CN108691515A - 治理油水井油层套管上窜的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种治理油水井油层套管上窜的装置及方法，属于采油设备技术领域。其中装置包括：顶升筒、顶升螺母、底座筒以及拉紧件；顶升筒套设在油层套管上，顶升筒的上端设置有向外延伸的第一法兰，顶升筒的外壁上设置有外螺纹；顶升螺母套设在顶升筒上，且顶升螺母的内壁上设置有与顶升筒的外壁上的外螺纹相适配的内螺纹；底座筒包括设置自上而下顺次连接的支撑段和封隔段；封隔段位于表层套管和油层套管之间的环形空间内，且封隔段的内壁上设置有可与油层套管外壁咬紧的卡牙，顶升筒可进入支撑段内；支撑段和封隔段的连接处设置有向外延伸的第二法兰；第一法兰、第二法兰以及表层套管头法兰通过拉紧件固定；第一法兰还与大四通下法兰固定。

Description

治理油水井油层套管上窜的装置及方法

技术领域

本发明涉及采油设备技术领域，特别涉及一种治理油水井油层套管上窜的装置及方法。

背景技术

油井套管主要包括表层套管以及位于表层套管内的油层套管，在油层套管的上端还连接有大四通。表层套管和油层套管之间的环形空间通过封隔装置封隔。在油水井生产过程中，由于受到地表下沉的影响，油水井的表层套管随着地表一起下沉，使得油层套管相对于表层套管上窜。油层套管上窜会导致封隔表层套管与油层套管之间的环形空间的封隔装置脱离，使得井口偏斜和无法固定，从而使抽油机生产运行中，井口也随着抽油机上下运动，导致井口的生产流程拉裂或者拉断，给油田生产带来严重安全隐患和环境污染隐患。因此，需要对油水井油层套管上窜进行治理。

但是，目前采用的治理油水井套管上窜的方法普遍存在支撑和拉紧不牢固的问题，并且需要进行焊接，存在安全隐患。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明实施例提供一种治理油水井油层套管上窜的装置及方法。

具体而言，包括以下的技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种治理油水井油层套管上窜的装置，所述装置包括：顶升筒、顶升螺母、底座筒以及拉紧件；

所述顶升筒套设在油层套管上，所述顶升筒的上端设置有向外延伸的第一法兰，所述顶升筒的外壁上设置有外螺纹；

所述顶升螺母套设在所述顶升筒上，且所述顶升螺母的内壁上设置有与所述顶升筒的外壁上的外螺纹相适配的内螺纹，通过旋转所述顶升螺母可使所述顶升筒上下移动；

所述底座筒包括设置自上而下顺次连接的支撑段和封隔段；所述封隔段位于表层套管和所述油层套管之间的环形空间内，且所述封隔段的内壁上设置有可与所述油层套管外壁咬紧的卡牙，所述封隔段的外径自上而下逐渐减小；所述顶升筒可进入所述支撑段内且所述支撑段的内壁和所述顶升筒的外壁之间具有空隙；所述支撑段和所述封隔段的连接处设置有向外延伸的第二法兰；

所述第一法兰、所述第二法兰以及表层套管头法兰通过所述拉紧件固定；

所述第一法兰还与大四通下法兰固定。

进一步地，

所述顶升筒包括两个中空半圆柱体；

所述底座筒的支撑段包括两个中空半圆柱体，所述底座筒的封隔段包括两个外壁呈半圆台形、内壁呈半圆柱体形的部分；

所述顶升螺母包括两个中空半圆柱体。

进一步地，

所述顶升筒的两个中空半圆柱体的径向方向的两端、以及所述底座筒的支撑段的两个中空半圆柱体的径向方向的两端均设置有紧固耳；

所述紧固耳上设置有安装孔；

所述顶升螺母的两个中空半圆柱体的径向方向的两端均设置有横向螺纹通孔。

进一步地，

所述第一法兰的下表面与所述顶升筒的外壁之间设置有锥面；

所述顶升螺母的外壁上沿所述顶升螺母的径向设置有盲孔。

进一步地，

所述拉紧件为拉紧螺栓；

所述第一法兰和所述第二法兰上沿轴向设置有安装孔，所述拉紧螺栓穿过所述第一法兰、所述第二法兰和所述表层套管头法兰后通过螺母紧固；

所述第一法兰上还具有沿轴向设置的用于固定所述第一法兰和所述大四通下法兰的螺纹孔，所述螺纹孔位于所述安装孔的内侧。

第二方面，本发明实施例提供了一种治理油水井油层套管上窜的方法，该方法通过上述的治理油水井油层套管上窜的装置实施，包括以下步骤：

a，将所述顶升筒套设在所述油层套管上；

b，将所述顶升螺母旋在所述顶升筒上；

c，安装所述底座筒，使所述底座筒的封隔段进入所述表层套管和所述油层套管之间的环形空间内；

d，使所述顶升筒进入所述底座筒的支撑段内，并旋转所述顶升螺母使所述顶升筒上升对井口进行顶托；

e，将所述大四通下法兰与所述第一法兰固定；

f，通过所述拉紧件将所述第一法兰、所述第二法兰和所述表层套管头法兰固定。

进一步地，步骤b和步骤c之间还包括：将井口生产闸门和套管内放闸门的卡箍卸开；

步骤f之后还包括：将井口生产闸门与套管内放闸门外的管线连接好，上卡箍，倒流程，启抽。

进一步地，步骤a具体包括：将所述顶升筒的两个中空半圆柱体扣合在所述油层套管位于所述表层套管外的部分上，之后将螺杆穿入固定耳中并紧固，使所述顶升筒的两个中空半圆柱体紧密咬合在一起。

进一步地，步骤c具体包括：将所述底座筒的两部分的封隔段放入所述油层套管和所述表层套管之间的环形空间内，所述底座筒的两部分的封隔段的扣合在所述油层套管上，再将螺杆穿入固定耳中并紧固。

进一步地，步骤d具体包括：将加力杆伸入所述顶升螺母的外壁上的盲孔中，推动所述加力杆使所述顶升螺母旋转对所述井口进行顶托。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果：

本发明实施例提供的治理油水井油层套管上窜的装置中，顶升螺母与顶升筒螺纹连接，通过旋转顶升螺母向上移动顶升筒使其托住整个井口，来解决井口上下移动；底座筒包括支撑段和封隔段，通过使封隔段进入表层套管与油层套管的环形空间内，且封隔段的外壁具有锥度，利用封隔段外壁的锥度和封隔段内壁的卡牙实现油层套管扶正和对中。本发明实施例提供的治理油水井油层套管上窜的装置结构简单，使用方便，能够有效解决油水井油层套管上窜造成的井口偏斜、无法固定等问题，且支撑和拉紧牢固，安装时不用焊接，消除了安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例提供的治理油水井油层套管上窜的装置的分解结构示意图；

图2为本发明实施例提供的治理油水井油层套管上窜的装置中底座筒的结构示意图。

图中附图标记分别表示：

1-顶升筒；

11-第一法兰；

12-顶升筒的紧固耳；

2-顶升螺母；

3-底座筒；

31-支撑段；

32-封隔段；

33-第二法兰；

34-底座筒的紧固耳；

4-拉紧件；

X1-表层套管；

X11-表层套管头法兰；

X2-油层套管；

X3-大四通；

X31-大四通下法兰。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。

第一方面，本发明实施例提供了一种治理油水井油层套管上窜的装置，参见图1和图2，该装置包括：顶升筒1、顶升螺母2、底座筒3以及拉紧件4。

其中，顶升筒1套设在油层套管X2上，顶升筒1的上端设置有向外延伸的第一法兰11，顶升筒1的外壁上设置有外螺纹。

顶升螺母2套设在顶升筒1上，且顶升螺母2的内壁上设置有与顶升筒1的外壁上的外螺纹相适配的内螺纹，通过旋转顶升螺母2可使顶升筒1上下移动。

底座筒3包括设置自上而下顺次连接的支撑段31和封隔段32；封隔段32位于表层套管X1和油层套管X2之间的环形空间内，且封隔段32的内壁上设置有可与油层套管X2外壁咬紧的卡牙，封隔段32的外径自上而下逐渐减小；顶升筒1可进入支撑段31内且支撑段31的内壁和顶升筒1的外壁之间具有空隙；支撑段31和封隔段32的连接处设置有向外延伸的第二法兰33；

第一法兰11、第二法兰33以及表层套管头法兰X11通过拉紧件4固定；

第一法兰11还与大四通下法兰X31固定。

本发明实施例提供的治理油水井油层套管X2上窜的装置中，顶升螺母2与顶升筒1螺纹连接，通过旋转顶升螺母2(例如顺时针旋转)向上移动顶升筒1使其托住整个井口，来解决井口上下移动；底座筒3包括支撑段31和封隔段32，通过使封隔段32进入表层套管X1与油层套管X2的环形空间内，且封隔段32的外壁具有锥度，利用封隔段32外壁的锥度和封隔段32内壁的卡牙实现油层套管X2扶正和对中。

本发明实施例提供的治理油水井油层套管上窜的装置结构简单，使用方便，能够有效解决油水井油层套管上窜造成的井口偏斜、无法固定等问题，且支撑和拉紧牢固，安装时不用焊接，消除了安全隐患。

进一步地，本发明实施例提供的装置中，顶升筒1包括两个中空半圆柱体，并且在顶升筒1的两个中空半圆柱体的径向方向的两端设置有紧固耳12，在紧固耳12上设置有安装孔。在将顶升筒1安装到油层套管X2上时，先将两个中空半圆柱体扣合在油层套管X2上，之后将螺杆穿过紧固耳12安装孔，再通过旋紧螺母使顶升筒1的两个中空半圆柱体紧密咬合在一起。

可以理解的是，第一法兰11也包括两个半圆形的法兰盘，顶升筒1的内径大于油层套管X2的外径，从而可使顶升筒1向上移动对井口进行顶托。

本发明实施例中，可以在第一法兰11的下表面与顶升筒1的外壁之间设置锥面，以增强第一法兰11的强度，防止由于拉紧件4的拉紧力过大造成第一法兰11断裂。

本发明实施例中，第一法兰11在直径较小的位置处设置有多个均匀分布的螺纹孔，在直径较大的位置处设置有多个均匀分布的安装孔，即螺纹孔位于安装孔的内侧，螺纹孔用于第一法兰11与大四通下法兰X31的固定，安装孔用于第一法兰11与第二法兰33、表层套管头法兰X11的固定。

上述螺纹孔的位置与大四通下法兰X31的法兰孔的位置相对应，将螺钉穿过大四通下法兰X31的法兰孔并穿入螺纹孔中旋紧后即将第一法兰11与大四通下法兰X31固定。

本发明实施例中，顶升筒1(包括第一法兰11)可选用N80钢加工制造，第一法兰11的厚度可以为10mm，螺纹孔可设置在第一法兰11直径350mm处，安装孔可设置在第一法兰11直径600mm处。

进一步地，本发明实施例提供的装置中，底座筒3的支撑段31包括两个中空半圆柱体，底座筒3的封隔段32包括两个外壁呈半圆台形、内壁呈半圆柱体形的部分，第二法兰33也包括两个半圆形的法兰盘。在底座筒3的支撑段31的两个中空半圆柱体的径向方向的两端均设置有紧固耳34，在紧固耳34上设置有安装孔。在安装底座筒3时，先将封隔段32的两个部分扣合在油层套管X2上，之后将螺杆穿过紧固耳34的安装孔，再通过旋紧螺母使底座筒3的封隔段32的内壁上的卡牙与油层套管X2的外壁紧密咬合在一起。

在第二法兰33上设置有多个均匀分布的安装孔，用于第一法兰11与第二法兰33、表层套管头法兰X11的固定。可以理解的是，第二法兰33上的安装孔与第一法兰11上的安装孔的位置相对应。

本发明实施例中，底座筒3(包括第二法兰33)可选用N80钢加工制造，第二法兰33的外径可以为600mm，底座筒3的支撑段31的外径可以为325mm。紧固耳34可以设置在底座筒3的支撑段31的外壁的中间位置。

进一步地，本发明实施例提供的装置中，顶升螺母2也包括两个中空半圆柱体，顶升螺母2的两个中空半圆柱体的径向方向的两端均设置有横向螺纹通孔。安装顶升螺母2时，将顶升螺母2的两个中空半圆柱体扣合在顶升筒1上后，将螺杆依次穿过每个中空半圆柱体的螺纹通孔后将顶升螺母2安装在顶升筒1上。

顶升螺母2的内径可以为310mm。

为了便于旋转顶升螺母2从而使顶升筒1向上运动，在顶升螺母2的外壁上沿顶升螺母2的径向设置有盲孔，将加力杆插入盲孔中，通过推动加力杆来使顶升螺母2旋转。盲孔的直径为15mm。可以沿着顶升螺母2的圆周方向设置多个盲孔，多个盲孔均匀分布。

进一步地，本发明实施例提供的装置中，拉紧件4具体可以为拉紧螺栓，拉紧螺栓依次穿过第一法兰11的安装孔、第二法兰33的安装孔和表层套管头法兰X11的法兰孔后再通过螺母紧固，将第一法兰11、第二法兰33和表层套管头法兰X11固定。

拉紧螺栓可以包括直径20mm，螺距1000mm的螺杆。

第二方面，本发明实施例提供了一种治理油水井油层套管上窜的方法，该方法通过上述的治理油水井油层套管上窜的装置实施，该方法包括以下步骤：

步骤S1，将顶升筒1套设在油层套管X2上；

步骤S2，将顶升螺母2旋在顶升筒1上；

步骤S3，安装底座筒3，使底座筒3的封隔段32进入表层套管X1和油层套管X2之间的环形空间内；

步骤S4，使顶升筒1进入底座筒3的支撑段31内，并旋转顶升螺母2使顶升筒1上升对井口进行顶托；

步骤S5，将大四通下法兰X31与第一法兰11固定；

步骤S6，通过拉紧件4将第一法兰11、第二法兰33和表层套管头法兰X11固定。

需要说明的是，在步骤S4中，在旋转顶升螺母2使顶升筒1上升过程中，使底座筒3利用其向下的作用力，使底座筒3的封隔段32完全进入环形空间内，即，使第二法兰33与表层套管头法兰X11相抵，使底座筒3的封隔段32内壁的卡牙与油层套管X2外壁紧紧咬死达到扶正对中的作用。

进一步地，本发明实施例提供的方法中，在安装底座筒3之前，即步骤S2和步骤S3之间还包括以下步骤：将井口生产闸门和套管内放闸门的卡箍卸开。

在步骤S6之后还包括以下步骤：将井口生产闸门与套管内放闸门外的管线连接好，上卡箍，倒流程，启抽。

进一步地，如上文所述，本发明实施例提供的方法中，步骤S1具体包括：将顶升筒1的两个中空半圆柱体扣合在油层套管X2位于表层套管X1外的部分上，之后将螺杆穿入固定耳中并紧固，使顶升筒1的两个中空半圆柱体紧密咬合在一起。

步骤S2具体包括：将顶升螺母2的两个中空半圆柱体扣合在顶升筒1上后，将螺杆依次穿过每个中空半圆柱体的横向螺纹通孔后将顶升螺母2安装在顶升筒1上。

步骤S3具体包括：将底座筒3的两部分的封隔段32放入油层套管X2和表层套管X1之间的环形空间内，底座筒3的两部分的封隔段32的扣合在油层套管X2上，再将螺杆穿入固定耳中并紧固。

步骤S4具体包括：将加力杆伸入顶升螺母2的外壁上的盲孔中，推动加力杆使顶升螺母2旋转对井口进行顶托。

步骤S5具体包括：将螺钉穿过大四通下法兰X31的法兰孔并穿入第一法兰11的螺纹孔中旋紧后将第一法兰11与大四通下法兰X31固定。

步骤S6具体包括：将拉紧螺栓依次穿过第一法兰11的安装孔、第二法兰33的安装孔和表层套管头法兰X11的法兰孔后通过螺母固定，将第一法兰11、第二法兰33和表层套管头法兰X11固定。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种治理油水井油层套管上窜的装置，其特征在于，所述装置包括：顶升筒、顶升螺母、底座筒以及拉紧件；

所述顶升筒套设在油层套管上，所述顶升筒的上端设置有向外延伸的第一法兰，所述顶升筒的外壁上设置有外螺纹；

所述顶升螺母套设在所述顶升筒上，且所述顶升螺母的内壁上设置有与所述顶升筒的外壁上的外螺纹相适配的内螺纹，通过旋转所述顶升螺母可使所述顶升筒上下移动；

所述底座筒包括设置自上而下顺次连接的支撑段和封隔段；所述封隔段位于表层套管和所述油层套管之间的环形空间内，且所述封隔段的内壁上设置有可与所述油层套管外壁咬紧的卡牙，所述封隔段的外径自上而下逐渐减小；所述顶升筒可进入所述支撑段内且所述支撑段的内壁和所述顶升筒的外壁之间具有空隙；所述支撑段和所述封隔段的连接处设置有向外延伸的第二法兰；

所述第一法兰、所述第二法兰以及表层套管头法兰通过所述拉紧件固定；

所述第一法兰还与大四通下法兰固定。

2.根据权利要求1所述的治理油水井油层套管上窜的装置，其特征在于，

所述顶升筒包括两个中空半圆柱体；

所述底座筒的支撑段包括两个中空半圆柱体，所述底座筒的封隔段包括两个外壁呈半圆台形、内壁呈半圆柱体形的部分；

所述顶升螺母包括两个中空半圆柱体。

3.根据权利要求2所述的治理油水井油层套管上窜的装置，其特征在于，所述顶升筒的两个中空半圆柱体的径向方向的两端、以及所述底座筒的支撑段的两个中空半圆柱体的径向方向的两端均设置有紧固耳；

所述紧固耳上设置有安装孔；

所述顶升螺母的两个中空半圆柱体的径向方向的两端均设置有横向螺纹通孔。

4.根据权利要求1所述的治理油水井油层套管上窜的装置，其特征在于，所述第一法兰的下表面与所述顶升筒的外壁之间设置有锥面；

所述顶升螺母的外壁上沿所述顶升螺母的径向设置有盲孔。

5.根据权利要求1所述的治理油水井油层套管上窜的装置，其特征在于，所述拉紧件为拉紧螺栓；

所述第一法兰和所述第二法兰上沿轴向设置有安装孔，所述拉紧螺栓穿过所述第一法兰、所述第二法兰和所述表层套管头法兰后通过螺母紧固；

所述第一法兰上还具有沿轴向设置的用于固定所述第一法兰和所述大四通下法兰的螺纹孔，所述螺纹孔位于所述安装孔的内侧。

6.一种治理油水井油层套管上窜的方法，其特征在于，通过权利要求1～5任一项所述的治理油水井油层套管上窜的装置实施，包括以下步骤：

a，将所述顶升筒套设在所述油层套管上；

b，将所述顶升螺母旋在所述顶升筒上；

c，安装所述底座筒，使所述底座筒的封隔段进入所述表层套管和所述油层套管之间的环形空间内；

d，使所述顶升筒进入所述底座筒的支撑段内，并旋转所述顶升螺母使所述顶升筒上升对井口进行顶托；

e，将所述大四通下法兰与所述第一法兰固定；

f，通过所述拉紧件将所述第一法兰、所述第二法兰和所述表层套管头法兰固定。

7.根据权利要求6所述的治理油水井油层套管上窜的方法，其特征在于，步骤b和步骤c之间还包括：将井口生产闸门和套管内放闸门的卡箍卸开；

步骤f之后还包括：将井口生产闸门与套管内放闸门外的管线连接好，上卡箍，倒流程，启抽。

8.根据权利要求6所述的治理油水井油层套管上窜的方法，其特征在于，步骤a具体包括：将所述顶升筒的两个中空半圆柱体扣合在所述油层套管位于所述表层套管外的部分上，之后将螺杆穿入固定耳中并紧固，使所述顶升筒的两个中空半圆柱体紧密咬合在一起。

9.根据权利要求6所述的治理油水井油层套管上窜的方法，其特征在于，步骤c具体包括：将所述底座筒的两部分的封隔段放入所述油层套管和所述表层套管之间的环形空间内，所述底座筒的两部分的封隔段的扣合在所述油层套管上，再将螺杆穿入固定耳中并紧固。

10.根据权利要求6所述的治理油水井油层套管上窜的方法，其特征在于，步骤d具体包括：将加力杆伸入所述顶升螺母的外壁上的盲孔中，推动所述加力杆使所述顶升螺母旋转对所述井口进行顶托。