[实用新型]一种用于热采井完井管柱的应力保护装置

说明书

本实用新型是一种用于热采井完井管柱的应力保护装置，本装置包括热应力保护外筒、热应力保护内筒和轴向应力保护热熔材料筒，热应力保护内筒、轴向应力保护热熔材料筒、保护材料限位筒、径向应力保护热熔材料筒和径向力保护外筒自下而上依次安装在热应力保护外筒中，径向力保护外筒与热应力保护外筒螺纹连接；径向力保护外筒与径向力保护内筒之间设有相互衔接的径向力转接台面；径向力保护内筒安装在径向力保护外筒内，径向力保护内筒的上部与上接头连接并且下部与径向力保护外筒之间通过径向力转接台面连接。由于本装置能够对套管形成有效保护，有效防止套管破损，延长套管的使用寿命，具有显著的使用效果并能够有效降低生产成本。

技术领域

本实用新型涉及石油工业中的热采油气井的井下工具，特别涉及一种用于热采井完井管柱的应力保护装置。

背景技术

筛管完井技术因有过流面积大，费用低，不用固井对油层无污染等诸多好处，而被广泛应用到疏松砂岩油藏当中，其中一大部分疏松砂岩油藏为稠油，甚至是超稠油，因此经常配合注汽热采工艺，提高稠油油藏的开发效率，通过两种主流开发技术的结合使用，为我国稠油油藏的开发做出了巨大的贡献。但问题也随之而来，出现套管损坏现象的注汽热采井越来越多，经研究分析，套管破损原因主要是由注汽时套管内部产生的热应力无法通过应变变化来抵消造成的，以至于套管弯曲，套管缩径，套管破损，井口顶高等套损问题在注汽井中时有发生。

针对此问题，早期出现一种剪钉式补偿器，能够通过补偿热应力产生的轴向应变来抵消热应力，防止套管破损，但效果不是很好，经分析为剪钉控制补偿器的开启不稳定，轴向补偿距离要么被提前占用，要么没有使用，造成热应力补偿失败。

根据其问题，相继开发出的专利号为201120033266.8的热采井温控式套管补偿器，解决了上述剪钉式补偿器存在的补偿距离提前被占用以及补偿距离无法使用的问题。从工作原理上解决了剪钉式补偿器存在的问题，较大程度地提高了注汽热采井中井下管柱的安全。

随着推广应用的不断推进，温控式套管补偿器应用领域及范围进一步扩大，新的问题又被发现。在一些特殊井型的注汽热采井中，套管弯曲问题越来越多，个别井中甚至出现过呈螺旋屈曲的注汽完井管柱。经理论研究发现，完井管柱中不仅存在轴向方向的应力，还因井身轨迹、完井管柱下入速度等因素存在着周向上和径向上的应力，当这两个方向上的应力因注汽工艺引起的热应力放大之后，会加大管柱失稳状态，进一步产生伤害，应力集中大的区域可直接造成套管弯曲、套管缩径或套管破损等套损现象，应力集中小的区域也可加速应力腐蚀的速度，减少套管原有的使用寿命。 因此，还需在现有温控式补偿器的基础上进一步开发出一种可以保护完井管柱的装置或工具，以解决上述存在的技术难题。

经检索，为了解决注汽热采井出现的套管损坏现象，避免注汽时套管内部产生的热应力无法通过应力变化来抵消的问题，防止套管弯曲，套管缩径，套管破损，井口顶高等套损问题在注汽井中的发生，还有如下相关的技术解决手段：

《一种无焊接耐高温高压套管热应力补偿器》，专利号为204511413U，其主要技术手段与《热采井温控式套管补偿器》的技术思路类似，通过上下完井管柱在注气解封后，可以沿轴向进行相对移动，以此来消除热采注气使完井管柱受热膨胀的内部热应力，但其同样没有减缓完井管柱径向应力不均引起的弯曲问题。

发明内容

为解决上述存在问题，本实用新型提供一种用于热采井完井管柱的应力保护装置，以满足稠油油藏热采开发的需求，保护热采井的完井管柱，延长套管的使用寿命，降低生产成本。

为达到上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种用于热采井完井管柱的应力保护装置包括热应力保护外筒、热应力保护内筒和轴向应力保护热熔材料筒，热应力保护内筒、轴向应力保护热熔材料筒、保护材料限位筒、径向应力保护热熔材料筒和径向力保护外筒自下而上依次安装在热应力保护外筒中，径向力保护外筒与热应力保护外筒螺纹连接；

其中，径向力保护外筒与径向力保护内筒之间设有相互衔接的径向力转接台面；