[发明专利]一种用于环空管线的挂钩式封隔器有效

专利信息
申请号: 202011636396.0 申请日: 2020-12-31
公开(公告)号: CN112832708B 公开(公告)日: 2023-08-29
发明(设计)人: 张魁;旷鸣海;杨长;袁丁 申请(专利权)人: 湘潭大学
主分类号: E21B33/12 分类号: E21B33/12
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 411105 *** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 管线 挂钩 式封隔器
【说明书】:

一种用于环空管线的挂钩式封隔器,包括挂钩、变径挡块和主环体,其中:主环体包括压环和基座环;压环、基座环依次由上至下垂向共轴地布置;挂钩竖直地设置于环空区域内;挂钩的下端与基座环固接,而挂钩的上端与护管固接;在压环与基座环之间留有环形间隙;在环形间隙内设置有导向体和变径挡块;压环可沿导向体相对基座环作垂向上下移动;变径挡块周向活动地套设于导向体上;在重力作用下,压环沿着销向下接触并挤压变径挡块,驱使变径挡块绕导向体转动一定角度。本发明可靠性高,结构及制造工艺简单,造价成本低廉,封堵效果好,可以保证封隔器均匀受力,能够适用于立管和护管不同轴度较大的场合。

技术领域

本发明涉及石油开采钻探技术领域,尤其涉及一种用于环空管线可自适应向 外变径的挂钩式封隔器。

背景技术

在石油开采钻探技术领域,尤其是在海上油气资源开采钻探领域,广泛采用 了钢质管道从水上钻井平台向位于地下或者海底的油田注水或抽取油气资源,其 中,用于向油田注水的管道称之为注水立管;用于抽取油气资源的称之为油气立 管,二者统称为立管。由于海水对立管产生了强烈的电化学腐蚀作用,加之风暴 海浪、过往船对立管可能会造成机械损伤,故为了保护立管,使其使用寿命满足 设计年限要求,应在立管外周再套设钢质护管;立管和护管之间存在环空区域, 因此立管和护管统称为环空管线。

尽管护管能够降低海水对立管的电化学腐蚀速度,有效避免外界产生的机械 损伤,但是现存环空管线中的环空区域多充填有海水,对立管,尤其是潮差带的 立管存在强烈的电化学腐蚀作用。

为了保护立管,在工程实际应用中,通常将封隔器置于海平面以下若干米深 处的环空区域中,用于封堵环空区域,并在所述封隔器之上填充水泥等保护介质。 具体施工工艺为:先将护管局部对半截断剥离,随后将封隔器放置护管与立管之 间的环空区域中,然后固定封隔器,并在其上放置环状盖板等封堵件,用于堵住 封隔器与环空管线之间的缝隙,再往环空区域内填注给定高度的保护介质,待保 护介质凝固后再将截断护管段再焊接回去,完成封隔工艺。

实际上,封隔器不仅用于封堵环空区域,保护立管,还被广泛应用于分层采 油、分层注水、分层压裂或酸化、机械卡堵水等注采工艺作业场合。但区别于其 他应用领域,在本领域中,主要考虑到封隔器初始会承受数吨重的保护介质,且 立管护管存在严重的不同轴度,加之立管因安全因素无法现场动火予以切割,故 使得现有封隔器技术无法满足本领域技术要求。

存在一种井下分层封隔专用的封隔器,理论上可用于本领域。该封隔器包括 刚体、封隔器胶筒系统和控制部分,其中:封隔器胶筒系统由若干个胶筒、隔环 和中心衬管(立管)等多个零件组成;封隔器位于立管和护管之间,当封隔器胶 筒系统承受轴向载荷时,胶筒将产生大变形,与护管内壁接触并产生接触压力, 使护管与立管间的环状空间割断,形成封隔。上述封隔器利用封隔器胶筒系统可 达到较好的堵水作用,但无法适用于本领域中高负重、小环空区域及立管护管不 同轴等工况。

为了提高封隔器的负重能力,中国专利CN209212206U公开了一种用于环 空管线的液压式封隔器。该专利包括多个锚块、左半瓦和右半瓦,所述左半瓦顶 端面上设有左吊装环和左单向阀,所述右半瓦顶端面上设有右吊装环和右单向阀, 所述左半瓦和所述右半瓦周侧上均开设有若干个槽组,每个槽组包括一个开口向 外的上凹槽和一个开口向外的下凹槽,所述锚块上设有锚齿和气舱槽,所述锚块 设置在所述上凹槽和所述下凹槽内。区别于井下分层封隔专用的封隔器,尽管上 述液压式封隔器的负重高,但存在结构工艺复杂、造价成本较高、存在液压泄漏 风险、难以应用于小环空区域等局限性。

发明内容

为克服以上局限性,本发明设计了一种用于环空管线的挂钩式封隔器。

本发明一种用于环空管线的挂钩式封隔器,包括挂钩、变径挡块、主环体, 其中:主环体包括压环和基座环;

压环、基座环依次由上至下垂向共轴地布置;挂钩竖直地设置于环空区域内; 挂钩的下端与基座环固接,而挂钩的上端与护管固接;

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