[发明专利]一种超高压防刺漏防腐整体式井口装置

说明书

为了解决目前井口装置容易发生刺漏的问题，本发明提供了一种超高压防刺漏防腐整体式井口装置，包括油管四通，油管四通上方内孔中设置有油管悬挂器，油管四通下方连接有套管头；油管四通两侧从里到外依次设置有平板阀和连接法兰，平板阀包括阀体，油管四通、平板阀阀体和连接法兰三者一体化设置，且油管四通内壁、平板阀阀体内壁、连接法兰内壁圆滑过渡，上述内壁表面均设置有耐冲击层，所述耐冲击层采用堆焊焊接。油管四通、平板阀阀体和连接法兰三者一体化设置，减少了现有井口装置中的刺漏点，并且整体结构强度高，解决目前井口装置容易发生刺漏的问题，提高了井口装置的整体强度，延长了井口装置的使用寿命，降低井口风险。

技术领域

本发明涉及到油气田井口压裂生产安全技术领域，特别涉及到超高压储层改造和超高压油气井压裂和生产安全。

背景技术

井口装置是保证油气井正常压裂和生产的核心设备，若出现井控安全问题，将严重影响油气田的正常生产和效益，严重时井口密封失效，造成井喷事故，危及周边居民生命财产，浪费油气资源，特别是用于“三高”气井（高压、高含硫、高危地区油气井）的超高压（140MPa左右）井口装置，一旦井口装置因高压含硫含腐蚀油气刺漏或应力腐蚀开裂，都会造成井喷事故，波及周边居民范围更大。

目前超高压储层改造（压裂、酸压）或者页岩气压裂或者高压油（气）井试油（气）等状态的井下作业或油气开采中产生的油气通过管道连接井口装置向外输出，其中井口装置包括油管四通，油管四通的进油端与套管头连接，油管四通与套管头之间设置有橡胶垫圈进行密封；油管四通的左右两侧通过法兰连接有平板阀，油管四通与平板阀的法兰连接处通过钢圈密封，油管四通上方内腔设置有油管悬挂器，油管悬挂器外壁设置有凹槽，油管四通上方设置有高强度锁紧顶丝，顶丝前端卡合在油管悬挂器的凹槽内；油管悬挂器上方连接有采油（气）树，通过采油（气）树控制或调节油（气）井的生产。

现有井口装置安装使用方便，同时也便于拆卸，但这种结构存在以下问题：

（1）井口装置用于“三高井”酸化压裂放喷或油气开采时，由于超高压油气流向在油管四通内瞬间发生90°突变，且油气中含有诱发应力开裂的含硫或其它腐蚀性气体介质，同时含有大量的砂，故容易导致油气放喷或开采的油管四通或油管四通与平板阀连接法兰处最薄弱的位置被刺漏或腐蚀，进而产生油气泄漏；在常规的油气放喷或开采中，油管四通与平板阀连接法兰的密封部位也容易被高压高速突变的油气流冲蚀或含硫气藏腐蚀，进而造成新的泄漏，一旦井口装置开始泄漏后高速高压的流体会在很短的时间刺开大的裂口造成井喷失控。

（2）井口装置用于油气资源的储层改造（压裂、酸压）、试油（气）和井下作业时，井内高压油气流冲蚀作用让井口装置高频振动，也容易油管四通与平板阀连接法兰的密封部位产生刺漏。

（3）井口装置用于页岩气压裂状态下，井内无管柱，井口装置直接承受超高压的流体冲击，高压振动、高压流体冲蚀更为严重，更容易造成井口装置发生刺漏。

当井口装置刺漏后，现有手段很难立即堵漏整改，常用方式为通过压井后再整改，但由于井口装置刺漏，压井显得更加困难且井控风险高，井口装置刺漏严重时无法实施压井，特别是常规含硫气井压裂刺漏后压井更加困难，硫化氢气体有剧毒，严重时会造成井喷事故。

此外，若井内遇到突发情况需要从套管环形空间压井时，此时井口装置上直接安装大通径防喷器，没有安装采油树，仅依靠井口装置上方的顶丝限制悬挂油管器的轴向移动，由于套管环形空间内压力高，其作用在悬挂油管器下部的反向推力过大，导致现有的顶丝不能承受足够大的剪切力，造成悬挂油管器从防喷器内腔冲出损坏井控设备，引发重大安全事故。

此外，油管四通与套管头之间采用橡胶垫圈进行密封，橡胶密封件长时间承受“三高井”压裂酸化的酸性介质腐蚀、以及开采介质温度及超高压力作用下，橡胶件会短期发生老化变形，密封失效，造成外漏，危及井口的安全。