套管錨的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種套管錨包括：中心管、套在中心管外且與中心管構(gòu)成軸向滑動密封配合的液缸套、套在中心管外且與液缸套聯(lián)動的上托、以及套裝固定在中心管下部的下托，上、下托之間通過相互鉸鏈的主動錨爪和從動錨爪分別與對應(yīng)的上、下托鉸鏈，主動錨爪和從動錨爪為兩組以上且均布在中心管外的上、下托之間，在中心管上徑向開設(shè)液壓通孔，通孔設(shè)在與液缸套的內(nèi)環(huán)形空腔對應(yīng)部位。本實用新型通過在水平井段使用套管錨替代水泥古井，改變傳統(tǒng)的水平井固井工藝，使水平井水平段免水泥固井，既可以避免上述的固井作業(yè)難度高，固井質(zhì)量差的問題，又可以節(jié)約成本和簡化施工過程。
【專利說明】套管錨

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及井下作業(yè)專用工具領(lǐng)域的一種套管錨，特別適用于水平油氣井進行完井、固井過程中使用。

【背景技術(shù)】
[0002]井水平段采用水泥固井是國內(nèi)外完井普遍采用的一種完井方式。由于水平井其固有的特點，水平井固井面臨下套管摩阻較大、水泥漿失水量多、大斜度段和水平段套管不居中以及存在巖屑床等因素影響而與直井相比固井成功率低且費用高，長水平段固井作業(yè)難度高，固井質(zhì)量差。當前水平井固井質(zhì)量低下的原因，在重力作用下水平段套管多偏向下井壁，水泥漿在固井的時侯容易將鉆井液從寬間隙處頂替，造成頂替效率在窄間隙處的低下，形成滯留鉆井液，進而造成薄厚不均的水泥環(huán)，在某些地方，甚至沒有水泥環(huán)形成，從而對固井質(zhì)量產(chǎn)生嚴重影響。因此要求水泥漿要有良好的穩(wěn)定性、低濾失性和流變性能。由于水平井的特殊受力條件，泥漿、水泥漿及隔離液所受的重力方向已經(jīng)不再是軸向而是徑向了，為了獲得好的頂替效率及保證水泥漿的膠結(jié)質(zhì)量，需要增大水泥漿的稠度系數(shù)，同時減小水泥漿的流性指數(shù)，控制水泥漿的自由水及失水，保持很好的體系穩(wěn)定性及較高的強度和最好的施工性能。
[0003]現(xiàn)有提高水平井固井質(zhì)量的措施:井眼清潔及泥漿性能調(diào)節(jié)，水平井在造斜段和水平段鉆進時一般采用混油鉆井液，改善井壁和套管壁的潤濕性能。優(yōu)選管串附件和使用套管漂浮技術(shù)可有效改善水平井套管居中情況，從而提高頂替效率。提高所使用的水泥漿體系性能和相關(guān)的固井工具需要被盡快的完善并提高，在這一基礎(chǔ)上，水平井固井工藝才能形成一套高效的技術(shù)，從而將大量儲存的低滲透難動用油藏被更好的開發(fā)利用。但是現(xiàn)有的措施無疑，一方面增加了施工工序，延長作業(yè)周期，加大了完井成本，另一方面增加了入井工具和作業(yè)管串數(shù)量，也加大了作業(yè)風(fēng)險。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供一種套管錨，通過套管錨實現(xiàn)水平井段套管的固定，以解決水平井水平段固井工藝復(fù)雜、固井質(zhì)量差的問題。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]套管錨包括:中心管、套在中心管外且與中心管構(gòu)成軸向滑動密封配合的液缸套、套在中心管外且與液缸套聯(lián)動的上托、以及套裝固定在中心管下部的下托，上、下托之間通過相互鉸鏈的主動錨爪和從動錨爪分別與對應(yīng)的上、下托鉸鏈，主動錨爪和從動錨爪為兩組以上且均布在中心管外的上、下托之間，在中心管上徑向開設(shè)液壓通孔，通孔設(shè)在與液缸套的內(nèi)環(huán)形空腔對應(yīng)部位。
[0007]上述方案還包括:在中心管的上端設(shè)有接箍，液缸套上部固連與中心管滑動密封配合的密封套，液缸套中、下部設(shè)置與中心管外壁滑動配合的O型密封圈，密封套的上部和中心管之間設(shè)有止退機構(gòu)。
[0008]上述方案進一步包括:所述的止退機構(gòu)是由與密封套固連的止退環(huán)和固連在中心管外壁的齒條構(gòu)成，在止退環(huán)外包裹有止退環(huán)帽，止退環(huán)帽通過剪釘固定在中心管外壁，在止退環(huán)帽上行止點處的中心管上固定有防撞環(huán)。
[0009]上托和下托與主動錨爪和從動錨爪、以及主動錨爪和從動錨爪之間均通過銷軸鉸鏈，且主動錨爪和從動錨爪彼此連接端均從連接處向外延長出一段尖端。
[0010]上托與下托圓面上加工有定位擋塊,下托由卡環(huán)固定在中心管上,卡環(huán)外包有卡環(huán)護帽。
[0011]實用新型的優(yōu)點是:節(jié)省了現(xiàn)有技術(shù)中為了提高水平段固井質(zhì)量而采用的各種扶正器，簡化施工工藝，節(jié)約了完井成本。水平井的水平段不使用水泥固井，減少水泥對油層污染，更好地保護油氣層，達成接近理想的生產(chǎn)效能。解決了現(xiàn)有的水平井水平段水泥固井對井眼清潔、水泥漿體系要求比較高的問題。省略了現(xiàn)有技術(shù)為了清除環(huán)空鉆井液及沖刷井壁泥餅，保證固井質(zhì)量，而必須使用前置沖洗隔離液的工藝流程。
[0012]總之，本實用新型通過在水平井段使用套管錨替代水泥古井，改變傳統(tǒng)的水平井固井工藝，使水平井水平段免水泥固井，既可以避免上述的固井作業(yè)難度高，固井質(zhì)量差的問題，又可以節(jié)約成本和簡化施工過程。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為一種套管錨開啟作業(yè)狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意圖(完井作業(yè)后的狀態(tài))。
[0014]圖2為套管錨主、從動錨爪支撐件主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為套管錨主、從動錨爪支撐件俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實施例和附圖對本實用新型的技術(shù)方案做進一步說明。
[0017]實施例1:
[0018]套管錨包括:中心管、套在中心管外且與中心管構(gòu)成軸向滑動密封配合的液缸套、套在中心管外且與液缸套聯(lián)動的上托、以及套裝固定在中心管下部的下托，上、下托之間通過相互鉸鏈的主動錨爪和從動錨爪分別與對應(yīng)的上、下托鉸鏈，主動錨爪和從動錨爪為兩組以上且均布在中心管外的上、下托之間，在中心管上徑向開設(shè)液壓通孔，通孔設(shè)在與液缸套的內(nèi)環(huán)形空腔對應(yīng)部位。
[0019]實施例1是一種簡化方案的實施例。所用過程中需要不斷借助中心管施加液壓力(或者借助外部工具)維持主動錨爪和從動錨爪支撐狀態(tài)，同時液缸套與中心管的密封也需要精度加工。
[0020]實施例2:
[0021]在上述實施例1的基礎(chǔ)上，還包括在中心管的上端設(shè)有接箍，以便與外部工具連接。液缸套上部固連與中心管滑動密封配合的密封套，液缸套中、下部設(shè)置與中心管外壁滑動配合的O型密封圈，可以有效解決因加工精度不足帶來的密封問題。另外密封套的上部和中心管之間設(shè)有止退機構(gòu)很好的實現(xiàn)套管錨的自助獨立座封固定套管。
[0022]優(yōu)化方案的實施例3:
[0023]對照附圖1和2、3，接箍I與中心管2之間采用螺紋連接，中心管2下部設(shè)有下接頭18，通徑與套管相同。銷釘3將防撞環(huán)4固定在中心管2上接近止退環(huán)帽7的位置，防止液缸套在下井過程中被井壁碰撞提前打開。止退環(huán)5通過連接套(也稱密封套)8與液缸套10連接，并與固定在中心管2外壁的齒條(圖中未標出)配合，防止液缸套10倒退。止退環(huán)帽7通過剪釘6固定在中心管2上，用于防護止退環(huán)和輔助止退。液缸套10與中心管2之間安裝有O型密封圈9、11。液缸套10下面設(shè)置上托12、下托15，上托12、下托15與中心管之間有密封圈16進行密封(也可以不密封)。上托12和下托15之間為主動錨爪13和從動錨爪14，主動錨爪13和從動錨爪14及上托12、下托15之間用銷軸(20、21)連接(即鉸鏈)，即主動錨爪13和從動錨爪14各有一端彼此活動連接(即鉸鏈)，另一端分別與上托12和下托13活動鏈接(即鉸鏈)，且彼此連接端均從連接處向外延長出一段尖端，可在錨爪張開后插入地層。上托12與下托15圓面上加工有定位擋塊，22下托15由卡環(huán)22固定在中心管上；卡環(huán)22外通過銷釘23連接卡環(huán)護帽17，卡環(huán)護帽17除了保護卡環(huán)22，防止其脫出同時還起到保護錨爪的作用。
[0024]套管錨的錨爪側(cè)面形狀見圖2和3，錨爪向外延伸插入地層端優(yōu)選做成鋼叉形狀，固定地層更加牢靠。
[0025]施工時將套管錨連接套管串中，該套管錨初始外徑與套管外徑相同，不會對套管下入造成影響。下入到指定位置后，進行泥漿循環(huán)，投球，球到達球座位置，管串中球座直接與套管串聯(lián)，當套管串下到位后，先灌滿泥衆(zhòng)，然后投球，開泵，小排量將球送到球座位置，開始起壓，中心管通過其通孔將壓力傳遞到液缸套的環(huán)形腔呢，達到一定壓力時，液缸套剪斷剪釘，液缸套向下軸向移動，套管錨爪鋼叉開啟并使之插入井壁并實現(xiàn)套管固定。防撞環(huán)控制液缸套移動距離，止退機構(gòu)構(gòu)成自鎖裝置，防止液缸套回退，保證固定效果。建構(gòu)的管串下放到油氣井指定位置，進行泥漿循環(huán)，正常后，向管串內(nèi)投入低密度球，封閉管串的內(nèi)部通道，繼續(xù)地面打壓，慢慢憋壓，首先打到lOMPa、12MPa穩(wěn)壓2min，充分脹封套管錨，其中在12MPa時明顯有壓力波動，表明套管錨已脹封，完成井下水平套管的固定。
【權(quán)利要求】
1.套管錨，其特征是包括:中心管、套在中心管外且與中心管構(gòu)成軸向滑動密封配合的液缸套、套在中心管外且與液缸套聯(lián)動的上托、以及套裝固定在中心管下部的下托，上、下托之間通過相互鉸鏈的主動錨爪和從動錨爪分別與對應(yīng)的上、下托鉸鏈，主動錨爪和從動錨爪為兩組以上且均布在中心管外的上、下托之間，在中心管上徑向開設(shè)液壓通孔，通孔設(shè)在與液缸套的內(nèi)環(huán)形空腔對應(yīng)部位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管錨，其特征是:在中心管的上端設(shè)有接箍，液缸套上部固連與中心管滑動密封配合的密封套，液缸套中、下部設(shè)置與中心管外壁滑動配合的0型密封圈，密封套的上部和中心管之間設(shè)有止退機構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的套管錨，其特征是:所述的止退機構(gòu)是由與密封套固連的止退環(huán)和固連在中心管外壁的齒條構(gòu)成，在止退環(huán)外包裹有止退環(huán)帽，止退環(huán)帽通過剪釘固定在中心管外壁，在止退環(huán)帽上行止點處的中心管上固定有防撞環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的套管錨，其特征是:上托和下托與主動錨爪和從動錨爪、以及主動錨爪和從動錨爪之間均通過銷軸鉸鏈，且主動錨爪和從動錨爪彼此連接端均從連接處向外延長出一段尖端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的套管錨，其特征是:上托與下托圓面上加工有定位擋塊，下托由卡環(huán)固定在中心管上，卡環(huán)外包有卡環(huán)護帽。
【文檔編號】E21B23/01GK204200129SQ201420559104
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月27日
【發(fā)明者】彭志剛, 張磊, 許嬋嬋, 徐鑫, 李國鋒, 董恩博, 鄒曉敏, 趙勇, 馬明新 申請人:中國石油化工集團公司, 中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院