CN203925314U - 一种石油修井作业套管头 - Google Patents

Abstract

一种石油修井作业套管头，属于石油机械领域。解决了现有套管头密封效果差、悬挂器承重能力差而导致“塌井”的技术问题。该套管头包括：表层套管套设在技术套管的外部组成套管组件，套管头本体套设在套管组件的一端，倒卡瓦悬挂器套设在套管组件外部，倒卡瓦悬挂器与所述套管头本体通过螺钉连接；技术套管与套管头本体之间设置有技术套管密封单元；表层套管与套管头本体之间设置有表层套管密封单元。该套管头采用表层套管密封单元和技术套管密封单元对表层套管和技术套管进行密封，解决了传统套管头密封效果不好出现的“串气”事故；采用承重能力强的倒卡瓦悬挂器，消除了由于悬挂器承重能力弱引起的“塌井”事故。

Description

一种石油修井作业套管头

技术领域

本实用新型属于石油机械领域，特别涉及一种石油修井作业套管头。

背景技术

根据油田反馈的信息显示，普通TF10 3/4×51/2套管连接程序的套管头在座挂过程中经常出现座挂不到位的现象，此种作业隐患前期此较隐蔽、不易被发觉，在固51/2″油层套管完井过程中由于座挂不到位会出现泥浆从悬挂器环空周围往上返的迹象，这说明5 1/2″油层套管环空密封失败，如果继续进行后续作业在套管头上面安装其他井口装置，那么在井口装置安装完毕进行采油作业的过程中一定会出现“窜气”事故，那样后果不堪设想。所以一般出现5 1/2″油层套管环空密封失败这种情况后，后续作业根本无法进行，只能封井搁置。

还有一种情况就是，固5 1/2″油层套管完井过程中悬挂器座挂到位了，但是在后续射孔、压裂作业过程中出现人为操作失误，射孔深度计算错误导致了大量的酸化压裂液体窜入已经固好的5 1/2″油层套管的水泥周围，水泥遇到酸化压裂液体很快就被酸化腐蚀、稀释，套管的周向摩擦应力很快消失，这样一来不小于200吨的油层套管自重力全部转化在悬挂器连接部位，出现这种事故井上作业人员不易察觉井下环境变化，在不知情的情况下还会继续按正常作业程序进行试压，70Mpa压力再加上5 1/2″油层套管自重使得悬挂器根本无法承受这么大的向下的作用力，这样一来要么悬挂器连接部位断裂，要么连着整个悬挂器一起下沉，出现“塌井”事故。跟第一种情况一样出现这种事故后续作业也根本无法进行，只能封井搁置。

出现以上两种问题的井都无法继续进行后续作业，这样一来，前期测井、完井投入的大量人力物力全部徒劳，耽误了作业进度的同时也产生了大量的人员误工费用，浪费了大量的人力物力，使国家财产遭受重大损失。

实用新型内容

为了解决现有石油修井作业套管头密封效果差、悬挂器承重能力差而导致“塌井”的技术问题，提供一种密封效果好、悬挂器承重能力强的石油修井作业套管头。具体结构如下：

一种石油修井作业套管头，技术套管、表层套管、倒卡瓦悬挂器、套管头本体、表层套管密封单元、技术套管密封单元；

所述表层套管套设在所述技术套管的外部组成套管组件，所述套管头本体套设在套管组件的一端，所述倒卡瓦悬挂器套设在套管组件外部，所述倒卡瓦悬挂器与所述套管头本体通过螺钉连接；

所述技术套管与所述套管头本体之间设置有技术套管密封单元；所述表层套管与所述套管头本体之间设置有表层套管密封单元。

进一步的，所述套管头本体的一端设置有空腔，所述空腔内部设置有内螺纹。

进一步的，所述倒卡瓦悬挂器由卡瓦壳体、压紧螺栓、卡瓦牙构成，所述卡瓦壳体为圆环状，卡瓦壳体上设置有多个通孔，所述套管头本体下端面设有与卡瓦壳体上的通孔相配合的螺纹孔，所述套管头本体与卡瓦壳体之间通过压紧螺栓连接，所述卡瓦壳体的内侧面为台阶式楔形，卡瓦牙的外侧为与卡瓦壳体内侧相配的台阶式楔形。

进一步的，所述卡瓦壳体上设置有8个通孔，所述套管头本体下端面设有与卡瓦壳体上的通孔相配合的8个螺纹孔，所述套管头本体与卡瓦壳体之间通过8个所述压紧螺栓连接。

进一步的，所述表层套管密封单元包括：表层套管注脂阀、表层套管泄放螺塞、多个表层套管接箍二次密封圈、表层套管接箍；

所述表层套管接箍为圆环状，套设于接近所述倒卡瓦悬挂器一端的所述表层套管的外壁上，所述多个表层套管接箍二次密封圈套设于所述表层套管接箍的外部，所述套管头本体套设于所述多个表层套管接箍二次密封圈外部；

所述套管头本体的侧壁上设置有与所述多个表层套管接箍二次密封圈连通的第一通孔组和第二通孔组，所述第一通孔组和所述第二通孔组相对设置，所述第一通孔组的每个通孔内设置有表层套管注脂阀，所述第二通孔组的每个通孔内部设置有表层套管泄放螺塞。

进一步的，所述表层套管接箍二次密封圈为2个，所述第一通孔组和所述第二通孔组的通孔数均为2个。

进一步的，所述技术套管密封单元包括：技术套管注脂阀、技术套管泄放螺塞、多个技术套管二次密封圈；

所述多个技术套管二次密封圈均设置于所述技术套管的外壁与所述套管头本体的内壁之间；

所述套管头本体的侧壁上设置有与所述多个技术套管二次密封圈连通的第三通孔组和第四通孔组，所述第三通孔组和所述第四通孔组相对设置，所述第一通孔组的每个通孔内设置有技术套管注脂阀，所述第二通孔组的每个通孔内部设置有技术套管泄放螺塞。

进一步的，所述技术套管二次密封圈为2个，所述第三通孔组和所述第四通孔组的通孔数均为2个。

本实用新型提供的石油修井作业套管头采用表层套管密封单元和技术套管密封单元对表层套管和技术套管进行密封，解决了传统套管头密封效果不好出现的“串气”事故；该石油修井作业套管头采用承重能力强的倒卡瓦悬挂器，消除了由于悬挂器承重能力弱引起的“塌井”事故。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的石油修井作业套管头结构示意图。

具体实施方式

为解决上述实际出现的问题，最大程度地降低财产损失，根据油田用户实际需要设计研发了一种新型石油修井作业套管头，本新型可以最大程度的挽回财产的损失，使得出现事故的井可以进行后续作业，并且本新型操作简单、安装方便效率高，不耽误生产作业进程，在按使用说明正确安装石油修井作业套管头后可以完全保证后续井口作业的正常进行。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本新型石油修井作业套管头的设计制造完全按照GB/T22513-2008《石油天然气工业 钻井和采油设备 井口装置和采油树》标准执行，具有很好的互换性。

本实用新型中的技术套管1为5 1/2″技术套管；表层套管2为10 3/4″表层套管；卡瓦壳体3为10 3/4″卡瓦壳体；压紧螺栓4为10 3/4″压紧螺栓；卡瓦牙5为10 3/4″卡瓦牙；表层套管注脂阀6为10 3/4″表层套管注脂阀；表层套管泄放螺塞7为10 3/4″表层套管泄放螺塞；表层套管接箍二次密封圈8为10 3/4”表层套管接箍二次密封圈；表层套管接箍9为10 3/4″表层套管接箍；技术套管注脂阀10为5 1/2”技术套管注脂阀；技术套管泄放螺塞11为5 1/2″技术套管泄放螺塞；技术套管二次密封圈12为5 1/2″技术套管二次密封圈；内螺纹14为5 1/2″LCSG内螺纹。

如图1所示，为本实用新型实施例提供的一种石油修井作业套管头。包括技术套管1、表层套管2、倒卡瓦悬挂器、套管头本体13、表层套管密封单元、技术套管密封单元；

所述表层套管2套设在所述技术套管1的外部组成套管组件，所述套管头本体13套设在套管组件的一端，所述倒卡瓦悬挂器套设在套管组件外部，所述倒卡瓦悬挂器与所述套管头本体13通过螺钉连接；

所述技术套管1与所述套管头本体13之间设置有技术套管密封单元；所述表层套管2与所述套管头本体13之间设置有表层套管密封单元。

所述套管头本体13的一端设置有空腔，所述空腔内部设置有内螺纹14。套管头本体13端部的空腔用来安装双公短节，通过双公短节过渡连接其他井口装置。本修井作业套管头安装便捷。

所述倒卡瓦悬挂器由卡瓦壳体3、压紧螺栓4、卡瓦牙5构成，所述卡瓦壳体3为圆环状，卡瓦壳体3上设置有多个通孔，所述套管头本体13下端面设有与卡瓦壳体3上的通孔相配合的螺纹孔，所述套管头本体13与卡瓦壳体3之间通过压紧螺栓4连接，所述卡瓦壳体3的内侧面为台阶式楔形，卡瓦牙5的外侧为与卡瓦壳体3内侧相配的台阶式楔形。该倒卡瓦悬挂器采用的是WD型结构，通过调节压紧螺栓4可以压紧卡瓦壳体3，卡瓦壳体3与卡瓦牙5楔形配合，卡瓦壳体上移压缩卡瓦牙向内收缩变形从而抱紧表层套管2。这样的结构设计可以最大程度的保证悬挂器对表层套管2的悬挂能力，作业安全系数大大提高。

为了保证倒卡瓦悬挂器与套管头本体连接的稳定性，所述卡瓦壳体3上设置有8个通孔，所述套管头本体13下端面设有与卡瓦壳体3上的通孔相配合的8个螺纹孔，所述套管头本体13与卡瓦壳体3之间通过8个所述压紧螺栓4连接。

为了保证表层套管与套管头本体之间的密封性，在表层套管与套管头本体之间设置表层套管密封单元，所述表层套管密封单元包括：表层套管注脂阀6、表层套管泄放螺塞7、多个表层套管接箍二次密封圈8、表层套管接箍9；所述表层套管接箍9为圆环状，套设于接近所述倒卡瓦悬挂器一端的所述表层套管2的外壁上，所述多个表层套管接箍二次密封圈8套设于所述表层套管接箍9的外部，所述套管头本体13套设于所述多个表层套管接箍二次密封圈8外部；所述套管头本体13的侧壁上设置有与所述多个表层套管接箍二次密封圈8连通的第一通孔组和第二通孔组，所述第一通孔组和所述第二通孔组相对设置，所述第一通孔组的每个通孔内设置有表层套管注脂阀6，所述第二通孔组的每个通孔内部设置有表层套管泄放螺塞7。

为了保证表层套管的密封性，所述表层套管接箍二次密封圈8为2个，所述第一通孔组和所述第二通孔组的通孔数均为2个。

为了保证技术套管与套管头本体之间的密封性，在技术套管与套管头本体之间设置技术套管密封单元，技术套管密封单元包括：技术套管注脂阀10、技术套管泄放螺塞11、多个技术套管二次密封圈12；所述多个技术套管二次密封圈12均设置于所述技术套管1的外壁与所述套管头本体13的内壁之间；所述套管头本体13的侧壁上设置有与所述多个技术套管二次密封圈12连通的第三通孔组和第四通孔组，所述第三通孔组和所述第四通孔组相对设置，所述第一通孔组的每个通孔内设置有技术套管注脂阀，所述第二通孔组的每个通孔内部设置有技术套管泄放螺塞。

为了保证技术套管的密封性，所述技术套管二次密封圈8为2个，所述第三通孔组和所述第四通孔组的通孔数均为2个。

本使用新型提供的石油修井作业套管头通过技术套管二次密封圈12和表层套管接箍二次密封圈8对技术套管1和表层套管2进行密封，技术套管二次密封圈和表层套管接箍二次密封圈均采用HNBR高饱和氢化丁晴橡胶材质，在套管头本体到位的时候，可以用密封脂注塑枪通过技术套管注脂阀和表层套管注脂阀向技术套管二次密封圈和表层套管接箍二次密封圈的环形空间内打入EM08密封脂，射入各密封圈内的EM08密封脂使各二次密封圈膨胀抱紧套管外壁从而达到密封的效果，经检测此种密封结构密封系数极高，可以保证试压35MPa压力15min无泄漏，符合国家标准GB/T22513-2008《石油天然气工业钻井和采油设备 井口装置和采油树》的要求。套管头本体13采用符合GB/T22513-2008中75K材料制造，并按GB/T22513-2008规定进行了有关液压强度试验，工作安全可靠。

本新型石油修井作业套管头结构简单、操作方便，没有冗杂多余的部件，结构清晰一目了然，即使对于现场操作经验不是很丰富的作业人员看到图纸后结合说明书也基本能够独立完成安装操作，采用这种结构设计避免了结构复杂而导致现场操作人员错误操作给作业造成损失。

在安装本石油修井作业套管头之前要先卸掉原有出现问题的套管头，露出表层套管2和技术套管1，其中表层套管2露出地表200mm左右，技术套管1露出地表360mm左右，将技术套管和水平套管顶端水平锯齐，同时打磨掉棱角和毛刺。将本石油修井作业套管头的倒卡瓦悬挂器和套管头本体13用压紧螺栓4连接好后保持水平缓慢的坐落在两个套管上面，旋紧8根压紧螺栓4，使倒卡瓦悬挂器抱紧表层套管2。卸下两个表层套管注脂阀6上面的螺帽接上密封脂注塑枪，向表层套管接箍二次密封圈8内部环形空间打入EM08密封脂，通过充填密封脂迫使二次密封圈膨胀压缩表层套管2实现密封表层套管2的环形空间。另外在两个表层套管注脂阀6的水平对向位置设置有两个表层套管泄放螺塞7，它的作用是在密封圈内充填密封脂的时候拧开泄放螺塞7，发现有密封脂从泄放螺塞7中流出时说明密封脂已经充填到位。同样道理，技术套管注脂阀10、技术套管泄放螺塞11、技术套管二次密封圈12用来密封技术套管1。样机测试结果表明，本石油修井作业套管头的密封组件的压力试验结果符合GB/T22513-2008《石油天然气工业钻井和采油设备井口装置和采油树》国家标准，在35MPa压力下密封15min无任何可见泄漏。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种石油修井作业套管头，其特征在于，包括：技术套管(1)、表层套管(2)、倒卡瓦悬挂器、套管头本体(13)、表层套管密封单元、技术套管密封单元；

所述表层套管(2)套设在所述技术套管(1)的外部组成套管组件，所述套管头本体(13)套设在套管组件的一端，所述倒卡瓦悬挂器套设在套管组件外部，所述倒卡瓦悬挂器与所述套管头本体(13)通过螺钉连接；

所述技术套管(1)与所述套管头本体(13)之间设置有技术套管密封单元；所述表层套管(2)与所述套管头本体(13)之间设置有表层套管密封单元。

2.如权利要求1所述的石油修井作业套管头，其特征在于，所述套管头本体(13)的一端设置有空腔，所述空腔内部设置有内螺纹(14)。

3.如权利要求1所述的石油修井作业套管头，其特征在于，所述倒卡瓦悬挂器由卡瓦壳体(3)、压紧螺栓(4)、卡瓦牙(5)构成，所述卡瓦壳体(3)为圆环状，卡瓦壳体(3)上设置有多个通孔，所述套管头本体(13)下端面设有与卡瓦壳体(3)上的通孔相配合的螺纹孔，所述套管头本体(13)与卡瓦壳体(3)之间通过压紧螺栓(4)连接，所述卡瓦壳体(3)的内侧面为台阶式楔形，卡瓦牙(5)的外侧为与卡瓦壳体(3)内侧相配的台阶式楔形。

4.如权利要求3所述的石油修井作业套管头，其特征在于，所述卡瓦壳体(3)上设置有8个通孔，所述套管头本体(13)下端面设有与卡瓦壳体(3)上的通孔相配合的8个螺纹孔，所述套管头本体(13)与卡瓦壳体(3)之间通过8个所述压紧螺栓(4)连接。

5.如权利要求1至4任意一项所述的石油修井作业套管头，其特征在于，所述表层套管密封单元包括：表层套管注脂阀(6)、表层套管泄放螺塞(7)、多个表层套管接箍二次密封圈(8)、表层套管接箍(9)；

所述表层套管接箍(9)为圆环状，套设于接近所述倒卡瓦悬挂器一端的所述表层套管(2)的外壁上，所述多个表层套管接箍二次密封圈(8)套设于所述表层套管接箍(9)的外部，所述套管头本体(13)套设于所述多个表层套管接箍二次密封圈(8)外部；

所述套管头本体(13)的侧壁上设置有与所述多个表层套管接箍二次密封圈(8)连通的第一通孔组和第二通孔组，所述第一通孔组和所述第二通孔组相对设置，所述第一通孔组的每个通孔内设置有表层套管注脂阀(6)，所述第二通孔组的每个通孔内部设置有表层套管泄放螺塞(7)。

6.如权利要求5所述的石油修井作业套管头，其特征在于，所述表层套管接箍二次密封圈(8)为2个，所述第一通孔组和所述第二通孔组的通孔数均为2个。

7.如权利要求1至4任意一项所述的石油修井作业套管头，其特征在于，所述技术套管密封单元包括：技术套管注脂阀(10)、技术套管泄放螺塞(11)、多个技术套管二次密封圈(12)；

所述多个技术套管二次密封圈(12)均设置于所述技术套管(1)的外壁与所述套管头本体(13)的内壁之间；

所述套管头本体(13)的侧壁上设置有与所述多个技术套管二次密封圈(12)连通的第三通孔组和第四通孔组，所述第三通孔组和所述第四通孔组相对设置，所述第三通孔组的每个通孔内设置有技术套管注脂阀(10)，所述第四通孔组的每个通孔内部设置有技术套管泄放螺塞(11)。

8.如权利要求7所述的石油修井作业套管头，其特征在于，所述技术套管二次密封圈(8)为2个，所述第三通孔组和所述第四通孔组的通孔数均为2个。