CN109267943B - 一种回接管柱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种回接管柱，回接管柱包括管体和连接在管体下端部的用于与回接筒密封装配的回接插头，所述管体上设置有锚定器，所述管体上还设置有裸眼封隔器，通过坐封的裸眼封隔器实现第二次或多次密封，同时通过锚定器的锚定的作用保证在井底长时间处于高压或瞬间高压的情况下，回接插头不会从回接筒内顶出，保证回接筒与回接插头之间的装配的同时，还能保证回接管柱的密封性能，结构比较简单，稳定性较高。
Description
技术领域
本发明涉及一种回接管柱。
背景技术
目前，国内采用尾管悬挂固井完井的油气井较多。采用尾管悬挂固井完井避免了全井套管固井套管下入困难、固井施工压力高的问题，并且随着悬挂器工具的不断改进，尾管悬挂固定工序逐渐简单，易于施工。尾管回接固井完井的油气井需要进行压裂施工时，悬挂器以上技术套管抗压强度不能满足压裂施工压力要求，并且技术套管井筒容积较大，不利于压裂施工压裂液的顶替，因此悬挂器以上必须回接管柱后进行压裂施工。
对于尾管固井完井下的油气井，由于尾管需要固井，尾管下入指定位置后，通过向尾管注入水泥并顶替到尾管与技术套管之间的环空，从悬挂器处返出。为了确保固井质量，注入的水泥量都会有富余，最终会有少量水泥返出悬挂器以上，进入接在悬挂器上部用于回接管柱的回接筒内，对于尾管悬挂固井完井下需要回接管柱后进行压裂施工的井，为了确保成功回接，回接筒与回接插头都是通过回接插头的金属环和橡胶件密封，这种密封方式为非机械密封，该密封方式下回接筒内壁较光滑，易于磨铣掉固井残余的水泥，但是这种密封方式在压裂施工过程中压力过高时能将回接插头从回接筒内顶出，使得回接管柱内外连通，造成回接失效。
现有技术中有采用回接插头以上接水力锚，防止回接管柱上顶，通过水力锚上接套管串至井口的防顶方式，但是这种回接管柱对回接筒内壁光洁度及间隙配合要求很高，尾管固井完井下回接筒磨铣后其内壁光洁度及规整度均有所下降，其密封性能难以达到预期值，尤其对压裂过程中长时间处在较高施工压力以及压裂过程中出现砂堵使井底压力瞬间上升至较高值的情况下，该种回接管柱密封性能不够，最终导致密封失效。
发明内容
本发明的目的在于提供一种回接管柱，以解决现有技术中由于井底长时间处于高压或瞬间高压的情况下，回接管柱密封性能不够的问题。
为实现上述目的，本发明一种回接管柱的技术方案是：
一种回接管柱，包括管体和连接在管体下端部的用于与回接筒密封装配的回接插头，所述管体上设置有锚定器，所述管体上还设置有裸眼封隔器。
所述裸眼封隔器设置于锚定器与回接插头中间。
裸眼封隔器和锚定器之间连接有第一套管短节，回接插头与裸眼封隔器之间连接有第二套管短节，所述第二套管短节的强度大于第一套管短节的强度。
所述回接插头的外周面上设有用于与回接筒插接实现密封的环形密封圈。
所述环形密封圈有至少两组，相邻的两组环形密封圈通过设置在回接插头的外周面上的凸缘分隔开。
所述管体上位于锚定器的上侧还设置有用于将管体回接至井口的回插管组件。
所述回插管组件包括下端与锚定器连接的回插管，回插管的上端连接有回插接头。
回接插头与裸眼封隔器、裸眼封隔器与锚定器、锚定器与回插管之间均通过相同旋向的第一螺纹结构连接，所述回插管和回插接头之间通过与第一螺纹结构的旋向相反的第二螺纹结构连接。
本发明的有益效果是：相比于现有技术，本发明所涉及的回接管柱，通过在管体上位于回接插头的上侧再设置封隔器，从而实现在压裂施工操作中，回接筒与回接插头之间的密封失效的情况下，通过坐封的封隔器实现第二次或多次密封，同时通过锚定器的锚定的作用保证在井底长时间处于高压或瞬间高压的情况下，回接插头不会从回接筒内顶出，保证回接筒与回接插头之间的装配的同时，还能保证回接管柱的密封性能，结构比较简单，稳定性较高。
附图说明
图1为本发明的回接管柱的第一个实施例结构示意图；
图2为本发明的回接管柱的第二个实施例结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的回接管柱的第一个实施例，如图1所示，该回接管柱应用于尾管悬挂固井完井的油气井中以进行压裂施工，由下到上依次包括回接插头1、第一套管短节2、裸眼封隔器3、第二套管短节4、锚定器5、第三套管短节6、回插管组件7，在本实施例中，上述的第一、第二和第三套管短节构成该回接管柱的管体，上述的回接插头1、裸眼封隔器3、锚定器5和回插管组件7从下往上依次装配在管体上，其中回接插头1与悬挂器以上的回接筒之间通过插接实现配合，在回接插头1的外周面上设置有三组上下间隔设置的橡胶件11，用于保证回接插头1与回接筒之间的密封，任意两组之间的橡胶件11通过设置在回接插头的周面上的凸缘12隔开。这种密封结构用于保证压裂施工过程中回接管柱内的压裂液不能进入回接管柱与技术套管之间的环空。在回接插头1的端部设置有导向头13。
裸眼封隔器3为液压扩张式，在压裂施工时回接管柱内打压，裸眼封隔器3通过胶筒坐封，当施工压力过高导致回接插头1和回接筒之间的密封失效时，裸眼封隔器3能够起到二次密封的作用，而且施工结束后回接管柱泄压，可以使裸眼封隔器3解封。
裸眼封隔器3与回接插头1之间通过第一套管短节2连接，所述的第一套管短节2相比于第二套管短节4、第三套管短节6的壁厚较厚，在压裂施工过程中，接在第一套管短节2上端的裸眼封隔器3坐封后，回接管柱与技术套管之间的环空打平衡压，压力不能传递到回接插头1和裸眼封隔器3这一段的环空，因此，将套管短节的壁厚加厚，能够使其具有较强的抗压能力，能满足压裂施工时回接管柱内的抗内压要求。同时，为了防止施工压力过高，回接插头向上的顶力较大使第一套管短节2发生弯曲、扭曲等失稳破坏，一般优选第一套管短节2的长度为1-2m之间。
裸眼封隔器3上侧的第二套管短节4上连接有锚定器5，本实施例中锚定器5为水力锚，由于环空打平衡压力能进入第二套管短节4的环空段，第二套管短节4不需要较强的抗压性能；锚定器5的设置能够保证在压裂施工时回接管柱打压，锚定器5的锚爪张开固定在技术套管的管壁上，避免了施工的压力过高将回接插头从回接筒内顶出，造成整个回接管柱向上顶出的问题。在施工结束后回接管柱泄压，锚定器5的锚爪收回，与技术套管内壁分离。在本实施例中，锚定器5设置在裸眼封隔器3的上方是为了实现锚定器5在承受下方向上的压力的同时，还能够承受上方的套管向下的重量的作用。
锚定器5上侧通过第三套管短节6连接回插管组件7，同样的，由于环空打平衡压力能进入第三套管短节6的环空段，第三套管短节6不需要较强的抗压性能。该回插管组件7包括与第三套管短节6的上端连接的回插管71和连接在回插管71上的回插接头72，回插接头72的上侧连接有用于连接至井口的套管8。
上述的回接插头1与第一套管短节2、第一套管短节2与裸眼封隔器3、裸眼封隔器3与第二套管短节4、第二套管短节4与锚定器5、锚定器5与第三套管短节6、第三套管短节6与回插管71之间均通过正向旋转的螺纹结构实现紧密连接；而回插管71与回插接头72之间则通过反向旋转的螺纹结构实现紧密连接。在压裂施工结束后因裸眼封隔器3未完全解封或锚定器5的锚爪未完全收回以及其他因素导致回接管柱无法上提时，这种正反扣的设置能够实现通过将回接管柱上提一定吨位后正向转动上端的套管，将回插接头72与回插管71分离，然后将回插接头72及以上的回接管柱起出井筒，回插管及以下的回接管柱留在井筒，不影响后期施工和生产。
该回接管柱的使用方法是：按照回接管柱的结构从上到下依次连接回接管柱串，下入井筒内并将回接插头1进入悬挂器以上的回接筒内的指定位置，确保回接完全，然后对回接管柱内打压使裸眼封隔器3胶筒胀开坐封，锚定器5的锚爪张开锚定在技术套管的管壁上，环空试压合格后进入压裂施工，压裂施工过程中环空打平衡压，施工结束后回接管柱泄压，通过上提回接管柱，将回接插头1及以上的管柱串提出井口；若无法起出，则通过上提一定吨位的回接管柱，然后反向旋转上端的套管串，将回插接头72从回插管71内起出，进而将回插接头72及以上的套管串起出井筒。该回接管柱密封可靠，能防止施工压力过高引起的回接管柱向上顶现象，适用于所有尾管悬挂固井完井下回接管柱压裂施工。
本发明的回接管柱的第二个实施例，在实施例一的其他结构不变的情况下，如图2所示，裸眼封隔器3可以设置在锚定器5的上侧；
在其它实施例中，水力锚可以通过其他锚定形式的锚定器代替，如机械式锚定器等；第一、第二第三套管短节的厚度可相同，只需要满足第一套管短节的厚度具有一定的抗压能力即可；环形密封圈可以由设置在回接插头外周的外螺纹，以及设置在外螺纹上的密封结构与回接筒相互旋拧配合实现密封；环形密封圈的组数可根据实际的回接插头的长度增加或减少；可不设置回插管组件；除了回插接头与回插管之外的其他任意两个部件之间的连接关系可均不通过转动旋拧连接，可直接在井上通过卡扣或周面螺钉的其他连接结构连接。
Claims (4)
1.一种回接管柱，包括管体和连接在管体下端部的用于与回接筒密封装配的回接插头，所述管体上设置有锚定器，其特征在于：所述管体上还设置有裸眼封隔器；所述裸眼封隔器位于锚定器和回接插头之间；所述裸眼封隔器与回接插头之间通过第一套管短节连接，回接插头、 裸眼封隔器与技术套管之间形成环空段；裸眼封隔器与锚定器之间通过第二套管短节连接，裸眼封隔器、 锚定器与技术套管之间形成环空段；所述回接插头的外周面上设有用于与回接筒插接实现密封的环形密封圈；所述第一套管短节的强度大于第二套管短节的强度；所述环形密封圈有至少两组，相邻的两组环形密封圈通过设置在回接插头的外周面上的凸缘分隔开。
2.根据权利要求1所述的回接管柱，其特征在于：所述管体上位于锚定器的上侧还设置有用于将管体回接至井口的回插管组件。
3.根据权利要求2所述的回接管柱，其特征在于：所述回插管组件包括下端与锚定器连接的回插管，回插管的上端连接有回插接头。
4.根据权利要求3所述的回接管柱，其特征在于：回接插头与裸眼封隔器、裸眼封隔器与锚定器、锚定器与回插管之间均通过相同旋向的第一螺纹结构连接，所述回插管和回插接头之间通过与第一螺纹结构的旋向相反的第二螺纹结构连接。
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