专利名称：防套管上窜伸缩装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油钻井完井技术领域，特别涉及完井套管，是一种预防套管上
窜的伸縮装置，该装置用于新井完井工艺以及老井套管上窜的治理。
背景技术：
由于多种原因，采油厂的油井在开采几年后，就会出现油层套管或技术套管的上 窜问题。不管是套管头完井的井还是简易环形钢板完井的油水井，内层套管都会发生上窜 现象。内层套管普遍上窜达50 60cm，上窜最高的高度能达到1.2m。内层套管上窜后，有 些环形钢板变形或破裂，套管头完井的套管上窜带动悬挂器升高，导致环空裸露；采油树偏 斜；减少了抽油机的行程，严重影响了抽油泵的工作采油效率。 目前，为了克服套管上窜造成采油树偏斜等带来的问题，有技术人员在有上窜 现象的油井井口上，采用螺栓连接并固定封井器法兰与套管法兰。如中国专利公告号 2793398，提供了一种"治理油层套管上窜的折形螺栓"。这种在地面简单连接并固定的方 法，不能从根本上解决套管上窜问题。 因此，设计了本实用新型伸縮装置，将本实用新型伸縮装置接在内层套管的上部。 当内层套管上窜时，本实用新型伸縮装置能起到抵消内层套管的上窜高度，保证油井正常 产生不受影响。
发明内容本实用新型的目的在于，提供一种防套管上窜伸縮装置，将伸縮装置连接在内层 套管上部，能抵消内层套管上窜的高度。当伸縮装置下部连接的套管产生上窜，伸縮装置心 轴向上滑动，减少并克服内层套管发生上窜时，内层套管与表层套管之间出现的相对位移。 本实用新型的技术方案是防套管上窜伸縮装置，主要由上接头1、密封储油装置 2、组合密封3、外筒体4、心轴5组成。其特征在于上接头1的上端有套管联接螺纹，上接 头1的下端有套管外螺纹。上接头1下端的套管外螺纹与外筒体4上端联接。在外筒体4 内有圆筒形的心轴5，心轴5外表面与外筒体4的下端之间有花键配合，此花键能保证心轴 (5)和外筒体(4)之间承受扭矩，在上部施加扭矩时不至于产生相互扭转。心轴5与外筒 体4之间能滑动。在心轴5的上端外壁有组合密封3，保证心轴(5)和外筒体(4)之间的密 封。外筒体(4)下部有内台阶，内台阶能为心轴5起到下部限位作用。 固井时，把防套管上窜伸縮装置连接在内层套管的上部，当内层套管出现上窜时， 内层套管带动心轴5沿外筒体4的内壁向上滑动，抵消了内层套管上窜的距离。伸縮装置 上部相联的套管和悬挂器能保持在原来位置。套管和悬挂器不至于向上窜动。当心轴5移 动到上部时，与上接头1的下端面接触，上接头l可以为心轴5在上部提供限位，下端面的 限位作用使心轴5不能再向上移动。心轴5从最下端到最上端所移动的距离，就是伸縮装 置的伸縮行程。伸縮行程可以根据具体情况具体而定。 一般为0. 3m 1. 5m。 所述的上接头1上端和下端是套管联接螺纹，上端联接井口套管短节，下端和下部套管联接。联接螺纹的型式可以是套管圆螺纹(CSG、 LCSG)、套管偏梯形螺纹(BCSG)和 套管直连型螺纹(XCSG)。 所述的外筒体4上端有套管联接螺纹，下端内表面有花键，外筒体4中部内表面是 一光滑且镀铬的表面，能在长时间内保持表面光滑不锈蚀，保证心轴5和外筒体4之间密 封。 心轴(5)上部外壁有组合密封(3)，组合密封(3)和外筒体(4)的内表面形成密 封。该密封由多种密封型式组合而成，其逸择型式可以是"0"型密封、"V"型密封、"Y"型密 封、"Y/型密封中至少有两种密封组合，保证长期密封效果。 为了外筒体和心轴之间密封可靠，外筒体4内表面不锈蚀，在所述的组合密封(3) 中间有密封储油装置(2)，密封储油装置(2)内有润滑油。 为了适应完井作业不同规格井径的需要，外筒体(4)的外径在50 350mm之间。 本实用新型的有益效果是防套管上窜伸縮装置，在新井完井时，将此装置安装于 内层套管管柱的上部，在内层套管发生上窜时，伸縮装置以上的套管和套管头内的悬挂器 位置不会发生变化。很好地保护了井口，保护了油井的产量。克服了原来内层套管上窜后 环形钢板破裂、套管头悬挂器升高、井口偏斜等诸多问题。达到了改善井口完井工艺、延长 油井使用寿命的目的。可以提高油气藏开采效益。其具有以下特点 1.防套管上窜伸縮装置结构简单、施工工艺安全。串接在完井管柱上，随完井管柱 一起入井，在井眼内入井容易、可靠。伸縮装置外径与外层套管内径相适应，能保证工具顺 利入井。 2.防套管上窜伸縮装置内采用组合密封，密封性能可靠、寿命长。 3.防套管上窜伸縮装置内有密封储油装置，能保证在长时间内润滑外筒体和心轴
之间的组合密封，保证密封效果、延长密封使用寿命。 4.防套管上窜伸縮装置外筒体和心轴分别设计有花键，能保证在下套管和联接上 部套管时承受扭矩，也可以使心轴在外筒体内轴向移动顺畅。 5.防套管上窜伸縮装置可以在修井时，在管柱中串接1 3个，互相不会产生影 响。
图1是本实用新型防套管上窜伸縮装置的剖面示意图。 图中，l.上接头，2.密封储油装置，3.组合密封，4.外筒体，5.心轴。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
实施例参阅图1。防套管上窜伸縮装置，由上接头1、密封储油装置2、组合密封
3、外筒体4、心轴5组成。外筒体4的外径为196mm。 上接头1上下端均为套管联接圆螺纹，上端为572 LCSG套管内螺纹，下端为7LCSG 套管外螺纹，上接头1的下端与外筒体4上端相联接。在外筒体4内有圆筒形的心轴5，外 筒体4和心轴5上有对配合花键，花键规格为8X 146 X 156X30，外筒体4和心轴5的自由 行程为1000mm。在心轴5的上端外壁有组合密封3。外筒体(4)下部有内台阶。在外筒体4中部内表面有镀铬层。 心轴5的组合密封为"0"型密封圈和"Yx"型密封圈，两组相对而装。两组密封圈 的中间有密封储油装置2，密封储油装置2是一个环形的储油槽，将黄油和侵润材料混合装 入储油槽内，黄油和侵润材料缓慢渗出，在长时间内给相邻的两组组合密封3润滑。 上接头1在下端面起到心轴5的上限位作用，外筒体4的下端有台阶，在下部起到 心轴5的下限位作用。刚安装时，心轴5在最下端，行程完全拉开，防套管上窜伸縮装置长 度最长；当心轴5在套管上窜的作用下向上滑动，到达上接头下端时，行程全部压縮完成， 心轴5上端面与上接头1的下端面相抵，完成伸縮作用。
工作原理 根据油气井完井工艺的需要，结合下套管作业的规程，在下内层套管(油层套管 或技术套管)接近完成时，根据防套管上窜伸縮装置的长度，将伸縮装置连接在上部内层 套管管柱上部。防套管上窜伸縮装置的螺纹上紧扭矩，应严格按照石油行业标准推荐的上 紧扭矩执行。上部再联接调节用的套管短节，套管短节直接连接在套管头的悬挂器上，将悬 挂器座于套管头内即可。 由于地层等其它原因，当内层套管出现上窜时，在套管上窜力的作用下，防套管上 窜伸縮装置的心轴5向上滑动，滑动的行程抵消了内层套管上窜的距离，使得上部联接的 套管短节和悬挂器相对位置不变，完井井口不发生任何变化，从而保证了油气藏开采的效率。 —些较早的油气井，由于没有任何防上窜措施，当出现内层套管上窜的现象后，环 形钢板焊缝有撕裂现象；套管头完井的，出现悬挂器升高，井口偏斜，导致井口不能正常生 产。此时，可以利用防套管上窜伸縮装置进行修井作业。具体做法是在压井作业后，卸掉 采油树，打开井口 ，卸开上部第一根套管，连接本实用新型防套管上窜伸縮装置，可以保证 在5 10年内，不会因为套管上窜问题而进行修井作业。
权利要求一种防套管上窜伸缩装置，主要由上接头(1)、密封储油装置(2)、组合密封(3)、外筒体(4)、心轴(5)组成，其特征在于上接头(1)的上端有套管联接螺纹，上接头(1)的下端有套管外螺纹，上接头(1)下端的套管外螺纹与外筒体(4)上端联接，在外筒体(4)内有圆筒形的心轴(5)，心轴(5)外表面与外筒体(4)的下端之间有花键，心轴(5)与外筒体(4)之间能滑动，在心轴(5)的上端外壁有组合密封(3)，外筒体(4)下部有内台阶。
2. 根据权利要求1所述的防套管上窜伸縮装置，其特征在于所述的上接头(1)上端 和下端的套管联接螺纹型式是套管圆螺纹、套管偏梯形螺纹或套管直连型螺纹。
3. 根据权利要求l所述的防套管上窜伸縮装置，其特征在于在外筒体(4)中部内表 面镀铬。
4. 根据权利要求1所述的防套管上窜伸縮装置，其特征在于所述的组合密封(3)采 用的是"0"型密封、"V"型密封、"Y"型密封或"YX"型密封中至少有两种密封组合。
5. 根据权利要求1、2、3或4所述的防套管上窜伸縮装置，其特征在于在所述的组合 密封(3)中间有密封储油装置(2)，密封储油装置(2)内有润滑油。
6. 根据权利要求1、2、3或4所述的防套管上窜伸縮装置，其特征在于外筒体(4)的 外径在50 350毫米之间。
专利摘要防套管上窜伸缩装置，应用于石油、天然气油气井完井管柱上部。特征是上接头下端的套管外螺纹与外筒体上端联接。在外筒体内有圆筒形的心轴，心轴外表面与外筒体的下端之间有花键配合，心轴与外筒体之间能滑动。在心轴的上端外壁有组合密封。外筒体下部有内台阶。滑动的距离就是防套管上窜伸缩装置的自由行程，该行程可以抵消套管上窜的窜动量。效果是将此伸缩装置安装于内层套管的上部，既是一个套管短节，又可以起到保护上部套管和套管头悬挂器相对位置和稳定完井井口的目的，结构简单、安全可靠、操作简便，是新井安装完井和老井治理中非常有效的防止套管上窜的工具。
文档编号E21B33/10GK201517387SQ20092011024
公开日2010年6月30日 申请日期2009年7月20日 优先权日2009年7月20日
发明者甄建兵, 蒲玲霞, 马自江 申请人:中国石油集团渤海钻探工程有限公司