CN108979591A - 一种双管过流装置 - Google Patents

Abstract

本发明创造提供一种双管过流装置，包括有通过连接套固定连接的上外管和下外管；所述上外管与下外管形成的腔体空间内还设有上内管和下内管，所述上内管与所述上外管通过上过流环固定连接，所述下内管与所述下外管通过下过流环固定连接；所述上内管的下端外壁上加工有若干凹槽，所述凹槽内设有密封圈和膨胀橡胶圈；所述上外管的中部外壁上固定安装有膨胀橡胶材质制作的上封隔件，所述下外管的中部外壁上固定安装有膨胀橡胶材质制作的下封隔件。本发明创造提供的双管过流装置，在确保不改变常规固井流程的前提下，实现了绕过油层固井，油层不固井的方式可避免水泥浆对产层的伤害。

Description

一种双管过流装置

技术领域

本发明创造属于油气田开发的固井作业领域，尤其是涉及一种双管过流装置。

背景技术

双管过流装置是实现油井固井过程中油层不固井的一种工具，双管过流装置的内管密封性能、过流能力、隔离油层的封隔效果等对整个施工质量起着至关重要的作用；现有的类似产品存在着内管密封效果不佳、过流面积难以保证、封隔效果有待验证等问题。

授权公告号为CN 205858270U的中国实用新型专利“一种选择性固井装置”提供了一种固井装置，包括套管内管、套管外管，其套管内管、套管外管上端装有上隔离体和上导流阀，在套管内管、套管外管下端装有下隔离体和下导流阀；采用双层套管结构，固井水泥浆可通过套管夹层绕过产层，实现了产层不固井、产层以上、产层以下固井的选择性固井的目的，增大了产层泄油面积，避免水泥浆对产层的伤害，有利于提高油气井产量。但是该双管过流装置主要存在以下不足：一是内管的密封耐压能力不高，不能确保后期压裂增产需求；二是该类工具内外管之间的环空截面积不大，不能满足注水泥固井的排量和压力要求；三是该类工具内外管的连接方式不明确，不能确保内管入井过程中的稳定和安全；四是该类工具上下封隔件的封隔效果无法保证，因此急需一种耐高压、封隔效果好、大过流面积的双管过流装置。

发明内容

本发明创造要解决的技术问题是提供一种双管过流装置，该过流装置具有较大的环空过流面积，能够满足固井作业中的排量和压力需求,其密封结构设计可满足后期压裂作业的密封要求，确保不改变常规固井流程的前提下，实现了绕过油层固井。

为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：

一种双管过流装置，包括有通过连接套固定连接的上外管和下外管；所述上外管和下外管通过内外螺纹的配合分别固定连接于连接套的上部和下部；

所述上外管与下外管形成的腔体空间内还设有上内管和下内管，所述上内管与所述上外管通过上过流环固定连接；所述下内管与所述下外管通过下过流环固定连接。

进一步，所述上过流环位于上外管和上内管之间的上环空空间内，其外圆周面与上外管的底端通过焊接方式固定连接，而其内圆周面与上内管的中部外壁通过焊接方式固定连接。

进一步，所述下过流环位于下外管和下内管之间的下环空空间内，其外圆周面与下外管顶端通过焊接方式固定连接，而其内圆周面与下内管的顶端通过焊接方式固定连接。

进一步，所述上环空空间和下环空空间的的尺寸范围均设置为8-10mm。

进一步，所述下内管的上部内壁处设有一卡接槽，所述上内管的下端插入至所述下内管的卡接槽内形成上内管与下内管的卡接。

进一步，所述卡接槽的厚度与所述上内管下端的壁厚相当。

进一步，所述上内管的下端外壁上加工有若干凹槽，所述凹槽分为上部的密封圈凹槽，下部的膨胀橡胶圈凹槽，所述密封圈凹槽设置有两个，每个密封圈凹槽内均设有两个密封圈；

所述膨胀橡胶圈凹槽设置有一个，所述膨胀橡胶圈凹槽的侧壁上还设置有若干挤压槽，所述膨胀橡胶圈形状与所述膨胀橡胶圈凹槽的形状相匹配。

进一步，所述密封圈选择O型密封圈。

进一步，所述上过流环与下过流环结构相同，所述下过流环为环形体结构，其周向均匀开设有若干过流孔。

进一步，所述上外管的中部外壁上固定安装有膨胀橡胶材质制作的上封隔件，上封隔件通过硫化作用所与上外管侧壁固定连接；所述下外管的中部外壁上固定安装有膨胀橡胶材质制作的下封隔件，下封隔件也通过硫化作用所与下外管侧壁固定连接。

本发明创造具有的优点和积极效果是：

(1)本发明创造提供的双管过流装置，在确保不改变常规固井流程的前提下，实现了绕过油层固井，使固井水泥浆绕过油层进行固井作业，油层不固井的方式可避免水泥浆对产层的伤害，有利于提高油气井产量；

(2)该双管过流装置的内管与外管之间具有较大的环空过流面积，能够满足固井作业中的排量和压力需求，在不改变原固井作业的流程和施工参数情况下，大大提高了油井的固井效果；

(3)该双管过流装置的上内管和下内管之间设计了密封圈和膨胀橡胶圈双层密封保护，可以保证注水泥浆过程中水泥浆不泄露，同时也可以满足后期压裂增产作业中的密封要求；

(4)该双管过流装置的两个过流环不仅实现了水泥浆流体的流通，同时还起到了连接内管和外管的作用，二者通过焊接方式将内管和外管连接为一个整体，确保了内管入井过程中的稳定和安全；

(5)该双管过流装置的上封隔件和下封隔件采用膨胀橡胶材质制造，封隔件通过硫化作用与外管连接为一个整体，牢固可靠；整个装置通过上部外管与套管的固定连接作用下入井中，到达位置后上封隔件和下封隔件遇水膨胀将油层隔离，实现了注水泥浆前将油层进行单独隔离，确保水泥浆不进入油层，避免了油层与水泥浆接触而产生污染；

(6)本发明创造提供的双管过流装置不仅可以用于水平井和大斜度井，也可用于直井。

附图说明

图1是实施例中双管过流装置的剖视图；

图2是实施例中双管过流装置A-A面(如图1所示)的剖视图；

图3是实施例中上内管和下内管之间的密封机构放大图；

图4是图3的局部放大图。

图中：1-上封隔件；2-上内管；3-上外管；4-上过流环；5-连接套；6-下过流环；61-过流孔；7-油层；8-密封圈；9-膨胀橡胶圈；10-下内管；11-下外管；12-下封隔件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的机构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

如附图所示，本实施例在于提供一种双管过流装置，包括有通过连接套5固定连接的上外管3和下外管11；所述连接套5的上部内壁和下部内壁上均设有内螺纹，所述上外管3的下部外壁上设有相应的外螺纹，所述下外管11的上部外壁上设有相应的外螺纹，所述上外管3和下外管11通过内外螺纹的配合分别固定连接于连接套5的上部和下部；所述上外管3的上部外壁上也加工有外螺纹，使得上外管3可以与套管通过螺纹结构套接，便于将整个双管过流装置随着套管一同下入井筒中。

所述上外管3与下外管11形成的腔体空间内还设有上内管2和下内管10，所述上内管2与所述上外管3通过上过流环4固定连接，具体地，所述上过流环4位于上外管3和上内管2之间的上环空空间内，其外圆周面与上外管3的底端通过焊接方式固定连接，而其内圆周面与上内管2的中部外壁通过焊接方式固定连接；

所述下内管10与所述下外管11通过下过流环6固定连接，具体地，所述下过流环6位于下外管11和下内管10之间的下环空空间内，其外圆周面与下外管11顶端通过焊接方式固定连接，而其内圆周面与下内管10的顶端通过焊接方式固定连接；

两个过流环不仅实现了水泥浆流体的流通，同时还起到了连接内管和外管的作用，二者通过焊接方式将内管和外管连接为一个整体，确保了内管入井过程中的稳定和安全。

所述上环空空间和下环空空间的的尺寸范围均设置为8-10mm；一般地，在进行油井作业时，双管过流装置的内压可达70MPa，而固井时内压则只有20MPa，所述8-10mm环空空间的设置不仅能够满足油井工作时的环空截面积需求，更能满足固井时水泥浆的排量和压力要求。

针对上内管2和下内管10的连接方式，在所述下内管10的上部内壁处设有一卡接槽，所述上内管2的下端插入至所述下内管10的卡接槽内形成上内管2与下内管10的卡接；所述卡接槽的厚度与所述上内管2下端的壁厚相当，使得所述上内管2和下内管10形成了光滑的内腔空间，方便进行水泥浆的浇注；为了使内腔空间足够封闭，保证注水泥浆过程中水泥浆不泄露，同时也可以保证后期压裂增产作业中的密封效果，所述上内管2和下内管10之间设有密封机构，具体地，所述上内管2的下端外壁上加工有若干凹槽，所述凹槽内设置有密封圈8或膨胀橡胶圈9，二者起到了足够的密封承压作用，通过该双层密封保护用可实现上内管2和下内管10的紧密结合；具体地，所述凹槽分为上部的密封圈凹槽，下部的膨胀橡胶圈凹槽，所述密封圈凹槽设置有两个，每个密封圈凹槽内均设有两个密封圈8，所述密封圈8选择O型密封圈，所述膨胀橡胶圈凹槽设置有一个，所述膨胀橡胶圈凹槽的侧壁上还设置有若干挤压槽，所述膨胀橡胶圈9形状与所述膨胀橡胶圈凹槽的形状相匹配，所述挤压槽的存在使得膨胀橡胶圈9能够紧密置于膨胀橡胶圈凹槽内，不易脱落，增加了上内管2与下内管10之间的密封效果。

所述上过流环4与下过流环6结构相同，以下只针对下过流环6的结构进行说明，所述下过流环6为环形体结构，其周向均匀开设有若干过流孔61，用于水泥浆的流通，所述过流孔61数目可设置为8个。

为了保证该双管过流装置进入井筒后，可以隔离地层中的油层7，在所述上外管3的中部外壁上固定安装有上封隔件1，上封隔件1通过硫化作用所与上外管3侧壁固定连接；同样地，所述下外管11的中部外壁上固定安装有下封隔件12，下封隔件12也通过硫化作用所与下外管11侧壁固定连接；所述上封隔件1和下隔离件均为膨胀橡胶材质制作，膨胀橡胶遇水时发生膨胀且不可恢复。

在施工作业过程中，首先该双管过流装置通过与上外管3套接的套管连接下入井筒中，到达预定位置后，上封隔件1和下封隔件12的膨胀橡胶遇水膨胀，将油层7单独隔离；随后从上内管2的内腔注入水泥浆，水泥浆流经下内管10，部分进入下外管11的外部，本领域技术人员通过设置于过流装置下部的常规的浮箍、浮鞋等结构来完成水泥浆在下部的流出与固结，由于水泥浆被下封隔件12隔离于下部，其无法进入油层7对油层7形无污染；另一部分水泥浆进入下外管11与下内管10之间的环空空间，这部分水泥浆继续流经下过流环6、连接套5和上内管2之间的环空空间、上过流环4，最终从上内管2与上外管3之间的环空空间返出至上外管3外发生固结，水泥浆被上封隔件1隔离无法进入油层7，这样就实现了既不影响原井的固井作业，同时又没有对油层7注水泥浆，避免了油气层的污染。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双管过流装置，其特征在于，包括有通过连接套固定连接的上外管和下外管；所述上外管和下外管通过内外螺纹的配合分别固定连接于连接套的上部和下部；

所述上外管与下外管形成的腔体空间内还设有上内管和下内管，所述上内管与所述上外管通过上过流环固定连接；所述下内管与所述下外管通过下过流环固定连接。

2.如权利要求1所述的一种双管过流装置，其特征在于，所述上过流环位于上外管和上内管之间的上环空空间内，其外圆周面与上外管的底端通过焊接方式固定连接，而其内圆周面与上内管的中部外壁通过焊接方式固定连接。

3.如权利要求2所述的一种双管过流装置，其特征在于，所述下过流环位于下外管和下内管之间的下环空空间内，其外圆周面与下外管顶端通过焊接方式固定连接，而其内圆周面与下内管的顶端通过焊接方式固定连接。

4.如权利要求3所述的一种双管过流装置，其特征在于，所述上环空空间和下环空空间的的尺寸范围均设置为8-10mm。

5.如权利要求1所述的一种双管过流装置，其特征在于，所述下内管的上部内壁处设有一卡接槽，所述上内管的下端插入至所述下内管的卡接槽内形成上内管与下内管的卡接。

6.如权利要求5所述的一种双管过流装置，其特征在于，所述卡接槽的厚度与所述上内管下端的壁厚相当。

7.如权利要求1所述的一种双管过流装置，其特征在于，所述上内管的下端外壁上加工有若干凹槽，所述凹槽分为上部的密封圈凹槽，下部的膨胀橡胶圈凹槽，所述密封圈凹槽设置有两个，每个密封圈凹槽内均设有两个密封圈；

所述膨胀橡胶圈凹槽设置有一个，所述膨胀橡胶圈凹槽的侧壁上还设置有若干挤压槽，所述膨胀橡胶圈形状与所述膨胀橡胶圈凹槽的形状相匹配。

8.如权利要求7所述的一种双管过流装置，其特征在于，所述密封圈选择O型密封圈。

9.如权利要求1所述的一种双管过流装置，其特征在于，所述上过流环与下过流环结构相同，所述下过流环为环形体结构，其周向均匀开设有若干过流孔。

10.如权利要求1所述的一种双管过流装置，其特征在于，所述上外管的中部外壁上固定安装有膨胀橡胶材质制作的上封隔件，上封隔件通过硫化作用所与上外管侧壁固定连接；所述下外管的中部外壁上固定安装有膨胀橡胶材质制作的下封隔件，下封隔件也通过硫化作用所与下外管侧壁固定连接。