CN109751008B - 管串 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管串，其包括：套筒，所述套筒构造有沿轴向方向贯通的内腔；连接在所述套筒的下游处的第一单向阀，所述第一单向阀的出口朝向所述内腔；胶筒，所述胶筒套设在所述套筒外，在所述胶筒和所述套筒之间构造有填充空间；进液管道，所述进液管道的一端与所述套筒的内腔相连通，另一端与所述填充空间相连通；以及出液管道，所述出液管道的一端与所述填充空间相连通，另一端连通到管串之外。这种管串100能够被顺利地回收。

Description

管串

技术领域

本发明涉及石油工程完井技术领域，特别是涉及一种管串。

背景技术

对于石油井下的采油采气来说，水平井越长，则采集的效率越高。然而，现有技术中通常通过上提或下压管柱段来实现解封。下入到水平井内的管柱段在坐封后与水平井的井壁之间具有较大的摩擦力。通常，下入到水平井内的管柱段越长，则摩擦力越大。这为管柱的解封和回收带来了很大的阻碍。实际上，在很多情况下，这种管柱难以顺利地解封。尽管配合洗井等处理仍就如此。

因此，需要一种能够方便地回收的管串。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种能够方便地回收的管串。

根据本发明提出了一种管串，其包括：套筒，所述套筒构造有沿轴向方向贯通的内腔；连接在所述套筒的下游处的第一单向阀，所述第一单向阀的出口朝向所述内腔；胶筒，所述胶筒套设在所述套筒外，在所述胶筒和所述套筒之间构造有填充空间；进液管道，所述进液管道的一端与所述套筒的内腔相连通，另一端与所述填充空间相连通；以及出液管道，所述出液管道的一端与所述填充空间相连通，另一端连通到管串之外。

通过上述管串，液体能够经由套筒的内腔进入到填充空间内，以使胶筒膨胀。由此实现胶筒的坐封。另外，通过出液管道将填充空间中的液体释放出即可使胶筒收缩，并由此实现胶筒的解封。由此，能够方便地上提回收管串。

在一个实施例中，所述管串还包括解封阀门，所述解封阀门设置在所述出液管道上，所述解封阀门构造成当所述管串之外的压力增大到预期程度时，所述解封阀门打开以允许所述胶筒的填充空间内的液体流出到所述管串之外。

在一个实施例中，所述解封阀门包括：壳体，所述壳体包括柱状的中空主体，所述中空主体的两端构造有开口，所述壳体还包括与所述中空主体的第一端相连并径向向内延伸至不完全封闭所述开口的挡壁，在所述中空主体的侧壁上构造有沿径向方向贯穿所述中空主体的侧壁的连通通道；以及活塞，所述活塞容纳于所述中空主体内，在所述活塞的外侧表面上构造有能与所述中空主体的内侧壁密封配合的密封部，所述活塞的直径大于所述第一端的开口的直径；其中，所述中空主体的第一端连通到所述管串之外，所述中空主体的第二端连通到所述套筒的内腔，所述连通通道与所述填充空间相连通，在第一状态下，所述活塞位于所述密封部堵塞所述连通通道的位置，在第二状态下所述活塞朝向所述中空主体的第二端移动至所述连通通道与所述中空主体的第一端相连通。

在一个实施例中，所述解封阀门还包括：延伸穿过所述第一端的开口的延伸部，所述延伸部与所述活塞相连，以及从所述挡壁背向所述第二端延伸的延伸套，所述延伸套包围所述延伸部。

在一个实施例中，所述解封阀门还包括在第一状态下插入到所述延伸套和所述延伸部内的剪切销钉。

在一个实施例中，所述活塞与所述挡壁相接触。

在一个实施例中，所述解封阀门处于所述胶筒的上游侧。

在一个实施例中，所述管串还包括设置在所述套筒的上游的安全接头。

在一个实施例中，所述套筒、胶筒、进液管道、出液管道和解封阀门形成管柱单元，所述管串包括彼此串联的多个管柱单元。

在一个实施例中，所述管柱单元还包括设置在所述套筒的上游的安全接头。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过上述管串，液体能够经由套筒的内腔进入到填充空间内，以使胶筒膨胀。由此实现胶筒的坐封。另外，通过出液管道将填充空间中的液体释放出即可使胶筒收缩，并由此实现胶筒的解封。由此，能够方便地上提回收管串。

附图说明

在下文中参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1显示了根据本发明的管串的一个实施例的结构示意图。

图2显示了根据本发明的管串的一部分的一个实施例的结构示意图。

图3显示了根据本发明的管串的一部分的一个实施例的结构示意图。

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。

图1示意性地显示了根据本发明的管串100下入到井内、套设在井壁200内并坐封的状态。

管串100包括套筒10。套筒10是中空的，其具有沿圆柱状的套筒10的轴向方向贯穿套筒10的内腔11。管串100还包括封隔器20。如图2所示，封隔器20包括套设在套筒10外的胶筒21，在胶筒和套筒之间形成封闭的、大体呈环形的填充空间。封隔器20还包括在内腔11与填充空间之间连通的进液管道22。在需要坐封时，液体能从内腔11进入到进液管道22内，并由此进入到填充空间内。随着越来越多的液体进入到填充空间内，胶筒21可膨胀至与井壁200相接触，以实现坐封。另外，封隔器20还包括在填充空间与环空201(位于套筒10与井壁200之间)连通的出液管道23。在需要解封时，液体能从填充空间进入到出液管道23内，并由此进入到环空201中。随着填充空间内的液体逐渐减少，胶筒21可收缩至与井壁200间隔开，从而能实现封隔器20的胶筒21的解封。

优选地，在进液管道22上设置有第二单向阀24，该第二单向阀24的出口朝向填充空间，由此仅允许液体从内腔11向填充空间流动，而不允许液体反向流动。

另外，还优选地，在进液管道23上设置有第三单向阀25，该第三单向阀25的出口朝向管串之外(在使用时为环空201)，由此仅允许液体从填充空间流向环空201，而不允许液体反向流动。

应当理解的是，对于单向阀来说，出口的朝向是根据流体流动的方向而描述的，而非实际的空间方向。

封隔器20还包括解封阀门26。该解封阀门26在坐封过程中是关闭的，以避免液体流出填充空间。在需要时，解封阀门26打开以将液体从填充空间内释放出，以实现解封。

图3显示了解封阀门26的一个实施例。解封阀门26包括壳体，该壳体包括大体呈圆柱状的中空主体261。中空主体261构造有沿其轴向方向贯穿中空主体261的通孔。该通孔在中空主体261的两端(即，第一端和第二端)都形成了开口。另外，中空主体261还构造有沿径向方向贯穿其侧壁的连通通道264。此外，该壳体还包括与中空主体261的第一端相连并沿径向向内的方向延伸至不完全封闭第一端的开口的挡壁262，由此能形成较小的开口。

解封阀门26还包括活塞265。活塞265容纳于中空主体261的通孔内，并能在其中沿中空主体的轴向方向移动。在活塞265的外侧表面上构造有与中空主体261的内侧表面密封式配合的密封部267。该密封部267可以是O型密封环或其他任意适当的结构。活塞265的直径大于第一端的开口的直径，由此该活塞265能够被挡壁262所阻挡。

该中空主体261的第一端的开口与环空201相连通，第二端的开口与套筒10的内腔11相连通，连通通道264与填充空间相连通。

在初始状态(即，第一状态)下，如图3所示，活塞265的密封部267包围连通通道264的朝向中空主体内的通孔的出口，以封堵连通通道264。此时，填充空间内的液体不能通过出液管道23并经由解封阀门26流出。

在第二状态下，活塞265朝向中空主体261的第二端移动至连通通道264不再被密封部267所包围。此时，连通通道264通过中空主体261内的通孔而与中空主体261的第一端的开口相连通，并由此连通到环空201内。此时，填充空间内的液体可流出到环空201内。

在封隔器20解封之前，解封阀门26都处于第一状态下。为此，可在活塞265与中空主体261之间设置相应的固定件。例如，在如图3所示的实施例中，解封阀门26的壳体还包括与挡壁262相连并背向中空主体261的第一端延伸的延伸套263，延伸套263大体上呈圆柱状，并在其中构造有与中空主体261内的通孔相连通的通孔。解封阀门26还包括与活塞265相连并延伸穿过中空主体261的第一端的开口且延伸到延伸套263内的延伸部266。延伸套263和延伸部266可通过剪切销钉268连接在一起。由此，当有沿从中空主体261的第一端向第二端的方向的足够大的力推动活塞265和延伸部266时，剪切销钉268可以被剪断，以允许活塞265朝向中空主体261的第一端移动至连通通道267连通到环空201。例如，该剪切销钉268在受到约在10MPa至15MPa之间的压差时剪断。

优选地，解封阀门26可设置在相应的胶筒的上游。由此，当从井口对环空201进行憋压时，可使剪切销钉268被剪断，以将解封阀门26打开。

此外，还可在套筒10的上游设置安全接头40。安全接头本身的结构为本领域的技术人员所熟知的，在此不加赘述。

另外，如图1所示，管串100可包括多个套筒10和多个相应的封隔器20。套筒10和相应的封隔器20可组成管柱单元。管串100可包括彼此串联设置的多个管柱单元。另外，每个管柱单元都可以包括安装在套筒10上游的安全接头40。由此，在管串100上设置有多个彼此间隔开的安全接头40。此外，各个管柱单元还可包括工作单元30。工作单元30例如可以是滑套等。此外，管串100还可以包括设置在套筒10的下游处的第一单向阀50，该第一单向阀50的出口朝向套筒10的内腔11中。由此，第一单向阀50仅允许液体从下游进入到内腔11中，而不允许内腔11中的液体从第一单向阀50处流向管串100的下游。该第一单向阀50可以是任意适当的单向阀。

下面将结合管串100的结构对管串100的使用方法进行详细说明。

首先，将管串100下入井中。如果在下入过程中遇阻，可以从井口向环空201内打压，以对井内进行冲洗，以使管串100能够顺利地下入到井中的预定位置。此时，解封阀门26是关闭的，液体既不能从环空201流至填充空间，也不能从填充空间流至环空201。

在管串100下入到预期位置后，可从井口向套筒10的内腔11中打压。由于在套筒10的下游设置有相应的第一单向阀50，所以能在套筒10内实现憋压，套筒10内的液压增大。此时，套筒10内的液体可通过今夜通道22进入到填充空间内，以使胶筒21膨胀而实现封隔器20的胶筒21的坐封。

在管串100上设置有多个封隔器20的情况下，这些封隔器可同时、或基本上同时坐封。在此过程中，内腔11中的压力和填充空间内的压力都显著大于环空201内的压力，因而活塞265被朝向挡壁262推挤。此时，剪切销钉268所受到的剪切力仍旧很小，甚至为零。因此，解封阀门26保持关闭。

在坐封之后，可通过工作单元30进行相应的作业。这里的工作单元30也可通过从井口向井内打压而被激活。此时，填充空间内仍保持有非常大的压力，而套筒10的内腔11内的压力基本上与环空201内的压力平衡或大于环空201内的压力。因此，此时，解封阀门26仍旧保持关闭。

在需要解封时，则可从井口向环空201内打压，从而使活塞265受到的来自于环空201的压力显著地大于活塞265受到的来自于内腔11的压力，并因此使活塞268朝向中空主体261的第二端移动。在这种情况下，剪切销钉268能够在压差作用下被剪断。在剪切销钉268剪断后，环空201内的压力会将活塞265推动至能使流通通道264与中空主体的第一端的开口连通的程度。此时，填充空间内的高压液体会流出到环空201内，从而使胶筒21收缩并离开井壁200，进而实现封隔器20的解封。

应当理解的是，在设置有多个封隔器20的情况下，这些封隔器20会沿从井口朝向下游的方向逐一解封。这些封隔器20的剪切销钉268可以在相同或基本上相同的环空压力的作用下剪断。优选地，相对靠近井口的封隔器20的剪切销钉268构造成在较小的环空压力的作用下剪断，而相对远离井口的封隔器20的剪切销钉268构造成在较大的环空压力的作用下剪断。

在所有的封隔器20解封后，可上提管串100以进行回收。

在极端情况下，有可能在所有的封隔器20都解封的状态下仍无法顺利上提管串100。此时，可通过上提而拉断安全接头40而先将安全接头40上游的部分管串100回收，然后再通过打捞的方式回收安全接头40下游的部分管串100。

应当理解的是，本文中的“上游”指的是相对于井底更靠近井口的方向，而“下游”指的是相对于井口更靠近井底的方向。

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 (8)

1.一种管串，其包括：

套筒，所述套筒构造有沿轴向方向贯通的内腔；

连接在所述套筒的下游处的第一单向阀，所述第一单向阀的出口朝向所述内腔；

胶筒，所述胶筒套设在所述套筒外，在所述胶筒和所述套筒之间构造有填充空间；

进液管道，所述进液管道的一端与所述套筒的内腔相连通，另一端与所述填充空间相连通；

出液管道，所述出液管道的一端与所述填充空间相连通，另一端连通到管串之外；以及

解封阀门，所述解封阀门设置在所述出液管道上，所述解封阀门构造成当所述管串之外的压力增大到预期程度时，所述解封阀门打开以允许所述胶筒的填充空间内的液体流出到所述管串之外，所述解封阀门包括：

壳体，所述壳体包括柱状的中空主体，所述中空主体的两端构造有开口，所述壳体还包括与所述中空主体的第一端相连并径向向内延伸至不完全封闭所述开口的挡壁，在所述中空主体的侧壁上构造有沿径向方向贯穿所述中空主体的侧壁的连通通道；以及

活塞，所述活塞容纳于所述中空主体内，在所述活塞的外侧表面上构造有能与所述中空主体的内侧壁密封配合的密封部，所述活塞的直径大于所述第一端的开口的直径；

其中，所述中空主体的第一端连通到所述管串之外，所述中空主体的第二端连通到所述套筒的内腔，所述连通通道与所述填充空间相连通，

在第一状态下，所述活塞位于所述密封部堵塞所述连通通道的位置，在第二状态下所述活塞朝向所述中空主体的第二端移动至所述连通通道与所述中空主体的第一端相连通。

2.根据权利要求1所述的管串，其特征在于，所述解封阀门还包括：

延伸穿过所述第一端的开口的延伸部，所述延伸部与所述活塞相连，以及

从所述挡壁背向所述第二端延伸的延伸套，所述延伸套包围所述延伸部。

3.根据权利要求2所述的管串，其特征在于，所述解封阀门还包括在第一状态下插入到所述延伸套和所述延伸部内的剪切销钉。

4.根据权利要求3所述的管串，其特征在于，在第一状态下，所述活塞与所述挡壁相接触。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的管串，其特征在于，所述解封阀门处于所述胶筒的上游侧。

6.根据权利要求1到4中任一项所述的管串，其特征在于，所述管串还包括设置在所述套筒的上游的安全接头。

7.根据权利要求1到4中任一项所述的管串，其特征在于，所述套筒、胶筒、进液管道、出液管道和解封阀门形成管柱单元，所述管串包括彼此串联的多个管柱单元。

8.根据权利要求7所述的管串，其特征在于，所述管柱单元还包括设置在所述套筒的上游的安全接头。

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