[发明专利]完井变装套管头

说明书

本发明装置总体结构结合芯轴式套管头及卡瓦式套管头的优点形成完井变装套管头，并以接箍型套管头结构为基础，形成更多针对复杂的完井井口的变装连接、密封、安装等结构，针对现场可能出现的井口复杂预设计出多项连接、安装预案，例如，将接箍型套管头中的套管接箍悬挂器变装为通用性更强的套管本体悬挂器；再例如，将BT密封技术的优点融入本发明的异型变装井口密封法兰中，并衍生出异型密封件等密封组合结构；再例如，变装井口密封法兰及异型变装井口密封法兰可适用于完井过程中常见的标准型的标准法兰、和非标准型的双法兰、焊接法兰和螺纹法兰等变装结构中。

技术领域

本发明属于套管头技术领域，具体涉及完井变装套管头。

背景技术

套管头产品是油、气井钻探、采输作业中必须提供的井口保证条件，主要满足钻探作业中预防“井喷”而必须配套安装井口防喷器组，以及为采输作业提供有效井口连接，为多项工程作业提供安全、高效、便捷的地面与地下的有效连通方式。在套管头产品的发展史中经历过很多研究与创新，就其产品本身结构特征离不开与入井套管串的连接，然而随钻井工艺内容的创新，要求井口装置的组合形式多样化，后期修井、采输作业对井口装置的功能性需求内容增多，随之对套管头产品的功能需求也增多。现有技术中主要应用卡瓦式套管头和芯轴式套管头。该两种套管头存在的不足入如下：

(1)卡瓦式套管头结构复杂，制造成本高，销售价格更高，用户一般仅限于在下套管层数多的勘探类井型使用；

(2)卡瓦式套管头井口安装要在固井作业后期较长时间才能进行，等停时间长，需重复拆卸、安装防喷器井口装置，操作麻烦，安全风险多；

(3)卡瓦式套管头以切割套管本体方式实现与套管的连接才算完井移交，采用注塑式密封结构与套管本体对接，针对注塑式密封结构，还需配备专用工具和技术人员现场服务，内容较多，操作烦琐，后期更换操作复杂，且该密封结构的性能及长久性还持有争论；

(4)卡瓦式套管头井口配置只满足法兰(唯一)形式，给后期采输作业中需更换连接方式形成不便；

(5)芯轴式套管头对芯轴悬挂器位置要求控制精准，增大了作业方对入井套管串的选配难度，特别是最后一根套管的下入位置，必须保证悬持器能精准坐封于套管头本体法兰设计位置，否则会出现异常工况，后续处理繁琐；

(6)随定向井型、水平井型增多，井内套管串在水泥浆中失重现象增多，造成悬挂器不能坐封套管头设计位置，钻井用户面对这种现象十分棘手，套管头生产商现场维护处理工序复杂，且修复成本较高；

(7)芯轴式套管头的芯轴悬挂器与套管连接存在芯轴过度短节的问题，因芯轴短节与套管的材质不同，容易产生粘扣或其它损坏现象，损坏原因的追责多因不好鉴别形成争论、纠纷，直接影响后期套管头产品的使用和销售；

(8)芯轴悬挂器的完井井口也是母螺纹连接方式，出现母螺纹损坏的处理技术非常麻烦，动用电、气焊十分不便，存在安全和焊接质量风险，并会增加井口露出地面高度，给后期采油作业的地面工程增加很多成本，甲方很难接收或根本不接收完井移交；

(9)对于母螺纹连接方式的完井井口在安装采油树或其它工程作业装置时，还需另配公螺纹短节，而采油树装置本身是法兰型连接，这样的转换有点多余，螺纹短节过度形成头重脚轻的形态，对螺纹形成很多破坏，尤其多次上、卸扣会加快螺纹损坏，出现与第(7)、第(8)条相同的后果。

本发明即是在上述技术问题的基础上进行改进。

发明内容

本发明要解决的问题是开发一种新型结构丰富套管头产品种类，推进行业技术进步，在原套管头产品完井井口形式基础上再增加两种或以上形式，新型产品更赋预防措施，更适应与当下钻井、采油作业新工艺的衔接，较大程度提升和增强了产品的功能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：