发明内容
本发明的主要目的在于提供一种井口悬挂密封装置及井口悬挂密封完井工艺,以解决现有技术中的连续管电潜泵采油完井作业的相关装置的装配操作繁琐、未形成规范化流程的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种井口悬挂密封装置,包括:电缆悬挂密封接头;出油三通;连续管悬挂器,出油三通的顶端设置有卡箍结构,并通过卡箍结构与电缆悬挂密封接头的底端连接,出油三通的底端设置有法兰结构,并通过法兰结构与连续管悬挂器连接。
进一步地,电缆悬挂密封接头包括:卡箍,卡箍与卡箍结构卡接配合,并能够将电缆悬挂密封接头与出油三通连接;下接头,下接头的底端与卡箍连接;胶筒,胶筒设置在下接头内,并与下接头内的凸台抵接;外筒,外筒与下接头的顶端连接,且外筒的一部分伸入至下接头内,并能够抵顶挤压胶筒;卡瓦锥套,卡瓦锥套设置在外筒内,并与外筒内的凸台抵接;接头卡瓦,接头卡瓦设置在卡瓦锥套内;上接头,上接头与外筒的顶端连接,且上接头的一部分伸入至外筒内,并能够抵顶挤压接头卡瓦和卡瓦锥套。
进一步地,电缆悬挂密封接头还包括:垫环,胶筒与下接头内的凸台之间,和/或胶筒与外筒之间设置有垫环;接头密封件,下接头与外筒之间设置有接头密封件;铆钉,铆钉沿外筒的径向穿设在外筒上,并能够伸入至上接头的运动路径上,以控制上接头的运动范围。
进一步地,连续管悬挂器包括:顶盖;底座,顶盖与底座的顶端连接,且二者共同形成呈喇叭口形的内腔;多个悬挂卡瓦,悬挂卡瓦活动设置在内腔内,并与喇叭口形的斜面抵接,各悬挂卡瓦能够沿喇叭口形的斜面向彼此靠近的方向运动以夹紧连续管,或向彼此远离的方向运动以释放连续管;锁紧螺母,顶盖开设有安装孔,锁紧螺母固定穿设在安装孔内;锁紧螺杆,锁紧螺杆穿设在锁紧螺母内,并与悬挂卡瓦连接,锁紧螺杆与锁紧螺母螺纹配合,以驱动和锁定悬挂卡瓦。
进一步地,连续管悬挂器还包括:悬挂密封件,悬挂密封件设置在悬挂卡瓦的底端,并且在悬挂卡瓦夹紧连续管时,悬挂密封件的两侧分别与喇叭口形的斜面和连续管密封抵接;支撑块,支撑块设置在悬挂密封件的下方,并与悬挂卡瓦连接,且悬挂卡瓦和支撑块夹紧固定悬挂密封件,支撑块为多个,在悬挂卡瓦夹紧连续管时,各支撑块相互贴合形成支撑底座并夹紧连续管。
根据本发明的另一方面,提供了一种井口悬挂密封完井工艺,包括:步骤S1:将连续管悬挂器安装在井口四通上;步骤S2:将连续管下入到设计深度后启动连续管悬挂器,将连续管悬挂于井口;步骤S3:剪断连续管并移除连续管悬挂器以上的作业设备;步骤S4:在连续管悬挂器的上部安装出油三通;步骤S5:在出油三通的上部安装电缆悬挂密封接头;步骤S6:将电缆从电缆悬挂密封接头的顶端下入连续管内部,与井下电潜泵设备相连,启动电缆悬挂密封接头,对电缆进行悬挂密封;步骤S7:地面控制柜开启潜油电机后投产。
进一步地,在步骤S1中,打开井口密封设备,井口四通上部安装连续管悬挂器,转动连续管悬挂器的锁紧螺杆,将悬挂卡瓦调整至顶盖的内腔的最上部,连续管的自由端连接电潜泵采油井下作业工具并放置于连续管悬挂器与防喷管内,连接好作业井口。
进一步地,在步骤S2中,带压下入连续管及电潜泵采油井下作业工具至设计深度后,转动连续管悬挂器的锁紧螺杆,将悬挂卡瓦调整至顶盖的内腔的最下部,悬挂卡瓦的板牙咬住连续管外壁,缓慢下放连续管,将注入头上的管重逐渐转移到悬挂卡瓦上并悬持住连续管,同时支撑块相互贴合形成支撑底座,依靠连续管的管重压缩悬挂密封件径向膨胀,密封住连续管与悬挂密封件以下的井口环空。
进一步地,在步骤S3中,将连续管悬挂器以上的井口泄压后,使用四闸板防喷器的剪切展板剪断连续管,拆除连续管悬挂器以上的作业设备。
进一步地,在步骤S4中,在连续管悬挂器的上部采用法兰连接安装出油三通,并连接生产采油管线。
进一步地,在步骤S5中,出油三通上部采用卡箍结构连接安装电缆悬挂密封接头。
进一步地,在步骤S6中,电缆从电缆悬挂密封接头的顶端带压下入连续管内部,并与井下电潜泵设备连通,转动电缆悬挂密封接头的外筒,向下接头内部锁紧,将胶筒压实膨胀,密封住电缆与胶筒以下的井口环空,转动电缆悬挂密封接头的上接头,向外筒内部锁紧,使接头卡瓦与卡瓦锥套压实,对井下电缆进行悬挂。
进一步地,在步骤S7中,地面装配好包括接线盒、地面控制柜、变压器在内的电潜泵采油井上设备,使用地面控制柜开启潜油电机进行试采,确认连续管与井筒实现连通之后进行后续作业或投产。
应用本发明的技术方案,通过上述各部件,电缆悬挂密封接头适用于不同尺寸条件下的井口改造,实现电缆引出端密封以及外部悬挂,防止电缆在外部发生缠绕,以及产出原油沿引出端外溢,可显著简化作业工艺流程,提升作业安全性和效率。出油三通将各部件功能结合起来,装卸方便,同时井下原油通过中部通路实现运移集输。连续管悬挂器简化了作业井口装置,降低了施工硬件配套费用,避免了使用大通径专用防喷器临时悬挂倒换管柱重量操作时多次拆装井口劳动强度大,以及人员在井口长时间带压操作风险增大的问题,有利于作业提速提效。上述各部件之间相互配合,将常规连续管完井作业与本实施例的井口悬挂密封装置相结合,一方面缩短了常规连续管作业工人对电潜泵完井技术的适应和培训进程,另一方面不需要采用专用连续管作业设备实施工艺流程,大大降低了新工艺的施工硬件配套费用以及人力部署成本。并且各部件功能独立,装配方便,可以有效降低加工、使用及维修成本,提高了该装置的适用性和便捷性。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
需要指出的是,除非另有指明,本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在本发明中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的,或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的;同样地,为便于理解和描述,“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外,但上述方位词并不用于限制本发明。
为了解决现有技术中的连续管电潜泵采油完井作业的相关装置的装配操作繁琐、未形成规范化流程的问题,本发明提供了一种井口悬挂密封装置及井口悬挂密封完井工艺。
如图1至图5所示的一种井口悬挂密封装置,包括电缆悬挂密封接头10、出油三通20和连续管悬挂器30,出油三通20的顶端设置有卡箍结构21,并通过卡箍结构21与电缆悬挂密封接头10的底端连接,出油三通20的底端设置有法兰结构22,并通过法兰结构22与连续管悬挂器30连接。
本实施例通过上述各部件,电缆悬挂密封接头10适用于不同尺寸条件下的井口改造,实现电缆引出端密封以及外部悬挂,防止电缆在外部发生缠绕,以及产出原油沿引出端外溢,可显著简化作业工艺流程,提升作业安全性和效率。出油三通20将各部件功能结合起来,装卸方便,同时井下原油通过中部通路实现运移集输。连续管悬挂器30简化了作业井口装置,降低了施工硬件配套费用,避免了使用大通径专用防喷器临时悬挂倒换管柱重量操作时多次拆装井口劳动强度大,以及人员在井口长时间带压操作风险增大的问题,有利于作业提速提效。上述各部件之间相互配合,将常规连续管完井作业与本实施例的井口悬挂密封装置相结合,一方面缩短了常规连续管作业工人对电潜泵完井技术的适应和培训进程,另一方面不需要采用专用连续管作业设备实施工艺流程,大大降低了新工艺的施工硬件配套费用以及人力部署成本。并且各部件功能独立,装配方便,可以有效降低加工、使用及维修成本,提高了该装置的适用性和便捷性。
如图3所示,本实施例的电缆悬挂密封接头10包括卡箍11、下接头12、胶筒13、外筒14、卡瓦锥套15、接头卡瓦16和上接头17,卡箍11与卡箍结构21卡接配合,并能够将电缆悬挂密封接头10与出油三通20连接;下接头12的底端与卡箍11连接;胶筒13设置在下接头12内,胶筒13的底端与下接头12内的凸台抵接;外筒14与下接头12的顶端连接,且外筒14的一部分伸入至下接头12内,并能够抵顶挤压胶筒13的顶端;卡瓦锥套15设置在外筒14内,卡瓦锥套15的底端与外筒14内的凸台抵接;接头卡瓦16设置在卡瓦锥套15内;上接头17与外筒14的顶端连接,且上接头17的一部分伸入至外筒14内,并能够抵顶挤压接头卡瓦16和卡瓦锥套15的顶端。上述的电缆悬挂密封接头10采用小尺寸分体式结构,将胶筒13密封和接头卡瓦16悬挂相结合,适用于不同尺寸条件下的井口改造,特别适合油气井连续管电潜泵采油完井工艺起下连续管过程中,连续管内部电缆在井口处引出与连续管分离,实现电缆引出端密封以及外部悬挂,防止电缆在外部发生缠绕,以及产出原油沿引出端外溢,可显著简化作业工艺流程,提升作业安全性和效率,针对未来连续管电潜泵采油技术起下管作业中相关工艺的优化具有重要意义。
可选地,电缆悬挂密封接头10还包括垫环18、接头密封件19和铆钉,胶筒13与下接头12内的凸台之间,和/或胶筒13与外筒14之间设置有垫环18;下接头12与外筒14之间设置有接头密封件19;铆钉沿外筒14的径向穿设在外筒14上,并能够伸入至上接头17的运动路径上,以控制上接头17的运动范围。
如图5所示,本实施例的连续管悬挂器30包括顶盖31、底座32、多个悬挂卡瓦33、锁紧螺母34和锁紧螺杆35,顶盖31与底座32的顶端连接,且二者共同形成呈喇叭口形的内腔;悬挂卡瓦33活动设置在内腔内,并与喇叭口形的斜面抵接,各悬挂卡瓦33能够沿喇叭口形的斜面向彼此靠近的方向运动以夹紧连续管,或向彼此远离的方向运动以释放连续管;顶盖31开设有安装孔,锁紧螺母34固定穿设在安装孔内;锁紧螺杆35穿设在锁紧螺母34内,并与悬挂卡瓦33连接,锁紧螺杆35与锁紧螺母34螺纹配合,以驱动和锁定悬挂卡瓦33。上述的连续管悬挂器30由于采用了具备大通径和预置悬挂密封组合体功能的集成结构,现场施工时仅需连接连续管常规作业井口装置,不需额外配套内通径130mm及以上专用防喷器和配合投放悬挂卡瓦33的操作窗,一方面简化了作业井口装置,降低了施工硬件配套费用,另一方面也避免了使用大通径专用防喷器临时悬挂倒换管柱重量操作时多次拆装井口劳动强度大,以及人员在井口长时间带压操作风险增大的问题,有利于作业提速提效,而且施工过程不需要配套送入工具和泵车配合作业,可进一步节约设备租赁费用。
在本实施例中,喇叭口形的大口端朝上设置,小口端朝下设置,这样,当悬挂卡瓦33沿喇叭口形的锥形斜面向上运动时即可彼此分离,从而释放连续管,可以进行连续管的穿插等操作,当悬挂卡瓦33沿喇叭口形的锥形斜面向下运动时即可彼此靠近,从而夹紧咬住连续管,实现对连续管的夹持。并且本实施例除了设置有喇叭口形的锥形斜面外,内腔还具有在喇叭口形上方设置的倒V形结构,倒V形结构的大口端向下并与喇叭口形的大口端对接,倒V形结构的斜面与喇叭口形的斜面之间相互垂直。相应地,悬挂卡瓦33外侧面上部和下部均呈圆弧锥形面,且分别与喇叭口形的斜面和倒V形结构的斜面相配合,当悬挂卡瓦33向上运动时,悬挂卡瓦33上侧的斜面与倒V形结构的斜面相抵,当悬挂卡瓦33向下运动时,悬挂卡瓦33下侧的斜面沿着喇叭口形的斜面运动。当然,内腔内壁以及悬挂卡瓦33之间的具体形状也可以根据需要设置成其他形状,只要能够实现悬挂卡瓦33上下运动夹紧或释放连续管即可。
本实施例的锁紧螺杆35伸入内腔的一端具有直径扩大的凸台,悬挂卡瓦33开设有容纳槽,凸台伸入至容纳槽内,井口式连续管悬挂器30还包括固定块,固定块盖设在容纳槽的开口处,并阻碍凸台退出容纳槽。这样即可将悬挂卡瓦33与锁紧螺杆35连接在一起,通过转动锁紧螺杆35即可带动悬挂卡瓦33上下运动,从而夹紧或释放连续管。
在本实施例中,井口式连续管悬挂器30还包括悬挂密封件36和支撑块37,悬挂密封件36采用密封橡胶,其设置在悬挂卡瓦33的底端,并且在悬挂卡瓦33夹紧连续管时,悬挂密封件36的两侧分别与喇叭口形的斜面和连续管密封抵接;支撑块37设置在悬挂密封件36的下方,并通过支撑螺钉等部件与悬挂卡瓦33连接,悬挂密封件36夹持在悬挂卡瓦33和支撑块37之间,这样通过悬挂卡瓦33和支撑块37即可夹紧固定悬挂密封件36。由于本实施例设置有多个悬挂卡瓦33,因而支撑块37也设置为多个,且与悬挂卡瓦33一一对应设置,在悬挂卡瓦33夹紧连续管时,各支撑块37相互贴合形成支撑底座并夹紧连续管。
本实施例还提供了一种井口悬挂密封完井工艺,采用上述的井口悬挂密封装置,如图6所示,本实施例的井口悬挂密封完井工艺包括:步骤S1:将连续管悬挂器30安装在井口四通40上;步骤S2:将连续管下入到设计深度后启动连续管悬挂器30,将连续管悬挂于井口;步骤S3:剪断连续管并移除连续管悬挂器30以上的作业设备;步骤S4:在连续管悬挂器30的上部安装出油三通20;步骤S5:在出油三通20的上部安装电缆悬挂密封接头10;步骤S6:将电缆从电缆悬挂密封接头10的顶端下入连续管内部,与井下电潜泵设备相连,启动电缆悬挂密封接头10,对电缆进行悬挂密封;步骤S7:地面控制柜开启潜油电机后投产。
本实施例的上述井口悬挂密封完井工艺形成一套规范化、操作简便、思路明确、具有较高可行性的连续管完井作业流程,将常规连续管完井作业与上述的井口悬挂密封装置相结合,一方面缩短了常规连续管作业工人对电潜泵完井技术的适应和培训进程,另一方面不需要采用专用连续管作业设备实施工艺流程,大大降低了新工艺的施工硬件配套费用以及人力部署成本。此外标准化的施工工艺对后续技术革新以及相关工艺的整合具有重要价值,方便连续管电潜泵采油完井工艺的进一步优化,实现未来工艺的模块化设计。
在步骤S1中,打开井口密封设备,井口四通40上部安装连续管悬挂器30,转动连续管悬挂器30的锁紧螺杆35,将悬挂卡瓦33调整至顶盖31的内腔的最上部,连续管的自由端连接电潜泵采油井下作业工具并放置于连续管悬挂器30与防喷管内,连接好作业井口。
在步骤S2中,带压下入连续管及电潜泵采油井下作业工具至设计深度后,转动连续管悬挂器30的锁紧螺杆35,将悬挂卡瓦33调整至顶盖31的内腔的最下部,悬挂卡瓦33的板牙咬住连续管外壁,缓慢下放连续管,将注入头上的管重逐渐转移到悬挂卡瓦33上并悬持住连续管,同时支撑块37相互贴合形成支撑底座,依靠连续管的管重压缩悬挂密封件36径向膨胀,密封住连续管与悬挂密封件36以下的井口环空。
在步骤S3中,将连续管悬挂器30以上的井口泄压后,使用四闸板防喷器的剪切展板剪断连续管,拆除连续管悬挂器30以上的作业设备。
在步骤S4中,在连续管悬挂器30的上部采用法兰连接安装出油三通20,并连接生产采油管线。
在步骤S5中,出油三通20上部采用卡箍结构21连接安装电缆悬挂密封接头10。
在步骤S6中,电缆从电缆悬挂密封接头10的顶端带压下入连续管内部,并通过特定连接方式与井下电潜泵设备连通,转动电缆悬挂密封接头10的外筒14,向下接头12内部锁紧,将胶筒13压实膨胀,密封住电缆与胶筒13以下的井口环空,转动电缆悬挂密封接头10的上接头17,向外筒14内部锁紧,使接头卡瓦16与卡瓦锥套15压实,对井下电缆进行悬挂。
在步骤S7中,地面装配好包括接线盒、地面控制柜、变压器在内的电潜泵采油井上设备,使用地面控制柜开启潜油电机进行试采,确认连续管与井筒实现连通之后进行后续作业或投产。
上述各步骤对具体的操作流程进行了进一步的规范,保证了实际操作的施工效果,缩短了施工流程,提高了施工的安全性。
需要说明的是,上述实施例中的多个指的是至少两个。
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:
1、解决了现有技术中的连续管电潜泵采油完井作业的相关装置的装配操作繁琐、未形成规范化流程的问题;
2、实现电缆引出端密封以及外部悬挂,防止电缆在外部发生缠绕,以及产出原油沿引出端外溢,可显著简化作业工艺流程,提升作业安全性和效率;
3、简化了作业井口装置,降低了施工硬件配套费用,避免了使用大通径专用防喷器临时悬挂倒换管柱重量操作时多次拆装井口劳动强度大,以及人员在井口长时间带压操作风险增大的问题,有利于作业提速提效;
4、缩短了常规连续管作业工人对电潜泵完井技术的适应和培训进程,不需要采用专用连续管作业设备实施工艺流程,大大降低了新工艺的施工硬件配套费用以及人力部署成本;
5、各部件功能独立,装配方便,可以有效降低加工、使用及维修成本,提高了该装置的适用性和便捷性;
6、形成一套规范化、操作简便、思路明确、具有较高可行性的连续管完井作业流程,缩短了常规连续管作业工人对电潜泵完井技术的适应和培训进程,不需要采用专用连续管作业设备实施工艺流程,大大降低了新工艺的施工硬件配套费用以及人力部署成本。
显然,上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,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,都应当属于本发明保护的范围。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。