CN111663908A - 一种全通径漂浮下套管工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及全通径漂浮下套管工具，主要由留井套筒和可钻除内芯组成；所述留井套筒部分主要由上套筒、可溶内衬和下套筒组成，且可溶内衬紧贴留井套筒内壁；所述可钻除内芯主要由密封胶伞、胶伞骨架、开启塞、导引套组成。本发明的主要功能是在完井管柱内部密封一段空气或轻质液体，提高这一井段的浮力，从而降低完井管柱对下井壁的压力，减少摩擦阻力，降低完井管柱下入的磨阻，从而提高大位移井的下套管作业的成功率。该工具优化了工具的结构，工具的留井套筒部分最小内径与套管内径一致，不会对后期作业造成不良影响。

Description

一种全通径漂浮下套管工具

技术领域

本发明涉及一种完井工具，特别是一种用于大位移井中的辅助下套管工具，可以降低套管下入的磨阻，提高下套管施工的成功率。

背景技术

大位移井是开发复杂地形下油气资源的重要手段，如近海、湖泊、山区内的油气资源，对这部分区域内的油气资源进行开发时，布井位置受到限制，通常井口与目标靶点之间有较大水平距离，需要通过大位移井进行开发。

而大位移井进行完井作业时，因水平位移大，完井管柱躺在下井壁上摩擦力较大，完井管柱难以下入到位，同时为了保证下入安全，扶正器安装数量少，完井管柱在井眼内居中度较低，固井质量差，油井寿命相对较低。

为了解决上述问题，本申请人在线申请并公开了（CN207144852U）《一种漂浮下套管用高强度自溶式接箍》。该实用新型的技术方案包括上接头、滑套、承压板和下接头，其中：所述上接头的内壁设有滑槽，滑套与滑槽构成轴向滑动密封配合；承压板和下接头密封固定连接；在承压板的上方设有套筒，套筒上端部与滑套下端部通过销钉连接，且滑套下部与套筒上部构成轴向插接配合；在套筒内与承压板结合部设有开启器；套筒内设置溶解液槽；溶解液槽与上方的滑套底部构成挤压配合，溶解液槽与下方的开启器构成开启配合；所述承压板、套筒、滑套和溶解液槽均为自溶式高强度材料制成。所述滑套外壁设两级阶梯型环形凸起，在上端的一级凸起与滑槽构成轴向滑动密封配合，二级凸起与套筒的顶端构成限位配合。在溶解液槽内壁涂有防腐层。所述承压板为弧形结构，其内弧形面朝向上方。在滑套与滑槽、上接头与下接头、承压板和下接头之间分别设置环形密封件。本实用新型的漂浮下套管用高强度自溶式接箍的技术优势是：主体部件滑套、溶解液槽、套筒及承压板均为自溶式高强度材料，套管接箍内径与套管内径尺寸相同，上下丝扣连接，在正常作业完成后，通过溶解液槽释放出溶解液，可以快速自动溶解接箍的主体部件内，无需投放胶塞及下钻作业，即可实现接箍内径与套管内径一致，可以使水平段套管处于中空状态，在钻井液浮力作用下减少摩擦阻力，实现套管的安全顺利下入，从而解决大位移井下套管难的问题。同时，简化目前该类完井工具的施工工艺，节约钻完井时间及成本。但是其存在的问题是主体部件滑套、溶解液槽、套筒及承压板均为自溶式高强度材料，这些自溶式高强度材料特别是滑套部分一旦遇到钻井液就开始自行溶解，造成后续程序难以控制，给井下作业带来诸多不确定性。如果使用特殊溶解液就需要特殊的自溶式高强度材料与之匹配，提高了使用成本。

发明内容

本发明的目的就是针对大位移井套管下入困难的问题，提出了一种全通径漂浮下套管工具，可以在套管下入时在套管中密封一段空气，提高套管受到的浮力，降低套管对井眼的压力，减少套管下入磨阻，降低下套管作业难度，提高下套管施工成功率与质量水平。

本发明的技术方案是：

一种全通径漂浮下套管工具，主要由留井套筒和可钻除内芯组成；

所述留井套筒部分主要由上套筒、可溶内衬和下套筒组成，且可溶内衬紧贴留井套筒内壁；

所述可钻除内芯主要由密封胶伞、胶伞骨架、开启塞、导引套组成；其中，导引套呈筒状结构，其外壁与可溶内衬下部相对固定；开启塞呈“T”形圆柱结构，其下部缩径段轴向设有盲孔，并与导引套构成轴向滑动密封配合，在下端部盲孔上部周向设有循环孔，循环孔与上方内通道连通，开启塞上部扩径段与可溶内衬上部相对固定；所述胶伞骨架连同密封胶伞设置在开启塞上方，胶伞骨架连同密封胶伞轴向设有与开启塞循环孔连通的通孔，且胶伞骨架连同密封胶伞沿周向与留井套筒内壁构成轴向滑动密封配合。

上述方案进一步包括：

所述密封胶伞硫化在胶伞骨架外部组成尾部胶塞总成。

开启塞通过上剪钉固定在可溶内衬上。

导引套通过下剪钉固定在可溶内衬上。

可溶内衬的最小内径小于套管内径，完全溶解后留井套筒部分的最小内径不小于套管内径。

开启塞与导引套的轴向滑动配合行程满足开启塞循环孔在下行程止点处于导引套下端部为扩径处。

导引套下端部为扩径，且与可溶内衬构成间隙或间隔配合。

在胶伞骨架与开启塞、开启塞与可溶内衬、可溶内衬与留井套筒之间设有密封结构。

本发明的全通径漂浮下套管工具，具有结构简单、实用，其主要功能是提高套管收到的浮力，降低套管对井眼的压力，从而减少套管下入磨阻，降低下套管作业难度，提高下套管施工成功率，提高固井质量水平。另外本发明只有可溶内衬单一部件采用了自溶式高强度材料制成，避免了了施工过程中钻井液等对可溶内衬的接触，可以准确控制可溶内衬的溶解时间，并且在其全部溶解后，保证了套管的全通径，不影响后期的作业。

附图说明

图1 一种全通径漂浮下套管工具结构示意图；

图2 工具开启后结构示意图；

图3 可钻除内芯部分结构示意图；

图4 留井套筒部分结构示意图；

图5 可溶内衬溶解后留井套筒部分结构示意图。

具体实施方式

现结合说明书附图和具体实施例对发明作进一步的描述。

实施例1

一种全通径漂浮下套管工具，主要由留井套筒和可钻除内芯组成；

所述留井套筒部分主要由上套筒1、可溶内衬9和下套筒13组成，且可溶内衬9紧贴留井套筒内壁；

所述可钻除内芯主要由密封胶伞2、胶伞骨架3、开启塞6、导引套12组成；其中，导引套12呈筒状结构，其外壁与可溶内衬9下部相对固定；开启塞6呈“T”形圆柱结构，其下部缩径段轴向设有盲孔，并与导引套12构成轴向滑动密封配合，在下端部盲孔上部周向设有循环孔，循环孔与上方内通道连通，开启塞6上部扩径段与可溶内衬9上部相对固定；所述胶伞骨架3连同密封胶伞2设置在开启塞6上方，胶伞骨架3连同密封胶伞2轴向设有与开启塞6循环孔连通的通孔，且胶伞骨架3连同密封胶伞2沿周向与留井套筒内壁构成轴向滑动密封配合。

实施例2

上述实施例1的基础上进一步包括：

所述密封胶伞2硫化在胶伞骨架3外部组成尾部胶塞总成。

开启塞6通过上剪钉8固定在可溶内衬9上。

导引套12通过下剪钉10固定在可溶内衬9上。

可溶内衬9的最小内径小于套管内径，完全溶解后留井套筒部分的最小内径不小于套管内径。

开启塞6与导引套12的轴向滑动配合行程满足开启塞6导流孔在下行程止点处于导引套12下端部为扩径处。

导引套12下端部为扩径，且与可溶内衬9构成间隙或间隔配合。

在胶伞骨架3与开启塞6、开启塞6与可溶内衬9、可溶内衬9与留井套筒之间设有密封结构。

实施例3

一种全通径漂浮下套管工具由留井套筒和可钻除内芯两部分组成；

留井套筒部分主要由上套筒1、密封结构4、密封结构7、可溶内衬9、下套筒13等几部分组成，如图4所示；

可钻除内芯主要由密封胶伞2、胶伞骨架3、密封结构5、开启塞6、上剪钉8、下剪钉10、密封结构11、导引套12等几部组成，如图3所示。

留井套筒部分的功能是连接套管，固定可钻除内芯部分；可钻除内芯部分的功能是隔离套管内空气段与液体段，承载液体段的重量。

留井套筒部分的上套筒1上部有套管扣，用于与套管连接，上套筒1的下部通过螺纹与下套筒13连接，上套筒1与下套筒13之间通过密封结构4进行密封，可溶内衬9位于上套筒1与下套筒13之间的环隙之中，通过上套筒1及下套筒13的台阶进行限位，可溶内衬9与下套筒13之间通过密封结构7进行密封，下套筒13下部有套管扣，用于与套管连接。

可溶内衬9使用可溶金属材质制成，可溶内衬9的内径尺寸小于套管内径，当可溶内衬9与钻井液接触后会逐步溶解，其完全溶解后留井套筒部分的内径与套管内径一致。

可钻除内芯中，密封胶伞2、胶伞骨架3组成胶塞总成，胶塞总成与上套筒1形成密封，液压只能通过胶塞总成的中心孔向下传递，胶塞总成坐在开启塞6之上，两者之间通过密封结构5进行密封，开启塞6通过剪钉8固定在可溶内衬9上，开启塞6下部留有循环孔，导引套12通过剪钉10固定在可溶内衬9上。

工具初始状态为关闭状态，此时，导引套12与密封结构11配合，对开启塞6下部的循环孔进行密封，钻井液被可钻除内芯隔离在工具的上部，可溶内衬9不会接触到钻井液。

当工具需要开启时，通过打压剪断剪钉8，胶塞总成与开启塞6下行，开启塞6下部的循环孔露出，钻井液通过循环孔流入工具下部，此时可溶内衬9接触到钻井液开始溶解。

后期固井时，固井胶塞下行至该工具位置，推动可钻除内芯部分，剪断剪钉10，使可钻除内芯部分呈自由状态，之后随固井胶塞一同下行至井底。

实施例4

一种全通径漂浮下套管工具由留井套筒和可钻除内芯两部分组成；留井套筒部分主要由上套筒1、密封结构4、密封结构7、可溶内衬9、下套筒13等几部分组成；可钻除内芯主要由密封胶伞2、胶伞骨架3、密封结构5、开启塞6、剪钉8、剪钉10、密封结构11、导引套12等几部组成。

留井套筒部分的功能是连接套管，固定可钻除内芯部分；可钻除内芯部分的功能是隔离套管内空气段与液体段，承载液体段的重量。

当本发明的全通径漂浮下套管工具在下入套管时为初始的关闭状态，关闭状态下，工具的开启塞6下部的循环孔被导引套12及密封结构11封闭，工具上部套管内为钻井液，工具下部套管内为空气，工具上部的钻井液无法通过循环孔进入工具下部的套管内，此时，可溶内衬9无法接触到钻井液，不会溶解。

当全通径漂浮下套管工具需要打开时，提高工具上部套管内部液压，剪断剪钉8，之后密封胶伞2、胶伞骨架3、密封结构5、开启塞6等部分下行，开启塞6下部的循环孔露出，工具上部的钻井液通过循环孔进入工具下部，此时，可溶内衬9开始接触到钻井液，开始逐步溶解。具体结构如图2所示。

固井中，投入固井胶塞进行顶替，当固井胶塞到达工具位置后，固井胶塞推动可钻内芯部分，剪断剪钉10，可钻内芯部分整体解锁，随固井胶塞一起下行，工具原位置留下留井套筒部分。

留井套筒内的可溶内衬9完全溶解后，留井套筒达到全通径状态，工具的最小内径与套管内径一致，如图5所示。

Claims (8)

1.一种全通径漂浮下套管工具，主要由留井套筒和可钻除内芯组成；其特征在于：

所述留井套筒部分主要由上套筒[1]、可溶内衬[9]和下套筒[13]组成，且可溶内衬[9]紧贴留井套筒内壁；

所述可钻除内芯主要由密封胶伞[2]、胶伞骨架[3]、开启塞[6]、导引套[12]组成；其中，导引套[12]呈筒状结构，其外壁与可溶内衬[9]下部相对固定；开启塞[6]呈“T”形圆柱结构，其下部缩径段轴向设有盲孔，并与导引套[12]构成轴向滑动密封配合，在下端部盲孔上部周向设有循环孔，循环孔与上方内通道连通，开启塞[6]上部扩径段与可溶内衬[9]上部相对固定；所述胶伞骨架[3]连同密封胶伞[2]设置在开启塞[6]上方，胶伞骨架[3]连同密封胶伞[2]轴向设有与开启塞[6]循环孔连通的通孔，且胶伞骨架[3]连同密封胶伞[2]沿周向与留井套筒内壁构成轴向滑动密封配合。

2.如权利要求1所述的全通径漂浮下套管工具，其特征在于：所述密封胶伞[2]硫化在胶伞骨架[3]外部组成尾部胶塞总成。

3.如权利要求1所述的全通径漂浮下套管工具，其特征在于：开启塞[6]通过上剪钉[8]固定在可溶内衬[9]上。

4.如权利要求1所述的全通径漂浮下套管工具，其特征在于：导引套[12]通过下剪钉[10]固定在可溶内衬[9]上。

5.如权利要求1-4任一所述的全通径漂浮下套管工具，其特征在于：可溶内衬[9]的最小内径小于套管内径，完全溶解后留井套筒部分的最小内径不小于套管内径。

6.如权利要求5所述的全通径漂浮下套管工具，其特征在于：开启塞[6]与导引套[12]的轴向滑动配合行程满足开启塞[6]循环孔在下行程止点处于导引套[12]下端部为扩径处。

7.如权利要求6所述的全通径漂浮下套管工具，其特征在于：导引套[12]下端部为扩径，且与可溶内衬[9]构成间隙或间隔配合。

8.如权利要求1-4任一所述的全通径漂浮下套管工具，其特征在于：在胶伞骨架[3]与开启塞[6]、开启塞[6]与可溶内衬[9]、可溶内衬[9]与留井套筒之间设有密封结构。

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