[实用新型]套管保护装置及套管井

说明书

技术领域

本实用新型涉及套管井技术领域，特别是一种套管保护装置及一种套管井。

背景技术

套管钻井技术是指在钻井过程中，直接利用套管代替钻柱来完成钻井作业，即用套管代替钻杆和钻挺来对钻头施加扭矩和钻压，做到边钻进边下套管，钻完后套管留在井内作完井用的一种钻井技术。

套管井的损坏问题是世界范围的亟待解决的难题，在地下气化、油田开发、煤层气开采等领域均不同程度的发生了套管损坏的问题。套管井损坏严重地区主要有中国、美国、俄罗斯、北海白垩纪盆地等。杜永军在其博士论文(套损的影响因素地层的流体压力与地应力研究，2005年)中指出：套管损坏普遍认为有两种形式，一是套管弯断机理，二是套管挤压缩径机理。无论是哪一种的套管损坏形式，都是与地层中的流体压力和地应力的异常变化有直接关系，也就是说地层中的流体压力与地应力的变化是套管损坏的主要因素。其中，地应力是指在漫长的地质年代里，由于地质构造运动等原因使地壳物质产生了内应力效应。地应力是地球固体介质受重力、多种地球构造力和天文动力以及挖掘工程附加动力作用，在介质内部引起相应变形的力学参数，它无所不在，无时不在，直接影响着固体介质及其蕴含的各种流体的力学行为。李四光教授是中国地应力测量的创始人，早在20世纪40年代他就提出地壳中水平运动为主，水平应力起主导作用。

现有的用于保护套管的一种套管保护装置，主要是采用在内管上联接套管接箍，且与上部套管联接，内管置于外管中，在外管与内管中间安装有密封环和弹簧，并在上部装有销钉，外管下端与下接头联接，下接头联接井下套管。当地层上升时，伸缩管内管脱离，滑动一段距离，能防止套管断裂，油井仍然能保持安全生产。但是其只能防止因地层上升造成套管断裂，对于水平方向的地应力造成的套管断裂没有任何效果。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种套管保护装置和一种套管井，能够有效的保护埋入地下的套管不受水平方向的地应力破坏。

为达上述优点，本实用新型提供一种套管保护装置，用于保护地下的套管。所述套管保护装置包括包裹在套管上的弹性机构、以及用于限制弹性机构移动的限位机构。在本实用新型套管保护装置的一个实施例中，所述套管保护装置还包括固定在套管外壁的轨道，所述弹性机构在套管侧的表面上设有与轨道对应的凹槽或凸起。

在本实用新型套管保护装置的一个实施例中，所述轨道为与套管的轴线平行的竖直凸起。

在本实用新型套管保护装置的一个实施例中，所述轨道为设于套管外壁上的条形结构、环形结构或螺纹形结构。

在本实用新型套管保护装置的一个实施例中，所述弹性机构包括外壁层、内壁层及弹性填充物，所述弹性填充物填充在外壁层和内壁层之间，所述外壁层受到地应力时变形。

在本实用新型套管保护装置的一个实施例中，所述弹性机构还包括设置在外壁层和内壁层上部或下部的环形层，所述环形层受到地应力时变形。

在本实用新型套管保护装置的一个实施例中，所述套管由数节管节连接组成。

在本实用新型套管保护装置的一个实施例中，所述弹性机构和所述限位机构的数量为多个，每一弹性机构包裹在套管上的管节连接处，每一限位机构设置于对应的弹性机构的底部。

在本实用新型套管保护装置的一个实施例中，所述每一限位机构为一圈水平平行于所述套管横截面的卡环。

本实用新型还提出一种套管井，所述套管井包括上述任意一种套管保护装置。

在本实用新型的套管保护装置及套管井中，套管外包裹了弹性机构，当水平方向地应力作用时，弹性机构利用自己的弹性变形来应对地应力。可以在一定范围内承受各方向地应力的作用，提升套管承受地应力的能力，有效的对钻井套管起到了保护作用。

附图说明

图1所示为本实用新型第一实施例的套管保护装置的结构示意图。

图2所示为本实用新型第二实施例的套管保护装置的结构示意图。

图3所示为本实用新型第三实施例的套管保护装置的结构示意图。

图4所示为本实用新型第四实施例的套管保护装置的结构示意图。

图5所示为图4的套管保护装置的弹性机构的截面示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。