[发明专利]一种套管挂纵向补偿环空压力管理短节及其使用方法

说明书

本发明提供一种套管挂纵向补偿环空压力管理短节及其使用方法，套管挂延伸筒的下部外壁与滑动密封筒的上部内壁螺纹连接，在滑动密封筒的中部设置连接密封环，套管延伸筒伸入在滑动密封筒的下部，且滑动密封筒的下部套接在套管延伸筒的上部外侧，套管延伸筒的首端外壁形成一套管延伸筒扩径段，套管延伸筒扩径段的下方形成一套管延伸筒缩径段，套管延伸筒缩径段延伸至套管延伸筒的尾端，剪切销将滑动密封筒和套管延伸筒相连，套管延伸筒缩径段、连接密封环与滑动密封筒的内壁下部形成一缓冲密封区域。该短节补偿范围大、补偿距离容易实现系列化，根据作业需要定制补偿范围为0.5米、1.0米、2.0米、3.0米的补偿短节。

技术领域

本发明涉及领域，更具体地说涉及一种套管挂纵向补偿环空压力管理短节及其使用方法。

背景技术

生产过程中地层含油气的热流进入井筒，导致套管在热应力条件膨胀伸长，对地面井口而言，会造成井口装置和采油树整体垂向移位抬升，严重时会损坏采油设备、出现井控风险；对水下井口而言，会造成套管挂上窜，严重时会导致环空密封失效，出现井控风险。

目前，常用的减少井口抬升(套管挂抬升)的方法是增加固井水泥用量、降低自由段套管的长度，以及控制产量、控制循环温度、减少热应力集中；常用的抑制井口抬升(套管挂抬升)的方法是加强井口、采油树的锁紧机构。

此外，在深水油气井测试过程和生产过程中，地层流体温度可高达上百摄氏度甚至更高，而海床附近温度仅为2～4℃。在油气测试和生产期间，随着目的层流体持续流动，整个井筒的温度必然会显著增加，可导致井口温度上升60～70℃。流体受热膨胀而产生很大的附加压力载荷，严重时将挤毁或胀裂套管，给生产带来严重的安全隐患。在陆地油田和浅海油田的油气井为水上井口，可以通过打开套管头侧翼阀很容易将升高的环空压力释放掉。但在深水油气田开发中，由于水下钻井和生产系统设计的限制，除了油套管环空压力可以控制外，其余环空里的压力无法释放出来，环空压力升高是深水油气井的测试和生产过程中不可避免的要面临的问题。

目前，常用的缓解环空压力升高的方法是使用可压缩的套管包裹物、使用破裂盘释放环空压力。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，现有的井口抬升即套管挂抬升方法复杂，且需要控制产量、控制循环温度和减少热应力集中，提供了一种套管挂纵向补偿环空压力管理短节及其使用方法，该短节补偿范围大、补偿距离容易实现系列化，可根据作业需要，定制补偿范围为0.5米、1.0米、2.0米、3.0米的套管挂纵向补偿环空压力管理短节，解决了复杂情况下套管挂安装不到位的问题，该短节设置有压力破裂盘，当套管内部出现异常高压后，压力破裂盘破裂，起到缓冲压力、保护井筒完整的作用。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

一种套管挂纵向补偿环空压力管理短节，包括套管挂延伸筒、滑动密封筒、连接密封环、剪切销和套管延伸筒，

所述套管挂延伸筒的下部外壁与所述滑动密封筒的上部内壁螺纹连接，在所述滑动密封筒的中部设置所述连接密封环，所述套管延伸筒伸入在所述滑动密封筒的下部，且所述滑动密封筒的下部套接在所述套管延伸筒的上部外侧，所述套管延伸筒的首端外壁形成一套管延伸筒扩径段，所述套管延伸筒扩径段的下方形成一套管延伸筒缩径段，所述套管延伸筒缩径段延伸至所述套管延伸筒的尾端，在所述套管延伸筒缩径段和所述滑动密封筒的下部外壁上分别开设有剪切销钉孔，所述剪切销穿过所述剪切销钉孔将滑动密封筒和套管延伸筒相连，通过配合使用补偿短节服务工具，利用补偿短节服务工具的旋转将滑动密封筒与套管挂延伸筒之间的螺纹连接旋松、并剪断连接密封环、同时剪断连接滑动密封筒和套管延伸筒的剪切销，以达到使套管挂延伸筒、滑动密封筒、连接密封环三者能够在竖直方向自由滑动，进而起到阻断套管上移，解决复杂情况下套管挂安装不到位问题的目的，所述套管延伸筒缩径段、所述连接密封环与所述滑动密封筒的内壁下部形成一缓冲密封区域，即当套管内部出现异常高压后，压力能够通过滑动密封筒和套管延伸筒之间的传压孔，串至滑动密封筒、连接密封环、套管延伸筒缩径段形成的缓冲密封区域内，起到缓冲压力、保护井筒完整的作用。