油氣井篩管頂部固井完井提拉預(yù)應(yīng)力地錨裝置及應(yīng)用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種油氣井篩管頂部固井完井提拉預(yù)應(yīng)力地錨裝置和應(yīng)用方法。裝置是在中心管外部套裝液缸外套、活塞、推動(dòng)底座、拉桿、錨爪和固定套；在中心管開(kāi)設(shè)數(shù)個(gè)徑向進(jìn)液孔。裝置的應(yīng)用方法包括：向油氣井內(nèi)下入包括固井循環(huán)開(kāi)關(guān)、管外封隔器、油氣井篩管頂部固井完井提拉預(yù)應(yīng)力地錨裝置、盲板、篩管、引鞋組成的完井管串；井口打壓，打開(kāi)油氣井篩管頂部固井完井提拉預(yù)應(yīng)力地錨裝置的錨爪；上提管串，提拉到設(shè)定噸位；繼續(xù)加壓，脹封管外封隔器；繼續(xù)加壓，打開(kāi)固井循環(huán)開(kāi)關(guān)，循環(huán)固井；侯凝結(jié)束后，下鉆頭鉆穿盲板，通井到底，完成作業(yè)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：用在水平井篩管完井工藝中，克服目前篩管完井工藝無(wú)法提拉預(yù)應(yīng)力固井的難題。
【專利說(shuō)明】油氣井篩管頂部固井完井提拉預(yù)應(yīng)力地錨裝置及應(yīng)用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油天然氣行業(yè)鉆井完井【技術(shù)領(lǐng)域】的一種油氣井篩管頂部固井完井提拉預(yù)應(yīng)力地錨裝置和應(yīng)用方法，特別適合熱采水平井篩管頂部注水泥工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]注蒸汽熱采可以有效提高稠油井的產(chǎn)量，但是，因?yàn)榫畠?nèi)注入300°C以上的高溫蒸汽，會(huì)導(dǎo)致井內(nèi)套管伸長(zhǎng)變形，套管上竄冒出井口，使套管和井壁之間的水泥環(huán)受到破壞，嚴(yán)重影響油井的生產(chǎn)壽命。為了解決這個(gè)問(wèn)題，最有效的方法是對(duì)稠油油氣井的套管提拉預(yù)應(yīng)力，先使套管伸長(zhǎng)再固井，抵消注蒸汽后套管的形變。
[0003]目前提拉預(yù)應(yīng)力固井的方法主要有以下兩種:
一、先在井底注入一段水泥，固住一段套管，然后上部套管下入去對(duì)口提拉，或者是使用“雙凝水泥”，下部水泥凝結(jié)快，趁下部凝結(jié)而上部侯凝時(shí)，提拉套管。但是上述方法或者操作難度大，施工成功率低，或者是施工風(fēng)險(xiǎn)大，因此現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用較少。
[0004]二、使用實(shí)心地錨。這種實(shí)心地錨一般使用在管串的最下部，帶有浮箍的部分功能，可以正常固井，固井后通過(guò)碰壓是錨爪張開(kāi)，錨定地層，實(shí)現(xiàn)提拉的目的。這種結(jié)構(gòu)的地錨在套管固井完井工藝中應(yīng)用較多。
[0005]但是目前篩管完井工藝已經(jīng)成為水平井完井的主要工藝，以勝利油田為例，篩管完井已占到全部水平井完井的60%以上。篩管完井工藝同樣面臨著稠油油氣井套管變形的問(wèn)題，而上述提到的兩種提拉預(yù)應(yīng)力的方法，一種已經(jīng)面臨淘汰，另一種實(shí)心地錨一般安放在整個(gè)管串最下部，在固井過(guò)程中完成錨定，但是這種結(jié)構(gòu)的地錨不適合篩管完井工藝。因此，迫切需要一種適合稠油熱采水平井篩管完井工藝的提拉預(yù)應(yīng)力裝置及提拉預(yù)應(yīng)力方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種油氣井篩管頂部固井完井提拉預(yù)應(yīng)力地錨裝置和應(yīng)用方法，以解決稠油熱采水平井篩管完井無(wú)法提拉預(yù)應(yīng)力問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案
首先，油氣井篩管頂部固井完井提拉預(yù)應(yīng)力地錨裝置的技術(shù)方案是:在中心管2外部自上而下依次套裝液缸外套3、活塞5、推動(dòng)底座7、拉桿8、錨爪9和固定套10 ;其中，液缸外套3和固定套10與中心管2固定連接；活塞5置于液缸外套3和在中心管2組成的環(huán)形活塞腔內(nèi)，并與環(huán)形活塞腔形成滑動(dòng)密封配合；在中心管2靠近活塞5頂部的位置上開(kāi)設(shè)數(shù)個(gè)徑向進(jìn)液孔4 ;推動(dòng)底座7與活塞5底部對(duì)接或整體連接，推動(dòng)底座7與下部的拉桿8鉸鏈；拉桿8下部與錨爪9上中部鉸鏈；錨爪9下部鉸鏈在固定套10上。
[0008]上述裝置的方案進(jìn)一步包括:
中心管2上加工有與活塞5配合固定的限位臺(tái)階，中心管2上下端均加工有螺紋接頭。
[0009]推動(dòng)底座7與液缸外套3在初始狀態(tài)時(shí)，由徑向分布的銷釘6固連。[0010]液缸外套3與中心管2之間螺紋連接固定，固定套10通過(guò)下護(hù)帽11與中心管2連接固定，液缸外套3和下護(hù)帽11的端面加工倒角。
[0011]固定套10上沿軸向加工有滑動(dòng)軌道，拉桿8下部與錨爪9被設(shè)置在滑動(dòng)軌道內(nèi)。
[0012]其次本發(fā)明還提供了一種按照前述油氣井篩管頂部固井完井提拉預(yù)應(yīng)力地錨裝置的應(yīng)用方法，包括以下步驟:
(1)、向油氣井內(nèi)下入包括固井循環(huán)開(kāi)關(guān)12、管外封隔器13、油氣井篩管頂部固井完井提拉預(yù)應(yīng)力地錨裝置14、盲板15、篩管16、引鞋17組成的完井管串；
(2)、井口打壓，打開(kāi)油氣井篩管頂部固井完井提拉預(yù)應(yīng)力地錨裝置14的錨爪9;
(3)、上提管串，提拉到設(shè)定噸位；
(4)、繼續(xù)加壓，脹封管外封隔器13；
(5)、繼續(xù)加壓，打開(kāi)固井循環(huán)開(kāi)關(guān)12，循環(huán)固井；
(6)、侯凝結(jié)束后，下鉆頭鉆穿盲板，通井到底，完成作業(yè)。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在:
(I)可以使用在水平井篩管完井工藝中，克服目前篩管完井工藝無(wú)法提拉預(yù)應(yīng)力固井的難題。
[0014](2)可以使用在管串中部，套管和篩管的結(jié)合部位，實(shí)現(xiàn)水平井篩管頂部注水泥的完井工藝。
[0015](3)地錨裝置錨定后，整個(gè)管串內(nèi)徑保持一致，實(shí)現(xiàn)大通徑，不影響后期作業(yè)。
[0016](4)特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使該地錨裝置的膨脹外徑大，滿足特殊地層錨定的需要。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明的一種裝置實(shí)施例原始狀態(tài)示意圖。
[0018]圖2為圖1中的裝置在打開(kāi)狀態(tài)示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明裝置的應(yīng)用方法示意圖。
[0020]圖中:1、上部接箍，2、中心管，3、液缸外套，4、進(jìn)液孔，5、活塞，7、推動(dòng)底座，8、拉桿，9、錨爪，10、固定套，11、下護(hù)帽組，12、固井循環(huán)開(kāi)關(guān)，13、管外封隔器，14、本發(fā)明的裝置，15、盲板,16、篩管，17、引鞋。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合說(shuō)明書附圖1-2對(duì)本發(fā)明的裝置做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0022]實(shí)施例1
該提拉預(yù)應(yīng)力地錨裝置，包括上部接箍1、中心管2、液缸外套3、進(jìn)液孔4、活塞5、銷釘
6、推動(dòng)底座7、拉桿8、錨爪9、固定套10、下護(hù)帽11等，由上部接箍I和下部絲扣連接上下管串；液缸外套3和下護(hù)帽11端面加工倒角，保證下入安全；由液缸外套3、進(jìn)液孔4、活塞5組成推動(dòng)機(jī)構(gòu)，液體由進(jìn)液孔4進(jìn)入液缸，推動(dòng)活塞5動(dòng)作；由拉桿8、錨爪9、固定套10共同組成錨定結(jié)構(gòu)；活塞5動(dòng)作推動(dòng)由拉桿8、錨爪9、固定套10共同組成的錨定結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)錨定功能。
[0023]裝置原始狀態(tài)時(shí)，如圖1所示，由液缸外套3、進(jìn)液孔4、活塞5組成的推動(dòng)機(jī)構(gòu)和由拉桿8、錨爪9、固定套10組成的錨定結(jié)構(gòu)通過(guò)銷釘6聯(lián)接。中心管2上加工有限位臺(tái)階，與活塞5配合，保證活塞5到位后固定，防止推動(dòng)行程過(guò)量導(dǎo)致錨定失敗。
[0024]由拉桿8、錨爪9、固定套10共同組成的錨定結(jié)構(gòu)中，在固定套10上加工滑動(dòng)軌道，保證拉桿8可以由圖1所示的原始狀態(tài)順利動(dòng)作達(dá)到圖2所示的打開(kāi)狀態(tài)。當(dāng)該地錨裝置處于圖2所示的打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，錨爪9插入地層，實(shí)現(xiàn)錨定，拉桿8拉緊錨爪9，防止錨爪錨爪9翻脫，提高錨定效果。
[0025]地錨裝置中心管2內(nèi)徑就是整個(gè)工具的內(nèi)通徑，與整個(gè)管串內(nèi)徑相同，實(shí)現(xiàn)大通徑、空心的目的。
[0026]上述實(shí)施例1給出的是一種典型實(shí)施例，也可以作出如下的簡(jiǎn)化實(shí)施例。
[0027]實(shí)施例2
油氣井篩管頂部固井完井提拉預(yù)應(yīng)力地錨裝置是:在中心管2外部自上而下依次套裝液缸外套3、活塞5、推動(dòng)底座7、拉桿8、錨爪9和固定套10 ;其中，液缸外套3和固定套10與中心管2固定連接；活塞5置于液缸外套3和在中心管2組成的環(huán)形活塞腔內(nèi)，并與環(huán)形活塞腔形成滑動(dòng)密封配合；在中心管2靠近活塞5頂部的位置上開(kāi)設(shè)數(shù)個(gè)徑向進(jìn)液孔4 ;推動(dòng)底座7與活塞5底部對(duì)接或整體連接，推動(dòng)底座7與下部的拉桿8鉸鏈；拉桿8下部與錨爪9上中部鉸鏈；錨爪9下部鉸鏈在固定套10上。
[0028]實(shí)施例3
在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上，上述裝置的方案進(jìn)一步包括:
中心管2上加工有與活塞5配合固定的限位臺(tái)階，中心管2上下端均加工有螺紋接頭。
[0029]實(shí)施例4
在實(shí)施例3或2的基礎(chǔ)上，上述裝置的方案進(jìn)一步包括:
推動(dòng)底座7與液缸外套3在初始狀態(tài)時(shí)，由徑向分布的銷釘6固連。
[0030]實(shí)施例5
在實(shí)施例4的基礎(chǔ)上，上述裝置的方案進(jìn)一步包括:
液缸外套3與中心管2之間螺紋連接固定，固定套10通過(guò)下護(hù)帽11與中心管2連接固定，液缸外套3和下護(hù)帽11的端面加工倒角。
[0031]現(xiàn)結(jié)合說(shuō)明書附圖3，說(shuō)明本發(fā)明應(yīng)用方法在作業(yè)過(guò)程中的實(shí)施步驟:
實(shí)施例6
具體包括:
(1)按設(shè)計(jì)下入完井管串到位，包括固井循環(huán)開(kāi)關(guān)12、管外封隔器13、大通徑空心地錨
14、盲板15、篩管16、引鞋17 ；
(2)井口打壓至設(shè)定壓力，打開(kāi)提拉預(yù)應(yīng)力地錨裝置14；
(3)上提管串，提拉到設(shè)定噸位；
(4)繼續(xù)加壓，脹封管外封隔器13；
(5)繼續(xù)加壓，打開(kāi)固井循環(huán)開(kāi)關(guān)12，循環(huán)，固井；
(6 )侯凝結(jié)束后，下下鉆頭鉆穿盲板，通井到底，完成作業(yè)。
[0032]本發(fā)明的油氣井篩管頂部固井完井提拉預(yù)應(yīng)力地錨裝置及方法使用在管串中部，提拉預(yù)應(yīng)力固井作業(yè)后，整個(gè)完井管串內(nèi)通徑保持一致，不影響后期作業(yè)。
【權(quán)利要求】
1.油氣井篩管頂部固井完井提拉預(yù)應(yīng)力地錨裝置，其特征是:在中心管[2]外部自上而下依次套裝液缸外套[3]、活塞[5]、推動(dòng)底座[7]、拉桿[8]、錨爪[9]和固定套[10];其中，液缸外套[3]和固定套[10]與中心管[2]固定連接；活塞[5]置于液缸外套[3]和在中心管[2]組成的環(huán)形活塞腔內(nèi)，并與環(huán)形活塞腔形成滑動(dòng)密封配合；在中心管[2]靠近活塞[5]頂部的位置上開(kāi)設(shè)數(shù)個(gè)徑向進(jìn)液孔[4];推動(dòng)底座[7]與活塞[5]底部對(duì)接或整體連接，推動(dòng)底座[7]與下部的拉桿[8]鉸鏈；拉桿[8]下部與錨爪[9]上中部鉸鏈；錨爪[9]下部鉸鏈在固定套[10]上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣井篩管頂部固井完井提拉預(yù)應(yīng)力地錨裝置，其特征是:中心管[2]上加工有與活塞[5]配合固定的限位臺(tái)階，中心管[2]上下端均加工有螺紋接頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油氣井篩管頂部固井完井提拉預(yù)應(yīng)力地錨裝置，其特征是:推動(dòng)底座[7]與液缸外套[3]在初始狀態(tài)時(shí)，由徑向分布的銷釘[6]固連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的油氣井篩管頂部固井完井提拉預(yù)應(yīng)力地錨裝置，其特征是:液缸外套[3]與中心管[2]之間螺紋連接固定，固定套[10]通過(guò)下護(hù)帽[11]與中心管[2]連接固定，液缸外套[3]和下護(hù)帽[11]的端面加工倒角。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的油氣井篩管頂部固井完井提拉預(yù)應(yīng)力地錨裝置，其特征是:固定套[10]上沿軸向加工有滑動(dòng)軌道，拉桿[8]下部與錨爪[9]被設(shè)置在滑動(dòng)軌道內(nèi)。
6.按照前述任一權(quán)利要求所述的油氣井篩管頂部固井完井提拉預(yù)應(yīng)力地錨裝置的應(yīng)用方法，其特征是:包括以下步驟: (O向油氣井內(nèi)下入包括固井循環(huán)開(kāi)關(guān)[12]、管外封隔器[13]、油氣井篩管頂部固井完井提拉預(yù)應(yīng)力地錨裝置[14]、盲板[15]、篩管[16]、引鞋[17]組成的完井管串； (2)井口打壓，打開(kāi)油氣井篩管頂部固井完井提拉預(yù)應(yīng)力地錨裝置[14]的錨爪[9]； (3)上提管串，提拉到設(shè)定噸位； (4)繼續(xù)加壓，脹封管外封隔器[13]； (5)繼續(xù)加壓，打開(kāi)固井循環(huán)開(kāi)關(guān)[12]，循環(huán)固井； (6)侯凝結(jié)束后，下鉆頭鉆穿盲板，通井到底，完成作業(yè)。
【文檔編號(hào)】E21B23/01GK103899264SQ201210578869
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月28日
【發(fā)明者】彭志剛, 余金陵, 徐鑫, 李金鋒, 張建國(guó), 郭新軍, 任永光, 馬明新, 魏新芳, 李國(guó)鋒, 許嬋嬋, 張磊, 鄒曉敏 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石化集團(tuán)勝利石油管理局鉆井工藝研究院, 勝利油田康貝石油工程裝備有限公司