用于管柱組件中釋放水力激蕩的裝置及管柱組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于管柱組件中釋放水力激蕩的裝置，包括上限位塊、連接套管、彈性件、下限位塊、一端與管柱組件的套管連接的上連接件和一端與管柱組件的篩管連接的下連接件，所述上連接件的另一端與上限位塊的一端連接，所述上限位塊的另一端與連接套管的一端連接，所述連接套管的另一端與下限位塊的一端連接，所述下限位塊的另一端與下連接件的另一端連接；所述彈性件設(shè)在連接套管內(nèi)，所述上限位塊上和下限位塊上均設(shè)有與連接套管連通的孔。該裝置能較好地釋放水力激蕩產(chǎn)生的壓力從而使固井作業(yè)可靠性更好。
【專利說明】用于管柱組件中釋放水力激蕩的裝置及管柱組件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種石油固井工具，具體涉及一種用于管柱組件中的釋放水力激蕩的裝置及包括該裝置的管柱組件。

【背景技術(shù)】
[0002]如圖2所示，篩管頂部注水泥一般采用的管柱組件包括篩管11、盲板10、封隔器9、分級(jí)箍8和套管7，所述盲板10設(shè)在篩管11和套管7之間，所述封隔器9和分級(jí)箍8均與套管7連接，封隔器9位于分級(jí)箍8和盲板10之間。將該管柱組件下至設(shè)定井深，通過向套管7注入泥漿，實(shí)現(xiàn)憋壓。通過憋壓，使得套管7內(nèi)先后形成的兩個(gè)不同的壓力，分別將封隔器漲封、分級(jí)箍的孔打開。具體實(shí)施分兩步，首先通過盲板10實(shí)現(xiàn)憋壓，憋壓到套管7的管內(nèi)壓力升高至約9MPa時(shí)，在套管7的管內(nèi)與管外壓差的作用下使封隔器9漲封；再繼續(xù)憋壓到套管7的管內(nèi)壓力升高至18Mpa，在套管7的管內(nèi)與管外壓差的作用下將分級(jí)箍8的剪釘剪斷，實(shí)現(xiàn)分級(jí)箍8開孔。盲板10在管柱組件中的作用有兩個(gè):一是在套管7下放至設(shè)定井深后實(shí)現(xiàn)憋壓；二是在分級(jí)箍8開孔后，阻擋泥漿中的固相、沉沙等進(jìn)入篩管11內(nèi)。
[0003]該管柱組件的關(guān)鍵是封隔器9的順利漲封和分級(jí)箍8的正常開孔及關(guān)孔。由于下套管7過程中必要的提、拉、剎操作，使得盲板10將套管7的管內(nèi)、管外液體隔離開時(shí)產(chǎn)生水力激蕩，水力激蕩形成了瞬時(shí)的水擊壓力、抽吸壓力。且水力激蕩產(chǎn)生的壓力無法釋放。而水力激蕩的壓力會(huì)對(duì)分級(jí)箍8的剪釘產(chǎn)生影響，使分級(jí)箍8的開孔壓力過小甚至剪斷剪釘造成分級(jí)箍8提前開孔，從而使得套管7內(nèi)憋壓時(shí)達(dá)不到預(yù)定的壓力值，造成封隔器9無法漲封，導(dǎo)致固井失敗。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的一個(gè)技術(shù)問題是，提供一種用于管柱組件中釋放水力激蕩的裝置，該裝置能較好地釋放水力激蕩產(chǎn)生的壓力從而使管柱組件在固井作業(yè)時(shí)可靠性更好。
[0005]針對(duì)以上技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種具有以下結(jié)構(gòu)的用于管柱組件中釋放水力激蕩的裝置，包括上限位塊、連接套管、彈性件、下限位塊、與管柱組件的套管連接的上連接件和與管柱組件的篩管連接的下連接件，所述上連接件與上限位塊的一端連接，所述上限位塊的另一端與連接套管一端連接，所述連接套管的另一端與下限位塊的一端連接，所述下限位塊的另一端與下連接件連接；所述彈性件設(shè)在連接套管內(nèi)，所述上限位塊上和下限位塊上均設(shè)有與連接套管連通的孔。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的用于管柱組件中釋放水力激蕩的裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的裝置安裝在原先盲板的安裝位置處，替換掉盲板。在下套管過程中因水力激蕩而產(chǎn)生的水擊壓力、抽吸壓力等經(jīng)由下連接件的孔或上連接件的孔進(jìn)入連接套管并作用在彈性件上，壓力迫使彈性件變形來釋放和/或在水力激蕩的沖擊下迫使彈性件在連接套管內(nèi)來回移動(dòng)來釋放。上限位塊和下限位塊限定了彈性件在連接套管內(nèi)的移動(dòng)范圍。通過本發(fā)明的裝置能較好地釋放因水力激蕩而產(chǎn)生的水擊壓力、抽吸壓力等。由于沒有了水力激蕩的壓力對(duì)分級(jí)箍的剪釘?shù)挠绊?，解決了因水力激蕩而導(dǎo)致分級(jí)箍的開孔壓力過小和分級(jí)箍提前開孔的問題，套管內(nèi)憋壓能達(dá)到預(yù)設(shè)壓力，解決了封隔器無法順利漲封的問題，從而使固井作業(yè)可靠性更好。
[0007]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述上連接件為第一套管接箍，所述第一套管接箍的一端與套管螺接，所述第一套管接箍的另一端與上限位塊的一端密封連接。套管接箍為現(xiàn)有成熟的連接件，連接可靠且能減少成本。第一套管接箍的另一端與上限位塊的一端密封連接使得水力激蕩產(chǎn)生的壓力由彈性體來釋放，減少水力激蕩對(duì)套管外的固相、沉沙等的影響。
[0008]作為本發(fā)明的另一種改進(jìn)，所述上限位塊朝向連接套管的一側(cè)設(shè)有第一凸臺(tái)，所述第一凸臺(tái)的中部設(shè)有與連接套管連通的通孔。彈性件壓在第一凸臺(tái)上時(shí)兩者形成一個(gè)密封結(jié)構(gòu)，最大地減少水力激蕩對(duì)分級(jí)箍和封隔器的影響。
[0009]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，所述連接套管為短節(jié)。短節(jié)是管道連接中常用的一種配件，容易得到從而可降低本發(fā)明裝置的設(shè)計(jì)和加工等成本。
[0010]作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選，所述連接套管的長度為40?100cm。彈性體在這個(gè)長度的連接套管內(nèi)移動(dòng)可較好地釋放水力激蕩產(chǎn)生的壓力，而且由于長度適中，在降低成本的同時(shí)也方便本發(fā)明的裝置與篩管等的連接。
[0011]作為本發(fā)明的還有一種改進(jìn)，所述彈性件為橡膠膠塞，所述橡膠膠塞與連接套管過盈配合。橡膠膠塞具有較好的耐磨、抗壓性能，而且密度較低，容易在連接套管內(nèi)移動(dòng)從而起到好的釋放水力激蕩的壓力。過盈配合不僅能起到一定的密封作用，而且在水力激蕩壓力較小時(shí)可直接經(jīng)橡膠膠塞釋放壓力，減少橡膠膠塞的磨損。
[0012]作為本發(fā)明的還有一種改進(jìn)，所述下限位塊上與連接套管連通的孔為Y型通孔。Y型通孔在彈性體變形時(shí)與彈性體形成密封面，能起到更好的密封作用，防止泥沙等進(jìn)入篩管。
[0013]作為本發(fā)明的還有一種改進(jìn)，所述彈性件的一端設(shè)有與第一凸臺(tái)形狀相配的凹槽，所述彈性件的另一端設(shè)有與Y型通孔的開口的形狀相配的第二凸臺(tái)。第一凸臺(tái)與彈性體的凹槽形狀相配能起到更好的密封作用。彈性體的凹槽在泥沙進(jìn)入時(shí)可暫時(shí)存儲(chǔ)泥沙，當(dāng)凹槽壓在第一凸臺(tái)時(shí)泥沙被沖出，可減少泥沙對(duì)彈性體的磨損。Y型通孔的開口與第二凸臺(tái)形狀相配能起到更好的密封作用。同時(shí)第二凸臺(tái)能阻擋泥沙進(jìn)入連接套管磨損彈性體。
[0014]作為本發(fā)明的還有一種優(yōu)選，所述下連接件為第二套管接箍，所述第二套管接箍的一端與篩管密封連接，所述第二套管接箍的另一端與下限位塊密封連接。套管接箍為現(xiàn)有成熟的連接件，連接可靠且能減少成本。密封連接能減少套管外的固相、沉沙等對(duì)篩管的影響。
[0015]本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是，提供一種在固井作業(yè)時(shí)減少水力激蕩的壓力從而固井可靠性更好的用于石油固井的管柱組件。
[0016]針對(duì)該另一技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種用于石油固井的管柱組件，該管柱組件包括連接在篩管和套管之間的根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的釋放水力激蕩的裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1所示是本發(fā)明的用于管柱組件中釋放水力激蕩的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2所示是一種現(xiàn)有的管柱組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中所示:1、上連接件，2、上限位塊，2.1、第一凸臺(tái)，2.2、通孔，3、連接套管，4、彈性件，4.1、凹槽，4.2、第二凸臺(tái)，5、下限位塊，5.1、Y型通孔，6、下連接件，7、套管，8、分級(jí)箍，
9、封隔器，10、盲板，11、篩管。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0021]圖1所示為本發(fā)明的一種具體實(shí)施例。在該實(shí)施例中，本發(fā)明的用于管柱組件中釋放水力激蕩的裝置，包括上限位塊2、連接套管3、彈性件4、下限位塊5、一端與套管7連接的上連接件I和一端與篩管11連接的下連接件6，所述上連接件I的另一端與上限位塊2的一端連接，所述上限位塊2的另一端與連接套管3的一端連接，所述連接套管3的另一端與下限位塊5的一端連接，所述下限位塊5的另一端與下連接件6的另一端連接；所述彈性件4設(shè)在連接套管3內(nèi)，所述上限位塊2上和下限位塊5上均設(shè)有與連接套管3連通的孔。
[0022]在本實(shí)施例中，所述上連接件I為第一套管接箍，所述第一套管接箍的一端與套管7螺接，所述第一套管接箍的另一端與上限位塊2的一端密封連接。密封連接可為螺接、卡接或焊接等。
[0023]所述上限位塊2朝向連接套管3的一側(cè)設(shè)有第一凸臺(tái)2.1，所述第一凸臺(tái)2.1的中部設(shè)有與連接套管3連通的通孔2.2。在圖1中，所示第一凸臺(tái)2.1為上大下小的圓臺(tái)。
[0024]所述連接套管3為短節(jié)。
[0025]所述連接套管3的長度為40?100cm。
[0026]在本實(shí)施例中，所述彈性件4為由丁晴橡膠制作而成的橡膠膠塞，所述橡膠膠塞與連接套管3過盈配合。
[0027]所述下限位塊5上與連接套管3連通的孔為Y型通孔5.1。在圖1中，所述Y型通孔5.1為上面的錐形孔與下面的圓形通孔復(fù)合而成的通孔。
[0028]所述彈性件4的一端設(shè)有與第一凸臺(tái)2.1形狀相配的凹槽4.1，所述彈性件4的另一端設(shè)有與Y型通孔5.1的開口的形狀相配的第二凸臺(tái)4.2。在本實(shí)施例中，所述凹槽4.1為碗狀凹槽。所述第二凸臺(tái)4.2是底部為平面的圓錐型凸臺(tái)。
[0029]所述下連接件6為第二套管接箍，所述第二套管接箍的一端與篩管11密封連接，所述第二套管接箍的另一端與下限位塊5密封連接。所述密封連接可為螺紋連接、卡接等。
[0030]在本實(shí)施例中，在下套管的過程中由于環(huán)空即懸于井內(nèi)的管柱四周的空間與套管7內(nèi)的泥漿高度不等形成管內(nèi)和管外之間的壓差。管外壓力推動(dòng)彈性件4向上移動(dòng)，最高至彈性件4抵在上限位塊2時(shí)停止。當(dāng)形成水力激蕩時(shí)，水力激蕩的壓力包括向下的水擊壓力和抽吸壓力。水力激蕩的壓力推動(dòng)膠塞4向下移動(dòng)，最低至彈性件4抵在下限位塊5上時(shí)停止，達(dá)到釋放套管7內(nèi)水力激蕩的目的。當(dāng)井內(nèi)的泥漿比重比較高、下套速度較快時(shí)，產(chǎn)生的水力激蕩的壓力比較大。這時(shí)可以通過選用較長的連接套管3或可調(diào)節(jié)彈性件4的行程的連接套管3來達(dá)到更好地釋放水力激蕩的目的。所述調(diào)節(jié)彈性件4的行程的連接套管3包括采用具有一定伸縮性能的連接套管3，如，多段有重疊的套管連接形成的連接套管3 ;或通過上限位塊2和/或下限位塊5的上下移動(dòng)來調(diào)整彈性件4的行程。
[0031]本發(fā)明的另一方面是，提供一種用于石油固井的管柱組件，該管柱組件包括連接在篩管11和套管7之間的根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的釋放水力激蕩的裝置。該管柱組件在固井作業(yè)時(shí)減少水力激蕩的壓力從而固井可靠性更好。
[0032]雖然已經(jīng)結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，然而可以理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行各種改進(jìn)或替換。尤其是，只要不存在結(jié)構(gòu)上的沖突，各實(shí)施例中的特征均可相互結(jié)合起來，所形成的組合式特征仍屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明并不局限于文中公開的特定實(shí)施例，而是包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。
【權(quán)利要求】
1.一種用于管柱組件中釋放水力激蕩的裝置，其特征在于，包括上限位塊(2)、連接套管(3)、彈性件(4)、下限位塊(5)、一端與管柱組件中的套管(7)連接的上連接件(I)和一端與管柱組件中的篩管(11)連接的下連接件出)，所述上連接件(I)的另一端與上限位塊(2)的一端連接，所述上限位塊(2)的另一端與連接套管(3)的一端連接，所述連接套管(3)的另一端與下限位塊(5)的一端連接，所述下限位塊(5)的另一端與下連接件(6)的另一端連接；所述彈性件⑷設(shè)在連接套管⑶內(nèi)，所述上限位塊⑵上和下限位塊(5)上均設(shè)有與連接套管(3)連通的孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于管柱組件中釋放水力激蕩的裝置，其特征在于，所述上連接件(I)為第一套管接箍，所述第一套管接箍的一端與套管(7)螺接，所述第一套管接箍的另一端與上限位塊(2)的一端密封連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于管柱組件中釋放水力激蕩的裝置，其特征在于，所述上限位塊(2)朝向連接套管(3)的一側(cè)設(shè)有第一凸臺(tái)(2.1)，所述第一凸臺(tái)(2.1)的中部設(shè)有與連接套管(3)連通的通孔(2.2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于管柱組件中釋放水力激蕩的裝置，其特征在于，所述連接套管(3)為短節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于管柱組件中釋放水力激蕩的裝置，其特征在于，所述連接套管⑶的長度為40?100cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任何一項(xiàng)所述的用于管柱組件中釋放水力激蕩的裝置，其特征在于，所述彈性件(4)為橡膠膠塞，所述橡膠膠塞與連接套管(3)過盈配合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于管柱組件中釋放水力激蕩的裝置，其特征在于，所述下限位塊(5)上與連接套管(3)連通的孔為Y型通孔(5.1)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于管柱組件中釋放水力激蕩的裝置，其特征在于，所述彈性件(4)的一端設(shè)有與第一凸臺(tái)(2.1)形狀相配的凹槽(4.1)，所述彈性件(4)的另一端設(shè)有與Y型通孔(5.1)的開口的形狀相配的第二凸臺(tái)(4.2)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于管柱組件中釋放水力激蕩的裝置，其特征在于，所述下連接件￠)為第二套管接箍，所述第二套管接箍的一端與篩管(11)密封連接，所述第二套管接箍的另一端與下限位塊(5)密封連接。
10.一種用于石油固井的管柱組件，包括連接在篩管(11)和套管(7)之間的根據(jù)權(quán)利要求I到9中任一項(xiàng)所述的釋放水力激蕩的裝置。
【文檔編號(hào)】E21B33/13GK104153737SQ201310176085
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2013年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月14日
【發(fā)明者】杜鵬德, 鄭曉志, 阮臣良, 高原, 姜向東, 郭朝輝 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院