CN114263438B - 深水油气井套管旁通环空压力释放装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种深水油气井套管旁通环空压力释放装置及其方法，其中，装置包括环形结构和旁通管，所述环形结构套设在内层套管上，用于对内层套管起扶正作用；所述环形结构内设置有若干个泄压管路，所述环形结构的外侧壁上设置有若干个泄压孔，若干个所述泄压管路与若干个泄压孔连通；若干个所述旁通管绕内层套管周向设置，且所述旁通管下端伸入所述环形结构内并与所述泄压管路连通。本发明能够在不影响套管结构安全和完整性的前提下，通过加装旁通管，连通地层释放环空压力，避免因泄压通道堵塞造成环空压力无法释放的问题且可以多次使用。

Description

深水油气井套管旁通环空压力释放装置及其方法

技术领域

本发明涉及油气开采技术领域，具体是关于一种深水油气井套管旁通环空压力释放装置及其方法。

背景技术

针对水下井口开发油气井，在生产过程中，套管环空流体受热膨胀产生环空压力，对套管结构安全存在威胁。现有技术通过在套管上加装破裂盘或通过环空底部连通地层释放环空压力，破裂盘局限在于属于一次性，且破裂后该层套管完整性失效；环空底部连通地层释放环空压力存在环空流体固相颗粒沉淀堆积堵塞泄压通道，从而无法长效保障环空压力释放，套管依然存在被挤毁的风险。

此外，受到固井相关的行业标准与企业标准要求，固井水泥返高应满足产层和复杂地层的封固要求，一般应根据封固的目标层性质确定，区分常压油井、常压气井和高压气井，固井水泥需返至最上一个油、气或水层以上分别为150m、200m和300m。由于井眼不规则，且固井过程中可能存在固井水泥浆漏失进入地层或断层中，因此固井水泥用量需考虑一定附加量，导致实际固井水泥返高与设计固井水泥返高存在较大差异，从而导致设计通过环空底部连通地层释放环空压力的方案，实际固井可能会出现环空底部被固井水泥封固无法连通地层而无法释放环空压力。

发明内容

针对上述问题，本发明的第一目的是提供一种深水油气井套管旁通环空压力释放装置，能够在不影响套管结构安全和完整性的前提下，通过加装旁通管，连通地层释放环空压力，避免因泄压通道堵塞造成环空压力无法释放的问题且可以多次使用。

本发明的第二目的是提供一种深水油气井套管旁通环空压力释放方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

本发明所述的深水油气井套管旁通环空压力释放装置，包括环形结构和旁通管，所述环形结构套设在内层套管上，用于对内层套管起扶正作用；所述环形结构内设置有若干个泄压管路，所述环形结构的外侧壁上设置有若干个泄压孔，若干个所述泄压管路与若干个泄压孔连通；若干个所述旁通管绕内层套管周向设置，且所述旁通管下端伸入所述环形结构内并与所述泄压管路连通。

所述的深水油气井套管旁通环空压力释放装置，优选地，还包括固定环，所述固定环套设在内层套管上，所述旁通管的上端从下至上穿过所述固定环的侧壁，以使所述旁通管的上端与内层套管固定。

所述的深水油气井套管旁通环空压力释放装置，优选地，所述环形结构的顶部和底部分别设置有隔离胶圈，所述隔离胶圈的外圆直径大于环形结构的外圆直径。

所述的深水油气井套管旁通环空压力释放装置，优选地，还包括保护罩，若干个保护罩套设在若干个旁通管的顶部，用于防止所述旁通管堵塞。

所述的深水油气井套管旁通环空压力释放装置，优选地，所述保护罩包括内部空心的上锥体和下锥体，所述上锥体顶部封闭，其底部开口与所述下锥体的底部开口对接；所述下锥体倒置且其顶部开口，且所述下锥体的顶部开口套设在所述旁通管的顶部；所述下锥体的锥面上设置有筛孔。

所述的深水油气井套管旁通环空压力释放装置，优选地，所述旁通管和所述环形结构位于内层套管和外层套管之间的环空区域；所述环形结构的位置比外层套管的套管鞋深于预设值，以使液压能够通过环形结构的泄压孔排至地层。

本发明所述的深水油气井套管旁通环空压力释放装置的压力释放方法，包括如下步骤：

内层套管和外层套管之间环空内的液压从旁通管的顶部流入，并进入环形结构的泄压管路内，然后通过泄压孔排至地层。

所述的压力释放方法，优选地，还包括如下步骤：

在旁通管的顶部加设保护罩，环空液压从保护罩的下锥体的锥面的筛孔进入旁通管内。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

本发明通过在套管外加装旁通管连接至与地层接触的环形结构上的泄压通道，通过泄压孔释放套管环空压力，保障套管结构安全；

本发明在不影响套管结构安全和完整性的前提下，通过加装旁通管，连通地层释放环空压力，避免因泄压通道堵塞造成环空压力无法释放；

本发明可以多次使用。

附图说明

图1为本发明的深水油气井套管旁通环空压力释放装置安装在内层套管上的结构示意图；

图2为本发明的深水油气井套管旁通环空压力释放装置位于工作环境中的结构示意图。

图中各附图标记为：

1-环形结构；101-泄压管路；2-旁通管；3-内层套管；4-固定环；5-隔离胶圈；6-保护罩；7-外层套管；8-地层；9-固定水泥；10井口头。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

本发明提供一种深水油气井套管旁通环空压力释放装置，通过在套管外加装旁通管连接至与地层接触的环形结构上的泄压管路，通过泄压孔释放套管环空压力，保障套管结构安全，避免因泄压通道堵塞造成环空压力无法释放且可多次重复使用。

如图1所示，本发明提供的深水油气井套管旁通环空压力释放装置，包括环形结构1和旁通管2，环形结构1套设在内层套管3上，用于对内层套管3起扶正作用；环形结构1内设置有若干个泄压管路101(见图2)，环形结构1的外侧壁上设置有若干个泄压孔(图中未示出)，若干个泄压管路101与若干个泄压孔连通；若干个旁通管2绕内层套管3周向设置，且旁通管2下端伸入环形结构1内并与泄压管路101连通。

在上述实施例中，优选地，本发明还包括固定环4，固定环4套设在内层套管3上，旁通管2的上端从下至上穿过固定环4的侧壁，以使旁通管2的上端与内层套管3固定。

在上述实施例中，优选地，环形结构1的顶部和底部分别设置有隔离胶圈5，隔离胶圈5的外圆直径大于环形结构的外圆直径。由此，可以避免颗粒物堵塞泄压孔。

在上述实施例中，优选地，本发明还包括保护罩6，若干个保护罩6套设在若干个旁通管2的顶部，用于防止旁通管2堵塞。

在上述实施例中，优选地，保护罩6包括内部空心的上锥体和下锥体，上锥体顶部封闭，其底部开口与下锥体的底部开口对接；下锥体倒置且其顶部开口，且下锥体的顶部开口套设在旁通管的顶部；所述下锥体的锥面上设置有筛孔。由此，液压可以从筛孔进入旁通管2内部，以避免旁通管2顶部堵塞。

在上述实施例中，优选地，如图2所示，旁通管2和环形结构1位于内层套管3和外层套管7之间的环空区域；环形结构1的位置比外层套管7的套管鞋深于预设值，一般为12m，以使液压能够通过环形结构1的泄压孔排至地层。

需要说明的是，如图2所示，外层套管7套设在内层套管3外，且两者之间有一个环空区域，内层套管3、外层套管7和本发明所述的压力释放装置形成的整体设置于地层8内，外层套管7和内层套管3上方是井口头10，外层套管7的套管鞋高于环形结构1约12m,其中固井水泥9返至环形结构1的下方，或者固井水泥9有时候不得不返到外层套管7管鞋以上进入外层套管7和内层套管3组成的环形区域内，由此，依靠环形结构1之间的泄压管路101使压力泄压至地层。

基于上述的深水油气井套管旁通环空压力释放装置，本发明还提供一种深水油气井套管旁通环空压力释放方法，包括如下步骤：

内层套管和外层套管之间环空内的液压从旁通管的顶部流入，并进入环形结构的泄压管路内，然后通过泄压孔排至地层。

在上述实施例中，优选地，还包括如下步骤：

在旁通管的顶部加设保护罩，环空液压从保护罩的下锥体的锥面的筛孔进入旁通管内。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种深水油气井套管旁通环空压力释放装置，其特征在于，包括环形结构和旁通管，所述环形结构套设在内层套管上，用于对内层套管起扶正作用；

所述环形结构内设置有若干个泄压管路，所述环形结构的外侧壁上设置有若干个泄压孔，若干个所述泄压管路与若干个泄压孔连通；

若干个所述旁通管绕内层套管周向设置，且所述旁通管下端伸入所述环形结构内并与所述泄压管路连通；

所述环形结构的顶部和底部分别设置有隔离胶圈，所述隔离胶圈的外圆直径大于环形结构的外圆直径；

还包括保护罩，若干个保护罩套设在若干个旁通管的顶部，用于防止所述旁通管堵塞；

所述保护罩包括内部空心的上锥体和下锥体，所述上锥体顶部封闭，其底部开口与所述下锥体的底部开口对接；

所述下锥体倒置且其顶部开口，且所述下锥体的顶部开口套设在所述旁通管的顶部；

所述下锥体的锥面上设置有筛孔。

2.根据权利要求1所述的深水油气井套管旁通环空压力释放装置，其特征在于，还包括固定环，所述固定环套设在内层套管上，所述旁通管的上端从下至上穿过所述固定环的侧壁，以使所述旁通管的上端与内层套管固定。

3.根据权利要求1所述的深水油气井套管旁通环空压力释放装置，其特征在于，

所述旁通管和所述环形结构位于内层套管和外层套管之间的环空区域；

所述环形结构的位置比外层套管的套管鞋深于预设值，以使液压能够通过环形结构的泄压孔排至地层。

4.一种基于权利要求1至3任一项所述的深水油气井套管旁通环空压力释放装置的压力释放方法，其特征在于，包括如下步骤：

内层套管和外层套管之间环空内的液压从旁通管的顶部流入，并进入环形结构的泄压管路内，然后通过泄压孔排至地层。

5.根据权利要求4所述的压力释放方法，其特征在于，还包括如下步骤：

在旁通管的顶部加设保护罩，环空液压从保护罩的下锥体的锥面的筛孔进入旁通管内。