CN110836096B - 套管接箍倒扣装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种套管接箍倒扣装置，属于修井作业领域。套管接箍倒扣装置装置包括：轴体、卡体、锁紧件。轴体为管状结构，且可轴向移动地套设在卡体内，且轴体下部的外径自上而下逐渐增大。卡体的下部用于与套管接箍的上部螺纹连接，且在拧紧锁紧件，使轴体向上作轴向运动时，受到径向向外的压力发生变形，卡紧在套管接箍的上部。锁紧件螺纹套装在轴体上，用于在卡体的下部发生变形后，将卡体锁紧在轴体上。本发明提供的套管接箍倒扣装置不需要下入套管内即可卡紧套管，避免下入套管打捞工具过程中发生卡阻现象。此外，该套管接箍倒扣装置提供了油管下入的内通道，在套管情况允许的情况下，可下工具固定倒扣点下部套管，有效提高倒扣的准确性。

Description

套管接箍倒扣装置及使用方法

技术领域

本发明涉及修井作业领域，特别涉及一种套管接箍倒扣装置及使用方法。

背景技术

在油田生产作业中，地层挤压、化学腐蚀、机械磨损等情况都可能造成井下套管损坏(井下套管由多根套管通过套管接箍顺次螺纹连接形成)，为了保证后续油田生产作业的顺利进行，须将井下损坏的套管起出并对其进行更换。

相关技术利用套管打捞装置起出井下损坏的套管。其中，该套管定位倒扣装置包括：钻柱、芯管、环形接头、牙体、保护筒。该环形接头的上端与钻柱连接。芯管和保护筒分别与环形接头下部的内壁和外壁连接，并在该环形接头的下方形成有环形空间。芯管的管壁上设置有用于连通芯管内部与环形空间的传压孔，且该芯管下部的外径由上至下逐渐增大。牙体可轴向移动地设置在保护筒与芯管形成的环形空间中，外壁上设置有多个齿牙，且该牙体下部的内径与芯管下部的外径相适配。应用时，将牙体收入上述环形空间中，并将套管定位倒扣装置下入损坏的套管内预设深度。随后，自地面向套管定位倒扣装置内打压，通过传压孔推动牙体向下移动，直至该牙体的下部运动至芯管下部预设位置，发生扩径。可以理解的是，由于该牙体下部的内径与芯管下部的外径相适配，即两者的下部都为锥形结构，因此，牙体在向下运动的过程中会发生扩径，使其外壁上的多个齿牙卡紧在上述套管的内壁上。此时，转动钻柱，待该套管与其下端的套管接箍分离后，上提该钻柱，即可将损坏的套管自井下起出。随后，在原套管处安装新的套管即可。需要说明的是，上述损坏的套管指的是顶部套管，即井下套管中最上面的套管。

发明人发现相关技术至少存在以下问题：

在使用相关技术提供的套管定位倒扣装置起出套管时，需要将该装置下入套管内，如果套管的内壁上因长时间生产作业而产生水垢或其它杂物，则容易使套管打捞装置卡在套管内，导致后续作业无法顺利进行。

发明内容

本发明实施例提供了一种套管接箍倒扣装置及使用方法，可解决上述技术问题。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种套管接箍倒扣装置，所述套管接箍倒扣装置包括：轴体、卡体、锁紧件；

所述轴体为管状结构，且可轴向移动地套设在所述卡体内，且所述轴体下部的外径自上而下逐渐增大；

所述卡体的下部用于与套管接箍的上部螺纹连接，且在拧紧锁紧件，使轴体向上作轴向运动时，受到径向向外的压力发生变形，卡紧在所述套管接箍的上部；

所述锁紧件螺纹套装在所述轴体上，用于在所述卡体的下部发生变形后，将所述卡体锁紧在所述轴体上。

在一种可能的设计中，所述轴体下部的外壁上沿周向间隔设置有多个卡键；

所述卡体的下部沿周向间隔设置有多个卡瓦，多个所述卡瓦用于卡入多个所述卡键的间隙中，所述卡瓦外壁上设置有与所述套管接箍内壁相适配的外螺纹，并与所述套管接箍的上部螺纹连接。

在一种可能的设计中，所述卡瓦的数量为8个-12个。

在一种可能的设计中，所述锁紧件的下端用于与所述卡体的上端相抵；

所述卡体的中部设置有限位于所述套管接箍上端的限位凸台。

在一种可能的设计中，所述限位凸台的侧壁上沿周向均匀设置有多个第一安装孔。

在一种可能的设计中，所述锁紧件上方的所述轴体侧壁上沿周向均匀设置有多个第二安装孔。

在一种可能的设计中，所述轴体的下端设置有倒角。

第二方面，本发明提供了利用上述套管接箍倒扣装置取出井下破损套管的方法，所述方法包括：

利用油管向井下下入套管固定工具，将待拆卸套管下方的套管固定；

将套管接箍倒扣装置套在所述油管上，并将卡体的下部与顶部套管接箍的上部螺纹连接，并拧紧锁紧件，令轴体向上作轴向运动，使所述卡体的下部受到所述轴体径向向外的压力发生变形，卡紧在所述套管接箍的上部；

利用所述锁紧件将所述卡体锁紧在所述轴体上；

转动所述卡体，以带动所述顶部套管接箍，以及与所述顶部套管接箍下端连接的待拆卸套管一同转动，使所述待拆卸套管与其下端的所述套管接箍分离，将所述待拆卸套管起出。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的套管接箍倒扣装置，通过设置轴体、卡体，并使轴体可轴向移动地套设在卡体内，卡体的下部与套管接箍的上部螺纹连接，并在拧紧锁紧件，使轴体向上作轴向运动时，受到径向向外的压力发生变形，卡紧在套管接箍的上部，保证了卡体与套管接箍连接的紧固性。锁紧件在卡体的下部发生变形后，将卡体锁紧在轴体上，实现了卡体在轴体上的固定，避免在后续对套管的拆卸作业中，轴体与卡体发生松动。可见，本发明实施例提供的套管接箍倒扣装置不需要下入套管内即可卡紧套管，避免下入套管打捞工具过程中发生卡阻现象。此外，该套管接箍倒扣装置提供了油管下入的内通道，在套管情况允许的情况下，可下工具固定倒扣点下部套管，有效提高倒扣的准确性。

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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的套管接箍倒扣装置的剖面示意图；

图2是本发明实施例提供的轴体的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的卡体的结构示意图。

附图标记分别表示：

1 轴体，

101 卡键，

102 第二安装孔，

2 卡体，

201 卡瓦，

202 限位凸台，

2021 第一安装孔，

3 锁紧件。

具体实施方式

为使本发明的目的、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。

需要说明的是，下述破损的套管指的是井下套管中最上面的套管，该套管的上端设置有套管接箍，该套管接箍位于井口处。此外，下述卡体2“变形”指的是：卡体2向外撑开。

第一方面，本发明实施例提供了一种套管接箍倒扣装置，如附图1、附图2、附图3所示，该套管接箍倒扣装置装置包括：轴体1、卡体2、锁紧件3。其中，轴体1为管状结构，且可轴向移动地套设在卡体2内，且轴体1下部的外径自上而下逐渐增大。卡体2的下部用于与套管接箍的上部螺纹连接，且在拧紧锁紧件3，使轴体1向上作轴向运动时，受到径向向外的压力发生变形，卡紧在套管接箍内。锁紧件3螺纹套装在轴体1上，用于在卡体2的下部发生变形后，将卡体2锁紧在轴体1上。可以理解的是，卡体2下部的外壁上设置有与套管接箍内壁相适配的外螺纹。

当需要取出井下破损的套管时，将卡体2的下部与套管接箍的上部螺纹连接，并拧紧锁紧件3，令轴体1向上作轴向运动，使卡体2的下部受到轴体1径向向外的压力发生变形，卡紧在套管接箍的上部。此时，通过锁紧件3将卡体2 锁紧在轴体1上，即完成了套管接箍倒扣装置在套管接箍上的安装。随后，只需转动该套管接箍倒扣装置，使其带动套管接箍，以及与该套管接箍下端连接的套管一同转动，使该套管与其下端的套管接箍分离(即与其下端的套管分离)，并将该套管起出即可。

待该套管起出后，在该套管的原位置安装上新的套管即可。

本发明实施例提供的套管接箍倒扣装置，通过设置轴体1、卡体2，并使轴体1可轴向移动地套设在卡体2内，卡体2的下部与套管接箍的上部螺纹连接，且在拧紧锁紧件3，使轴体1向上作轴向运动时，受到径向向外的压力发生变形，卡紧在套管接箍的上部，保证了卡体2与套管接箍连接的紧固性。通过设置锁紧件3，并使锁紧件3在卡体2的下部发生变形后，将卡体2锁紧在轴体1上，实现了卡体2在轴体1上的固定，避免在后续对套管的拆卸作业中，轴体1与卡体2发生松动。可见，本发明实施例提供的套管接箍倒扣装置不需要下入套管内即可卡紧套管，避免下入套管打捞工具过程中发生卡阻现象。此外，该套管接箍倒扣装置提供了油管下入的内通道，在套管情况允许的情况下，可下工具固定倒扣点下部套管，有效提高倒扣的准确性。

此外，为了便于转动套管接箍倒扣装置，可以将轴体1与旋转动力机构(如液压转盘)连接。

为了便于后续通过该套管接箍倒扣装置向井下套管中下入工具进行其它作业，可以将轴体1设置为管状结构，为待下入的工具留出通道。

并且，为了确保能够倒开指定位置的套管，可以向套管内下入套管捞矛，将待拆卸套管下方的套管固定。

在本发明实施例中，如附图2和附图3所示，轴体1下部的外壁上沿周向间隔设置有多个卡键101。卡体2的下部沿周向间隔设置有多个卡瓦201，多个卡瓦201用于卡入多个卡键101的间隙中，并与套管接箍的上部螺纹连接。可以理解的是，卡瓦201的外壁上设置有与套管接箍的内螺纹相适配的外螺纹。

通过在轴体1下部的外壁上沿周向间隔设置有多个卡键101，并在卡体2的下部沿周向间隔设置有多个卡瓦201，使多个卡瓦201卡入多个卡键101的间隙中，避免了卡体2在对套管的拆卸作业过程中发生转动。

对于卡瓦201的材质，举例来说，其可以为刚性材质、弹性材质等，只要保证其具有足够的刚度，且在受到挤压后能够发生变形变形即可。

卡键的结构可以为多种，举例来说，其可以为弧形板体结构、柱体结构等，只要保证卡瓦201能够卡在多个卡键101的间隙中即可。

为了提高多个卡瓦201在多个卡键101间隙中的卡紧度，可以将卡瓦201 的数量设置为8个-12个(如9个、10个、11个等)。

由于卡瓦201的结构与轴体1下部的结构相适配，因此，该卡瓦201可以设置为厚度自上而下逐渐减小的环形板体结构，即卡瓦201的内面表具有锥度，该锥度可以为5°-6°(如5.2°、5.3°、5.5°等)。

为了保证套管接箍倒扣装置在作业过程中的稳定性，可以将多个卡瓦和多个卡键101分别沿周向均匀设置在卡体2的下端和轴体1的下部。

进一步地，锁紧件3的下端用于与卡体2的上端相抵；卡体2的中部设置有限位于套管接箍上端的限位凸台202。

应用时，将轴体1套设在卡体2中，并将锁紧件3螺纹套装在轴体1上。随后，将卡体2的下部与套管接箍的上部螺纹连接，并使限位凸台202限位于套管接箍的上端。此时，继续拧紧锁紧件3，使轴体1向上作轴向运动，进而使卡体2的下部受到轴体1径向向外的压力发生变形，卡紧在套管接箍的上部。

通过将锁紧件3的下端与卡体2的上端相抵，同时在卡体2的中部设置限位凸台202，使限位凸台202限位于套管接箍的上端，不仅避免了卡体2在套管接箍中脱落，而且在不断拧紧锁紧件3的过程中，可以使轴体1向上作轴向运动。

对于锁紧件3的结构，可以将其理解为螺母结构，只要保证其能够螺纹套装轴体1上即可。限位凸台可以为环形结构，其外径可以设置为150mm-160mm (如155mm、156mm、157mm等)。

为了便于在后续作业过程中与其它固定装置连接，避免卡体2发生晃动，如附图3所示，限位凸台202的侧壁上沿周向均匀设置有多个第一安装孔2021。

为了便于在后续的作业过程中与旋转动力机构(如液压转盘)连接。如附图1和附图2，可以在锁紧件3上方的轴体1侧壁上沿周向均匀设置有多个第二安装孔102。

其中，第一安装孔2021和第二安装孔102的数量可以为3个-6个，如4个、 5个等。两者的直径可以设置为28mm-30mm(如28.5mm、29mm、30mm等)。

为了使轴体1能够快速插入到套管接箍中，可以在轴体1的下端设置倒角。

综上，本发明实施例提供的套管接箍倒扣装置不仅可以避免在作业过程中卡堵在套管内，而且只需在井口手动操作即可完成套管接箍倒扣装置在管接箍中的固定，提高了作业效率。

第二方面，本发明实施例提供了利用上述套管接箍倒扣装置取出井下破损套管的方法，该方法包括：

利用油管向井下下入套管固定工具，将待拆卸套管下方的套管固定。

将套管接箍倒扣装置套在油管上，并将卡体2的下部与顶部套管接箍的上部螺纹连接，并拧紧锁紧件3，令轴体1向上作轴向运动，使卡体2的下部受到轴体1径向向外的压力发生变形，卡紧在套管接箍的上部。

利用锁紧件3将卡体2锁紧在轴体1上。

转动卡体2，以带动顶部套管接箍，以及与顶部套管接箍下端连接的待拆卸套管一同转动，使待拆卸套管与其下端的套管接箍分离，将待拆卸套管起出。

通过使用上述方法，套管接箍倒扣装置不需要下入套管内即可卡紧套管，避免下入套管打捞工具过程中发生卡阻现象。此外，该套管接箍倒扣装置提供了油管下入的内通道，在套管情况允许的情况下，可下工具固定倒扣点下部套管，有效提高倒扣的准确性。

其中，套管固定工具可以为捞矛。

具体地，在套管情况允许的情况下，向套管中下入油管及套管固定工具，固定倒扣点下部的套管；将卡体2与顶部套管接箍螺纹连接，拧紧锁紧件3，使卡体2卡紧套管接箍；将第一安装孔、第二安装孔与旋转动力机构连接；通过反向旋转倒开破损套管。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，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 (7)

1.一种套管接箍倒扣装置，其特征在于，所述装置包括：轴体(1)、卡体(2)、锁紧件(3)；

所述轴体(1)为管状结构，且可轴向移动地套设在所述卡体(2)内，且所述轴体(1)下部的外径自上而下逐渐增大，所述轴体(1)下部的外壁上沿周向间隔设置有多个卡键(101)；

所述卡体(2)的下部沿周向间隔设置有多个卡瓦(201)，所述卡瓦(201)为厚度自上而下逐渐减小的环形板体结构，多个所述卡瓦(201)用于卡入多个所述卡键(101)的间隙中，所述卡瓦(201)外壁上设置有与所述套管接箍内壁相适配的外螺纹，并与所述套管接箍的上部螺纹连接，在拧紧所述锁紧件(3)，使所述轴体(1)向上作轴向运动时，所述卡瓦(201)受到径向向外的压力向外撑开，卡紧在所述套管接箍的上部；

所述锁紧件(3)螺纹套装在所述轴体(1)上，用于在所述卡体(2)的下部发生变形后，将所述卡体(2)锁紧在所述轴体(1)上。

2.根据权利要求1所述的套管接箍倒扣装置，其特征在于，所述卡瓦(201)的数量为8个-12个。

3.根据权利要求1所述的套管接箍倒扣装置，其特征在于，所述锁紧件(3)的下端用于与所述卡体(2)的上端相抵；

所述卡体(2)的中部设置有限位于所述套管接箍上端的限位凸台(202)。

4.根据权利要求3所述的套管接箍倒扣装置，其特征在于，所述限位凸台(202)的侧壁上沿周向均匀设置有多个第一安装孔(2021)。

5.根据权利要求1所述的套管接箍倒扣装置，其特征在于，所述锁紧件(3)上方的所述轴体(1)侧壁上沿周向均匀设置有多个第二安装孔(102)。

6.根据权利要求1所述的套管接箍倒扣装置，其特征在于，所述轴体(1) 的下端设置有倒角。

7.利用权利要求1-6任一项所述套管接箍倒扣装置取出井下破损套管的方法，其特征在于，所述方法包括：

利用油管向井下下入套管固定工具，将待拆卸套管下方的套管固定；

将套管接箍倒扣装置套在所述油管上，并将卡体(2)的下部与顶部套管接箍的上部螺纹连接，并拧紧锁紧件(3)，令轴体(1)向上作轴向运动，使所述卡体(2)的下部受到所述轴体(1)径向向外的压力发生变形，卡紧在所述套管接箍的上部；

利用所述锁紧件(3)将所述卡体(2)锁紧在所述轴体(1)上；

转动所述卡体(2)，以带动所述顶部套管接箍，以及与所述顶部套管接箍下端连接的待拆卸套管一同转动，使所述待拆卸套管与其下端的所述套管接箍分离，将所述待拆卸套管起出。

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