[发明专利]异常高压作业井防顶防窜装置以及方法

说明书

一种异常高压作业井防顶防窜装置及方法。包括铸铁缸体、防窜芯体、安全卡瓦和导向槽；安全卡瓦内有安全卡瓦壳体，安全卡瓦壳体内部置有两个开口为半圆的卡瓦，卡瓦的内侧有卡牙，用于通过卡牙卡紧管柱，卡瓦的外侧分别固定连接有丝杠；安全卡瓦与防窜芯体之间通过螺栓连接；导向槽为有开口的空心的锥台形状，通过紧固螺栓连接在安全卡瓦壳体的下方；铸铁缸体内部具有采用圆锥台形开孔的内腔，内腔与防窜芯体相配合，可供防窜芯体实现嵌入耦合；铸铁缸体的外部耳板上开有法兰连接孔，用于通过法兰与井控装置实现链接固定。利用本种装置以及方法能够实现起、下管柱全过程控制，达到防顶防窜、限速上提的目的。

技术领域

本发明涉及一种应用于油气田开发领域中的作业井防顶防窜装置。

背景技术

目前施工队伍在大修作业过程中出现管柱上顶上窜现象后普采用防喷器或者钢丝绳反勒的方法控制管柱，使用罐车拉运泄压，待压力降低后进行下一步施工的方式进行。但处理中存在以下几个方面问题：一是罐车拉运泄压时间不稳定，无效躺井时间长，作业施工效率低；二是部分非高危区异常高压井需抢装防喷器，存在安全隐患；三是普遍应用的单闸扳手手动放喷器主要功能为防止井喷，虽然能对管柱上窜进行一定程度的控制，但存在安全隐患。为此，设计作业井防顶防窜装置，解决作业过程中出现管柱上顶后处理困难及长关井拔封危险大的问题，具有十分重要的意义。

发明内容

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供一种作业井防顶防窜装置以及方法。该种作业井防顶防窜装置和方法可以解除钢丝绳对井口上部空间的限制，解决油水井内有死油死蜡、封隔器解封不彻底及拔封封井管柱等原因造成的作业过程中管柱上窜和不能正常起下管柱引起的一系列问题。

本发明的技术方案是：本种异常高压作业井防顶防窜装置，包括铸铁缸体、防窜芯体、安全卡瓦和导向槽；其中，安全卡瓦包括一个安全卡瓦壳体，安全卡瓦壳体上开有豁口，安全卡瓦壳体的竖直方向上开有若干个圆孔，螺栓穿过所述圆孔与上部防窜芯体连接；安全卡瓦壳体内部置有两个开口为半圆的卡瓦，两个卡瓦可合并成一个圆形；两个卡瓦的内侧有卡牙，用于通过卡牙卡紧管柱，两个卡瓦的外侧分别固定连接有丝杠，通过转动丝杠可使卡瓦向内或向外移动。

所述安全卡瓦与防窜芯体之间通过螺栓连接；导向槽为有开口的空心的锥台形状，通过紧固螺栓连接在安全卡瓦壳体的下方。

铸铁缸体内部具有采用圆锥台形开孔的内腔，所述内腔与防窜芯体相配合，可供防窜芯体实现嵌入耦合；铸铁缸体的外部耳板上开有法兰连接孔，用于通过法兰与井控装置实现链接固定。

利用上述装置实现异常高压作业井防顶防窜的方法为：在油管的顶部设置防顶防窜接箍，将所述装置中的安全卡瓦与防窜芯体通过螺栓链接后，使得带有防顶防窜接箍的油管通过所述装置中的导向槽导向后滑入防窜芯体中；之后，将外套了防窜芯体的油管与所述装置中的铸铁缸体进行嵌入耦合，拧紧安全卡瓦上的丝杠使其固定好油管，最后铸铁缸体通过法兰与井控链接固定。

本发明具有如下有益效果：该技术是为了克服大修施工中出现管柱上顶上窜现象无法处理的不足，本发明提供的作业井防顶防窜装置，可以解除钢丝绳对井口上部空间的限制，实现对接和加固，实现防窜流程化操作。通过防顶窜保护装置、带压顶驱工艺对由井下工具憋压和地层高压引起的异常高压待修井进行施工，解决了该类井长期躺井给油田生产带来的损失。综上所述，本种异常高压防顶防窜装置结构简单，设计巧妙，易于拆卸和安装，依靠引导槽结构可实现油管与该设备的自动对接，同时卡瓦和防窜主体可对油管进行双重加固，从而使异常高压大修治理过程更加安全，在保证安全、环保施工的前提下对套损井进行了修复，保护区块套管强度的同时维护了注采关系，实用性高，应用前景广泛，具有实际应用价值。

附图说明：

图1是防顶防窜装置整体安装示意图。

图2是防窜芯体结构剖面图。

图3是防窜芯体与油管连接方式示意图。