CN207144902U - 一种用于井下套管重叠段环形空间的密封自封塞 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于井下套管重叠段环形空间的密封自封塞，属于石油天然气、地热能干热岩开采装置技术领域，解决套管重叠后填充物沉降速度慢、填充不均匀以及密封能力差的技术问题。解决方案为：自封塞设置于技术套管与表层套管之间，自封塞包括分水器和自封塞本体，分水器为空心管体，分水器侧壁中部设有分水排泄孔，分水器内侧壁上部设有左旋内螺纹，分水器外侧壁下部设有右旋外螺纹；自封塞本体包括自封塞管体，自封塞管体内壁上部与分水器外侧壁下部螺纹连接，自封塞管体外壁的中部和下部分别设置有胶塞座，包覆胶塞座设置有胶塞。本实用新型具备多种井型任意位置处环空自封能力，可广泛用于地热能开采等领域。

Description

一种用于井下套管重叠段环形空间的密封自封塞

技术领域

本实用新型属于石油天然气、地热能干热岩开采装置技术领域，特别涉及一种地热井、干热岩井钻井完井的井下套管重叠段环形空间的密封自封塞。

背景技术

地热与干热岩资源作为一种可再生能源已纳入“十三五”能源规划，如何开发利用好地热能是国家能源产业布局的重要战略之一，有效从地下开采出能够为我们所用的地热资源是行业领域工作者研究的主要课题。

目前砂岩地热井成井结构主要采用二开结构，一开水泥固井，一开与二开重叠的环形空间采用填充介质的成井，上述成井结构存在以下弊端：成井结构简陋，介质填充时间长，填充的介质不易充分填满一开与二开重叠的环形空间，并且难以保证持久密封。

地热井套管重叠完井是钻井完井作业中最常使用的完井方式。由表层套管固井完成后，下入技术套管与表层套管底部重叠一段距离后，原有技术套管下完后大多使用填充泥球、铁粉、水泥等重叠处的介质填充方法，填充密封。从使用填充介质的方式实践中发现主要缺陷有二；其一、填充物沉降速度缓慢，不均匀，且经实践证明多数均有沉降不到重叠部位的情况，填料失败造成无法密封，造成重复劳动；其二，技术套管位置重叠部位无法居中，填充物沉降至重叠部位后无法密封。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，解决现有技术中套管重叠后填充介质的密封方式存在填充物沉降速度缓慢、填充不均匀以及密封能力差的技术问题，提供一种用于井下套管重叠段环形空间的密封自封塞。

本实用新型通过以下技术方案予以实现。

一种用于井下套管重叠段环形空间的密封自封塞，它包括分水器和自封塞本体，其中：所述自封塞设置于技术套管的外部并设置于表层套管的内部；

所述分水器为空心管体，分水器侧壁的中部设置有分水排泄孔，分水器内侧壁上部设置有与钻杆端部相配合的左旋内螺纹，分水器外侧壁下部设置有与自封塞本体上端部相配合的右旋外螺纹；

所述自封塞本体包括自封塞管体，自封塞管体内壁的上部与分水器外侧壁下部螺纹连接，自封塞管体内壁的中部与技术套管外侧壁上部螺纹连接，自封塞管体外壁的中部和下部分别设置有上胶塞座与下胶塞座，包覆所述上胶塞座与下胶塞座分别设置有胶塞，所述胶塞与相应的胶塞座浇铸硫化一体成型，所述胶塞的外壁与表层套管的内壁之间为过盈配合。

进一步地，所述分水器与自封塞本体配合时，分水器裸露部分的长度不小于35mm。

进一步地，所述分水排泄孔沿分水器侧壁均匀设置有四个，所述分水排泄孔的直径为Φ26mm。

进一步地，所述自封塞管体内壁上部的内螺纹与上胶塞座之间的距离50cm，上胶塞座与下胶塞座之间的距离为35cm。

进一步地，所述上胶塞座与下胶塞座的厚度均不大于3cm，宽度均为12cm。

进一步地，所述胶塞的外壁设有下小上大的多级台阶，胶塞的台阶深度为2.5cm，宽度为2.5cm。

进一步地，所述胶塞的材质为丁晴橡胶或抗硫橡胶。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。

1、本实用新型提供的一种用于井下套管重叠段环形空间的密封自封塞，具备应用在超深井、定向井、水平井、高温高压井等多种井型的环空封闭能力，可以广泛用于地热井、干热岩、油气井、开采领域，分水器可在技术套管下入过程中实现及时排泄泥浆至井筒内，以保持技术套管在通过外套管过程中井筒内压差平衡，杜绝了外套管因缺少泥浆继而内外压差不平衡导致套管收缩变形的事故几率；胶塞使不同直径的套管井下重合位置自动封闭，且可承高压并永久性封闭。

2、本实用新型中胶塞座单体与胶塞浇铸硫化一体成型，具有耐高温又有韧性的特点，胶塞下井过程中不受剪切力的伤害，可以承受较大工作压差。胶塞采用丁晴橡胶或抗硫橡胶浇筑而成，具备超深井的高温高压作业技术指标。为保证胶塞长期使用不受腐蚀影响，针对地区地质条件矿化度腐蚀程度的不同，可优选增加或减少胶塞数量，使胶塞寿命高于表层套管的寿命。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为分水器整体结构示意图。

图3为本实用新型处于使用状态时整体结构剖视示意图。

图中，11为内螺纹，12为分水排泄孔，13为外螺纹，21为自封塞管体，22为上胶塞座，23为下胶塞座，24为胶塞，3为技术套管，4为表层套管。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做详细说明：本实施例是以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下面的实施例。

如图1至图3所示，本实施例中的一种用于井下套管重叠段环形空间的密封自封塞，它包括分水器和自封塞本体，其中：所述自封塞设置于技术套管3的外部并设置于表层套管4的内部；

所述分水器为空心管体，分水器侧壁的中部设置有分水排泄孔12，分水器内侧壁上部设置有与钻杆端部相配合的左旋内螺纹11，分水器外侧壁下部设置有与自封塞本体上端部相配合的右旋外螺纹13；

所述自封塞本体包括自封塞管体21，自封塞管体21内壁的上部与分水器外侧壁下部螺纹连接，自封塞管体21内壁的中部与技术套管3外侧壁上部螺纹连接，自封塞管体21外壁的中部和下部分别设置有上胶塞座22与下胶塞座23，包覆所述上胶塞座22与下胶塞座23分别设置有胶塞24，所述胶塞24与相应的胶塞座浇铸硫化一体成型，所述胶塞24的外壁与表层套管4的内壁之间为过盈配合。

进一步地，所述分水器与自封塞本体配合时，分水器裸露部分的长度不小于35mm。

进一步地，所述分水排泄孔12沿分水器侧壁均匀设置有四个，所述分水排泄孔12的直径为Φ26mm。

进一步地，所述自封塞管体21内壁上部的内螺纹与上胶塞座22之间的距离50cm，上胶塞座22与下胶塞座23之间的距离为35cm。

进一步地，所述上胶塞座22与下胶塞座23的厚度均不大于3cm，宽度均为12cm。

进一步地，所述胶塞24的外壁设有下小上大的多级台阶，胶塞24的台阶深度为2.5cm，宽度为2.5cm。

进一步地，所述胶塞24的材质为丁晴橡胶或抗硫橡胶。

本实用新型的使用过程如下：

首先，采用勘探设备寻找地热能丰富的地域，采用钻井设备在选取的地域上开设一开钻井，一开钻井下入表层套管4，水泥固井之后二开钻头自表层套管4进入钻进并钻至本井预计井底深度；然后，将分水器与自封塞本体连接，并将自封塞安装于准备下井的技术套管3的上端部；最后，技术套管3携带自封塞进入表层套管4中，经技术套管3底部接触井底后停止下行运动，胶塞24与表层套管4内壁过盈配合，使不同直径的技术套管3在井下任意重合位置处自动封闭，分水器在技术套管3下入过程中通过分水排泄孔12实现及时排泄泥浆至表层套管4内，以保持技术套管3在通过表层套管4过程中井筒内压差平衡，杜绝了表层套管4因缺少泥浆继而内外压差不平衡导致套管收缩变形的事故几率。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种用于井下套管重叠段环形空间的密封自封塞，它包括分水器和自封塞本体，其特征在于：所述自封塞设置于技术套管（3）的外部并设置于表层套管（4）的内部；

所述分水器为空心管体，分水器侧壁的中部设置有分水排泄孔（12），分水器内侧壁上部设置有与钻杆端部相配合的左旋内螺纹（11），分水器外侧壁下部设置有与自封塞本体上端部相配合的右旋外螺纹（13）；

所述自封塞本体包括自封塞管体（21），自封塞管体（21）内壁的上部与分水器外侧壁下部螺纹连接，自封塞管体（21）内壁的中部与技术套管（3）外侧壁上部螺纹连接，自封塞管体（21）外壁的中部和下部分别设置有上胶塞座（22）与下胶塞座（23），包覆所述上胶塞座（22）与下胶塞座（23）分别设置有胶塞（24），所述胶塞（24）与相应的胶塞座浇铸硫化一体成型，所述胶塞（24）的外壁与表层套管（4）的内壁之间为过盈配合。

2.根据权利要求1所述的一种用于井下套管重叠段环形空间的密封自封塞，其特征在于：所述分水器与自封塞本体配合时，分水器裸露部分的长度不小于35mm。

3.根据权利要求1所述的一种用于井下套管重叠段环形空间的密封自封塞，其特征在于：所述分水排泄孔（12）沿分水器侧壁均匀设置有四个，所述分水排泄孔（12）的直径为Φ26mm。

4.根据权利要求1所述的一种用于井下套管重叠段环形空间的密封自封塞，其特征在于：所述自封塞管体（21）内壁上部的内螺纹与上胶塞座（22）之间的距离50cm，上胶塞座（22）与下胶塞座（23）之间的距离为35cm。

5.根据权利要求1或4任一所述的一种用于井下套管重叠段环形空间的密封自封塞，其特征在于：所述上胶塞座（22）与下胶塞座（23）的厚度均不大于3cm，宽度均为12cm。

6.根据权利要求1或4任一所述的一种用于井下套管重叠段环形空间的密封自封塞，其特征在于：所述胶塞（24）的外壁设有下小上大的多级台阶，胶塞（24）的台阶深度为2.5cm，宽度为2.5cm。

7.根据权利要求6所述的一种用于井下套管重叠段环形空间的密封自封塞，其特征在于：所述胶塞（24）的材质为丁晴橡胶或抗硫橡胶。