[发明专利]热采井尾管预应力完井管柱及完井方法

说明书

本发明涉及石油固井完井技术领域，特别涉及一种热采井尾管预应力完井管柱及完井方法，包括膨胀悬挂器、尾管、热力补偿器、地锚和浮箍等完井工具，膨胀悬挂器位于尾管柱顶部，地锚位于尾管底部，热力补偿器位于尾管中部，膨胀悬挂器的密封总成为金属和橡胶双材料复合密封。所述地锚的锚爪在液压状态下可张开，与膨胀悬挂器共同为尾管柱管柱提供拉应力，实现了尾管预应力完井作业，预先给尾管柱施加提拉应力，有助于缓解后期高温吞吐时管柱受热伸长损坏等难题。

技术领域

本发明涉及石油固井完井技术领域，特别涉及一种热采井尾管预应力完井管柱及完井方法。

背景技术

尾管完井工艺是深井、侧钻井和加深井固井中最常见的一种完井方法，可以节约套管，降低注水泥时环空流动阻力和顶替压力，解决深井、复杂井的固完井难题。热采井后期需要多轮次注蒸汽开采，蒸汽吞吐对套管损坏严重，需要在完井时提前预先给予套管柱施加提拉应力，以抵消套管受热膨胀的热应力极其导致的管柱伸长，防止套管受热膨胀损坏。然而，由于尾管悬挂器采用先坐挂后固井的完井方式，常规热采井尾管完井时，受工具结构及工艺影响无法实现预应力固井作业。特别是热采侧钻井，由于侧钻后井眼尺寸小、完井工具不配套、注蒸汽开发对套管及水泥环损坏严重等因素制约了热采侧钻井尾管预应力完井作业。

为了解决热采井尾管完井难题，需设计研究出耐高温膨胀悬挂器和预应力地锚等完井工具，配套形成一种热采井尾管预应力完井管柱。

发明内容

本发明的目的就是针对现有尾管完井无法实现热采井预应力作业的技术问题，提供一种热采井尾管预应力完井管柱，配套耐高温膨胀悬挂器和预应力地锚等完井工具，满足热采井尾管固井施工要求，特别适用于深井、侧钻井等特殊工况条件下的热采井尾管预应力完井作业，减少注蒸汽热采时套管损坏等方面的安全隐患。

本发明解决技术问题的技术方案：

针对上述技术难题，本发明旨在提供一种热采井尾管预应力完井管柱，实现热采井尾管预应力完井作业，以缓解热采侧钻井因多轮次高温蒸汽吞吐开采正常尾管受热伸长损坏等问题。

本发明提供的一种热采井尾管预应力完井管柱，包括但不限于膨胀悬挂器、尾管、热力补偿器、地锚、浮箍和引鞋等工具，其特征在于膨胀悬挂器位于尾管柱顶部，地锚位于尾管底部，热力补偿器位于尾管中部。膨胀悬挂器是利用膨胀管原理设计的一种用于尾管悬挂的完井工具，本体为可膨胀的套管材料，通过膨胀锥和内管工具在液压作用下完成膨胀悬挂器坐挂。膨胀悬挂器的密封总成为金属和橡胶双材料复合密封，其密封总成硫化在膨胀悬挂筒外表面，可自由选自橡胶筒、梯形金属齿和螺纹金属环的组合中的一种或几种构成，也可在密封总成段的膨胀悬挂筒外侧加工金属凸起结构，增大密封效果。

在一个实施例中，所述地锚包括本体、滑块、连杆和锚爪等部件，锚爪固定在本体上，通过连杆与滑块连接，滑块通过锁定销固定限位。地锚的滑块顶部加工有球座，套管胶塞碰压至球座后，定位销剪切，液压力促使地锚打开，滑块下行时通过连杆推动与之连接的锚爪张开，使锚爪外径增大。

在一个实施例中，所述的热力补偿器为一种受热后管柱可在一定行程内活动以补偿管柱受热伸长量的完井工具，可为销钉式、热熔式和锁块式等结构，根据管柱长度和类型可调整工具数量和所处位置。

在一个实施例中，所述膨胀悬挂器的膨胀锥安装在内管工具上，通过液压力可实现膨胀悬挂筒的塑性变形，所述内管工具的下游段安装有套管胶塞。

在一个实施例中，所述尾管的下端依次安装有地锚、浮箍和引鞋，彼此之间可根据需要间隔安放尾管。

根据本发明的第二方面，提供了一种利用热采井尾管预应力完井管柱来进行的尾管预应力完井方法，包括如下步骤：步骤一：下入尾管；步骤二：固井顶替，碰压打开地锚；步骤三：尾管柱提拉预应力；步骤四：坐挂膨胀悬挂器；步骤五：丢手完井。

在一个实施例中，在步骤三中，尾管所需施加的预应力大小应根据实际井况计算调整，并可为膨胀悬挂器坐挂提高机械力。