CN115405239B

CN115405239B - 套管预应力保护装置

Info

Publication number: CN115405239B
Application number: CN202211341810.4A
Authority: CN
Inventors: 季珊珊; 罗建雄; 张勇
Original assignee: Shandong Huaguan Energy Technology Co ltd
Current assignee: Shandong Huaguan Energy Technology Co ltd
Priority date: 2022-10-31
Filing date: 2022-10-31
Publication date: 2022-12-27
Anticipated expiration: 2042-10-31
Also published as: CN115405239A

Abstract

本发明属于石油开采技术领域，涉及套管预应力保护装置，包括弯曲内管本体，弯曲内管本体的头尾两端均设有连接部，还包括由两个半管拼接而成的固定管和两个与弯曲内管本体匹配的卡板，半管包括两个直通部和与弯曲内管本体拐角处匹配的折弯部，连接部的尾端均设有若干个沿其周向均匀分布的连接组件，两个直通部的头端能够拆卸的连接在所有连接组件上，所述折弯部的两端分别能够拆卸的拼接固定在两个直通部的尾端上，两个卡板上设有用于固定两者的固定组件，所述固定管能够拆卸的固定在弯曲内管本体的外部，两个卡板通过固定组件能够拆卸的固定在固定管的外部上。本发明实现了对弯曲状态的套管进行预应力保护，且结构简单，安装方便，结构稳定。

Description

套管预应力保护装置

技术领域

本发明涉及石油开采的技术领域，尤其是涉及套管预应力保护装置。

背景技术

随着油田开发进程的延续和钻采工艺技术的发展，近年来热采水平井、侧钻井得到越来越多的应用。然而，由于水平井、侧钻井工艺的特殊性，热采水平井油层套管预应力完井技术尚未得到实施，因而容易导致热采水平井、侧钻水平井油层套管变形、错断，甚至报废，进而影响热采水平井长期稳产及寿命，并使稠油开采成本增高，而现有的石油套管预应力保护装置，结构复杂，且不便于安装。

公告号为CN207470131U的中国实用新型专利公开了一种石油套管预应力保护装置，包括内管、前卡板和后卡板，所述内管的内部为空腔，所述内管中部的外侧套设有固定管，所述固定管的顶部和底部均设有卡箍，所述内管顶部和底部均固定设有外螺纹接头，紧固螺母和卡箍间设有弹垫，所述固定管的正面设有前卡板，所述固定管的背面设有后卡板，所述前卡板和后卡板与固定管之间均设有加强筋。该专利通过设有的外螺纹接头，从而便于内管的顶端和底端更容易与石油套管相连接，通过在前卡板和后卡板与固定管之间均设有加强筋，从而能够起到加强固定的作用，防止固定管破裂，通过在内管的内壁上刷涂有尼龙纳米防腐蚀材料，防止开采的高热原油造成内管的锈蚀和变形。然而此专利依然存在不足：放置在盐膏层中套管需要弯曲设置，此专利的预应力保护装置无法适用于弯曲的套管上。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决如何对弯曲状态的套管进行预应力保护的问题。

本发明提供套管预应力保护装置，包括弯曲内管本体，弯曲内管本体的头尾两端均设有连接部，还包括由两个半管拼接而成的固定管和两个与弯曲内管本体匹配的卡板，所述半管包括两个直通部和与弯曲内管本体拐角处匹配的折弯部，所述连接部的尾端均设有若干个沿其周向均匀分布的连接组件，两个直通部的头端能够拆卸的连接在所有连接组件上，所述折弯部的两端分别能够拆卸的拼接固定在两个直通部的尾端上，两个卡板上设有用于固定两者的固定组件，所述固定管能够拆卸的固定在弯曲内管本体的外部，两个卡板通过固定组件能够拆卸的固定在固定管的外部上。

优选地，所述连接组件包括旋紧块、与旋紧块卡合配合的旋紧座和用于将旋紧块抵紧在旋紧座内的抵紧件，旋紧块设置在直通部的头端外壁上，所述连接部的尾端设有若干个沿其周长均匀分布的内伸缩槽，旋紧座设置在连接部的尾端上，且内伸缩槽位于旋紧座内，抵紧件滑动设置在内伸缩槽内。

优选地，所述抵紧件包括伸缩框体和若干个第一弹簧，所述伸缩框体的头端设有引导弧面，所述伸缩框体滑动设置在内伸缩槽内，所有第一弹簧均匀设置在内伸缩槽内，且第一弹簧与伸缩框体的内壁固定连接。

优选地，其中一个所述半管的直通部上设有两个对称设置的定位条，另一个半管的直通部上设有两个与定位条定位配合的定位插槽。

优选地，所述直通部的尾端设有嵌槽，所述折弯部的两端均设有与嵌槽匹配的嵌入块。

优选地，所述卡板的两侧分别设有若干个定位柱和若干个与定位柱定位配合的定位孔，其中一个所述卡板的定位柱与另一个所述卡板的定位孔位于同一侧。

优选地，所述固定组件包括若干个第一耳座和若干个第二耳座，所有第一耳座均匀分布在其中一个卡板的两侧外壁上，所有第二耳座均匀分布在另一个卡板的两侧外壁上，所述第一耳座和第二耳座通过螺栓固定连接。

优选地，所述固定组件包括若干个由两个半环拼接完成的固定环，两个卡板上设有与固定环匹配的内凹环槽，所述半环上设有至少两个沉孔，所述沉孔内设有螺丝，所述内凹环槽上的槽底开设有若干个与螺丝配合的螺纹孔。

优选地，所述固定组件包括若干个固定部件，所述固定部件包括两个弧形锁定块，所述弧形锁定块的外壁上设有拨动块，卡板的两端分别开设有与弧形锁定块滑动配合的弧形滑槽和与弧形锁定块头端锁定插接配合的弧形插槽，所述弧形滑槽内设有弧形导向杆，所述弧形锁定块的尾端设有与弧形导向杆导向配合的弧形导向腔，所述弧形导向杆上套设有第二弹簧，所述第二弹簧的两端分别与弧形锁定块的尾端以及弧形滑槽的槽壁抵触，所述卡板的外壁上还设有与弧形滑槽连通且供拨动块移动的移动槽，其中一个卡板的弧形插槽与另一个卡板的弧形滑槽相衔接，两个弧形锁定块分别滑动设置在两个弧形滑槽内。

本发明的有益效果在于：

其一，本发明的套管预应力保护装置，将固定管和卡板设置成能够适应弯曲内管本体的形状，固定管和卡板均能够快速稳定的固定在弯曲内管本体上，固定管和卡板能够对弯曲状态的套管起到加强固定作用，本发明结构简单，安装方便，结构稳定。

其二，本发明的管预应力保护装置，直接旋转两个拼接后的直通部，直通部能够通过旋紧块和旋紧座的配合完成对直通部的锁紧。

其三，本发明的管预应力保护装置，通过第一弹簧的弹力能够将伸缩框体紧紧抵压在旋紧块上，确保直通部的锁紧稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的套管预应力保护装置的结构示意图；

图2为半管的局部拆分示意图；

图3为图2中A处的放大图；

图4为连接部的局部剖视图一；

图5为连接部的局部剖视图二；

图6为图5中B处的放大图；

图7为固定组件第二实施例的组装示意图；

图8为固定组件第三实施例的结构示意图；

图9为固定组件第三实施例的局部剖视图。

附图标记：1、弯曲内管本体；2、连接部；21、内伸缩槽；3、固定管；31、半管；311、直通部；312、折弯部；313、定位条；314、定位插槽；315、嵌槽；316、嵌入块；4、卡板；41、定位柱；42、定位孔；43、内凹环槽；431、螺纹孔；44、弧形滑槽；45、弧形插槽；451、弧形导向杆；452、第二弹簧；46、移动槽；5、连接组件；51、旋紧块；52、旋紧座；53、抵紧件；531、伸缩框体；532、第一弹簧；533、引导弧面；6、固定组件；61、第一耳座；62、第二耳座；63、螺栓；64、固定环；641、半环；642、沉孔；643、螺丝；65、弧形锁定块；651、拨动块。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实施方式中，如图1至图9所示，套管预应力保护装置包括弯曲内管本体1，弯曲内管本体1的头尾两端均设有连接部2，还包括由两个半管31拼接而成的固定管3和两个与弯曲内管本体1匹配的卡板4，半管31包括两个直通部311和与弯曲内管本体1拐角处匹配的折弯部312，连接部2的尾端均设有若干个沿其周向均匀分布的连接组件5，两个直通部311的头端能够拆卸的连接在所有连接组件5上，折弯部312的两端分别能够拆卸的拼接固定在两个直通部311的尾端上，两个卡板4上设有用于固定两者的固定组件6，固定管3能够拆卸的固定在弯曲内管本体1的外部，两个卡板4通过固定组件6能够拆卸的固定在固定管3的外部上。

本发明将固定管3和卡板4设置成能够适应弯曲内管本体1的形状，从而实现了对弯曲状态的套管进行预应力保护。

其中，固定管3由两个半管31拼接而成，半管31包括两个直通部311和与弯曲内管本体1拐角处匹配的折弯部312，在安装到弯曲内管本体1上时，将两个半管31的直通部311拼接在一起然后套在弯曲内管本体1头端或尾端上，为了提高两个直通部311拼接位置的精确性，在其中一个半管31的直通部311上设置了两个对称设置的定位条313，在另一个半管31的直通部311上设有两个与定位条313定位配合的定位插槽314，利用定位条313和定位插槽314的定位插接配合使得两个直通部311能够精准拼接，减小误差，之后旋转拼接后的两个直通部311，通过所有连接组件5将两个直通部311直接固定到对应的连接部2的尾端上，连接组件5包括旋紧块51、与旋紧块51卡合配合的旋紧座52和用于将旋紧块51抵紧在旋紧座52内的抵紧件53，旋紧块51设置在直通部311的头端外壁上，连接部2的尾端设有若干个沿其周长均匀分布的内伸缩槽21，旋紧座52设置在连接部2的尾端上，且内伸缩槽21位于旋紧座52内，抵紧件53滑动设置在内伸缩槽21内，在对两个拼装完成的直通部311安装的过程中，需先将旋紧块51放置在两个旋紧座52之间，且旋紧块51与直通部311的顶面均抵压在连接部2的底部上，之后顺时针旋转两个直通部311，旋紧块51能够逐渐进入到旋紧座52内。

旋紧块51进入到旋紧座52内，由抵紧件53提高对旋紧块51的锁定抵紧力，抵紧件53包括伸缩框体531和若干个第一弹簧532，伸缩框体531的头端设有引导弧面533，伸缩框体531滑动设置在内伸缩槽21内，所有第一弹簧532均匀设置在内伸缩槽21内，且第一弹簧532与伸缩框体531的内壁固定连接，旋紧块51抵触到伸缩框体531的头端后，伸缩框体531上的引导弧面533引导伸缩框体531在被旋紧块51挤压时能够向内伸缩槽21内进行收缩，当然旋紧块51上也可设置引导弧面533，两个引导弧面533抵触后能够形成楔面配合，这样效果更佳，所有第一弹簧532也被收缩的伸缩框体531挤压变为压缩状态，待旋紧块51完全插入到旋紧座52内，第一弹簧532的弹力能够将伸缩框体531紧紧的抵压在旋紧块51上，确保旋紧块51能够紧紧锁紧在旋紧座52内，即使得两个拼接后的直通部311能够快速稳定的固定在对应的连接部2尾端上。

所有直通部311安装完成后，再将两个半管31的折弯部312安装上，为了确保折弯部312的安装精确性，因此在直通部311的尾端设置了嵌槽315，在折弯部312的两端均设置了与嵌槽315匹配的嵌入块316，利用嵌槽315和嵌入块316的连接配合能够使得折弯部312准确固定在位于同一侧的两个直通部311上。嵌槽315的截面可为矩形，也可为等腰梯形。

待固定管3安装完毕后，将两个卡板4拼接在一起然后固定在固定管3的外部上，为了提高两个卡板4拼接的精确性，卡板4的两侧分别设有若干个定位柱41和若干个与定位柱41定位配合的定位孔42，其中一个卡板4的定位柱41与另一个卡板4的定位孔42位于同一侧，利用定位柱41和定位孔42的定位插接配合来提高卡板4拼接固定的精确性，之后利用固定组件6将两个卡板4进行锁紧，固定组件6具有三个可实施例：

第一实施例，固定组件6包括若干个第一耳座61和若干个第二耳座62，所有第一耳座61均匀分布在其中一个卡板4的两侧外壁上，所有第二耳座62均匀分布在另一个卡板4的两侧外壁上，第一耳座61和第二耳座62通过螺栓63固定连接，利用第一耳座61、第二耳座62以及螺栓63来完成对卡板4的锁紧，这种锁紧方式虽然稳固，但是由于第一耳座61和第二耳座62是突出在卡板4外部，第一耳座61和第二耳座62易影响整个装置的安装。

第二实施例，固定组件6包括若干个由两个半环641拼接完成的固定环64，两个卡板4上设有与固定环64匹配的内凹环槽43，半环641上设有至少两个沉孔642，沉孔642内设有螺丝643，内凹环槽43上的槽底开设有若干个与螺丝643配合的螺纹孔431，如图7所示，两个半环641能够隐藏设置在两个内凹环槽43内，半环641通过螺丝643安装至对应的沉孔642和螺纹孔431内，两个卡板4拼接后的间隙刚好位于半环641的内壁中部，这样就能够将两个卡板4紧紧锁紧。

第三实施例，固定组件6包括若干个固定部件，固定部件包括两个弧形锁定块65，弧形锁定块65的外壁上设有拨动块651，卡板4的两端分别开设有与弧形锁定块65滑动配合的弧形滑槽44和与弧形锁定块65头端锁定插接配合的弧形插槽45，弧形滑槽44内设有弧形导向杆451，弧形锁定块65的尾端设有与弧形导向杆451导向配合的弧形导向腔，弧形导向杆451上套设有第二弹簧452，第二弹簧452的两端分别与弧形锁定块65的尾端以及弧形滑槽44的槽壁抵触，卡板4的外壁上还设有与弧形滑槽44连通且供拨动块651移动的移动槽46，其中一个卡板4的弧形插槽45与另一个卡板4的弧形滑槽44相衔接，两个弧形锁定块65分别滑动设置在两个弧形滑槽44内，如图8和图9所示，通过拨动块651将整个弧形锁定块65转动，使得弧形锁定块65的头端能够缩入到弧形滑槽44内，待两个卡板4拼接贴合在一起后，在撤去对弧形锁定块65的力后，第二弹簧452的弹力能够驱使弧形锁定块65的头端从弧形滑槽44内又伸出，伸出后，弧形锁定块65的头端会进入到弧形插槽45内，即两个卡板4完成锁紧，弧形锁定块65是隐藏设置在卡板4内。然而每一个固定部件均需要一个工人进行拨动，因此安装卡板4时需要多个工人同时配合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims

1.一种套管预应力保护装置，包括弯曲内管本体（1），弯曲内管本体（1）的头尾两端均设有连接部（2），其特征在于，还包括由两个半管（31）拼接而成的固定管（3）和两个与弯曲内管本体（1）匹配的卡板（4），所述半管（31）包括两个直通部（311）和与弯曲内管本体（1）拐角处匹配的折弯部（312），所述连接部（2）的尾端均设有若干个沿其周向均匀分布的连接组件（5），两个直通部（311）的头端能够拆卸的连接在所有连接组件（5）上，所述折弯部（312）的两端分别能够拆卸的拼接固定在两个直通部（311）的尾端上，所述连接组件（5）包括旋紧块（51）、与旋紧块（51）卡合配合的旋紧座（52）和用于将旋紧块（51）抵紧在旋紧座（52）内的抵紧件（53），旋紧块（51）设置在直通部（311）的头端外壁上，所述连接部（2）的尾端设有若干个沿其周长均匀分布的内伸缩槽（21），旋紧座（52）设置在连接部（2）的尾端上，且内伸缩槽（21）位于旋紧座（52）内，抵紧件（53）滑动设置在内伸缩槽（21）内，所述抵紧件（53）包括伸缩框体（531）和若干个第一弹簧（532），所述伸缩框体（531）的头端设有引导弧面（533），所述伸缩框体（531）滑动设置在内伸缩槽（21）内，所有第一弹簧（532）均匀设置在内伸缩槽（21）内，且第一弹簧（532）与伸缩框体（531）的内壁固定连接，所述卡板（4）的两侧分别设有若干个定位柱（41）和若干个与定位柱（41）定位配合的定位孔（42），其中一个所述卡板（4）的定位柱（41）与另一个所述卡板（4）的定位孔（42）位于同一侧，两个卡板（4）上设有用于固定两者的固定组件（6），所述固定管（3）能够拆卸的固定在弯曲内管本体（1）的外部，两个卡板（4）通过固定组件（6）能够拆卸的固定在固定管（3）的外部上。

2.根据权利要求1所述的套管预应力保护装置，其特征在于：其中一个所述半管（31）的直通部（311）上设有两个对称设置的定位条（313），另一个半管（31）的直通部（311）上设有两个与定位条（313）定位配合的定位插槽（314）。

3.根据权利要求2所述的套管预应力保护装置，其特征在于：所述直通部（311）的尾端设有嵌槽（315），所述折弯部（312）的两端均设有与嵌槽（315）匹配的嵌入块（316）。

4.根据权利要求1所述的套管预应力保护装置，其特征在于：所述固定组件（6）包括若干个第一耳座（61）和若干个第二耳座（62），所有第一耳座（61）均匀分布在其中一个卡板（4）的两侧外壁上，所有第二耳座（62）均匀分布在另一个卡板（4）的两侧外壁上，所述第一耳座（61）和第二耳座（62）通过螺栓（63）固定连接。

5.根据权利要求1所述的套管预应力保护装置，其特征在于：所述固定组件（6）包括若干个由两个半环（641）拼接完成的固定环（64），两个卡板（4）上设有与固定环（64）匹配的内凹环槽（43），所述半环（641）上设有至少两个沉孔（642），所述沉孔（642）内设有螺丝（643），所述内凹环槽（43）的槽底开设有若干个与螺丝（643）配合的螺纹孔（431）。

6.根据权利要求1所述的套管预应力保护装置，其特征在于：所述固定组件（6）包括若干个固定部件，所述固定部件包括两个弧形锁定块（65），所述弧形锁定块（65）的外壁上设有拨动块（651），卡板（4）的两端分别开设有与弧形锁定块（65）滑动配合的弧形滑槽（44）和与弧形锁定块（65）头端锁定插接配合的弧形插槽（45），所述弧形滑槽（44）内设有弧形导向杆（451），所述弧形锁定块（65）的尾端设有与弧形导向杆（451）导向配合的弧形导向腔，所述弧形导向杆（451）上套设有第二弹簧（452），所述第二弹簧（452）的两端分别与弧形锁定块（65）的尾端以及弧形滑槽（44）的槽壁抵触，所述卡板（4）的外壁上还设有与弧形滑槽（44）连通且供拨动块（651）移动的移动槽（46），其中一个卡板（4）的弧形插槽（45）与另一个卡板（4）的弧形滑槽（44）相衔接，两个弧形锁定块（65）分别滑动设置在两个弧形滑槽（44）内。