專利名稱：具有可控斷開部件的連接裝置及其篩管連接頭與篩管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種連接裝置，特別涉及一種在石油、天然氣開采過程中，通過減少井下地層砂對篩管的阻力使篩管易于拔出的，具有可控斷開部件的連接裝置；本實(shí)用新型還涉及具有該連接裝置的篩管連環(huán)接頭和篩管，屬于石油、天然氣開采技術(shù)設(shè)備領(lǐng)域。
傳統(tǒng)的篩管連接方法為篩管之間通過連接螺紋進(jìn)行剛性連接。在拔出被地層砂埋住的篩管時，必須克服所有埋入段的上提阻力(包括靜摩擦力和變徑處剪切破壞砂環(huán)所需要的力等)，埋入段越長，上提阻力越大。當(dāng)上提阻力超過鉆機(jī)或修井機(jī)的上提能力，或超過管柱絲扣連接強(qiáng)度時，要拔出篩管就十分困難。
本實(shí)用新型采用一種使篩管易拔出的方法，通過在防砂篩管的任意部位設(shè)置一個或以上的可控斷開部件，當(dāng)上提阻力過大時，該部件依次斷開，篩管外部的地層砂從斷口處漏入，減小地層砂對篩管拔出的阻力；在斷開處設(shè)活動連接，整個篩管串以連接狀態(tài)從井中拔出。該方法通過改變造成篩管拔出阻力增大的地層砂的流向，使拔出篩管的上提阻力被限制在一定的范圍內(nèi)，不會隨著埋入段的長度增加而增大，大大減小了篩管拔出的阻力，使篩管的拔出變得簡單易行；在作業(yè)過程中，撈砂也同時完成，增加工作效率，節(jié)約成本。
本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種具有可控斷開部件的篩管連環(huán)接頭，其具有可控斷開部件和活動連接部件，在上提力作用下，上、下接頭體可斷開但同時保持連接狀態(tài)；與防砂篩管可簡易連接。
本實(shí)用新型的又一目的在于提供一種具有可控斷開部件的篩管，可控斷開部件和活動連接部件，在上提力作用下上、下部篩管可斷開但同時整個篩管串保持連接狀態(tài)，同時篩管外部的地層砂漏入下部篩管內(nèi)，使撈砂也同時完成。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種具有可控斷開部件的連接裝置，該裝置至少包括上單元、下單元、和連接上下單元的可控斷開部件；在上、下單元內(nèi)還分別固設(shè)上梁和下梁，該上梁和下梁通過活動連接方式連接。
該具有可控斷開部件的連接裝置，其上單元和下單元為嵌套連接，可控斷開連接部件為一個或一個以上的連接銷釘或由軸向拉力或剪切力控制斷開的部件；其上單元和下單元為固接，可控斷開連接部件為壁厚小于上下單元外壁厚度的薄壁層；其上單元和下單元為對接，可控斷開連接部件為環(huán)設(shè)上下單元連接部位的破壞層。
活動連接方式為滑動連接或鋼絲繩套連接或鏈接之一或其組合。
上單元內(nèi)還固設(shè)承砂板；承砂板上設(shè)一個以上通孔且覆蓋有多孔過濾材料。下單元頂端上緣還固設(shè)有刮砂緣；該刮砂緣為環(huán)設(shè)或部分環(huán)設(shè)的凸緣。
一種具有可控斷開部件的篩管連接頭，它至少包括上接頭體、下接頭體、和連接上下接頭體的可控斷開部件；在上、下接頭體內(nèi)還分別固設(shè)上梁和下梁，該上梁和下梁通過活動連接部件連接；上接頭體的上部、下接頭體的下部還分別固設(shè)用于與篩管連接的螺紋。
該具有可控斷開部件的篩管連接頭，其上接頭體和下接頭體為嵌套連接，可控斷開部件為一個或一個以上的連接銷釘或由軸向拉力或剪切力控制斷開的部件；其上接頭體和下接頭體為固接，可控斷開部件為壁厚小于上下接頭體外壁厚度的薄壁層；其上接頭體和下接頭體為對接，可控斷開部件為環(huán)設(shè)上下接頭體連接部位的破壞層。
活動連接方式為滑動連接或鋼絲繩套連接或鏈接之一或其組合。
上接頭體內(nèi)還固設(shè)承砂板；承砂板上設(shè)一個以上通孔且覆蓋有多孔過濾材料。下接頭體頂端上緣還固設(shè)有刮砂緣；該刮砂緣為環(huán)設(shè)或部分環(huán)設(shè)的凸緣。
上接頭體的上部用于與篩管連接的螺紋為內(nèi)螺紋、下接頭體的下部用于與篩管連接的螺紋為外螺紋；或上接頭體的上部用于與篩管連接的螺紋為外螺紋、下接頭體的下部用于與篩管連接的螺紋為內(nèi)螺紋。
一種具有可控斷開部件的篩管，它至少包括上部本體、下部本體、和連接上、下部本體的可控斷開部件；在上、下部本體內(nèi)還分別固設(shè)上梁和下梁，該上梁和下梁通過活動連接部件連接；上部本體的上部、下部本體的下部還分別固設(shè)用于與其他篩管連接的螺紋。
該具有可控斷開部件的篩管，上部本體為連接頭、下部本體為篩管或上部本體為篩管、下部本體為連接頭或上部、下部本體均為篩管。
該具有可控斷開部件的篩管，其上部本體和下部本體為嵌套連接，可控斷開部件為一個或一個以上的連接銷釘或由軸向拉力或剪切力控制斷開的部件；其上部本體和下部本體為固接，可控斷開部件為壁厚小于上下部本體外壁厚度的薄壁層；其上部本體和下部本體為對接，可控斷開部件為環(huán)設(shè)上下部本體連接部位的破壞層。
活動連接方式為滑動連接或鋼絲繩套連接或鏈接之一或其組合。
上部本體內(nèi)還固設(shè)承砂板；承砂板上設(shè)一個以上通孔且覆蓋有多孔過濾材料。下部本體頂端上緣還固設(shè)有刮砂緣；該刮砂緣為環(huán)設(shè)或部分環(huán)設(shè)的凸緣。
本實(shí)用新型的具有可控斷開部件的連接裝置，具有可控斷開部件和活動連接部件，它在上提力作用下易斷開但同時保持連接狀態(tài)，適用多種場合。
裝設(shè)該連接裝置的篩管連環(huán)接頭，與防砂篩管簡易連接，在上提力作用下上下接頭體可斷開但同時保持連接狀態(tài)，同時篩管外部的地層砂漏入下部篩管內(nèi)可使拔出篩管的上提阻力限制在一定范圍內(nèi)，減少地層砂對篩管的阻力，使篩管拔出簡單易行；同時拔篩管與撈砂在一次作業(yè)中完成，減小井下作業(yè)量，提高作用效率，降低作業(yè)成本。
具有可控斷開部件的篩管，在上提力作用下上下部篩管可斷開但同時整個篩管串保持連接狀態(tài)，同時篩管外部的地層砂漏入下部篩管內(nèi)，使拔出篩管的上提阻力限制在一定范圍內(nèi)，不會隨著埋入段的長度增加而增大，大大減小拔出篩管時的上提力，使撈砂也同時完成，減少地下工作量，提高作業(yè)效率。
圖6為與圖5縱向垂直的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖5所示結(jié)構(gòu)橫向剖面示意圖；圖8為圖5所示結(jié)構(gòu)脫開狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為與圖8縱向垂直的結(jié)構(gòu)示意圖；


圖10為本實(shí)用新型具有可控斷開部件的篩管一具體結(jié)構(gòu)連接狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖11為本實(shí)用新型之具有可控斷開部件的篩管另一具體結(jié)構(gòu)連接狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖12為本實(shí)用新型之具有可控斷開部件的篩管又一具體結(jié)構(gòu)連接狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖8、9所示，為上述篩管連接頭脫開狀態(tài)時在相互垂直的兩個縱向剖面內(nèi)的示意圖。上接頭體1與下接頭體2在下入井內(nèi)時保持整體結(jié)構(gòu)。而在拔出篩管時，當(dāng)上提力達(dá)到一定的數(shù)值后，連接銷釘6被剪斷，上接頭體1與下接頭體2脫開，連接環(huán)5在上梁3的牽引下沿篩管連環(huán)接頭的軸向滑動至連接環(huán)5與下梁4完全緊密套接，此時上接頭體1與下接頭體2由連接環(huán)5通過上梁3和下梁4連接。繼續(xù)上提篩管串時，連接環(huán)5就起到連接作用，在繼續(xù)上提的過程中，下接頭體2的上端固設(shè)的凸緣即刮砂緣10刮松篩管外壁的地層砂，使其流入下接頭體內(nèi)，減少篩管拔出的阻力。
在上梁3、下梁4分別與連接環(huán)5相接觸的中間段上，都有一個凹入面，保證連接環(huán)5在連接上梁3、下梁4時自動處于居中位置。
如
圖1-4所示，為上述具有可控斷開部件的篩管連接頭的工作原理示意圖?？煽財嚅_部件106(此處為連接銷釘)在上提力達(dá)到某一預(yù)定值時被剪斷，上接頭體與下接頭體脫開，井筒內(nèi)的地層砂通過可控斷開部件106斷開口處進(jìn)入下部篩管內(nèi)，由承砂板擋住，套管11和油管12之間、封隔器14下部的地層砂13沉積在篩管內(nèi)隨篩管10一起帶出，篩管起到撈砂筒的作用。此時篩管10之間通過活動連接部件105(此處為連接環(huán))連接。這樣循環(huán)往復(fù)，繼續(xù)上提，依次剪斷各段篩管之間的可控斷開連接部件即連接銷釘，就能將整個篩管柱順利拔出，并帶出絕大部分進(jìn)入井筒的地層砂。
該連接頭能夠通過連接銷釘6的強(qiáng)度控制上提力的大小，上梁3、下梁4、連接環(huán)5的強(qiáng)度足以承受施工過程中的載荷，連接銷釘6、上梁3、下梁4、連接環(huán)5的材料可根據(jù)使用條件的要求，采用高強(qiáng)度的合金鋼或耐腐蝕的優(yōu)質(zhì)不銹鋼，安全可靠。
如
圖10所示，為本實(shí)用新型之具有可控斷開部件的篩管一具體結(jié)構(gòu)連接狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。該篩管是由上部本體連接頭1A、下部篩管2A、上梁3A、下梁4A、連接環(huán)5A、連接銷釘6A、承砂板7A組成。連接頭1A上端設(shè)有用于與上部的篩管螺接的螺紋8A，下部篩管2A下端設(shè)有用于與下部的篩管螺接的螺紋9A，上連接頭1A和下部篩管2A的連接端互相嵌套連接并通過連接銷釘6A連接為一個整體。上梁3A和下梁4A分別固設(shè)于上連接頭1A和下部篩管2A內(nèi)，且均被置于連接環(huán)5A的長孔內(nèi)，同時與連接環(huán)5A沿該篩管的軸向套接，并可在連接環(huán)5A的長孔內(nèi)滑動。上梁3A和下梁4A與連接環(huán)5A套接的接觸面為凹面，在連接環(huán)5A起連接作用時保證篩管串軸線自動對中。在上連接頭1A的內(nèi)部于上梁3A的上方還固設(shè)有承砂板7A，其作用如實(shí)施例1中所述。
上連接頭1A與下部篩管2A以及它們所連接的其他篩管在下入井內(nèi)時保持整體結(jié)構(gòu)。而在拔出篩管時，當(dāng)上提力達(dá)到一定的數(shù)值后，連接銷釘6A被剪斷，上連接頭1A與下部篩管2A脫開，連接環(huán)5A在上梁3A的牽引下沿篩管連環(huán)接頭的軸向滑動至連接環(huán)5A與下梁4A完全緊密套接，此時上連接頭1A與下連接頭2A由連接環(huán)5A通過上梁3A和下梁4A連接。繼續(xù)上提篩管串時，連接環(huán)5A就起到連接作用，在繼續(xù)上提的過程中，下連接頭2A的上端固設(shè)的凸緣即刮砂緣10A刮松篩管外壁的地層砂，使其流入下接頭體內(nèi)，減少篩管拔出的阻力。
在上梁3A、下梁4A分別與連接環(huán)5A相接觸的中間段上，都有一個凹入面，保證連接環(huán)5A在連接上梁3A、下梁4A時自動處于居中位置。
如
圖1-4所示，為上述具有可控斷開部件的篩管的工作原理示意圖?？煽財嚅_部件106(此處為連接銷釘)在上提力達(dá)到某一預(yù)定值時被剪斷，上接頭體與下部篩管脫開，井筒內(nèi)的地層砂通過可控斷開部件106斷開口處進(jìn)入下部篩管內(nèi)，由承砂板擋住，套管11和油管12之間、封隔器14下部的地層砂13沉積在篩管內(nèi)隨篩管10一起帶出，篩管起到撈砂筒的作用。此時篩管10之間通過活動連接部件105(此處為連接環(huán))連接。這樣循環(huán)往復(fù)，繼續(xù)上提，依次剪斷各段篩管之間的可控斷開連接部件即連接銷釘，就能將整個篩管柱順利拔出，并帶出絕大部分進(jìn)入井筒的地層砂。
上部篩管1B與下連接頭2B以及它們所連接的其他篩管在下入井內(nèi)時保持整體結(jié)構(gòu)。而在拔出篩管時，當(dāng)上提力達(dá)到一定的數(shù)值后，薄壁層6B所在部位被拉斷，上部篩管1B與下連接頭2B脫開，上梁3B沿本篩管的軸向滑動至鋼絲繩套5B完全拉直，此時上部篩管1B與下連接頭2B由鋼絲繩套5B通過上梁3B和下梁4B連接。在繼續(xù)上提篩管時，下連接頭2B的上端固設(shè)的凸緣即刮砂緣刮松篩管外部的地層砂，使其流入下接頭體內(nèi)，減少篩管拔出的阻力。
如
圖1-4所示，為上述具有可控斷開部件的篩管的工作原理示意圖。該可控斷開部件106(此處為薄壁層)在上提力達(dá)到某一預(yù)定值時被剪斷，上部篩管與下接頭體脫開，井筒內(nèi)的地層砂通過可控斷開部件106斷開口處進(jìn)入下部篩管內(nèi)，由承砂板擋住，套管11和油管12之間、封隔器14下部的地層砂13沉積在篩管內(nèi)隨篩管10一起帶出，篩管起到撈砂筒的作用。此時篩管10之間通過活動連接部件105(此處為鋼絲繩套)連接。這樣循環(huán)往復(fù)，繼續(xù)上提，依次剪斷各段篩管之間的可控斷開連接部件即連接銷釘，就能將整個篩管柱順利拔出，并帶出絕大部分進(jìn)入井筒的地層砂。
上部篩管1C與下部篩管2C以及它們所連接的其他篩管在下入井內(nèi)時保持整體結(jié)構(gòu)。而在拔出篩管時，當(dāng)上提力達(dá)到一定的數(shù)值后，連接銷釘6C被剪斷，上部篩管1C與下部篩管2C脫開，連接環(huán)5C在上梁3C的牽引下沿篩管的軸向滑動至連接環(huán)5C與下梁4C完全緊密套接，此時上部篩管1C與下部篩管2C由連接環(huán)5C通過上梁3C和下梁4C連接。繼續(xù)上提篩管串時，連接環(huán)5C就起到連接作用，在繼續(xù)上提的過程中，下部篩管2C的上端固設(shè)的凸緣即刮砂緣10C刮松篩管外壁的地層砂，使其流入下部篩管內(nèi)，減少篩管拔出的阻力。
如
圖1-4所示，為上述具有可控斷開部件的篩管的工作原理示意圖?？煽財嚅_部件106(此處為連接銷釘)在上提力達(dá)到某一預(yù)定值時被剪斷，上部篩管與下部篩管脫開，井筒內(nèi)的地層砂通過可控斷開部件106斷開口處進(jìn)入下部篩管內(nèi)，由承砂板擋住，套管11和油管12之間、封隔器14下部的地層砂13沉積在篩管內(nèi)隨篩管10一起帶出，篩管起到撈砂筒的作用。此時篩管10之間通過活動連接部件105(此處為連接環(huán))連接。這樣循環(huán)往復(fù)，繼續(xù)上提，依次剪斷各段篩管之間的可控斷開連接部件即連接銷釘，就能將整個篩管柱順利拔出，并帶出絕大部分進(jìn)入井筒的地層砂。
最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種具有可控斷開部件的連接裝置，其特征在于該裝置至少包括上單元、下單元、和連接上下單元的可控斷開部件；在上、下單元內(nèi)還分別固設(shè)上梁和下梁，該上梁和下梁通過活動連接方式連接。
2.一種具有可控斷開部件的篩管連接頭，其特征在于它至少包括上接頭體、下接頭體、和連接上下接頭體的可控斷開部件；在上、下接頭體內(nèi)還分別固設(shè)上梁和下梁，該上梁和下梁通過活動連接方式連接；上接頭體的上端、下接頭體的下端還分別固設(shè)用于與篩管連接的螺紋。
3.一種具有可控斷開部件的篩管，其特征在于它至少包括上部本體、下部本體、和連接上、下部本體的可控斷開部件；在上、下部本體內(nèi)還分別固設(shè)上梁和下梁，該上梁和下梁通過活動連接方式連接；上部本體的上端、下部本體的下端還分別固設(shè)用于與其他篩管連接的螺紋。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有可控斷開部件的篩管，其特征在于所述的上部本體為連接頭、下部本體為篩管，或上部本體為篩管、下部本體為連接頭，或上部、下部本體均為篩管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的具有可控斷開部件的連接裝置或篩管連接頭或篩管，其特征在于所述的上單元和下單元或上接頭體和下接頭體或上部本體和下部本體為嵌套連接，且該可控斷開部件為一個或一個以上的連接銷釘或由軸向拉力或剪切力控制斷開的部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的具有可控斷開部件的連接裝置或篩管連接頭或篩管，其特征在于所述的上單元和下單元或上接頭體和下接頭體或上部本體和下部本體為固接，且該可控斷開部件為壁厚小于上、下單元或上、下接頭體或上、下部本體外壁厚度的薄壁層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的具有可控斷開部件的連接裝置或篩管連接頭或篩管，其特征在于所述的上單元和下單元或上接頭體和下接頭體或上部本體和下部本體為對接，且該可控斷開部件為環(huán)設(shè)上、下單元或上、下接頭體或上、下部本體連接部位的破壞層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的具有可控斷開部件的連接裝置或篩管連接頭或篩管，其特征在于所述的活動連接為滑動連接或鋼絲繩套連接或鏈接之一或其組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的具有可控斷開部件的連接裝置或篩管連接頭或篩管，其特征在于所述的上單元或上接頭體或上部本體內(nèi)還固設(shè)承砂板；承砂板上設(shè)一個以上通孔且覆蓋有多孔過濾材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的具有可控斷開部件的連接裝置或篩管連接頭或篩管，其特征在于所述的下單元或下接頭體或下部本體頂端上緣還固設(shè)有刮砂緣；該刮砂緣為環(huán)設(shè)或部分環(huán)設(shè)的凸緣。
專利摘要具有可控斷開部件的連接裝置，至少包括上、下單元、將其連接的可控斷開部件；上、下單元內(nèi)分設(shè)用活動連接方式連接的上、下梁。具有該連接裝置的篩管連接頭，至少包括上、下接頭體、將其連接的可控斷開部件；上、下接頭體內(nèi)分設(shè)用活動連接方式連接的上、下梁；上接頭體上端、下接頭體下端固設(shè)螺紋。具有該連接裝置的篩管，至少包括上、下部本體、將其連接的可控斷開部件；上、下本體內(nèi)分設(shè)用活動連接方式連接的上、下梁；上部本體的上端、下部本體的下端固設(shè)螺紋。在上提力作用下可控斷開部件斷開但篩管串保持連接狀態(tài)，同時篩管外部的地層砂漏入下部篩管內(nèi)，減小拔出篩管的上提阻力，同時篩管帶出地層砂，完成撈砂工作，明顯提高作業(yè)效率。
文檔編號E21B17/02GK2568799SQ0223735
公開日2003年8月27日 申請日期2002年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月25日
發(fā)明者黃春宏, 陳繼初 申請人:北京海能海特石油科技發(fā)展有限公司