CN111305763A - 一种油层套管防上窜装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油层套管防上窜装置，包括油层套管和套设在油层套管外的表层套管，所述油层套管的套管头与大四通法兰连接；所述套管头与大四通法兰连接的每个螺栓孔上均设置有防窜机构；所述防窜机构包括内侧调节机构、外侧调节机构和固定机构；所述内侧调节机构包括螺杆、调节螺母、内侧调节筒和螺接在所述螺杆上的上紧固螺母、下紧固螺母、锁紧螺母、内侧定位螺母；所述外侧调节机构包括升高螺栓、外侧定位螺母和外侧调节筒；所述固定机构包括连接螺栓、连接垫板、固定筒和连接螺母，所述固定筒固定连接在所述表层套管上。本发明克服现有生产运行工况存在的弊端，消除和控制油层套管上窜所产生的应力，维持油田的正常生产。
Description
技术领域
本发明涉及石油工程技术领域，更具体的说是涉及一种油层套管防上窜装置。
背景技术
随着农业生产对地下水的汲取，造成土壤的表层下沉，和土壤表层连接在一起的表层套管也随着土壤的下沉一起下沉，油层套管是和地下油层连接在一起的，不会随着土壤的下沉而产生变化，这样采油生产过程中，表层套管和油层套管就会产生相对的位移，就会产生套管上窜，实际情况是因为表层套管下沉引起的油层套管相对上窜。由于相对位移的产生，就会产生应力破坏表层套管和油层套管的连接，造成连接的破坏，从而产生套管上窜。
因此，如何提供一种油层套管防上窜装置是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种油层套管防上窜装置，克服现有生产运行工况存在的弊端，消除和控制油层套管上窜所产生的应力，维持油田的正常生产。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种油层套管防上窜装置，包括油层套管和套设在所述油层套管外的表层套管，所述油层套管的套管头与大四通法兰连接；所述套管头与大四通法兰连接的每个螺栓孔上均设置有防窜机构；
所述防窜机构包括内侧调节机构、外侧调节机构和固定机构；
所述内侧调节机构包括螺杆、调节螺母、内侧调节筒和螺接在所述螺杆上的上紧固螺母、下紧固螺母、锁紧螺母、内侧定位螺母；其中所述螺杆穿入所述套管头和大四通法兰的螺栓孔内，所述上紧固螺母位于大四通法兰上方；所述下紧固螺母位于所述套管头螺栓孔的下方；所述锁紧螺母位于所述下紧固螺母下方；所述调节螺母固定连接在所述螺杆上，并位于所述锁紧固螺母下方；所述内侧定位螺母位于所述调节螺母下方，并且所述内侧定位螺母固定设置在所述内侧调节筒的顶端；所述螺杆位于所述内侧调节筒内；
所述外侧调节机构包括升高螺栓、外侧定位螺母和外侧调节筒，其中所述外侧定位螺母螺接在所述升高螺栓上，并且所述外侧定位螺母固定设置在所述外侧调节筒的底端；所述外侧调节筒和所述内侧调节筒通过连接拉筋固定连接；
所述固定机构包括连接螺栓、连接垫板、固定筒和连接螺母，所述固定筒固定连接在所述表层套管上；所述连接螺母位于所述固定筒的顶端；所述连接螺栓穿过所述连接垫板上的螺栓孔，旋入所述连接螺母内，将所述连接垫板固定连接在所述固定筒上；所述连接垫板与所述升高螺栓对应位置设置有升高螺栓孔，所述升高螺栓孔下方开设有螺栓帽口，所述升高螺栓的螺栓帽位于所述螺栓帽口内，并能够进行转动。
优选的，在上述一种油层套管防上窜装置中，所述内侧定位螺母与所述内侧调节筒的顶端焊接或一体加工成型。
优选的，在上述一种油层套管防上窜装置中，所述外侧定位螺母与所述外侧调节筒的底端焊接或一体加工成型。
优选的，在上述一种油层套管防上窜装置中，所述连接螺母与所述固定筒的顶端焊接或一体加工成型。
优选的，在上述一种油层套管防上窜装置中，所述表层套管的顶端采用封盖封闭，所述表层套管通过所述封盖与所述油层套管外壁焊接连接。
优选的，在上述一种油层套管防上窜装置中，所述连接垫板与所述封盖的上部贴合。
优选的，在上述一种油层套管防上窜装置中，所述内侧调节筒的底端开口设计。
优选的，在上述一种油层套管防上窜装置中，所述外侧调节筒的顶端开口设计。
优选的，在上述一种油层套管防上窜装置中，所述外侧调节筒和所述内侧调节筒通过连接拉筋固定焊接。
优选的，在上述一种油层套管防上窜装置中，所述连接拉筋与所述外侧调节筒和所述内侧调节筒通过螺栓连接。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种油层套管防上窜装置，消除现有技术中运行工况存在的弊端，消除和控制油层套管上窜所产生的应力，维持油田的正常生产。
通过本发明的防窜机构能够调整表层套管和油层套环之间的应力，从而抑制和消除油层套管上窜所产生的应力，实现在现有条件下的石油开采的正常生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明实施例1的结构示意图；
图2附图为本发明实施例2的结构示意图；
图3附图为现有技术中油层套管与表层套管的连接结构示意图。
图中：1-油层套管、11-套管头、2-表层套管、3-大四通法兰、4-防窜机构、41-螺杆、42-调节螺母、43-内侧调节筒、44-上紧固螺母、45-下紧固螺母、46-锁紧螺母、47-内侧定位螺母、48-升高螺栓、49-外侧定位螺母、410-外侧调节筒、411-连接拉筋、412-连接螺栓、413-连接垫板、414-固定筒、415-连接螺母、5-封盖。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种油层套管防上窜装置，消除现有技术中运行工况存在的弊端，消除和控制油层套管上窜所产生的应力，维持油田的正常生产。
实施例1：当单纯提升油层套管1时，一种油层套管防上窜装置，包括油层套管1和套设在油层套管1外的表层套管2，油层套管1的套管头11与大四通法兰3连接；套管头11与大四通法兰3连接的每个螺栓孔上均设置有防窜机构4；
防窜机构4包括内侧调节机构、外侧调节机构和固定机构；
内侧调节机构包括螺杆41、调节螺母42、内侧调节筒43和螺接在螺杆41上的上紧固螺母44、下紧固螺母45、锁紧螺母46、内侧定位螺母47；其中螺杆41穿入套管头11和大四通法兰3的螺栓孔内，上紧固螺母44位于大四通法兰3上方；下紧固螺母45位于套管头11螺栓孔的下方；锁紧螺母46位于下紧固螺母45下方；调节螺母42固定连接在螺杆41上，并位于锁紧螺母46下方；内侧定位螺母47位于调节螺母42下方，并且内侧定位螺母47固定设置在内侧调节筒43的顶端；螺杆41位于内侧调节筒43内；
外侧调节机构包括升高螺栓48、外侧定位螺母49和外侧调节筒410，其中外侧定位螺母49螺接在升高螺栓48上，并且外侧定位螺母49固定设置在外侧调节筒410的底端；外侧调节筒410和内侧调节筒43通过连接拉筋411固定连接；
固定机构包括连接螺栓412、连接垫板413、固定筒414和连接螺母415，固定筒414固定连接在表层套管2上；连接螺母415位于固定筒414的顶端；连接螺栓412穿过连接垫板413上的螺栓孔，旋入连接螺母415内，将连接垫板413固定连接在固定筒414上；连接垫板413与升高螺栓48对应位置设置有升高螺栓孔，升高螺栓孔下方开设有螺栓帽口，升高螺栓48的螺栓帽位于螺栓帽口内，并能够进行转动。
为了进一步优化上述技术方案，内侧定位螺母47与内侧调节筒43的顶端焊接或一体加工成型。
为了进一步优化上述技术方案，外侧定位螺母49与外侧调节筒410的底端焊接或一体加工成型。
为了进一步优化上述技术方案，连接螺母415与固定筒414的顶端焊接或一体加工成型。
为了进一步优化上述技术方案，表层套管2的顶端采用封盖5封闭，表层套管2通过封盖5与油层套管1外壁焊接连接。
为了进一步优化上述技术方案，连接垫板413与封盖5的上部贴合。
为了进一步优化上述技术方案，内侧调节筒43的底端开口设计。
为了进一步优化上述技术方案，外侧调节筒410的顶端开口设计。
为了进一步优化上述技术方案，外侧调节筒410和内侧调节筒43通过连接拉筋411固定焊接。
为了进一步优化上述技术方案，连接拉筋411与外侧调节筒410和内侧调节筒43通过螺栓连接。
通过螺杆41、上紧固螺母44和下紧固螺母45，能够实现代替大四通法兰3螺栓的作用，使螺杆41、上紧固螺母44和下紧固螺母45能够将大四通法兰3和套管头11进行连接；并通过锁紧螺母46进行锁紧，防止松动失效。
由于螺杆41是通过穿过套管头11与大四通法兰3的螺栓孔实现连接，而不是螺纹孔，所以在松开锁紧螺母46和上紧固螺母44后，通过扳手等工具转动调节螺母42，能够带动螺杆41转动，螺杆41相对内侧定位螺母47转动，又因为内侧定位螺母47与内侧调节筒43固定连接，所以能够实现内侧调节筒43的上下移动。
通过扳手等工具转动升高螺栓48，升高螺栓48相对内侧定位螺母47转动，又因为外侧定位螺母49与外侧调节筒410固定连接，能够使外侧调节筒410上下移动，同时内侧调节筒43和外侧调节筒410之间通过连接拉筋411进行连接，能够进行联动。
即使表层套管2与油层套管1发生小距离相对位移脱焊后，防窜机构4仍然能够实现对油层套管1的束缚和支撑固定；
参照附图2和附图3，能够通过防窜机构提升油层套管1，当受套管头1与封盖5之间距离H限制，当H数值比较小的情况下，土壤地层下沉的又比较多的情况下，就会存在单纯依靠内侧调节机构调节的高度不够的情况，此时可以通过外侧调节机构进行继续调节，通过扳手等工具转动升高螺栓48，升高螺栓48相对内侧定位螺母47转动，又因为外侧定位螺母49与外侧调节筒410固定连接，能够使外侧调节筒410上下移动，同时内侧调节筒43和外侧调节筒410之间通过连接拉筋411进行连接，能够进行联动，从而扩大了调节范围。
实施例2：当需要拉伸表层套管2，压缩油层套管1时，一种油层套管防上窜装置，包括油层套管1和套设在油层套管1外的表层套管2，油层套管1的套管头11与大四通法兰3连接；套管头11与大四通法兰3连接的每个螺栓孔上均设置有防窜机构4；
防窜机构4包括内侧调节机构、外侧调节机构和固定机构；
内侧调节机构包括螺杆41、调节螺母42、内侧调节筒43和螺接在螺杆41上的上紧固螺母44、下紧固螺母45、锁紧螺母46、内侧定位螺母47；其中螺杆41穿入套管头11和大四通法兰3的螺栓孔内，上紧固螺母44位于大四通法兰3上方；下紧固螺母45位于套管头11螺栓孔的下方；锁紧螺母46位于下紧固螺母45下方；调节螺母42固定连接在螺杆41上，并位于锁紧螺母46下方；内侧定位螺母47位于调节螺母42下方，并且内侧定位螺母47固定设置在内侧调节筒43的顶端；螺杆41位于内侧调节筒43内；
外侧调节机构包括升高螺栓48、外侧定位螺母49和外侧调节筒410，其中外侧定位螺母49螺接在升高螺栓48上，并且外侧定位螺母49固定设置在外侧调节筒410的底端；外侧调节筒410和内侧调节筒43通过连接拉筋411固定连接；
固定机构包括连接螺栓412、连接垫板413、固定筒414和连接螺母415，固定筒414固定连接在表层套管2上；连接螺母415位于固定筒414的顶端；连接螺栓412穿过连接垫板413上的螺栓孔，旋入连接螺母415内，将连接垫板413固定连接在固定筒414上；连接垫板413与升高螺栓48对应位置设置有升高螺栓孔，升高螺栓孔下方开设有螺栓帽口，升高螺栓48的螺栓帽位于螺栓帽口内，并能够进行转动。
为了进一步优化上述技术方案，内侧定位螺母47与内侧调节筒43的顶端焊接或一体加工成型。
为了进一步优化上述技术方案，外侧定位螺母49与外侧调节筒410的底端焊接或一体加工成型。
为了进一步优化上述技术方案，连接螺母415与固定筒414的顶端焊接或一体加工成型。
为了进一步优化上述技术方案，表层套管2的顶端采用封盖5封闭，表层套管2通过封盖5与油层套管1外壁焊接连接。
为了进一步优化上述技术方案，连接垫板413与封盖5的上部贴合。
为了进一步优化上述技术方案，内侧调节筒43的底端开口设计。
为了进一步优化上述技术方案，外侧调节筒410的顶端开口设计。
为了进一步优化上述技术方案，外侧调节筒410和内侧调节筒43通过连接拉筋411固定焊接。
为了进一步优化上述技术方案，连接拉筋411与外侧调节筒410和内侧调节筒43通过螺栓连接。
通过螺杆41、上紧固螺母44和下紧固螺母45，能够实现代替大四通法兰3螺栓的作用，使螺杆41、上紧固螺母44和下紧固螺母45能够将大四通法兰3和套管头11进行连接；并通过锁紧螺母46进行锁紧，防止松动失效。
通过扳手等工具转动调节螺母42，能够带动螺杆41转动，螺杆41相对内侧定位螺母47转动，又因为内侧定位螺母47与内侧调节筒43固定连接，所以能够实现内侧调节筒43的上下移动。
通过扳手等工具转动升高螺栓48，升高螺栓48相对内侧定位螺母47转动，又因为外侧定位螺母49与外侧调节筒410固定连接，能够使外侧调节筒410上下移动，同时内侧调节筒43和外侧调节筒410之间通过连接拉筋411进行连接，能够进行联动。
即使表层套管2与油层套管1发生小距离相对位移脱焊后，防窜机构4仍然能够实现对油层套管1的束缚和支撑固定；
参照附图1、附图2和附图3，能够通过防窜机构提升油层套管1，当受套管头11与封盖5之间距离H限制，当H数值比较小的情况下，土壤地层下沉的又比较多的情况下，就会存在单纯依靠内侧调节机构调节的高度不够的情况，此时可以通过外侧调节机构进行继续调节，通过扳手等工具转动升高螺栓48，升高螺栓48相对内侧定位螺母47转动，又因为外侧定位螺母49与外侧调节筒410固定连接，能够使外侧调节筒410上下移动，同时内侧调节筒43和外侧调节筒410之间通过连接拉筋411进行连接，能够进行联动，从而扩大了调节范围。
通过外调节机构把油层套管1升高到一定的高度后，由于岩层的挤压摩擦作用，油层套管1会保持在升高后的位置不动；更进一步的可以把外侧调节机构的外侧调节筒降低，此时由于油层套管1会保持在升高后的位置不动，但是外侧调节机构的外侧调节筒降低，会使防窜机构对油层套管1进行压缩，油层套管1受到压缩应力，此时表层套管2则受到拉伸，起到有防止表层套管2继续下沉的作用。
实施例3：对油层套管1进行组合保护，一种油层套管防上窜装置，包括油层套管1和套设在油层套管1外的表层套管2，油层套管1的套管头11与大四通法兰3连接；套管头11与大四通法兰3连接的每个螺栓孔上均设置有防窜机构4；
防窜机构4包括内侧调节机构、外侧调节机构和固定机构；
内侧调节机构包括螺杆41、调节螺母42、内侧调节筒43和螺接在螺杆41上的上紧固螺母44、下紧固螺母45、锁紧螺母46、内侧定位螺母47；其中螺杆41穿入套管头11和大四通法兰3的螺栓孔内，上紧固螺母44位于大四通法兰3上方；下紧固螺母45位于套管头11螺栓孔的下方；锁紧螺母46位于下紧固螺母45下方；调节螺母42固定连接在螺杆41上，并位于锁紧螺母46下方；内侧定位螺母47位于调节螺母42下方，并且内侧定位螺母47固定设置在内侧调节筒43的顶端；螺杆41位于内侧调节筒43内；
外侧调节机构包括升高螺栓48、外侧定位螺母49和外侧调节筒410，其中外侧定位螺母49螺接在升高螺栓48上，并且外侧定位螺母49固定设置在外侧调节筒410的底端；外侧调节筒410和内侧调节筒43通过连接拉筋411固定连接；
固定机构包括连接螺栓412、连接垫板413、固定筒414和连接螺母415，固定筒414固定连接在表层套管2上；连接螺母415位于固定筒414的顶端；连接螺栓412穿过连接垫板413上的螺栓孔，旋入连接螺母415内，将连接垫板413固定连接在固定筒414上；连接垫板413与升高螺栓48对应位置设置有升高螺栓孔，升高螺栓孔下方开设有螺栓帽口，升高螺栓48的螺栓帽位于螺栓帽口内，并能够进行转动。
为了进一步优化上述技术方案，内侧定位螺母47与内侧调节筒43的顶端焊接或一体加工成型。
为了进一步优化上述技术方案，外侧定位螺母49与外侧调节筒410的底端焊接或一体加工成型。
为了进一步优化上述技术方案，连接螺母415与固定筒414的顶端焊接或一体加工成型。
为了进一步优化上述技术方案，表层套管2的顶端采用封盖5封闭，表层套管2通过封盖5与油层套管1外壁焊接连接。
为了进一步优化上述技术方案，连接垫板413与封盖5的上部贴合。
为了进一步优化上述技术方案，内侧调节筒43的底端开口设计。
为了进一步优化上述技术方案，外侧调节筒410的顶端开口设计。
为了进一步优化上述技术方案，外侧调节筒410和内侧调节筒43通过连接拉筋411固定焊接。
为了进一步优化上述技术方案，连接拉筋411与外侧调节筒410和内侧调节筒43通过螺栓连接。
通过螺杆41、上紧固螺母44和下紧固螺母45，能够实现代替大四通法兰3螺栓的作用，使螺杆41、上紧固螺母44和下紧固螺母45能够将大四通法兰3和套管头11进行连接；并通过锁紧螺母46进行锁紧，防止松动失效。
对于表层套管2与油层套管1焊接处没有开焊的油井，加装本发明后通过防窜机构产生预紧力的作用，可以增加强度，结合附图1和附图2，就是将本发明正常安装好以后，将外侧调节机构的外侧调节筒再调节降低一点或者将内侧调节机构的内侧调节筒43再升高一点，从而产生预紧力，给表层套管2一个向上的拉力，当表层套管2随土壤表层沉降时，由于防窜机构的存在，能够消除部分表层套管2受土壤表层沉降向下的力，就可以防止正常生产的油井由于土壤表层沉降发生表层套管2与油层套管1开焊的情况发生；
防窜机构4能够有效防止表层套管2与油层套管1的相对位移，防止封板与油层套管1和表层套管2脱焊。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种油层套管防上窜装置，包括油层套管和套设在所述油层套管外的表层套管，所述油层套管的套管头与大四通法兰连接；其特征在于，所述套管头与大四通法兰连接的每个螺栓孔上均设置有防窜机构；
所述防窜机构包括内侧调节机构、外侧调节机构和固定机构；
所述内侧调节机构包括螺杆、调节螺母、内侧调节筒和螺接在所述螺杆上的上紧固螺母、下紧固螺母、锁紧螺母、内侧定位螺母；其中所述螺杆穿入所述套管头和大四通法兰的螺栓孔内，所述上紧固螺母位于大四通法兰上方；所述下紧固螺母位于所述套管头螺栓孔的下方；所述锁紧螺母位于所述下紧固螺母下方；所述调节螺母固定连接在所述螺杆上，并位于所述锁紧螺母下方；所述内侧定位螺母位于所述调节螺母下方，并且所述内侧定位螺母固定设置在所述内侧调节筒的顶端；所述螺杆位于所述内侧调节筒内；
所述外侧调节机构包括升高螺栓、外侧定位螺母和外侧调节筒，其中所述外侧定位螺母螺接在所述升高螺栓上，并且所述外侧定位螺母固定设置在所述外侧调节筒的底端；所述外侧调节筒和所述内侧调节筒通过连接拉筋固定连接；
所述固定机构包括连接螺栓、连接垫板、固定筒和连接螺母，所述固定筒固定连接在所述表层套管上；所述连接螺母位于所述固定筒的顶端；所述连接螺栓穿过所述连接垫板上的螺栓孔，旋入所述连接螺母内，将所述连接垫板固定连接在所述固定筒上；所述连接垫板与所述升高螺栓对应位置设置有升高螺栓孔，所述升高螺栓孔下方开设有螺栓帽口，所述升高螺栓的螺栓帽位于所述螺栓帽口内，并能够进行转动。
2.根据权利要求1所述的一种油层套管防上窜装置，其特征在于，所述内侧定位螺母与所述内侧调节筒的顶端焊接或一体加工成型。
3.根据权利要求1所述的一种油层套管防上窜装置，其特征在于，所述外侧定位螺母与所述外侧调节筒的底端焊接或一体加工成型。
4.根据权利要求1所述的一种油层套管防上窜装置，其特征在于，所述连接螺母与所述固定筒的顶端焊接或一体加工成型。
5.根据权利要求1所述的一种油层套管防上窜装置，其特征在于，所述表层套管的顶端采用封盖封闭，所述表层套管通过所述封盖与所述油层套管外壁焊接连接。
6.根据权利要求5所述的一种油层套管防上窜装置，其特征在于，所述连接垫板与所述封盖的上部贴合。
7.根据权利要求1所述的一种油层套管防上窜装置，其特征在于，所述内侧调节筒的底端开口设计。
8.根据权利要求1所述的一种油层套管防上窜装置，其特征在于，所述外侧调节筒的顶端开口设计。
9.根据权利要求1所述的一种油层套管防上窜装置，其特征在于，所述外侧调节筒和所述内侧调节筒通过连接拉筋固定焊接。
10.根据权利要求1所述的一种油层套管防上窜装置，其特征在于，所述连接拉筋与所述外侧调节筒和所述内侧调节筒通过螺栓连接。
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