3的第二凸起部21相脱离后，第四凸起部31便滑入至悬挂管2的凹槽22中。

如图1所示，悬挂管2的内壁上还具有用于抵住破裂盘5的台阶26，所示台阶26可以位于悬挂管2的下端，其上方用于抵住破裂盘5，从而实现对破裂盘5的限位。

如图1所示，支撑管3穿设在悬挂管2中，支撑管3的外壁上具有第四凸起部31，第四凸起部31用于与第二凸起部21相抵，以使悬挂管2的第三凸起部23与第一凸起部11相卡。支撑管3与悬挂管2之间通过剪切销钉4固定，具体而言，悬挂管2上可以开设有开孔25，开孔25中设置有用于固定支撑管3的销钉。

如图1所示，支撑管3的上端高于悬挂管2的上端，如图2所示，当向套管中投入与支撑管3相配合的胶塞时，胶筒能够先与漂浮接箍中的支撑管3相抵触，从而推动支撑管3下移剪断剪切销钉4。支撑管3的下端具有第一卡接部32，支撑管3的第一卡接部32用于与破裂盘5的上端的第二卡接部52相卡合，如此可以防止两者之间发生旋转。支撑管3的上端则可以具有第三卡接部33，第三卡接部33用于与投入套管中的胶塞相卡合。

如图1所示，破裂盘5设置在悬挂管2中，破裂盘5的侧壁可以具有外螺纹，悬挂管2的内壁也具有内螺纹，两者通过螺纹相连接。同时破裂盘5的下端抵住悬挂管2内壁上的台阶26，在对套管进行打压时，可以使得破裂盘5承受住压力。破裂盘5的中心部分为将悬挂器的内部封堵的破裂层51，破裂层51能在预设压力下破裂。破裂盘5上端则具有与第一卡接部32相匹配的第二卡接部52。为了保证破裂盘5与悬挂管2之间的密封性，破裂盘5与台阶26之间设置有密封垫圈6。

在一种优选的实施方式中，用于套管的漂浮接箍还可以包括：连接在悬挂管2的下端的胶塞密封机构7，胶塞密封机构7可以包括:与悬挂管2的下端连接的胶塞管71，胶塞管71的上端与悬挂管2的下端相螺纹连接，胶塞管71的下端具有限位部711；套设在胶塞管71上的多个胶塞单元72，限位部711抵住胶塞单元72，胶塞单元72包括胶塞体721和压环722，胶塞体721包括本体7211和密封部7212，密封部7212抵住外壳体1的内壁向上延伸，压环722位于胶塞体721的上方并抵住本体7211。胶塞体721用于实现胶塞管71与外壳体1之间的密封，胶塞体721的密封部7212抵住外壳体1的内壁向上延伸，一方面可以减小胶塞体721与外壳体1之间的摩擦力，另外一方面可以更好的提高胶塞体721与外壳体1内壁之间的密封性。相邻胶塞单元72中的胶塞体721之间设置有压环722，压环722同于对胶塞体721中本体7211部分进行固定，同时使得相邻的胶塞体721之间具有一定的距离。胶塞体721内可以具有金属骨架7213，金属骨架7213设置在本体7211中，金属骨架7213绕胶塞管71分布，通过金属骨架7213可以加强整个胶塞体721的强度，使得胶塞体721牢牢的紧固套设在胶塞管71，保证胶塞体721与胶塞管71之间的密封性。由多个胶塞单元72形成的胶塞密封机构7形成了多道密封，如此，可以提高整个胶塞密封机构7的密封性。在悬挂管2的下端连接胶塞密封机构7的作用在于，当向套管中投入与支撑管3相配合的胶塞时，由于套管的长度很长，胶塞经过长时间与套管之间的摩擦后，胶塞就会受到损坏，以致其与套管之间的密封性就会变差，如此，即无法保证胶塞与套管之间的密封性。当胶塞下入至漂浮接箍处后，其推动外壳体1内的悬挂管2、支撑管3、破裂盘5以及悬挂管2下端的胶塞密封机构7一起向下滑动，此时悬挂管2下端的胶塞密封机构7代替了下入的胶塞，悬挂管2下端的全新的胶塞密封机构7可以实现与套管之间的密封性。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于套管的漂浮接箍，其特征在于，所述用于套管的漂浮接箍包括：

外壳体，所述外壳体上具有第一凸起部；

设置在所述外壳体内的悬挂管，所述悬挂管的上端沿周向布置有多条割缝以使所述悬挂管的上端能在径向方向收缩，所述悬挂管的内壁上具有第二凸起部和位于所述第二凸起部下方的凹槽，所述悬挂管的外壁上具有第三凸起部；

穿设在所述悬挂管中的支撑管，所述支撑管的外壁上具有第四凸起部，所述第四凸起部与所述第二凸起部相抵，以使所述悬挂管的第三凸起部与所述第一凸起部相卡，所述支撑管与所述悬挂管之间通过剪切销钉固定；

设置在所述悬挂管中的破裂盘，所述破裂盘具有将所述悬挂器的内部封堵的破裂层，所述破裂层能在预设压力下破裂。

2.根据权利要求1所述的用于套管的漂浮接箍，其特征在于，所述外壳体与所述悬挂管之间设置有密封件。

3.根据权利要求1所述的用于套管的漂浮接箍，其特征在于，所述悬挂管上开设有开孔，所述开孔中设置有用于固定所述支撑管的所述剪切销钉。

4.根据权利要求1所述的用于套管的漂浮接箍，其特征在于，所述悬挂管的内壁上具有用于抵住所述破裂盘的台阶。

5.根据权利要求1所述的用于套管的漂浮接箍，其特征在于，所述支撑管的下端具有第一卡接部，所述破裂盘的上端具有与所述第一卡接部相匹配的第二卡接部。

6.根据权利要求1所述的用于套管的漂浮接箍，其特征在于，当所述剪切销钉切断后，所述第三凸起部能滑入所述凹槽中，所述悬挂管的上端收缩以使所述第三凸起部与所述第一凸起部相脱离。

7.根据权利要求1所述的用于套管的漂浮接箍，其特征在于，所述支撑管的上端高于所述悬挂管的上端，所诉支撑管的上端具有第三卡接部。

8.根据权利要求4所述的用于套管的漂浮接箍，其特征在于，所述破裂盘与所述台阶之间设置有密封垫圈。

9.根据权利要求1所述的用于套管的漂浮接箍，其特征在于，所述悬挂管的下端连接有胶塞密封机构，所述胶塞密封机构包括:与所述悬挂管的下端连接的胶塞管，所述胶塞管的下端具有限位部；套设在所述胶塞管上的多个胶塞单元，所述限位部抵住所述胶塞单元，所述胶塞单元包括胶塞体和压环，所述胶塞体包括本体和密封部，所述密封部抵住所述外壳体的内壁向上延伸，所述压环位于所述胶塞体的上方并抵住所述本体。

10.根据权利要求9所述的用于套管的漂浮接箍，其特征在于，所述胶塞体内具有金属骨架，所述金属骨架设置在所述本体中，所述金属骨架绕所述胶塞管分布。