换井底完井管柱的制作方法

本实用新型涉及油田采油工程中二次完井管柱技术，具体地说是换井底完井管柱。

背景技术：

老油田经过多年的开发，存在大量停产井、报废井、套损低效井。利用换井底恢复老井油气生产，保持开发井网的完善，提高采收率，同时节约钻井费用和地面建设费用，是一项十分有效的措施。

目前国内换井底现有技术是，所使用的尾管尺寸偏小，尾管顶部使用悬挂器，或喇叭口。现有技术存在如下不足：

1)所使用的尾管尺寸偏小，内径小，为后续作业、措施带来诸多不便。如：5¹/2"套管，换井底所使用的尾管3³/4"，外径内径无法使用常规的73mm油管作业；

2)尾管顶部使用悬挂器或喇叭口，悬挂器不密封，尾管顶部时常漏失；

3)使用投塞方法进行固井顶替，时常需要对尾管顶部或尾管井筒底部进行扫塞作业，增加了作业成本。同时，由于种种原因，胶塞不能顺利碰压时有发生，比如钻杆胶塞不能和尾管胶塞很好的复合、尾管胶塞与碰压座之间密封不好、钻杆胶塞滞留于钻杆内；

4)现有的膨胀尾管悬挂器在注水泥后的所有作业都依赖于胶塞的顺利碰压，风险点过于集中在胶塞的顺利碰压上。

经过检索换井底、完井等关键词，没有发现类似本申请的公开技术方案。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供换井底完井管柱，克服现有技术的不足，实现大尾管换井底，保证固井质量，为后续作业工序提供大通道，完善井筒完整性，满足后续生产需要。

为了达成上述目的，本实用新型提供了以下技术方案，换井底完井管柱，包括膨胀管柱、膨胀头、上连接管、中连接管、应急丢手连接套、密封环、尾管丢手、应急丢手花键轴、尾管丢手连接套、尾管、中心内管、碰压球座，所述膨胀管柱上端连接应急丢手连接套，应急丢手连接套套装在上连接管外壁，所述膨胀管柱下端连接尾管丢手连接套，所述尾管上端连接尾管丢手连接套，尾管下端连接碰压球座，所述尾管丢手上端连接膨胀头，尾管丢手下端连接中心内管，所述膨胀头上端通过中连接管连接应急丢手花键轴，应急丢手花键轴上端连接上连接管下端，所述尾管丢手外壁丝扣式连接尾管丢手连接套内壁，所述膨胀头外壁开设曲面外肩台，所述膨胀管柱具有一个缩径段，该缩径段外壁上设置密封环，该缩径段内壁下端形成曲面内肩台，当膨胀头向上移动时，膨胀头的曲面外肩台贴合式顶在缩径段内壁的曲面内肩台上。

所述碰压球座中心开设用于封堵钢球的锥面孔，所述中心内管下端面至碰压球座锥面孔上端口的距离设计为0.01-10米。

所述碰压球座下端连接浮箍，浮箍下端连接引鞋，所述上连接管上端连接提升接头。

所述的尾管丢手通过尾管丢手连接螺纹与尾管丢手连接套相连，丢手连接螺纹为反扣连接螺纹。

所述的膨胀管柱下端通过应急倒扣螺纹与尾管丢手连接套相连，应急倒扣螺纹为反扣连接螺纹。

所述的应急倒扣螺纹位于尾管丢手连接螺纹上方。

所述应急丢手连接套通过固定螺钉连接膨胀管柱。

所述应急丢手花键轴上设计有花键、花键槽，花键两端设计为斜面，应急丢手花键轴内孔为通孔；急丢手连接套内壁适应性开设有便于应急丢手花键轴上的花键通过的内槽。膨胀头挤压膨胀管柱缩径段使膨胀管柱膨胀，应急丢手连接套跟随膨胀管柱膨胀，所述应急丢手连接套在启动膨胀状态下与应急丢手花键轴相适配。

相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

1.固井膨胀悬挂完成后，利用中心内管反洗井，洗出多余水泥浆，保证了井筒内水泥塞的深度，减少了一趟钻塞工序。

2.采用投球后固井顶替，即使没有碰压，也可以实现大排量顶替进行膨胀悬挂，完成膨胀尾管悬挂固井作业。

3.尾管丢手保证了尾管下井过程中不怕遇阻，可以大吨位上提下放活动尾管，保证尾管下到位。

4.应急倒扣螺纹保证了在不碰压无法完成膨胀状态下，仍然可以丢开尾管完成固井作业。

附图说明

图1为本实用新型换井底完井管柱的结构示意图。

图2为本实用新型的换井底完井管柱在尾管下到位丢掉尾管上提钻柱状态下的结构示意图。

图3为本实用新型的换井底完井管柱在投球顶替碰压完成膨胀悬挂状态下的结构示意图。

图4为本实用新型的换井底完井管柱反洗井状态下的示意图。

图5为本实用新型的换井底完井管柱完井井身结构示意图。

图6为本实用新型的换井底完井管柱丢开膨胀悬挂器完井井身结构示意图。

图7为本实用新型的换井底完井管柱应急丢手花键轴的结构示意图。

图8为图7的左视图。

图9为本实用新型的换井底完井管柱应急丢手花键轴复合适配应急丢手连接套结构A-A剖面示意图。

图中：1、提升接头，2、上连接管，3、应急丢手连接套，4、膨胀管柱，5、密封环，6、应急丢手花键轴，7、中连接管，8、膨胀头，9、应急倒扣螺纹，10、尾管丢手、11、尾管丢手连接套，12、尾管，13、中心内管，14、碰压球座，15、浮箍，16、引鞋，17、尾管连接丝扣，18、尾管丢手连接螺纹,19、原井套管，20、裸眼井筒，21、固井水泥浆液，22、固定螺钉，23、钢球。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图9，本实用新型提供一种技术方案：换井底完井管柱，包括膨胀管柱4、膨胀头8、上连接管2、中连接管7、应急丢手连接套3、密封环5、尾管丢手10、应急丢手花键轴6、尾管丢手连接套11、尾管12、中心内管13、碰压球座14，所述膨胀管柱4上端连接应急丢手连接套3，应急丢手连接套套装在上连接管2外壁，所述膨胀管柱4下端连接尾管丢手连接套11，所述尾管12上端连接尾管丢手连接套，尾管下端连接碰压球座14，所述尾管丢手10上端连接膨胀头8，尾管丢手下端连接中心内管13，所述膨胀头上端通过中连接管7连接应急丢手花键轴6，应急丢手花键轴上端连接上连接管2下端，所述尾管丢手10外壁丝扣式连接尾管丢手连接套11内壁，所述膨胀头8外壁开设曲面外肩台，所述膨胀管柱具有一个缩径段，该缩径段外壁上设置密封环5，该缩径段内壁下端形成曲面内肩台，当膨胀头向上移动时，膨胀头的曲面外肩台贴合式顶在缩径段内壁的曲面内肩台上。所述碰压球座14下端连接浮箍15，浮箍下端连接引鞋16，所述上连接管2上端连接提升接头1。碰压球座、浮箍、引鞋等部件本身均为本领域常规技术，直接应用连接即可。

所述的中心内管13上端通过螺纹与尾管丢手10下端相连，中心内管13下端延伸到离碰压球座14距离为L，L设计为0.01～10米，最佳0.5～2米。

所述的尾管丢手10通过尾管丢手连接螺纹18与尾管丢手连接套11相连，丢手连接螺纹18为反扣连接螺纹。

所述的膨胀管柱4下端通过应急倒扣螺纹9与尾管丢手连接套11相连，应急倒扣螺纹9为反扣连接螺纹。

所述的应急丢手花键轴6上设计有花键601、花键槽602，花键601两端设计为斜面6041和6042，应急丢手花键轴6内孔603为通孔。急丢手连接套3内壁适应性开设有便于应急丢手花键轴6上的花键601通过的内槽。膨胀头挤压膨胀管柱缩径段使膨胀管柱膨胀，应急丢手连接套跟随膨胀管柱膨胀，所述应急丢手连接套在启动膨胀状态下与应急丢手花键轴相适配。所述的膨胀管是石油套管膨胀管，本身属于本领域的现有技术，材料为LS-80A,为金属材料，基本元素C、Si、Mn、P、S、Al等。套管膨胀管材料性能：屈服强度(MPa)：503；抗拉强度(MPa)：729；延伸率：33％。膨胀头8的下方为压力腔，当钢球23坐落到碰压球座14时，压力腔压力增大，当此压力大于膨胀管材料的屈服强度时，膨胀管就会膨胀而不仅发生弹性变形，同时也发生塑性变形，膨胀管的内径增大，但套管膨胀管膨胀时的延伸率，小于膨胀管材料的延伸率，因此，套管膨胀管膨胀时不会发生裂的现象。膨胀管发生塑性变形后紧贴在套管内壁上，起到密封和承载的作用。

所述的应急倒扣螺纹9设计位于尾管丢手连接螺纹18上方。

所述的固定螺钉22在膨胀管柱4顶端固定应急丢手连接套3与膨胀管柱4。

组装连接应急丢手连接套3在膨胀管柱4顶端，使用固定螺丝22进行固定，密封环5安装在膨胀管柱4上；在井口依次连接引鞋16、浮箍15、碰压球座14，连接设计长度的尾管12；在井口依次连接设计长度的中心内管13；依次组装连接提升接头1、上连接管2、应急丢手花键轴6、中连接管7、膨胀头8、尾管丢手10、尾管丢手连接套11，并置于膨胀管柱4内，尾管丢手连接套11连接尾管12的尾管连接丝扣17。

请参阅图1至图9，本实用新型不仅可以用于换井底完井管柱，也可以用于侧钻井、加深井完井管柱，该方法包括：

第一步，依次连接引鞋16、浮箍15、碰压球座14，连接设计长度的尾管12，下入井内，通过原井套管19下到裸眼井筒20内，使用工具卡在井口；

第二步，连接设计长度的中心内管13，并下入井口尾管12内，使用工具卡在井口尾管顶部；

第三步，连接组装提升接头1、上连接管2、应急丢手连接套3、应急丢手花键轴6、中连接管7、膨胀头8，置于膨胀管柱4内，连接尾管连接丝扣17在井口连接中心内管13与尾管丢手10、连接尾管12与尾管连接丝扣17；

第四步，使用钻具把换井底完井管柱下入原井套管19、裸眼井筒20内设计位置，如图2所示，循环正常后，旋转钻具并带动中心内管13旋转，使尾管丢手10与尾管丢手连接套11脱开，上提钻具使应急丢手花键轴6与应急丢手连接套3复合适配，膨胀头8曲面肩台801与膨胀管住4曲面肩台401相适配；

第五步，向所述换井底完井管柱内泵注入设计量的固井水泥浆液21，如图3所示，开始固井，顶替前向钻具内投入钢球23，钢球23降落到所述碰压球座14上，碰压后膨胀管柱4开始并完成膨胀，固定螺钉22剪断，应急丢手连接套3随应急丢手花键轴6一起出膨胀管住顶部；

第六步，膨胀完成后，反洗井，洗出井内注入多余的固井水泥浆液21，提出井内管柱，完成换井底完井作业。

具体地，作为优选，作业步骤中第五步，向钻具内投入钢球23后，如果没有碰压，无法完成膨胀，同时，也无法上提管柱完成膨胀，此时旋转钻具，带动旋转应急丢手花键轴6与应急丢手连接套11以及膨胀管柱4，倒开应急倒扣螺纹9，丢掉尾管12，反洗井，洗出井内注入多余的固井水泥浆液21，提出井内管柱，完成尾管固井。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位指示或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。