CN114278248A - 用于油田的防喷井控套管装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油勘探、开发钻井工程，煤层气和页岩气开发技术领域，尤其涉及用于油田的防喷井控套管装置。包括防喷钻杆、锁定套一、六方气动锁定机构、环形堵头、套管井口座、放喷管线、压井管线、压力表和节流阀。本发明通过对于油田老区开发井，地层孔隙压力清楚，井口控制压力小于25PMa的生产井，用用于油田的防喷井控套管装置进行井控操作简单，安全可靠，可以节约钻井成本30多万元，减轻工人劳动强度，可实现多层次的井口控制，不受水泥高返影响座井口，井控操作过程，可以大幅度活动钻具（上下活动幅度7米，也可启动转盘活动钻具），防止粘卡，较闸板封井器密封可靠、承压强，关井时间短。

Description

用于油田的防喷井控套管装置

技术领域

本申请涉及石油勘探、开发钻井工程、煤层气和页岩气开发技术领域，尤其涉及用于油田的防喷井控套管装置。

背景技术

目前，油田勘探开发除少数探井用套管头外，大部分井都是用环形铁板简易套管井口，它不能有效控制油层套管与技术套管之间的环空压力。

同时，老油区开发时，由于对地层孔隙压力清楚，为节约油田开发成本，没有设计技术套管，而是下入深表层（200-300米），但都装了35PMa等级别封井器，因地层破裂压力小于4 PMa，所以关井套压小于4 PMa，封井器没有发挥作用，白白增加了近30多万元/口井的井控成本，目前钻井生产常用的封井器有环形封井器和闸板封井器，按压力级别分为：28MPa、35MPa、70Mpa和100 Mpa等封井器，环形防喷器是配合闸板封井器使用的，在高压油气井发生溢流时，要先关环形封井器，再关闸板封井器，因为，闸板封井器是两个半园的，靠挤压密封胶皮密封，高压关闭时，容易刺坏密封胶皮。

为了有效监测和控制油层与技术套管间的环空压力，确保油井井口安全可控，大幅度降低井控成本，我们开发了防喷导流井控套管头。

发明内容

本发明的目的在于提供用于油田的防喷井控套管装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

本申请采用下述技术方案：

用于油田的防喷井控套管装置，用于油田的防喷井控套管装置，包括防喷钻杆、锁定套一、六方气动锁定机构、环形堵头 、套管井口座、放喷管线、压井管线、压力表和节流阀，所述环形堵头内外园柱上各设计两道迪克封，并套在防喷钻杆上，所述环形堵头座封在套管井口座上，所述环形堵头封堵了技术套管与防喷钻杆的环控。

优选的，所述锁定套一上有四个六方锁定机构。

优选的，所述套管井口座有直径225mm的防磨面和235 mm 的密封面，开有压井和放喷管线接口，与锁定套一丝扣连接，配备环形堵头座封钻杆接头。

优选的，所述六方气动锁定机构包括锁定套二、气缸套、弹簧、备帽、六方杆和气路组成。

本申请具备以下优点：

其一，对于油田老区开发井，地层孔隙压力清楚，井口控制压力小于25PMa的生产井，用用于油田的防喷井控套管装置进行井控操作简单，安全可靠，可以节约钻井成本30多万元；

其二，可有效控制油层套管与技术套管环空的压力；

其三，高质量座封井口；

其四，减轻工人劳动强度，可实现多层次的井口控制，不受水泥高返影响座井口，井控操作过程，可以大幅度活动钻具（上下活动幅度7米，也可启动转盘活动钻具），防止粘卡，较闸板封井器密封可靠、承压强，关井时间短。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明用于油田的防喷井控套管装置功能的结构示意图；

图2为本发明用于油田的防喷井控套管装置组装的结构示意图；

图3为本发明防喷钻杆的结构示意图；

图4为本发明导流套管头锁定系统的结构示意图。

图中：1、防喷钻杆；2、锁定套一；3、六方气动锁定机构；4、环形堵头；5、套管井口座；6、放喷管线；7、压井管线；8、压力表；9、节流阀；31、锁定套二；32、气缸套；33、弹簧；34、备帽；35、六方杆；36、气路。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

请参阅图1、图2、图3和图4，用于油田的防喷井控套管装置，包括防喷钻杆1、锁定套一2、六方气动锁定机构3、环形堵头 4、套管井口座5、放喷管线6、压井管线7、压力表8和节流阀9，环形堵头4内外园柱上各设计两道迪克封，并套在防喷钻杆1上，环形堵头4座封在套管井口座5上，环形堵头4封堵了技术套管与防喷钻杆1的环控，锁定套一2上有四个六方锁定机构，套管井口座5有直径225mm的防磨面和235 mm 的密封面，开有压井和放喷管线6接口，与锁定套一2丝扣连接，配备环形堵头4座封钻杆接头，六方气动锁定机构3包括锁定套二31、气缸套32、弹簧33、备帽34、六方杆35和气路36组成。

在使用时，在表层套管或技术套管的最上一根套管上加接一个套管井口座5（套管井口座5是一个变内径的悬挂座，它有密封面和四通组成），用联顶节送至地表面（套管井口座5上端面与地表面平），进行表层或技术套管固井，有溢流时，抢接环形堵头4，并座封在套管井口座5上，通过放喷管线6上的节流阀9控制井筒压力，并配重浆压井，实现井控目的；

下油层套管有溢流时，抢接环形堵头4，并座封在套管井口座5上，实现下套管时的井控操作；

在最后一个油层套管上套入环形堵头4，固完井，即可座封在套管井口座5上，完成了做井口作业，使井口压力得到有效控制，操作方便灵活，安全可靠；

环形堵头4内外园柱上各设计两道迪克封，并套在防喷钻杆1上，下放防喷钻杆1，让环形堵头4座封在套管井口座5上，给六方气动锁定机构3供气，六方锁定杆进入锁定套2，锁定环形堵头4在套管井口座5上，克服液柱压差推动环形堵头4上行的力，环形堵头4封堵了技术套管与防喷钻杆1的环控，实现了井控的目的。由于环形堵头4是套在防喷钻杆1上的，所以，封井期间可以上下活动钻具，也可旋转活动钻具，防止封井期间钻具粘卡；

下套管完井作业时，打开节流阀9，把环形堵头4套在最后一根套管上，并座封在套管井口座5上固井，就不用完井焊井口作业了；

在套管井口座5上设计有直径225mm的防磨面与直径235mm的密封面的过渡斜面，座封环形堵头4；

安装套管井口座5：81/2〞井眼下51/2〞油层套管的井，建议选择103/4〞的表层套管，把套管井口座5接在最后一根表层套管上，用联顶节送到平于地面的位置固表层压井、放喷管线6接口用丝堵堵上，固表层10小时后，卸掉丝堵，接上放喷和压井管线7，完成了套管井口座5的安装；

座封井口：在最后一根油层套管上套入环形堵头4，用联顶节送入套管井口座5上0.5米，循环泥浆和固井。固井完成后直接下放套管座封在套管井口座5上，卸掉联顶节和喇叭口，座封井口完成；

井控操作：钻井过程中，把环形堵头4防喷钻杆1放在钻台明显的位置，有溢流时，打开节流阀9，抢接防喷钻杆1并座封在套管井口座5上，给锁定机构供气，六方锁定杆锁定环形堵头4，井筒控制完成。按《井控管理细则》中的《四、七》动作进行压井作业，压井作业过程中可以活动钻具6米幅度，也可以转动转盘活动钻具，防止粘卡。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (4)

1.用于油田的防喷井控套管装置，包括防喷钻杆（1）、锁定套一（2）、六方气动锁定机构（3）、环形堵头（4）、套管井口座（5）、放喷管线（6）、压井管线（7）、压力表（8）和节流阀（9），其特征在于：所述环形堵头（4）内外园柱上各设计两道密封，并套在防喷钻杆（1）上;

在表层套管或技术套管的最上一根套管上加接一个套管井口座(5)，所述套管井口座（5）为一个变内径的悬挂座，由密封面和四通组成，用联顶节送至地表面，所述套管井口座（5）上端面与地表面平，进行表层或技术套管固井，有溢流时，抢接环形堵头（4）并座封在套管井口座（5）上，通过放喷管线（6）上的节流阀（9）控制井筒压力，并配重浆压井。

2.根据权利要求1所述的用于油田的防喷井控套管装置，其特征在于：所述锁定套一（2）上有四个六方锁定机构。

3.根据权利要求2所述的用于油田的防喷井控套管装置，其特征在于：所述套管井口座（5）有直径225mm的防磨面和235 mm 的密封面，开有压井和放喷管线6接口，与锁定套一（2）丝扣连接，配备环形堵头4座封钻杆接头。

4.根据权利要求1所述的用于油田的防喷井控套管装置，其特征在于：所述六方气动锁定机构（3）包括锁定套二（31）、气缸套（32）、弹簧（33）、备帽（34）、六方杆（35）和气路（36）组成。

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