CN214303723U - 水平井的完井装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种水平井的完井装置，属于油田采气机械技术领域。装置包括：第一套管，第二套管和转换接头，第一套管位于水平井的直井段、斜井段和第一水平段，第二套管位于水平井的第二水平段，第二水平段位于第一水平段之后，转换接头位于第一水平段与第二水平段之间，且转换接头的第一端连接第一套管，转换接头的第二端连接第二套管，第一套管的直径大于第二套管的直径，第一套管用于下泵，第二套管用于采集煤层气。这样，该装置就能在直径较大的第一套管中下泵，降低使用第一套管进行下泵的难度，从而能将泵下入较深的位置，提高下泵的深度，进而提高泵对水平井排水降压的效率。

Description

水平井的完井装置

技术领域

本申请涉及油田采气机械技术领域，特别涉及一种水平井的完井装置。

背景技术

煤层气是一种以吸附态吸附在煤的微孔隙表面的气体，是煤层本身自生自储式的非常规天然气，其开采方式也不同于常规油气藏开发，煤层气的主要开采方式为钻井开采。目前，水平井已成为煤层气开采的主要适用型钻井，而水平井中的完井装置在开采煤层气的过程中起着重要的作用。

相关技术中，水平井包括直井段、斜井段和水平段三部分；相应的，水平井的完井装置包括三段套管，三段套管分别设置在三个部分的井段，且三段套管依次连接。

由于三段套管需要依次连接，所以三段套管的直径需要设置为相同的；而水平段的套管的直径一般需要是较小的，使得直井段的套管的直径和斜井段的套管的直径也需要设置为较小的，这样就增大了在直井段和斜井段下泵的难度，导致下泵的深度降低，从而降低了泵对水平井排水降压的效率。

发明内容

本申请实施例提供了一种水平井的完井装置，能够提高泵对水平井的排水降压的效率。技术方案如下：

一方面，提供了一种水平井的完井装置，所述装置包括：第一套管，第二套管和转换接头；

所述第一套管位于水平井的直井段、斜井段和第一水平段；

所述第二套管位于所述水平井的第二水平段，所述第二水平段位于所述第一水平段之后；

所述转换接头位于所述第一水平段与所述第二水平段之间，且所述转换接头的第一端连接所述第一套管，所述转换接头的第二端连接所述第二套管；

所述第一套管的直径大于所述第二套管的直径；

所述第一套管用于下泵，所述第二套管用于采集煤层气。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括表层套管，所述表层套管位于所述第一套管的上方，用于悬挂所述第一套管。

在一种可能的实现方式中，所述表层套管的直径大于所述第一套管的直径，用于所述第一套管穿过所述表层套管进入所述水平井的直井段。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括分级箍，所述分级箍位于所述斜井段的上端，用于对所述直井段进行固井。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括封隔器，所述封隔器位于所述斜井段的上端，且位于所述分级箍的下端，用于对所述直井段进行固井。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括可捞式堵塞器，所述可捞式堵塞器位于所述斜井段的上端，且位于所述封隔器的下端，用于对所述直井段进行固井。

在一种可能的实现方式中，所述转换接头的第一端设有第一公扣接头；

所述第一套管的一端设有与所述第一公扣接头匹配的第一母扣接头；

所述转换接头与所述第一套管通过所述第一公扣接头和所述第一母扣接头连接。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括第一密封圈，所述第一母扣接头的内部设有第一密封凹槽，所述第一密封凹槽用于放置所述第一密封圈。

在一种可能的实现方式中，所述转换接头的第二端设有第二公扣接头；

所述第二套管的一端设有与所述第二公扣接头匹配的第二母扣接头；

所述转换接头与所述第二套管通过所述第二公扣接头和所述第二母扣接头连接。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括第二密封圈，所述第二母扣接头的内部设有第二密封凹槽，所述第二密封凹槽用于放置所述第二密封圈。

本申请实施例提供的有益效果至少包括：

在本申请实施例中，通过使用转换接头，实现了直径不同的第一套管和第二套管的连接，且第一套管的直径大于第二套管的直径。这样就能够在直径较大的第一套管中下泵，降低了使用第一套管进行下泵的难度，从而能够将泵下入较深的位置，提高了下泵的深度，进而提高了泵对水平井排水降压的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的一种水平井的完井装置的整体结构示意图；

图2是本申请实施例提供的另一种水平井的完井装置的整体结构示意图。

图中附图标记分别表示：

1-第一套管；

101-第一母扣接头；

2-第二套管；

201-第二母扣接头；

3-转换接头；

301-第一公扣接头；

302-第二公扣接头；

4-表层套管；

5-分级箍；

6-封隔器；

7-可捞式堵塞器。

8-第一密封圈；

9-第二密封圈。

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，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任意变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

本申请实施例提供了一种水平井的完井装置，参见图1，该装置包括：第一套管1，第二套管2和转换接头3，第一套管1位于水平井的直井段、斜井段和第一水平段。第二套管2位于水平井的第二水平段，第二水平段位于第一水平段之后。转换接头3位于第一水平段与第二水平段之间，且转换接头3的第一端连接第一套管1，转换接头3的第二端连接第二套管2。第一套管1的直径大于第二套管2的直径。第一套管1用于下泵，第二套管2用于采集煤层气。

在本申请实施例中，通过使用转换接头3，实现了直径不同的第一套管1和第二套管2的连接，且第一套管1的直径大于第二套管2的直径。这样就能够在直径较大的第一套管1中下泵，降低了使用第一套管1进行下泵的难度，从而能够将泵下入较深的位置，提高了下泵的深度，进而提高了泵对水平井排水降压的效率。

第一套管1的介绍：参见图2，第一套管1为中空的管体，位于水平井的直井段、斜井段和第一水平段。

其中，位于直井段的第一套管1和位于第一水平段的第一套管1为直筒结构，位于斜井段的第一套管1为弧形结构。

在本申请实施例中，通过将斜井段的第一套管1设为弧形结构，便于实现直井段的第一套管1与第一水平段的第一套管1的连接过渡，且有效降低了斜井段的井斜，有利于在第一套管1内进行下泵。

其中，斜井段的第一套管1的弧度可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不做具体限定。

继续参见图2，转换接头3的第一端连接第一套管1。其中，转换接头3的第一端设有第一公扣接头301，第一套管1的一端设有与第一公扣接头301匹配的第一母扣接头101，转换接头3与第一套管1通过第一公扣接头301和第一母扣接头101连接。

在一种可能的实现方式中，第一套管1的第一母扣接头101的内部设有与第一公扣接头301相匹配的内螺纹，第一母扣接头101能够通过该内螺纹使第一公扣接头301旋进其内部。

其中，第一母扣接头101的内螺纹为矩形螺纹、三角形螺纹和梯形螺纹等螺纹中的一种。

其中，第一母扣接头101的内螺纹的长度可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不作具体限定。

继续参见图2，装置还包括第一密封圈8，第一母扣接头101的内部设有第一密封凹槽，第一密封凹槽用于放置第一密封圈8，以保证第一母扣接头101与第一公扣接头301连接的密封性。

其中，第一密封圈8的内径与第一密封凹槽的外径匹配，第一密封圈8的外径与第一母扣接头101的内部的内螺纹的内径匹配，使第一密封圈8能够置于第一母扣接头101的内部的第一密封凹槽内。

其中，第一密封圈8的厚度可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不作具体限定。

在一种可能的实现方式中，第一套管1的直径大于第二套管2的直径，且与转换接头3的第一端的尺寸相匹配。

其中，第一套管1的直径可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不作具体限定。例如，第一套管1的直径为168.3mm，第二套管2的直径为139.7mm。

其中，第一套管1的长度可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不作具体限定。

继续参加图2，装置还包括表层套管4，表层套管4位于第一套管1的上方，用于悬挂第一套管1。

其中，表层套管4的底部设有套管悬挂器，用于表层套管4与第一套管1 的连接。

其中，表层套管4为中空的管体，表层套管4的直径大于第一套管1的直径，用于第一套管1穿过表层套管4进入水平井的直井段。

其中，表层套管4的直径可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不作具体限定。例如，表层套管4的直径为244.5mm，第一套管1的直径为168.3mm。

在一种可能的实现方式中，表层套管4位于一开井眼内的内部，一开井眼为钻头从地表钻至基岩层所形成的井筒通道。

其中，一开井眼的直径大于表层套管4的直径，一开井眼的直径可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不作具体限定；例如，一开井眼的直径为311.0mm，表层套管4的直径为244.5mm。

当使用钻井工具钻一开井眼直至基岩层结束，下入表层套管4，将表层套管 4在井内固定后，再次使用尺寸不同的钻井工具钻至煤气层，下入第一套管1，并使用表层套管4底部的套管悬挂器将第一套管1悬挂，实现表层套管4与第一套管1的连接。

第二套管2的介绍：第二套管2为中空的管柱体，位于水平井的第二水平段，第二水平段为井下煤层段。

继续参见图2，转换接头3的第二端连接第二套管2。转换接头3的第二端设有第二公扣接头302，第二套管2的一端设有与第二公扣接头302匹配的第二母扣接头201，转换接头3与第二套管2通过第二公扣接头302和第二母扣接头 201连接。

在一种可能的实现方式中，第二套管2的第二母扣接头201的内部设有与第二公扣接头302相匹配的内螺纹，第二母扣接头201能够通过该内螺纹使第二公扣接头302旋进其内部。其中，内螺纹为矩形螺纹、三角形螺纹和梯形螺纹等螺纹中的一种。

其中，第二母扣接头201的内螺纹的长度可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不作具体限定。

继续参见图2，装置还包括第二密封圈9，第二母扣接头201的内部设有第二密封凹槽，第二密封凹槽用于放置第二密封圈9，以保证第二母扣接头201与第二公扣接头302连接的密封性。

其中，第二密封圈9的内径与第二密封凹槽的外径匹配，第二密封圈9的外径与第二母扣接头201的内部的内螺纹的内径匹配，使第二密封圈9能够置于第二母扣接头201的内部的第二密封凹槽内。

其中，第二密封圈9的厚度可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不作具体限定。

在一种可能的实现方式中，第二套管2的直径小于第一套管1的直径，且与转换接头3的第二端的尺寸相匹配。

其中，第二套管2的直径可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不作具体限定；例如，第二套管2的直径为139.7mm，第一套管1的直径为168.3mm。

其中，第二套管2的长度可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不作具体限定。

在一种可能的实现方式中，当第二水平段的煤层不需要压裂时，第二套管2 为打孔的套管，即第二套管2为筛管，用于收集不需压裂的煤层的煤层气。

转换接头3的介绍：继续参见图2，转换接头3为中空的筒体，转换接头3 位于第一水平段与第二水平段之间，且转换接头3的第一端连接第一套管1，转换接头3的第二端连接第二套管2。

在本申请实施例中，通过将转换接头3设置在第一水平段与第二水平段之间，这样在水平段使用转换接头3连接第一套管1和第二套管2，降低了使用转换接头3连接第一套管1和第二套管2的难度。

其中，转换接头3的第一端设有第一公扣接头301，第一公扣接头301的外表面设有与第一母扣接头101相匹配的外螺纹，第一公扣接头301通过该外螺纹旋进第一母扣接头101内。

其中，第一公扣接头301的外螺纹为矩形螺纹、三角形螺纹和梯形螺纹等螺纹中的一种。

其中，第一公扣接头301的外螺纹的长度可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不作具体限定。

其中，转换接头3的第二端设有第二公扣接头302，第二公扣接头302的外表面设有与第二母扣接头201相匹配的外螺纹，第二公扣接头302通过该外螺纹旋进第二母扣接头201内。

其中，第二公扣接头302的外螺纹为矩形螺纹、三角形螺纹和梯形螺纹等螺纹中的一种。

其中，第二公扣接头302的外螺纹的长度可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不作具体限定。

其中，转换接头3的第一端的直径与第二端的直径不同，转换接头3的第一端的直径与第一套管1的直径匹配，转换接头3的第二端的直径与第二套管2 的直径匹配，且转换接头3的第一端的直径大于转换接头3的第二端的直径。

其中，转换接头3的第一端的长度可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不作具体限定。

其中，转换接头3的第二端的长度可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不作具体限定。

继续参见图2，装置还包括分级箍5，分级箍5位于斜井段的上端，用于对直井段进行固井。

其中，分级箍5本体为分级注水泥器，本体上设有多个孔，分级箍5的多个孔可以开启和关闭，用于完成注水泥作业，以实现对水平井的固井。

其中，分级箍5通过丝扣连接在第一套管1上，安装在第一套管1的预定位置，即斜井段的上端，以实现对斜井段上方的直井段的固井。

其中，分级箍5的外部设有外螺纹，第一套管1的内部设有有外螺纹匹配的内螺纹，分级箍5与第一套管1通过外螺纹和内螺纹连接。

其中，分级箍5的外径与第一套管1的内径匹配，分级箍5的外径可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不作具体限定。

其中，分级箍5可以为液压式分级箍或机械式分级箍，可操控性强，便于完成对水平井的固井。

其中，分级箍5由可钻性好的橡胶或铝制材料制成，便于固井完成后钻除方便。

继续参见图2，装置还包括封隔器6，封隔器6位于斜井段的上端，且位于分级箍5的下端，用于对直井段进行固井。

其中，封隔器6为中部设有胶皮筒的杆柱，安装在斜井段的上端，且位于分级箍5的下端。当封隔器6工作时，在水力或机械的作用下，封隔器6的胶皮筒能够充液膨胀，使胶皮筒密封分级箍5与第一套管1之间的环形空间，进而封隔直井段的第一套管1与斜井段的第一套管1，使注入井下的水泥仅能到达直井段，实现对直井段固井的目的。

其中，封隔器6的种类可以为自封式封隔器、压缩式封隔器、楔入式封隔器等。

其中，封隔器6的外径与第一套管1的内径匹配，封隔器6的外径可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不作具体限定。

在一种可能的实现方式中，装置还包括可捞式堵塞器7，可捞式堵塞器7位于斜井段的上端，且位于封隔器6的下端，用于对直井段进行固井。

其中，可捞式堵塞器7是包括内筒和外筒的结构，可通过内筒和外筒的配合实现对第一套管1的封堵，封隔直井段的第一套管1与斜井段的第一套管1，使注入井下的水泥仅能到达直井段，实现对直井段固井的目的。

其中，可捞式堵塞器7的外径与第一套管1的内径匹配，可捞式堵塞器7 的外径可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不作具体限定。

在本申请实施例中，在斜井段的上端依次设置了分级箍5、封隔器6和可捞式阻塞器，通过分级箍5、封隔器6和可捞式阻塞器的配合，能够实现对水平井的直井段的第一套管1与斜井段的第一套管1的封隔，进而能够实现对水平井的直井段的固井。

本申请实施例提供的水平井的完井装置的工作原理为：

当安装该水平井的完井装置时，使用钻井工具钻一开井眼直至基岩层结束，然后下入表层套管4，并对表层套管4部分进行固井。然后再次使用尺寸不同的钻井工具钻至煤气层，下入第一套管1，使第一套管1依次分布在水平井的直井段，斜井段和第一水平段，且第一套管1的末端安装有转换接头3，转换接头3 位于第一水平段的末端。在斜井段的上端依次下入可捞式堵塞器7、封隔器6和分级箍5，将可捞式堵塞器7、封隔器6和分级箍5分别固定在斜井段的上端，并利用可捞式堵塞器7、封隔器6和分级箍5对水平井的直井段进行固井。直井段固井完成后，在第二水平段下入第二套管2，第一水平段和第二水平段均位于煤气层，并将第二套管2与第一套管1通过第一水平段末端的转换接头3连接，即完成了水平井的完井装置的安装。

在本申请实施例中，通过使用转换接头3，实现了直径不同的第一套管1和第二套管2的连接，且第一套管1的直径大于第二套管2的直径。这样就能够在直径较大的第一套管1中下泵，降低了使用第一套管1进行下泵的难度，从而能够将泵下入较深的位置，提高了下泵的深度，进而提高了泵对水平井排水降压的效率。

以上仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水平井的完井装置，其特征在于，所述装置包括：第一套管(1)，第二套管(2)和转换接头(3)；

所述第一套管(1)位于水平井的直井段、斜井段和第一水平段；

所述第二套管(2)位于所述水平井的第二水平段，所述第二水平段位于所述第一水平段之后；

所述转换接头(3)位于所述第一水平段与所述第二水平段之间，且所述转换接头(3)的第一端连接所述第一套管(1)，所述转换接头(3)的第二端连接所述第二套管(2)；

所述第一套管(1)的直径大于所述第二套管(2)的直径；

所述第一套管(1)用于下泵，所述第二套管(2)用于采集煤层气。

2.根据权利要求1所述的水平井的完井装置，其特征在于，所述装置还包括表层套管(4)，所述表层套管(4)位于所述第一套管(1)的上方，用于悬挂所述第一套管(1)。

3.根据权利要求2所述的水平井的完井装置，其特征在于，所述表层套管(4)的直径大于所述第一套管(1)的直径，用于所述第一套管(1)穿过所述表层套管(4)进入所述水平井的直井段。

4.根据权利要求1所述的水平井的完井装置，其特征在于，所述装置还包括分级箍(5)，所述分级箍(5)位于所述斜井段的上端，用于对所述直井段进行固井。

5.根据权利要求4所述的水平井的完井装置，其特征在于，所述装置还包括封隔器(6)，所述封隔器(6)位于所述斜井段的上端，且位于所述分级箍(5)的下端，用于对所述直井段进行固井。

6.根据权利要求5所述的水平井的完井装置，其特征在于，所述装置还包括可捞式堵塞器(7)，所述可捞式堵塞器(7)位于所述斜井段的上端，且位于所述封隔器(6)的下端，用于对所述直井段进行固井。

7.根据权利要求1所述的水平井的完井装置，其特征在于，所述转换接头(3)的第一端设有第一公扣接头(301)；

所述第一套管(1)的一端设有与所述第一公扣接头(301)匹配的第一母扣接头(101)；

所述转换接头(3)与所述第一套管(1)通过所述第一公扣接头(301)和所述第一母扣接头(101)连接。

8.根据权利要求7所述的水平井的完井装置，其特征在于，所述装置还包括第一密封圈(8)，所述第一母扣接头(101)的内部设有第一密封凹槽，所述第一密封凹槽用于放置所述第一密封圈(8)。

9.根据权利要求1所述的水平井的完井装置，其特征在于，所述转换接头(3)的第二端设有第二公扣接头(302)；

所述第二套管(2)的一端设有与所述第二公扣接头(302)匹配的第二母扣接头(201)；

所述转换接头(3)与所述第二套管(2)通过所述第二公扣接头(302)和所述第二母扣接头(201)连接。

10.根据权利要求9所述的水平井的完井装置，其特征在于，所述装置还包括第二密封圈(9)，所述第二母扣接头(201)的内部设有第二密封凹槽，所述第二密封凹槽用于放置所述第二密封圈(9)。

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