CN113494259B - 连续管悬挂装置、连续管井口芯轴式悬挂结构及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种连续管悬挂装置、连续管井口芯轴式悬挂结构及方法,该连续管悬挂装置包括油管头、油管挂、重载连接器和下接头,油管挂设置于油管头的内部,油管挂、重载连接器和下接头由上至下顺序设置,油管挂的底部与重载连接器的顶部之间连接有变扣短节或者由上至下顺序连接有悬挂短节和座封短节,重载连接器的底部与下接头的顶部连接,重载连接器和下接头均套设于连续管的顶部外侧,下接头与连续管之间设置有锁紧环,锁紧环的外壁与下接头的内壁能滑动地连接,锁紧环的内壁与连续管的外壁抵接。本发明解决了对气井连续管悬持的悬挂装置结构复杂、井口作业不便、配套费用较高的技术问题。

Description

连续管悬挂装置、连续管井口芯轴式悬挂结构及方法
技术领域
本发明涉及气井生产完井及时领域,尤其涉及一种连续管悬挂装置、连续管井口芯轴式悬挂结构及方法。
背景技术
目前,气井完井通常采用压井条件下常规油管完井,压井作业对地层伤害较大,影响气井产量,而使用带压作业装置下入常规油管,虽然避免了压井,但也存在作业费高昂、施工效率偏低等问题。利用连续管代替常规单根管柱下井作为完井管柱,在工艺上实现了全程带压作业,避免了压井伤害地层和复产困难的风险,提高了单井产量和储量动用程度,实现高效低成本作业。随着页岩气和致密气等非常规油气井数量的不断增长,以及低成本开发压力的不断增加,连续管作为生产管柱一次或二次完井,一方面可很好地解决非常规油气井免压井、低成本完井的问题,另一方面利用小直径的连续管生产完井后,生产上可实现对气井高压期的节流降压生产,保护地面输送管线,低压期排水采气,延缓气井积液。
近年来,气井连续管通常采用专用井口卡瓦式悬挂装置将连续管悬持于井口的生产主阀之上的完井方式,但这种悬挂完井方式需要在现有的采气树上额外加装专用悬挂装置和闸板阀等硬件设施,配套费用较高,且需要对现有生产流程进行较大改动,施工完毕后,无法对井口主阀进行关闭,造成闲置浪费,而且增加了井口高度,不利于工作人员在井口的正常作业。
针对相关技术中对气井连续管悬持的悬挂装置结构复杂、井口作业不便、配套费用较高的问题,目前尚未给出有效的解决方案。
由此,本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践,提出一种连续管悬挂装置、连续管井口芯轴式悬挂结构及方法,以克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种连续管悬挂装置、连续管井口芯轴式悬挂结构及方法,通过利用原井的油管挂和少量配套工具,对连续管进行悬持,有效解决原井口或标准化井口要求下原井油管头内悬挂连续管生产完井管柱施工技术瓶颈,提升连续管完井技术水平,无需井口高额的硬件配套设备,对生产流程和井口设备改动小,保证连续管生产完井作业的安全性和高效性,有效降低页岩气井和致密气等非常规气藏生产完井的综合成本,适于大范围推广使用。
本发明的目的可采用下列技术方案来实现:
本发明提供了一种连续管悬挂装置,设置于井口处,且所述连续管悬挂装置的顶部和底部分别与井口采气树和连续管连接,所述连续管悬挂装置包括油管头、油管挂、重载连接器和下接头,其中:
所述油管头为竖向设置的筒状结构,所述油管挂设置于所述油管头的内部,所述油管挂、所述重载连接器和所述下接头由上至下顺序设置,所述油管挂的底部与所述重载连接器的顶部之间连接有变扣短节或者由上至下顺序连接有悬挂短节和座封短节,所述重载连接器的底部与所述下接头的顶部连接,所述重载连接器和所述下接头均套设于所述连续管的顶部外侧,所述下接头与所述连续管之间设置有锁紧环,所述锁紧环的外壁与所述下接头的内壁能滑动地连接,所述锁紧环的内壁与所述连续管的外壁抵接。
在本发明的一较佳实施方式中,所述重载连接器和所述下接头均为沿竖向设置的筒状结构,所述重载连接器的底部与所述下接头的顶部连接,所述下接头的内壁与所述连续管的外壁之间形成有容置腔,所述锁紧环位于所述容置腔内,在所述锁紧环的内壁上设置有多个定位凸台,所述连续管的外壁与各所述定位凸台抵接。
在本发明的一较佳实施方式中,所述定位凸台沿所述锁紧环的周向设置,各所述定位凸台沿竖向连续排布,以使各所述定位凸台的纵截面形成连续的锯齿状结构。
在本发明的一较佳实施方式中,与所述容置腔位置相对的所述下接头的内径由上至下逐渐减小,所述锁紧环的外径由上至下逐渐减小,所述锁紧环的外壁与所述下接头的内壁相贴合。
在本发明的一较佳实施方式中,所述油管头为四通结构,在所述油管头的两相对侧壁上分别开设有与所述油管头的内壁相连通的第二通孔,所述油管头的内壁通过所述第二通孔与地面的生产管道连通。
在本发明的一较佳实施方式中,所述油管头的外壁上设置有连接所述生产管道的多个第一固定螺钉,所述油管头的底部设有连接所述井口的多个第二固定螺钉。
在本发明的一较佳实施方式中,所述油管挂为竖向设置的筒状结构,所述油管挂的外壁上设置有第一凸台,位于所述第一凸台下方的所述油管头的内壁上设置有第二凸台,所述油管挂的外侧能滑动地套设有第一胶筒,所述第一胶筒的顶部与所述第一凸台的底部抵接,所述第一胶筒的底部与所述第二凸台的顶部抵接;
位于所述第一凸台上方的所述油管头的外壁上沿其周向开设有与所述油管头的内部相连通的多个第一通孔,在各所述第一通孔内均设置有顶丝,所述顶丝的一端位于所述油管头的外部,所述顶丝的另一端伸入至所述油管头的内部且与所述第一凸台的顶部抵接,所述顶丝的外壁与所述第一通孔的内壁之间设置有第三密封圈。
在本发明的一较佳实施方式中,所述第一凸台的顶部为锥形面,所述顶丝的端部为与所述第一凸台的顶部相配合的锥形面,所述顶丝的端部与所述第一凸台的顶部配合抵接。
在本发明的一较佳实施方式中,所述悬挂短节和所述座封短节均为竖向设置的筒状结构,且所述悬挂短节和所述座封短节均位于所述油管头的内部,所述悬挂短节的顶部与所述油管挂的底部连接,所述悬挂短节套设于所述座封短节的外侧,所述悬挂短节的内壁与所述座封短节的外壁密封连接,所述座封短节的底部与所述重载连接器的顶部连接。
在本发明的一较佳实施方式中,所述座封短节的外壁上设置有第三凸台,位于第三凸台下方的所述悬挂短节的内壁上设置有第四凸台,所述座封短节的外侧能滑动地套设有第二胶筒和限位环,所述第二胶筒的顶部与所述第三凸台的底部抵接,所述第二胶筒的底部与所述限位环的顶部抵接,所述限位环的底部与所述第四凸台的顶部抵接。
在本发明的一较佳实施方式中,所述油管挂的顶部设置有打捞短节,所述变扣短节和所述打捞短节均为竖向设置的筒状结构,且所述变扣短节和所述打捞短节均位于所述油管头的内部,所述变扣短节的顶部与所述油管挂的底部连接,所述变扣短节的底部与所述重载连接器的顶部连接,所述打捞短节的底部与所述油管挂的顶部连接。
本发明提供了一种连续管井口芯轴式悬挂结构,所述连续管井口芯轴式悬挂结构包括设置于井口上方的注入头、防喷组件、井口主阀和上述的连续管悬挂装置,其中:
所述连续管悬挂装置的底部固定在所述井口处,连接在所述连续管悬挂装置上的连续管下入至井内预设位置,所述井口主阀的底部与所述连续管悬挂装置的顶部连接,所述井口主阀的顶部与所述防喷组件的底部连接,所述防喷组件的顶部与所述注入头的底部连接。
在本发明的一较佳实施方式中,所述连续管井口芯轴式悬挂结构还包括井口管道,所述井口管道的顶部与所述防喷组件的底部连接,所述井口管道的底部与所述井口主阀的顶部连接,在所述井口管道与所述防喷组件之间设置有井口清蜡闸门。
在本发明的一较佳实施方式中,所述井口管道为四通结构。
在本发明的一较佳实施方式中,所述防喷组件包括防喷盒、防喷管和四闸板防喷器,所述防喷盒、所述防喷管和所述四闸板防喷器由上至下顺序连接,所述四闸板防喷器的底部与所述井口管道的顶部连接,所述防喷盒的顶部与所述注入头的底部连接。
本发明提供了一种连续管井口芯轴式悬挂方法,所述连续管井口芯轴式悬挂方法包括如下步骤:
步骤S1:将注入头、防喷组件、井口主阀和油管头由上至下顺序连接在井口处,打开所述井口主阀将连续管下入至井内预设位置,所述连续管固定悬挂于所述井口处;
步骤S2:启动所述防喷组件,以对所述连续管与所述井口之间的环空进行密封;
步骤S3:在所述连续管的顶端连接重载连接器,同时在注入头的底部安装送入工具;
步骤S4:关闭所述防喷组件,通过所述注入头和所述送入工具缓慢下方所述连续管,将连续管的顶端固定在所述油管头内;
步骤S5:上提所述注入头,以将所述送入工具从井内取出。
在本发明的一较佳实施方式中,所述步骤S3中,所述重载连接器的顶部连接有座封短节。
在本发明的一较佳实施方式中,所述步骤S4中,所述油管头的内部通过油管挂连接有悬挂短节,将所述座封短节下入至悬挂短节内,以使所述座封短节与所述悬挂短节密封连接。
在本发明的一较佳实施方式中,所述步骤S1之前还包括:
步骤S10:将悬挂短节与油管挂连接,并将所述油管挂和所述悬挂短节密封设置于所述井口的油管头内。
在本发明的一较佳实施方式中,所述步骤S1之前还包括:
步骤S20:向井内的油管中下入可打捞式油管堵塞器,以对所述油管进行封堵;
步骤S21:拆除位于油管头上方的井口设备,上提油管挂至所述油管头的上方,将悬挂短节与油管挂连接,再将所述油管挂和所述悬挂短节密封设置于所述油管头内;
步骤S22:从所述油管内将可打捞式油管堵塞器取出。
在本发明的一较佳实施方式中,所述步骤S3中,所述重载连接器的顶部连接有变扣短节,所述变扣短节的顶部连接有油管挂,所述油管挂的顶部连接有打捞短节。
在本发明的一较佳实施方式中,所述防喷组件和所述井口主阀的最小通径大于所述油管挂的最大外径,以使所述油管挂顺利通过。
在本发明的一较佳实施方式中,所述防喷组件包括由上至下顺序连接的防喷盒、防喷管和四闸板防喷器,所述步骤S2中,启动所述四闸板防喷器的半封闸板者悬挂闸板,以对所述连续管与所述井口之间的环空进行密封,从所述防喷管与所述四闸板防喷器之间的连接位置拆开,上提所述防喷盒和所述防喷管,以在所述四闸板防喷器的上方预留空间,通过手动割刀将所述连续管切断,所述连续管的顶端位于所述四闸板防喷器的上方预留空间处,以使所述重载连接器能够与所述连续管的顶端连接。
在本发明的一较佳实施方式中,所述步骤S3中,所述送入工具为液控可退式打捞矛。
由上所述,本发明的连续管悬挂装置、连续管井口芯轴式悬挂结构及方法的特点及优点是:在油管头的内部设置有油管挂,在油管挂的底部与重载连接器的顶部之间连接有变扣短节或者由上至下顺序连接有悬挂短节和座封短节,重载连接器的底部与下接头的顶部连接,重载连接器和下接头均套设于连续管的顶部外侧,在下接头与连续管之间设置有锁紧环,锁紧环的内壁与连续管的外壁抵接,通过锁紧环对连续管进行卡接固定,并通过变扣短节或者由上至下顺序连接有悬挂短节和座封短节将连续管悬持于常规的油管挂的底部,从而适应气井绝大多数井况条件下连续管的首次或二次带压生产完井作业,无需压井,避免了压井对储层的伤害以及压井液等原材料的消耗和配套作业所需的成本。另外,本发明利用原油井的油管挂作为基座,并配套变扣短节、悬挂短节和座封短节等少量工具,即可实现原油井的油管挂对连续管的悬挂,并可实现少动井口或不动井口作业,方便了作业施工,降低了劳动强度,提高了作业效率,同时避免了因施工后采气树的变动产生的采气流程恢复费用和动火作业,大大降低作业成本,适于推广使用。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释,并不限定本发明的范围。
其中:
图1:为本发明连续管悬挂装置在工况一、工况二和工况三状态下的结构示意图。
图2:为图1中A位置的局部放大图。
图3:为图2中B位置的局部放大图。
图4:为本发明连续管井口芯轴式悬挂结构在工况一、工况二和工况三状态下的结构示意图。
图5:为本发明连续管悬挂装置在工况四状态下的结构示意图。
图6:为本发明连续管井口芯轴式悬挂结构在工况四状态下的结构示意图。
本发明中的附图标号为:
1、悬挂短节; 101、第四凸台;
2、座封短节; 201、第三凸台;
3、重载连接器; 4、连续管;
5、打捞短节; 6、变扣短节;
7、顶丝; 8、第一胶筒;
9、锁紧环; 901、定位凸台;
10、下接头; 1001、容置腔;
11、注入头; 12、防喷盒;
13、四闸板防喷器; 14、井口管道;
1401、井口清蜡闸门; 15、井口主阀;
16、油管头; 1601、第二凸台;
1602、第二通孔; 1603、第一通孔;
17、油管挂; 1701、第一凸台;
18、防喷管; 19、第一密封圈;
20、第二密封圈; 21、第三密封圈;
22、第一固定螺钉; 23、第二固定螺钉;
24、第四密封圈; 25、第二胶筒;
26、限位环; 27、防喷组件。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发明的具体实施方式。
实施例一
如图1至图3、图5所示,本发明提供了一种连续管悬挂装置,其设置于井口处,且该连续管悬挂装置的顶部与井口采气树连接,该连续管悬挂装置的底部与连续管4连接。该连续管悬挂装置包括油管头16、油管挂17、重载连接器3和下接头10,油管头16为竖向设置的圆筒状结构,油管挂17设置于油管头16的内部,油管挂17、重载连接器3和下接头10由上至下顺序设置,油管挂17的底部与重载连接器3的顶部之间连接有变扣短节6或者油管挂17的底部与重载连接器3的顶部之间由上至下顺序连接有悬挂短节1和座封短节2,重载连接器3的底部与下接头10的顶部连接,重载连接器3和下接头10均套设于连续管4的顶部外侧,下接头10与连续管4之间设置有圆环形锁紧环9,锁紧环9的外壁与下接头10的内壁能滑动地连接,锁紧环9的内壁与连续管4的外壁抵接。
本发明在油管头16的内部设置有油管挂17,在油管挂17的底部与重载连接器3的顶部之间连接有变扣短节6或者由上至下顺序连接有悬挂短节1和座封短节2,重载连接器3的底部与下接头10的顶部连接,重载连接器3和下接头10均套设于连续管4的顶部外侧,在下接头10与连续管4之间设置有锁紧环9,通过锁紧环9对连续管4进行卡接固定,并通过变扣短节6或者由上至下顺序连接有悬挂短节1和座封短节2将连续管4悬持于常规的油管挂17的底部,从而适应气井绝大多数井况条件下连续管的首次或二次带压生产完井作业,无需压井,避免了压井对储层的伤害以及压井液等原材料的消耗和配套作业所需的成本。另外,本发明中利用原油井的油管挂17作为基座,并配套变扣短节6、悬挂短节1和座封短节2等少量工具,即可实现原油井的油管挂17对连续管4的悬挂,并可实现少动井口或不动井口作业,便于工作人员的作业施工,降低了劳动强度,提高了作业效率,同时避免了因施工后采气树的变动产生的采气流程恢复费用和动火作业,大大降低作业成本,适于推广使用。
在本发明的一个可选实施例中,如图1、图2所示,重载连接器3和下接头10均为沿竖向设置的圆筒状结构,下接头10的顶部套设于重载连接器3的底部外侧,且重载连接器3的底部外壁与下接头10的顶部内壁螺纹连接,下接头10的内壁与连续管4的外壁之间沿连续管4的在轴向形成有圆环状容置腔1001,锁紧环9位于容置腔1001内,在锁紧环9的内壁上沿锁紧环9的设置有多个定位凸台901,连续管4的外壁与各定位凸台901抵接,从而通过锁紧环9对连续管4进行固定,将连续管4稳定悬持于油管挂17的下方,保证连续管4能够顺利投放入至井内的预设位置。
进一步的,如图2所示,定位凸台901为沿锁紧环9的周向设置的圆环状结构,各定位凸台901沿竖向连续排布,以使各定位凸台901的纵截面形成连续的锯齿状结构,以使各定位凸台901能够卡紧连续管4的外壁,保证对连续管4的稳定悬持。
进一步的,如图2所示,与容置腔1001位置相对的下接头10的内径由上至下逐渐减小,锁紧环9的外径由上至下逐渐减小,锁紧环9的外壁与下接头10的内壁相贴合,对锁紧环9起到限位固定的作用,避免在对连续管4悬持状态下,锁紧环9的局部位置受力过于集中,延长锁紧环9的使用寿命,保证对连续管4悬持的稳定性。
在本发明的一个可选实施例中,如图1所示,油管头16为四通结构,在油管头16的两相对侧壁上分别开设有与油管头16的内壁相连通的第二通孔1602,油管头16的内壁通过第二通孔1602与地面的生产管道连通。
进一步的,如图1所示,油管头16的外壁上设置有连接生产管道的多个第一固定螺钉22,油管头16的底部设有连接井口的多个第二固定螺钉23。
进一步的,如图1所示,重载连接器3与连续管4之间夹设有至少一个圆环形第一密封圈19,第一密封圈19套设于连续管4的外侧,第一密封圈19的外壁与重载连接器3的内壁紧密贴合,第一密封圈19的内壁与连续管4的外壁紧密贴合,保证重载连接器3与连续管4的密封连接,提高重载连接器3与连续管4连接的稳定性。
进一步的,如图1所示,下接头10与连续管4之间夹设有至少一个圆环形第二密封圈20,第二密封圈20套设于连续管4的外侧,第二密封圈20的外壁与下接头10的内壁紧密贴合,第二密封圈20的内壁与连续管4的外壁紧密贴合,保证下接头10与连续管4的密封连接,提高下接头10与连续管4连接的稳定性。
在本发明的一个可选实施例中,如图1、图5所示,油管挂17为竖向设置的圆筒状结构,油管挂17的中部外壁上沿油管挂17的周向设置有圆环形第一凸台1701,位于第一凸台1701下方的油管头16的内壁上沿油管头16的周向设置有圆环形第二凸台1601,油管挂17的外侧能沿油管挂17的轴向滑动地套设有第一胶筒8,第一胶筒8的顶部与第一凸台1701的底部抵接,第一胶筒8的底部与第二凸台1601的顶部抵接;位于第一凸台1701上方的油管头16的外壁上沿油管头16的周向开设有与油管头16的内部相连通的多个第一通孔1603,在各第一通孔1603内均设置有顶丝7,顶丝7的一端位于油管头16的外部,顶丝7的另一端伸入至油管头16的内部且与第一凸台1701的顶部抵接,顶丝7的外壁与第一通孔1603的内壁之间设置有第三密封圈21。通过拧紧顶丝7可增大对第一凸台1701的抵靠力,从而推动油管挂17向下移动,油管挂17在下移过程中对第一胶筒8施加压力并不断增大,第一胶筒8在压力的作用下发生膨胀变形,以使第一胶筒8的外壁与油管头16的内壁紧密贴合,第一胶筒8的内壁与油管挂17的外壁紧密贴合,保证油管头16与油管挂17之间良好的密封效果。
在本实施例中,如图1所示,第一凸台1701的顶部为锥形面,顶丝7的端部为与第一凸台1701的顶部相配合的锥形面,顶丝7的端部与第一凸台1701的顶部配合抵接,从而在拧紧顶丝7的过程中,顶丝7可对第一凸台1701施加向下的推力,使得油管挂17缓慢向下移动,达到对第一胶筒8施加压力的效果。
进一步的,如图1所示,第一通孔1603为径向孔,保证顶丝7的端部锥形面与第一凸台1701的顶部锥形面相贴合,以达到通过顶丝7控制油管挂17下移的目的。
在本发明的一个可选实施例中,如图1所示,悬挂短节1和座封短节2均为竖向设置的圆筒状结构,且悬挂短节1和座封短节2均位于油管头16的内部,悬挂短节1的顶部外壁与油管挂17的底部内壁螺纹连接,悬挂短节1套设于座封短节2的外侧,悬挂短节1的内壁与座封短节2的外壁密封连接,座封短节2的底部内壁与重载连接器3的顶部外壁螺纹连接。通过悬挂短节1对连续管4进行悬挂和固定,使得连续管4能够与油管挂17稳定连接;通过座封短节2对悬挂短节1和重载连接器3进行连接,保证连续管4与油管挂17的密封连接。
进一步的,如图1、图3所示,座封短节2的外壁上沿座封短节2的周向设置有圆环形第三凸台201,位于第三凸台201下方的悬挂短节1的内壁上沿悬挂短节1的周向设置有圆环形第四凸台101,座封短节2的外侧能滑动地套设有第二胶筒25和限位环26,第二胶筒25的顶部与第三凸台201的底部抵接,第二胶筒25的底部与限位环26的顶部抵接,限位环26的底部与第四凸台101的顶部抵接。通过连续管4、重载连接器3和座封短节2的重量对第二胶筒25施加压力,在压力的作用下使第二胶筒25发生膨胀,从而对悬挂短节1的内壁与座封短节2的外壁之间起到良好的密封效果。
进一步的,如图3所示,悬挂短节1与座封短节2之间设置有至少一个第四密封圈24,第四密封圈24的外壁与悬挂短节1的内壁密封连接,第四密封圈24的内壁与座封短节2的外壁密封连接,进一步提高悬挂短节1与座封短节2之间良好的密封连接。
在本发明的另一个可选实施例中,如图5所示,油管挂17的顶部设置有打捞短节5,变扣短节6和打捞短节5均为竖向设置的圆筒状结构,且变扣短节6和打捞短节5均位于油管头16的内部,变扣短节6的顶部外壁与油管挂17的底部内壁螺纹连接,变扣短节6的底部内壁与重载连接器3的顶部外壁螺纹连接,打捞短节5的底部外壁与油管挂17的顶部内壁螺纹连接。通过变扣短节6对连续管4进行悬挂和固定,使得连续管4能够与油管挂17稳定连接;通过打捞短节5与可退式打捞矛等打捞工具相配合,从而便于将连续管4从井内取出。
本发明的连续管悬挂装置的特点及优点是:
一、该连续管悬挂装置中通过锁紧环9对连续管4进行卡接固定,并通过变扣短节6或者由上至下顺序连接有悬挂短节1和座封短节2将连续管4悬持于常规的油管挂17的底部,从而适应气井绝大多数井况条件下连续管的首次或二次带压生产完井作业,无需压井,避免了压井对储层的伤害以及压井液等原材料的消耗和配套作业所需的成本。
二、该连续管悬挂装置中利用原油井的油管挂17作为基座,并配套变扣短节6、悬挂短节1和座封短节2等少量工具,即可实现原油井的油管挂17对连续管4的悬挂,并可实现少动井口或不动井口作业,便于工作人员的作业施工,降低了劳动强度,提高了作业效率,同时避免了因施工后采气树的变动产生的采气流程恢复费用和动火作业,大大降低作业成本,适于推广使用。
实施例二
如图4、图6所示,本发明提供了一种连续管井口芯轴式悬挂结构,该连续管井口芯轴式悬挂结构包括注入头11、防喷组件27、井口主阀15和上述的连续管悬挂装置,注入头11、防喷组件27、井口主阀15和上述的连续管悬挂装置均设置于井口上方。其中:连续管悬挂装置的底部固定安装在井口处,连接在连续管悬挂装置上的连续管4下入至井内预设位置,井口主阀15的底部与连续管悬挂装置的顶部连接,井口主阀15的顶部与防喷组件27的底部连接,防喷组件27的顶部与注入头11的底部连接。
在本发明的一个可选实施例中,如图4所示,连续管井口芯轴式悬挂结构还包括井口管道14,井口管道14的顶部与防喷组件27的底部连接,井口管道14的底部与井口主阀15的顶部连接,在井口管道14与防喷组件27之间设置有井口清蜡闸门1401。
进一步的,井口管道14可为但不限于四通结构,便于与外部管路连接。
在本发明的一个可选实施例中,如图4、图6所示,防喷组件27包括防喷盒12、防喷管18和四闸板防喷器13,防喷盒12、防喷管18和四闸板防喷器13由上至下顺序连接,四闸板防喷器13的底部与井口管道14的顶部连接,四闸板防喷器13的顶部与防喷管18的底端连接,防喷管18的顶端与防喷盒12的底部连接,防喷盒12的顶部与注入头11的底部连接。通过防喷盒12、防喷管18和四闸板防喷器13相配合,在下入连续管4后,保证井口处的封闭状态,避免井喷事故的发生。
本发明的连续管井口芯轴式悬挂结构的特点及优点是:
该连续管井口芯轴式悬挂结构能够适应气井在多数井况条件下连续管4首次或二次带压生产完井作业,避免压井对储层造成的伤害以及压井液等原材料的消耗和配套作业;本发明利用原油井的油管挂17作为基座,并配套少量工具,即可通过原油井的油管挂17对连续管4进行稳定悬持,并可实现少动井口或不动井口作业,降低了劳动强度,提高了作业效率,有利于现场气井生产井口的标准化和统一,同时避免了因施工后采气树的变动产生的采气流程恢复费用和动火作业,适于大范围推广使用。
实施例三
如图1至图6所示,本发明提供了一种连续管井口芯轴式悬挂方法,该连续管井口芯轴式悬挂方法包括如下步骤:
步骤S1:将注入头11、防喷组件27、井口主阀15和油管头16由上至下顺序连接在井口处,打开井口主阀15将连续管4下入至井内预设位置,连续管4固定悬挂于所述井口处;
步骤S2:启动防喷组件27,以对连续管4与井口之间的环空进行密封;
步骤S3:在连续管4的顶端连接重载连接器3,同时在注入头11的底部安装送入工具;
步骤S4:关闭防喷组件27,通过注入头11和送入工具缓慢下放连续管4,将连续管4的顶端固定在油管头16内;
步骤S5:上提注入头11,以将送入工具从井内取出。
在本发明的一个可选实施例中,如图1、图4所示,在步骤S3中,重载连接器3的顶部连接有座封短节2。
进一步的,如图1、图4所示,步骤S4中,油管头16的内部通过油管挂17连接有悬挂短节1,将座封短节2下入至悬挂短节1内,以使座封短节2与悬挂短节1密封连接。
在本发明的一个可选实施例中,步骤S1之前还包括:
步骤S10:将悬挂短节1与油管挂17连接,并将油管挂17和悬挂短节1密封设置于井口的油管头16内。
在本发明的另一个可选实施例中,步骤S1之前还包括:
步骤S20:向井内的油管中下入可打捞式油管堵塞器,以对油管进行封堵;
步骤S21:拆除位于油管头16上方的井口设备,上提油管挂17至油管头16的上方,将悬挂短节1与油管挂17连接,再将油管挂17和悬挂短节1密封设置于油管头16内;
步骤S22:从油管内将可打捞式油管堵塞器取出。
在本发明的另一个可选实施例中,如图5、图6所示,步骤S3中,重载连接器3的顶部连接有变扣短节6,变扣短节6的顶部连接有油管挂17,油管挂17的顶部连接有打捞短节5。
进一步的,防喷组件27和井口主阀15的最小通径大于油管挂17的最大外径,以使油管挂17顺利通过。
在本发明的一个可选实施例中,如图4、图6所示,防喷组件27包括由上至下顺序连接的防喷盒12、防喷管18和四闸板防喷器13,步骤S2中,启动四闸板防喷器13的半封闸板者悬挂闸板,以对连续管4与井口之间的环空进行密封,从防喷管18与四闸板防喷器13间的连接位置拆开,上提防喷盒12和防喷管18,以在四闸板防喷器13的上方预留空间,通过手动割刀将连续管4切断,连续管4的顶端位于四闸板防喷器13的上方预留空间处,以使重载连接器3能够与连续管4的顶端连接。
进一步的,步骤S3中,送入工具为采用但不限于液控可退式打捞矛。
本发明的连续管井口芯轴式悬挂方法能够满足四种工况条件下对连续管4的稳定悬持。
第一种工况条件:在原油井的油管挂17上预置工具短节时,对气井的连续管4进行带压二次完井作业。其具体步骤为:
第一步:如图4所示,依次将四闸板防喷器13、防喷管18、防喷盒12和注入头11与井口管道14的井口清蜡闸门1401连接,打开井口主阀15将连续管4下入至井内预设位置,连续管4固定悬挂于所述井口处;
第二步:启动四闸板防喷器13的半封闸板者悬挂闸板,以对连续管4与井口之间的环空进行密封,从防喷管18与四闸板防喷器13之间的连接位置拆开,上提防喷盒12和防喷管18一定高度,以在四闸板防喷器13的上方预留供重载连接器3进行安装的空间,通过手动割刀将连续管4上部的多余长度切断,连续管4的顶端位于四闸板防喷器13的上方预留空间处,以使重载连接器3能够与连续管4的顶端连接,移开注入头11及其上方的井口装置;
第三步:在连续管4的顶端连接重载连接器3和座封短节2,同时在注入头11的底部安装液控可退式打捞矛等送入工具;
第四步:松开四闸板防喷器13的悬挂闸板和半封闸板(即:关闭防喷组件27),通过注入头11和送入工具缓慢下放连续管4,如图1所示,将连续管4的顶端固定在油管头16内,将座封短节2送入到悬挂短节1内;
第五步:地面操作可退式打捞矛等送入工具与座封短节2相分离,上提注入头11,以将送入工具从井内取出,从而完成在原油井的油管挂17上预置工具短节时,对气井的连续管4进行带压二次完井作业。
第二种工况条件:对新投产气井的连续管4进行带压完井作业。其具体步骤为:
第一步:新投产井压裂完毕后,由作业队将悬挂短节1与原油井的油管挂17连接,并将油管挂17和悬挂短节1密封设置于井口的油管头16内,恢复好采气井口和流程(即:恢复大四通和小四通外接生产管道的连接);
第二步:如图4所示,依次将四闸板防喷器13、防喷管18、防喷盒12和注入头11与井口管道14的井口清蜡闸门1401连接,打开井口主阀15将连续管4下入至井内预设位置,连续管4固定悬挂于所述井口处;
第三步:启动四闸板防喷器13的半封闸板者悬挂闸板,以对连续管4与井口之间的环空进行密封,从防喷管18与四闸板防喷器13之间的连接位置拆开,上提防喷盒12和防喷管18一定高度,以在四闸板防喷器13的上方预留供重载连接器3进行安装的空间,通过手动割刀将连续管4上部的多余长度切断,连续管4的顶端位于四闸板防喷器13的上方预留空间处,以使重载连接器3能够与连续管4的顶端连接,移开注入头11及其上方的井口装置;
第四步:在连续管4的顶端连接重载连接器3和座封短节2,同时在注入头11的底部安装液控可退式打捞矛等送入工具;
第五步:松开四闸板防喷器13的悬挂闸板和半封闸板(即:关闭防喷组件27),通过注入头11和送入工具缓慢下放连续管4,如图1所示,将连续管4的顶端固定在油管头16内,将座封短节2送入到悬挂短节1内;
第六步:地面操作可退式打捞矛等送入工具与座封短节2相分离,上提注入头11,以将送入工具从井内取出,从而完成对新投产气井的连续管4进行带压完井作业。
第三种工况条件:在原油井的油管挂17上无预置工具短节时,对气井的连续管4进行带压二次完井作业。其具体步骤为:
第一步:使用钢丝试井车或连续管作业机等设备向井内的油管中下入可打捞式油管堵塞器,以对油管进行封堵;
第二步:拆除位于油管头16上方的井口设备,使用带压作业修井机上提油管挂17至油管头16的上方,将悬挂短节1与油管挂17连接,再将油管挂17和悬挂短节1密封设置于油管头16内,恢复好采气井口和流程;
第三步:使用钢丝试井车或连续管作业机等设备从油管内将可打捞式油管堵塞器取出;
第四步:如图4所示,依次将四闸板防喷器13、防喷管18、防喷盒12和注入头11与井口管道14的井口清蜡闸门1401连接,打开井口主阀15将连续管4下入至井内预设位置,连续管4固定悬挂于所述井口处;
第五步:启动四闸板防喷器13的半封闸板者悬挂闸板,以对连续管4与井口之间的环空进行密封,从防喷管18与四闸板防喷器13之间的连接位置拆开,上提防喷盒12和防喷管18一定高度,以在四闸板防喷器13的上方预留供重载连接器3进行安装的空间,通过手动割刀将连续管4上部的多余长度切断,连续管4的顶端位于四闸板防喷器13的上方预留空间处,以使重载连接器3能够与连续管4的顶端连接,移开注入头11及其上方的井口装置;
第六步:在连续管4的顶端连接重载连接器3和座封短节2,同时在注入头11的底部安装液控可退式打捞矛等送入工具;
第七步:松开四闸板防喷器13的悬挂闸板和半封闸板(即:关闭防喷组件27),通过注入头11和送入工具缓慢下放连续管4,如图1所示,将连续管4的顶端固定在油管头16内,将座封短节2送入到悬挂短节1内;
第八步:地面操作可退式打捞矛等送入工具与座封短节2相分离,上提注入头11,以将送入工具从井内取出,从而完成在原油井的油管挂17上无预置工具短节时,对气井的连续管4进行带压二次完井作业。
第四种工况条件:在大通径主阀井口条件下,对气井的连续管4带压二次完井作业。其具体步骤为:
第一步:拆除大通径主阀上方的井口设备;
第二步:如图6所示,依次将四闸板防喷器13、防喷管18、防喷盒12和注入头11与大通主阀(即:井口主阀15)连接,打开大通径主阀将连续管4下入至井内预设位置,连续管4固定悬挂于所述井口处;
在第二步中,四闸板防喷器13、大通径主阀和防喷管18的最小通径大于原油井的油管挂17的最大外径,以便原井油管挂17顺利通过。
第三步:启动四闸板防喷器13的半封闸板者悬挂闸板,以对连续管4与井口之间的环空进行密封,从防喷管18与四闸板防喷器13之间的连接位置拆开,上提防喷盒12和防喷管18一定高度,以在四闸板防喷器13的上方预留供重载连接器3进行安装的空间,通过手动割刀将连续管4上部的多余长度切断,连续管4的顶端位于四闸板防喷器13的上方预留空间处,以使重载连接器3能够与连续管4的顶端连接,移开注入头11及其上方的井口装置;
第四步:如图5所示,在连续管4的顶端连接重载连接器3和变扣短节6,在原油井的油管挂17的顶部安装打捞短节5,同时在注入头11的底部安装液控可退式打捞矛等送入工具;
第五步:松开四闸板防喷器13的悬挂闸板和半封闸板,通过注入头11和送入工具缓慢下放连续管4,如图5所示,将连续管4的顶端固定在油管头16内;
第六步:地面操作可退式打捞矛等送入工具与打捞短节5相分离,上提注入头11,以将送入工具从井内取出;
第七步:检查油管头16的密封状态,验封合格后拆除位于井口上方的设备,可将大通径主阀替换成与实际井况相匹配的井口生产主阀,恢复好采气井口和流程,从而完成在大通径主阀井口条件下,对气井的连续管4带压二次完井作业。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式,并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员,在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改,均应属于本发明保护的范围。

Claims (18)

1.一种连续管悬挂装置,设置于井口处,且所述连续管悬挂装置的顶部和底部分别与井口采气树和连续管(4)连接,其特征在于,所述连续管悬挂装置包括油管头(16)、油管挂(17)、重载连接器(3)和下接头(10),其中:
所述油管头(16)为竖向设置的筒状结构,所述油管挂(17)设置于所述油管头(16)的内部,所述油管挂(17)、所述重载连接器(3)和所述下接头(10)由上至下顺序设置,所述油管挂(17)的底部与所述重载连接器(3)的顶部之间连接有变扣短节(6)或者由上至下顺序连接有悬挂短节(1)和座封短节(2),所述重载连接器(3)的底部与所述下接头(10)的顶部连接,所述重载连接器(3)和所述下接头(10)均套设于所述连续管(4)的顶部外侧,所述下接头(10)与所述连续管(4)之间设置有锁紧环(9),所述锁紧环(9)的外壁与所述下接头(10)的内壁能滑动地连接,所述锁紧环(9)的内壁与所述连续管(4)的外壁抵接;
所述悬挂短节(1)和所述座封短节(2)均位于所述油管头(16)的内部,所述悬挂短节(1)的顶部与所述油管挂(17)的底部连接,所述悬挂短节(1)套设于所述座封短节(2)的外侧,所述悬挂短节(1)的内壁与所述座封短节(2)的外壁密封连接,所述座封短节(2)的底部与所述重载连接器(3)的顶部连接,通过所述座封短节(2)对所述悬挂短节(1)和所述重载连接器(3)进行连接,以保证所述连续管(4)与所述油管挂(17)的密封连接;
所述座封短节(2)的外壁上设置有第三凸台(201),位于第三凸台(201)下方的所述悬挂短节(1)的内壁上设置有第四凸台(101),所述座封短节(2)的外侧能滑动地套设有第二胶筒(25)和限位环(26),所述第二胶筒(25)的顶部与所述第三凸台(201)的底部抵接,所述第二胶筒(25)的底部与所述限位环(26)的顶部抵接,所述限位环(26)的底部与所述第四凸台(101)的顶部抵接;
所述悬挂短节(1)与所述座封短节(2)之间设置有至少一个第四密封圈(24),所述第四密封圈(24)的外壁与所述悬挂短节(1)的内壁密封连接,所述第四密封圈(24)的内壁与所述座封短节(2)的外壁密封连接,
所述油管挂(17)的顶部设置有打捞短节(5),且所述变扣短节(6)和所述打捞短节(5)均位于所述油管头(16)的内部,通过所述打捞短节(5)与打捞工具相配合,以将所述连续管(4)从井内取出。
2.如权利要求1所述的连续管悬挂装置,其特征在于,所述重载连接器(3)和所述下接头(10)均为沿竖向设置的筒状结构,所述下接头(10)的内壁与所述连续管(4)的外壁之间形成有容置腔(1001),所述锁紧环(9)位于所述容置腔(1001)内,在所述锁紧环(9)的内壁上设置有多个定位凸台(901),所述连续管(4)的外壁与各所述定位凸台(901)抵接。
3.如权利要求2所述的连续管悬挂装置,其特征在于,所述定位凸台(901)沿所述锁紧环(9)的周向设置,各所述定位凸台(901)沿竖向连续排布,以使各所述定位凸台(901)的纵截面形成连续的锯齿状结构。
4.如权利要求2所述的连续管悬挂装置,其特征在于,与所述容置腔(1001)位置相对的所述下接头(10)的内径由上至下逐渐减小,所述锁紧环(9)的外径由上至下逐渐减小,所述锁紧环(9)的外壁与所述下接头(10)的内壁相贴合。
5.如权利要求1所述的连续管悬挂装置,其特征在于,所述油管头(16)为四通结构,在所述油管头(16)的两相对侧壁上分别开设有与所述油管头(16)的内壁相连通的第二通孔(1602),所述油管头(16)的内壁通过所述第二通孔(1602)与地面的生产管道连通。
6.如权利要求5所述的连续管悬挂装置,其特征在于,所述油管头(16)的外壁上设置有连接所述生产管道的多个第一固定螺钉(22),所述油管头(16)的底部设有连接所述井口的多个第二固定螺钉(23)。
7.如权利要求1所述的连续管悬挂装置,其特征在于,所述油管挂(17)为竖向设置的筒状结构,所述油管挂(17)的外壁上设置有第一凸台(1701),位于所述第一凸台(1701)下方的所述油管头(16)的内壁上设置有第二凸台(1601),所述油管挂(17)的外侧能滑动地套设有第一胶筒(8),所述第一胶筒(8)的顶部与所述第一凸台(1701)的底部抵接,所述第一胶筒(8)的底部与所述第二凸台(1601)的顶部抵接;
位于所述第一凸台(1701)上方的所述油管头(16)的外壁上沿其周向开设有与所述油管头(16)的内部相连通的多个第一通孔(1603),在各所述第一通孔(1603)内均设置有顶丝(7),所述顶丝(7)的一端位于所述油管头(16)的外部,所述顶丝(7)的另一端伸入至所述油管头(16)的内部且与所述第一凸台(1701)的顶部抵接,所述顶丝(7)的外壁与所述第一通孔(1603)的内壁之间设置有第三密封圈(21)。
8.如权利要求7所述的连续管悬挂装置,其特征在于,所述第一凸台(1701)的顶部为锥形面,所述顶丝(7)的端部为与所述第一凸台(1701)的顶部相配合的锥形面,所述顶丝(7)的端部与所述第一凸台(1701)的顶部配合抵接。
9.一种连续管井口芯轴式悬挂结构,其特征在于,所述连续管井口芯轴式悬挂结构包括设置于井口上方的注入头(11)、防喷组件(27)、井口主阀(15)和权利要求1至8中任意一项所述的连续管悬挂装置,其中:
所述连续管悬挂装置的底部固定在所述井口处,连接在所述连续管悬挂装置上的连续管(4)下入至井内预设位置,所述井口主阀(15)的底部与所述连续管悬挂装置的顶部连接,所述井口主阀(15)的顶部与所述防喷组件(27)的底部连接,所述防喷组件(27)的顶部与所述注入头(11)的底部连接。
10.如权利要求9所述的连续管井口芯轴式悬挂结构,其特征在于,所述连续管井口芯轴式悬挂结构还包括井口管道(14),所述井口管道(14)的顶部与所述防喷组件(27)的底部连接,所述井口管道(14)的底部与所述井口主阀(15)的顶部连接,在所述井口管道(14)与所述防喷组件(27)之间设置有井口清蜡闸门(1401)。
11.如权利要求10所述的连续管井口芯轴式悬挂结构,其特征在于,所述井口管道(14)为四通结构。
12.如权利要求10所述的连续管井口芯轴式悬挂结构,其特征在于,所述防喷组件(27)包括防喷盒(12)、防喷管(18)和四闸板防喷器(13),所述防喷盒(12)、所述防喷管(18)和所述四闸板防喷器(13)由上至下顺序连接,所述四闸板防喷器(13)的底部与所述井口管道(14)的顶部连接,所述防喷盒(12)的顶部与所述注入头(11)的底部连接。
13.一种连续管井口芯轴式悬挂方法,其特征在于,所述连续管井口芯轴式悬挂方法采用权利要求9中的连续管井口芯轴式悬挂结构,所述连续管井口芯轴式悬挂方法包括如下步骤:
步骤S1:将注入头(11)、防喷组件(27)、井口主阀(15)和油管头(16)由上至下顺序连接在井口处,打开所述井口主阀(15)将连续管(4)下入至井内预设位置,所述连续管(4)固定悬挂于所述井口处;
步骤S2:启动所述防喷组件(27),以对所述连续管(4)与所述井口之间的环空进行密封;
步骤S3:在所述连续管(4)的顶端连接重载连接器(3),同时在注入头(11)的底部安装送入工具;
步骤S4:关闭所述防喷组件(27),通过所述注入头(11)和所述送入工具缓慢下方所述连续管(4),将连续管(4)的顶端固定在所述油管头(16)内;
步骤S5:上提所述注入头(11),以将所述送入工具从井内取出。
14.如权利要求13所述的连续管井口芯轴式悬挂方法,其特征在于,所述步骤S1之前还包括:
步骤S10:将悬挂短节(1)与油管挂(17)连接,并将所述油管挂(17)和所述悬挂短节(1)密封设置于所述井口的油管头(16)内。
15.如权利要求13所述的连续管井口芯轴式悬挂方法,其特征在于,所述步骤S1之前还包括:
步骤S20:向井内的油管中下入可打捞式油管堵塞器,以对所述油管进行封堵;
步骤S21:拆除位于油管头(16)上方的井口设备,上提油管挂(17)至所述油管头(16)的上方,将悬挂短节(1)与油管挂(17)连接,再将所述油管挂(17)和所述悬挂短节(1)密封设置于所述油管头(16)内;
步骤S22:从所述油管内将可打捞式油管堵塞器取出。
16.如权利要求14所述的连续管井口芯轴式悬挂方法,其特征在于,所述防喷组件(27)和所述井口主阀(15)的最小通径大于所述油管挂(17)的最大外径,以使所述油管挂(17)顺利通过。
17.如权利要求13所述的连续管井口芯轴式悬挂方法,其特征在于,所述防喷组件(27)包括由上至下顺序连接的防喷盒(12)、防喷管(18)和四闸板防喷器(13),所述步骤S2中,启动所述四闸板防喷器(13)的半封闸板者悬挂闸板,以对所述连续管(4)与所述井口之间的环空进行密封,从所述防喷管(18)与所述四闸板防喷器(13)之间的连接位置拆开,上提所述防喷盒(12)和所述防喷管(18),以在所述四闸板防喷器(13)的上方预留空间,通过手动割刀将所述连续管(4)切断,所述连续管(4)的顶端位于所述四闸板防喷器(13)的上方预留空间处,以使所述重载连接器(3)能够与所述连续管(4)的顶端连接。
18.如权利要求13所述的连续管井口芯轴式悬挂方法,其特征在于,所述步骤S3中,所述送入工具为液控可退式打捞矛。
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