异径连续油管对接装置及其安装方法和异径油管安装方法与流程

本发明涉及对接装置技术领域，是一种异径连续油管对接装置及其安装方法和异径油管安装方法。

背景技术：

随着连续油管技术的不断发展，工艺及要求的不断提高，连续油管在异径油管安装作业中，遇到的难点和受限因素也在不断增多,如受管柱长度的限制，注入头内夹持块上提载荷和下放载荷的限制，深井内高压高温的限制，轴向压缩载荷的限制，管柱屈服强度的限制，径向拉伸变形，井内压差的变化及连续油管扭矩增加的限制等。与此同时，在进行深井作业时，还存在连续油管长度不够无法下入到施工目的层的现象，导致无法进行相关的井下工序作业等。为解决上述问题，可将两段或多段直径不同的的连续油管对接后下入深井内进行施工作业，但是由于连续油管的特殊性，异径连续油管对接位置需要克服较大的拉力和扭转力作用，采用常用的连接部件易产生安装困难、密封性差的现象，甚至有的会发生刺漏。

技术实现要素：

本发明提供了一种异径连续油管对接装置及其安装方法和异径油管安装方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有异径连续油管在对接过程中存在的对接装置抗拉抗扭性差、安装困难、密封性差、易刺漏的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种异径连续油管对接装置，包括下接头、上接头和背帽，下接头上部外侧固定有外限位环台，上接头下部套装在下接头上部外侧且座于外限位环台上，上接头的下端外侧固定安装有背帽，在外限位环台下方的背帽内侧固定有与外限位环台下端顶紧的第一内限位环台，下接头的上端外侧设有安装环槽，安装环槽外设有呈上窄下宽的锥筒状的开口卡瓦套，开口卡瓦套的侧壁上设有一个纵向张紧缺口，对应开口卡瓦套位置的上接头内侧固定有与开口卡瓦套相匹配的呈上宽下窄倒锥形的第二内限位环台，开口卡瓦套外侧分布有能与第二内限位环台卡紧的卡瓦齿，且开口卡瓦套通过能防止其径向转动的防转部件与下接头安装在一起。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述防转部件可为平键，开口卡瓦套下部沿圆周分布有至少两个下端开口的U形安装孔，对应每个U形安装孔位置的下接头外侧分别设有一个安装槽，每组对应的安装槽和U形安装孔之间均安装有一个平键。

上述U形安装孔的数量可为4个，且纵向张紧缺口和U形安装孔呈沿圆周均匀分布状，在下接头外侧均匀分布有4个安装槽，每个安装槽内分别设有位于与其对应的纵向张紧缺口或U形安装孔内的平键。

上述上接头的下端外侧和背帽的上端内侧可通过螺纹连接固定安装在一起。

上述开口卡瓦套可为经过调质处理的开口卡瓦套。

上述外限位环台的上端面和上接头的下端内侧面可均呈向外侧下方倾斜状。

上述对应外限位环台和安装环槽之间的下接头外侧和上接头内侧之间可设有至少两个呈上下间隔分布的O形密封圈。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：

一种上述异径连续油管对接装置的安装方法，按如下步骤进行：

第一步：将上接头和大径连续油管固定安装在一起；在各个安装槽内装入平键，将开口卡瓦套下端的U形安装孔和纵向张紧缺口分别与平键对齐后，下移开口卡瓦套并将其安装在下接头外侧；将背帽从下方套装在下接头外侧；将下接头下端与小径连续油管固定安装在一起；

第二步：将上接头从上方套装在下接头上端外侧，缓慢下放上接头，同时旋转背帽使其与上接头通过螺纹固定安装在一起，使第二内限位环台内侧与开口卡瓦套外侧压紧、外限位环台的上下两端分别与上接头下端和第一内限位环台上端压紧；

本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：

一种应用技术方案之一所述异径连续油管对接装置的异径油管安装方法，按如下步骤进行：

第一步：在地面倒管器上预置小径连续油管，在小径连续油管的末端安装井下工具，在小径连续油管的始端安装安全阀后，向小径连续油管内泵注预定压力的工作液；吊装设备

第二步：在待施工井口安装井控装置；

第三步：在注入头内安装与小径连续油管相匹配的夹持块，然后将小径连续油管穿入注入头内；

第四步：将注入头固定安装在井口位置，然后对井口及井控装置进行试压；

第五步：试压合格后打开井控装置，向井内下放小径连续油管；

第六步：小径连续油管到达预定位置后，将其始端用吊装设备固定后，在始端安装小径连续油管短节；

第七步：通过吊装设备和小径连续油管短节将小径连续油管下放至其上端低于注入头下端；

第八步：关闭井控装置和油管悬挂装置，将注入头下端从井口位置拆下来；

第九部：用吊装设备上提注入头，同时在注入头内下放管子直至小径连续油管短节完全离开注入头；

第十步：待注入头完全离开井口后，拆除小径连续油管始端的油管短节；

第十一步：将注入头内的夹持块更换为与大径连续油管相匹配的夹持块，将大径连续油管穿入注入头内；

第十二步：通过吊装设备将注入头对准井口；

第十三步：将上接头和大径连续油管固定安装在一起；在各个安装槽内装入平键，将开口卡瓦套下端的U形安装孔和纵向张紧缺口分别与平键对齐后，下移开口卡瓦套并将其安装在下接头外侧；将背帽从下方套装在下接头外侧；将下接头下端与小径连续油管固定安装在一起；

第十四步：将上接头从上方套装在下接头上端外侧，缓慢下放上接头，同时旋转背帽使其与上接头通过螺纹固定安装在一起，使第二内限位环台内侧与开口卡瓦套外侧压紧、外限位环台的上下两端分别与上接头下端和第一内限位环台上端压紧；

第十五步：将注入头安装在井口上，缓慢打开井控装置和油管悬挂装置；

本异径连续油管对接装置使用方便，具有安装便捷和后期维护简单等优点，解决了应用不同外径连续油管在同一井口进行施工时的连接问题，提高了连续油管的入井深度，降低了连续油管在异径油管安装的难度；使用时，将上接头与上端的大径连续油管固定安装在一起，将下接头和下端的小径连续油管固定安装在一起，背帽起到防止大径连续油管和小径连续油管发生轴向位移的作用，开口卡瓦套和防转部件能够有效防止小径连续油管相对大径连续油管发生径向偏转，其抗拉和抗扭能力较强，增加了连续油管在深井作业的适应性，防止异径油管连接处刺漏现象的发生，提高安全性；使用本安装方法能够快速、便捷地将异径连续油管固定安装在一起，便于异径油管的深井安装，并能保证其抗拉性和抗扭性，大大降低了深井作业的成本；通过使用本异径油管安装方法能够在深井作业中实现异径连续油管的相继下入和连接，并能保证整个装置的可靠性和密封性，降低了对接位置刺漏现象的发生，大大降低了深井生产成本。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例的主视半剖视结构示意图。

附图2为附图1中开口卡瓦套的主视剖视放大结构示意图。

附图3为附图2的仰视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为下接头，2为上接头，3为背帽，4为外限位环台，5为第一内限位环台，6为安装环槽，7为开口卡瓦套，8为纵向张紧缺口，9为第二内限位环台，10为平键，11为O形密封圈，12为卡瓦齿，13为U形安装孔。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

实施例1：如附图1、2、3所示，该异径连续油管对接装置包括下接头1、上接头2和背帽3，下接头1上部外侧固定有外限位环台4，上接头2下部套装在下接头1上部外侧且座于外限位环台4上，上接头2的下端外侧固定安装有背帽3，在外限位环台4下方的背帽3内侧固定有与外限位环台4下端顶紧的第一内限位环台5，下接头1的上端外侧设有安装环槽6，安装环槽6外设有呈上窄下宽的锥筒状的开口卡瓦套7，开口卡瓦套7的侧壁上设有一个纵向张紧缺口8，对应开口卡瓦套7位置的上接头2内侧固定有与开口卡瓦套7相匹配的呈上宽下窄倒锥形的第二内限位环台9，开口卡瓦套7外侧分布有能与第二内限位环台9卡紧的卡瓦齿12，且开口卡瓦套7通过能防止其径向转动的防转部件与下接头1安装在一起。

本发明具有安装便捷和后期维护简单等优点，解决了应用不同外径连续油管在同一井口进行施工时的连接问题，提高了连续油管的入井深度，降低了连续油管在异径油管安装的难度；使用时，将上接头2与上端的大径连续油管固定安装在一起，将下接头1和下端的小径连续油管固定安装在一起，背帽3起到防止大径连续油管和小径连续油管发生轴向位移的作用，开口卡瓦套7和防转部件能够有效防止小径连续油管相对大径连续油管发生径向偏转，其抗拉和抗扭能力较强，增加了连续油管在深井作业的适应性，防止异径油管连接处刺漏现象的发生，提高安全性。

可根据实际需要，对上述实施例作进一步优化或/和改进：

如附图1、2、3所示，防转部件为平键10，开口卡瓦套7下部沿圆周分布有至少两个下端开口的U形安装孔13，对应每个U形安装孔13位置的下接头1外侧分别设有一个安装槽，每组对应的安装槽和U形安装孔13之间均安装有一个平键10。平键10能够避免下接头1相对于开口卡瓦套7发生径向偏转，而且具有结构简单、安装方便的特点，利于本发明成本的降低。

如附图1、2、3所示，U形安装孔13的数量为3个，且纵向张紧缺口8和U形安装孔13呈沿圆周均匀分布状，在下接头1外侧均匀分布有4个安装槽，每个安装槽内分别设有位于与其对应的纵向张紧缺口8或U形安装孔13内的平键10。在平键10和卡瓦齿12的配合下，有效地防止了下接头1相对上接头2发生径向偏转，保证了本发明的抗扭性能，而且便于本发明的加工。

如附图1、2、3所示，上接头2的下端外侧和背帽3的上端内侧通过螺纹连接固定安装在一起。螺纹连接具有稳固、拆装方便和密封效果好的优点。

如附图1、2、3所示，开口卡瓦套7为经过调质处理的开口卡瓦套7。淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理，经过调质处理后的开口卡瓦套7具有硬度和脆性低、延伸率和收缩率好的特点，能够保证本发明强度，延长其使用寿命。

如附图1、2、3所示，外限位环台4的上端面和上接头2的下端内侧面均呈向外侧下方倾斜状。上述设置，保证了外限位环台4和上接头2之间、开口卡瓦套7外侧和第二内限位环台9内侧之间均能够相互抵紧，增强本发明的抗扭性和密封性。

如附图1、2、3所示，对应外限位环台4和安装环槽6之间的下接头1外侧和上接头2内侧之间设有至少两个呈上下间隔分布的O形密封圈11。O形密封圈11的设置，进一步保证了下接头1和上接头2之间的密封性。

实施例2：上述实施例1所述异径连续油管对接装置的安装方法，包括如下步骤：

第一步：将上接头2和大径连续油管固定安装在一起；在各个安装槽内装入平键10，将开口卡瓦套7下端的U形安装孔13和纵向张紧缺口8分别与平键10对齐后，下移开口卡瓦套7并将其安装在下接头1外侧；将背帽3从下方套装在下接头1外侧；将下接头1下端与小径连续油管固定安装在一起；

第二步：将上接头2从上方套装在下接头1上端外侧，缓慢下放上接头2，同时旋转背帽3使其与上接头2通过螺纹固定安装在一起，使第二内限位环台9内侧与开口卡瓦套7外侧压紧、外限位环台4的上下两端分别与上接头2下端和第一内限位环台5上端压紧；

其中第一步中的“将上接头2和大径连续油管固定安装在一起；”“在各个安装槽内装入平键10，将开口卡瓦套7下端的U形安装孔13和纵向张紧缺口8分别与平键10对齐后，下移开口卡瓦套7并将其安装在下接头1外侧；”“将背帽3从下方套装在下接头1外侧；”和“将下接头1下端与小径连续油管固定安装在一起；”四个操作没有先后次序，可同时或不分次序先后进行。

使用本方法能够快速、便捷地将异径连续油管固定安装在一起，便于异径油管的深井安装，并能保证其抗拉性和抗扭性，大大降低了深井作业的成本。

实施例3：应用实施例1所述异径连续油管对接装置的异径油管安装方法，包括如下步骤：

第一步：在地面倒管器上预置小径连续油管，在小径连续油管的末端安装井下工具，在小径连续油管的始端安装安全阀后，向小径连续油管内泵注预定压力的工作液；吊装设备；

第二步：在待施工井口安装井控装置；

第三步：在注入头内安装与小径连续油管相匹配的夹持块，然后将小径连续油管穿入注入头内；

第四步：将注入头固定安装在井口位置，然后对井口及井控装置进行试压；

第五步：试压合格后打开井控装置，向井内下放小径连续油管；

第六步：小径连续油管到达预定位置后，将其始端用吊装设备固定后，在始端安装小径连续油管短节；

第七步：通过吊装设备和小径连续油管短节将小径连续油管下放至其上端低于注入头下端；

第八步：关闭井控装置和油管悬挂装置，将注入头下端从井口位置拆下来；

第九部：用吊装设备上提注入头，同时在注入头内下放管子直至小径连续油管短节完全离开注入头；

第十步：待注入头完全离开井口后，拆除小径连续油管始端的油管短节；

第十一步：将注入头内的夹持块更换为与大径连续油管相匹配的夹持块，将大径连续油管穿入注入头内；

第十二步：通过吊装设备将注入头对准井口；

第十三步：将上接头2和大径连续油管固定安装在一起；在各个安装槽内装入平键10，将开口卡瓦套7下端的U形安装孔13和纵向张紧缺口8分别与平键10对齐后，下移开口卡瓦套7并将其安装在下接头1外侧；将背帽3从下方套装在下接头1外侧。将下接头1下端与小径连续油管固定安装在一起。

第十四步：将上接头2从上方套装在下接头1上端外侧，缓慢下放上接头2，同时旋转背帽3使其与上接头2通过螺纹固定安装在一起，使第二内限位环台9内侧与开口卡瓦套7外侧压紧、外限位环台4的上下两端分别与上接头2下端和第一内限位环台5上端压紧。

第十五步：将注入头安装在井口上，缓慢打开井控装置和油管悬挂装置；

其中第十三步中的“将上接头2和大径连续油管固定安装在一起；”“在各个安装槽内装入平键10，将开口卡瓦套7下端的U形安装孔13和纵向张紧缺口8分别与平键10对齐后，下移开口卡瓦套7并将其安装在下接头1外侧；”“将背帽3从下方套装在下接头1外侧；”和“将下接头1下端与小径连续油管固定安装在一起；”四个操作没有先后次序，可同时或不分次序先后进行。

上述步骤完毕后，大径和小径连续油管的深井安装作业完成，接下来可向管串内注入高压流体进行冲砂、套洗等其它井下作业。上述方法中的本方法中应用的地面倒管器、井下工具、安全阀、吊装设备、油管悬挂装置、注入头等设备和工具在本领域均为现有公知的技术。通过使用本方法能够在深井作业中实现异径连续油管的相继下入和连接，并能保证整个装置的可靠性和密封性，降低了对接位置刺漏现象的发生，大大降低了深井生产成本。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和较佳的实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。