[发明专利]一种无螺纹套管柱及下套管工艺

说明书

技术领域

本发明涉及石油与天然气技术领域，具体涉及一种气井无螺纹套管柱及下套管工艺。

背景技术

在石油工业中，为保证钻井和开发过程的安全顺利进行，我们对套管柱连接接头的密封性能、连接强度和抗腐蚀能力等方面都有较高的要求。目前套管普遍采用的是螺纹连接方式，连接螺纹主要采用API圆螺纹或气密封扣形式。但这种螺纹连接方式，存在以下不足：

(1)API圆螺纹牙顶与螺纹牙底之间存在间隙，形成一条螺旋状空间间隙带，使螺纹接头在多种载荷及复杂井筒环境下，易发生泄露、断裂、滑脱等事故，螺纹接头不能长期保证其各方面性能稳定性。在各大油田深井、超深井、高温高压气井以及含腐蚀介质等高难度井中，API螺纹接头已经不能满足性能要求。

(2)气密封扣的加工工艺复杂、精度要求高且成本昂贵，在下套管过程中，每上一个接扣，都需进行气密封检测，需操作精细且施工过程复杂；

(3)传统套管螺纹连接接头存在接箍，接箍处套管外径相对较大，套管柱下入后，因接箍处间隙小容易引起固井水泥封固效果差，固井质量低。

发明内容

本发明为了解决上述问题，目的是提供一种无螺纹套管柱及下套管工艺，用焊接取缔螺纹连接，在一定程度上克服了套管螺纹连接存在的密封、强度和缝隙腐蚀问题，为油气田的安全开发和生产提供保障。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种无螺纹套管柱，其特征在于：套管柱无接箍，根据实际需要由多根无螺纹的套管焊接构成，套管和套管之间采用焊缝连接。

所述的无螺纹的套管与常规套管材质相同，两端无螺纹，壁厚S为6～20mm，钝边P为3mm，A端面坡角α为30°～40°，B端面坡角β为0°～10°。

所述的焊接工艺采用药芯焊丝自动焊接工艺，该工艺熔敷速度快，适用于多种管材焊接，成本低，能很好的适应井场环境，同时焊接质量好，焊接接头能满足套管连接接头密封性能、连接强度和抗腐蚀性能要求。

一种下套管工艺的装置包括：套管、套管对心器、套管扶正装置、药芯焊丝自动焊接仪、吊卡、套管卡瓦。

实现无螺纹套管柱的下套管工艺，包括如下步骤：

(1)将套管用套管卡瓦固定于井口，B端面朝上；

(2)清除套管B端面处的铁锈和污物，利于形成质量较好的焊缝；

(3)用吊卡将下一根套管搬运至井口，A端面朝下，清洗套管A端面处的铁锈和污物；

(4)将两根套管用套管对心器对准，并用套管扶正装置将上部套管扶正并固定，使两根套管A、B端面中间留有用于焊接的间隙，间隙大小为0～3mm；

(5)卸除套管对心器，将两根套管A、B端面用药芯焊丝自动焊接仪进行焊接；

(6)焊接完成后，检验焊缝是否达到要求；

(7)将已经焊接后的套管下入井筒，并重复上述步骤。

本发明由于采取以上技术方案，具有以下优点：

(1)采用无螺纹套管柱可以节约套管螺纹加工成本，无螺纹套管制造工艺及下套管工艺更加简单和经济；

(2)套管柱经过高质量的焊接连接后，消除了接头处存在泄漏和缝隙腐蚀的隐患；

(3)这种无螺纹套管柱无接箍，使套管整体与井壁的间距较为均匀，避免了接箍处固井水泥封固效果差等问题，可提高固井质量。

附图说明

图1是本发明无螺纹套管的结构示意图。

图2是本发明下套管工艺装置的结构组成示意图。

图3是本发明无螺纹套管焊接前对准安置示意图。

图4是本发明无螺纹套管柱短节焊接后示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细的描述。

如图1所示，本发明的无螺纹的套管1壁厚S为6～20mm，钝边P为3mm，A端面坡角α为30°～40°，B端面坡角β为0°～10°，多根无螺纹的套管1通过焊接方式连接，形成无螺纹套管柱。

如图2所示，下套管工艺的装置包括：套管1、套管对心器2、套管扶正装置3、药芯焊丝自动焊接仪4、吊卡5、套管卡瓦6。

本发明下套管工艺的实施步骤如下：

步骤一、将一套管1用套管卡瓦6固定于井口，B端面朝上；

步骤二、清除套管1的B端面处的铁锈和污物，利于形成质量较好的焊缝；

步骤三、用吊卡5将下一根套管1搬运至井口，A端面朝下，清洗套管A端面处的铁锈和污物；