[其他]注水开发油田套管的保护装置

说明书

本发明涉及一种保护注水开发油田水井和油井中的套管、使套管延长使用寿命的保护装置。

注水开发油田当注水压力较高，一部分注水串入油田构造上部的泥岩层或串入断层时，引起岩层滑移和形变，迫使套管承受复杂外载，发生严重变形或错断或脱扣等非正常损坏现象，最终导致水井或油井报废。

现在注水开发油田所使用的套管都是基于只考虑轴对称外载设计出来的，这种套管遭遇到上述岩层复杂外载时抵抗能力很弱，易于损坏。

本发明的任务是：在套管可能遭遇岩层复杂外载作用的部位，提供一种保护装置，用这装置可保护套管并延长套管使用寿命。

本发明解决任务的技术方案是：在套管可能遭遇岩层复杂外载作用的部位按装套管保护装置，这种保护装置是由“套管夹克”和“接箍夹克”两部分组成，它们交替排列按装于套管需要保护的部位。在该部位内的每两个相邻接箍之间按装一个“套管夹克”，其两端与接箍保持等距，每个“接箍夹克”围住一个接箍而按装在套管上，填补套管上两个相邻的“套管夹克”之间的空位。每个“套管夹克”的内壁与套管外壁之间具有一环形空间，每个“接箍夹克”的内壁与套管外壁和接箍外壁之间也具有一环形空间，用于保护套管避开或减缓岩层复杂外载中的横向外载的作用。在“套管夹克”和“接箍夹克”上装有橡胶支座，橡胶支座直接箍紧在套管外壁上，当岩层复杂外载中的轴向外载超过橡胶支座和套管外壁之间的最大静摩擦力时，橡胶支座可沿套管滑动，从而可以降低套管所承受的轴向应力。

按装了本发明装置的套管所在的井段，照常可以进行射孔注水作业或射孔采油作业，射孔后环形空间将充满流体，但其保护套管的作用不变。由于有橡胶支座的密封隔开，当环形空间内有流体时，流体不会沿套管外壁互相串流。

使用本发明的保护装置后，可减少注水开发油田套管的非正常损坏，使水井和油井延长了寿命。

发明的具体结构由以下的实施例及附图给出。

图一是“套管夹克”组件的纵剖面图。

图二是“接箍夹克”组件的纵剖面图。

图三是导向锥的纵剖面图。

保护装置的结构可分为“套管夹克”组件（图一）和“接箍夹克”组件（图二）两大部分。

参照图一，“套管夹克”组件由钢质圆筒（2）、支承接头筒（3）、单锥面橡胶支座（4）以及压紧帽（5）组成，钢质圆筒（2）的内径比套管（1）的外径大，与套管外壁之间形成一个环形空间。支承接头筒（3）通过螺纹与钢质圆筒（2）相连，在支承接头筒的内部焊有环形挡板（6），单锥面橡胶支座（4）套在套管外壁上，压紧帽（5）也具有一锥面，当拧紧压紧帽时，其锥面压紧单锥面橡胶支座，由于环形挡板（6）的阻挡，于是单锥面橡胶支座（4）紧箍住套管外壁。

参照图二，“接箍夹克”组件具有两个半圆筒形的钢质壳体（7）和（8）。在按装时，首先通过定位销（11）把两个半圆筒形的钢质壳体对齐扣上，然后拧紧螺栓（12）将两个半圆筒形的钢质壳体连接成一个圆筒体。圆筒体的内径大于接箍（9）的外径，而它的外径与“套管夹克”中钢质圆筒（2）的外径相同，它将接箍（9）围在其中，并形成一个环形空间。在拧紧螺栓将两个半圆筒形的钢质壳体连接成一个圆筒体的同时，压紧了“O”形橡胶密封带（10）达到密封作用，并将双锥面橡胶支座（13）紧箍住套管。

“套管夹克”在固井施工之前预先按装到套管上，其长度比单根套管的长度短1米至1.2米，给套管两端留出空位，以满足下井操作工艺的要求。“接箍夹克”在固井施工过程中按装，它的长度为1米至1.2米，“套管夹克”的壁厚按泥浆柱的压力设计，不必加厚，“接箍夹克”的壁厚应稍大，以满足边界密封工艺的要求。

环形空间的厚度，按照我国注水开发油田现在的情况考虑，可控制在2厘米至5厘米的范围内，更具体的数值应结合各油田具体情况确定。

橡胶支座沿套管的轴线方向受到摩擦约束，“套管夹克”中的单锥面橡胶支座的最大静摩擦力通过压紧帽（5）控制，其值控制在“套管夹克”重量的1至1.5倍之间，“接箍夹克”中的双锥面橡胶支座的最大静摩擦力由连接两个半圆筒形的钢质壳体的螺栓（12）的拧紧程度控制，其值控制在“接箍夹克”重量的2至4倍的范围内。

参照图三，在一口井的全部套管保护装置的最下端和最上端各装一个导向锥（14），可防止按装了本发明装置的套管在下井时因凸台而不能畅通的缺点。