一种煤层气压裂井口连接装置加固方法与流程

1.本发明涉及采矿技术领域，特别涉及一种煤层气压裂井口连接装置加固方法。


背景技术：

2.目前地面瓦斯抽采井采用二开井身结构，一开采用ф311.15mm牙轮钻头钻进至基岩以下20m完钻，下入j55钢级ф244.5mm
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8.94mm表层套管，注入g级水泥固井，水泥浆返至地面。二开常规钻进采用φ215.9mm牙轮（或pdc）钻头钻至煤二层底界以深60m完钻（取心段采用专用取心钻头和绳索取心工具进行钻进，详见取心作业章节），下入p110钢级φ139.7mm
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7.72mm生产套管后固井，封固煤系及上覆地层，固井水泥浆返至地面。完井后经过测井等工序后，进行射孔、压裂，压裂时井口装置连接依次是（从下到上），表层套管（接箍）-生产套管（接箍）-双公短节-大四通-平板阀-压裂头-平板阀。表层套管接箍通过环形钢板与生产套管焊接在一起（下套管时表层套管与生产套管漏出地面）。
3.此工艺压裂过程中会出现压力突然升高，导致生产套管（接箍）-双公短节间丝扣脱落，使压裂无法正常进行。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题，本发明提供了一种煤层气压裂井口连接装置加固方法，能够解决目前的地面瓦斯抽采井采用的二开井身结构，在压裂过程在压力突然升高时，生产套管（接箍）与双公短节间丝扣容易脱落，使压裂无法正常进行的问题。
5.为了实现上述目的，本发明的技术方案具体如下：一种煤层气压裂井口连接装置加固方法，包括以下步骤：1）将二开固井未返至地面部分进行二次灌浆，在表层套管切一个缺口，将表层套管与生产套管环空的水抽干，灌水泥浆至地面，防止水泥段以上接箍脱落，之后在表层套管接箍、生产套管接箍和双公短节外壁上套装三级保护外套；2）在大四通与表层套管上安装加固装置，使井口装置与双公短节生产套管和表层套管连接成一个整体，共同受力，来减轻双公短节的受力。
6.所述三级保护外套包括上部套体、中间套体和下部套体，所述下部套体上部为中间套体，所述中间套体上部为上部套体，所述下部套体与所述表层套管接箍固定，所述中间套体与所述生产套管接箍固定，所述上部套体与所述双公短节固定。
7.所述三级保护外套包括上部套体、中间套体和下部套体的侧壁上均环形分布四个暗焊孔，用于将所述上部套体、中间套体和下部套体与所述双公短节、生产套管接箍和表层套管接箍焊接固定。
8.所述加固装置包括与所述大四通颈脖处相互适配连接的上部法兰盘和与所述表层套管下部相互适配连接的下部法兰盘，所述上部法兰盘与下部法兰盘之间通过竖直设置的若干个螺杆相互固定。
9.所述若干个螺杆的两端均通过螺母分别与所述上部法兰盘和下部法兰盘连接。
10.所述上部法兰盘与下部法兰盘结构一致，所述上部法兰盘包括左半盘和右半盘，所述左半盘和右半盘之间通过阶梯形连接板相互扣合适配连接。
11.本发明的有益效果是：本发明的两种加固措施，是生产套管（接箍）-双公短节-大四通，连接成一个整体，在压裂过程中，使其整体受力，减小了生产套管与双公短节间振动所发生的相对位移，有效的辅助增强了双公短节丝扣薄弱面的承压能力。本发明能够减小生产套管与双公短节间振动所发生的相对位移、增强双公短节丝扣薄弱面的承压能力、成本低、安全系数高。作为一个优选的技术方案，三级保护外套包括上部套体、中间套体和下部套体，利用上部套体、中间套体和下部套体分别与双公短节、生产套管接箍和表层套管接箍固定，使得双公短节、生产套管接箍和表层套管接箍成为一体，提高了结构强度和稳定性，有效防止了在压裂过程中生产套管与双公短节间发生相对位移。进一步的，为了避免大面积焊接破坏原有钢材的脆性，三级保护外套包括上部套体、中间套体和下部套体的侧壁上均环形分布四个暗焊孔，用于将所述上部套体、中间套体和下部套体与双公短节、生产套管接箍和表层套管接箍焊接固定。作为一个优选的技术方案，加固装置利用上部法兰盘、下部法兰盘以及上部法兰盘与下部法兰盘之间设置的若干个螺杆，将大四通和表层套管固定连接为一个整体，提高了大四通和表层套管的结构强度和稳定性。进一步的，为了提高安装效率，减低维护成本，若干个螺杆的两端均通过螺母分别与上部法兰盘和下部法兰盘连接。进一步的，为了方便安装，避免由于体积过大而无法进入安装界面，上部法兰盘包括左半盘和右半盘，左半盘和右半盘之间通过阶梯形连接板相互扣合适配连接。
附图说明
12.图1为本发明的三级保护外套的结构示意图。
13.图2为本发明的加固装置的结构示意图。
14.图3为图2的俯视图。
15.图4为左半盘和阶梯形连接板的结构示意图。
具体实施方式
16.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
17.一种煤层气压裂井口连接装置加固方法，包括以下步骤：1）将二开固井未返至地面部分进行二次灌浆，在表层套管切一个缺口，将表层套管与生产套管环空的水抽干，灌水泥浆至地面，防止水泥段以上接箍脱落，之后在表层套管接箍、生产套管接箍和双公短节外壁上套装三级保护外套（如图1所示）；2）在大四通与表层套管上安装加固装置（如图2所示），使井口装置与双公短节生产套管和表层套管连接成一个整体，共同受力，来减轻双公短节的受力。
18.其中，如图1所示，三级保护外套包括上部套体1、中间套体2和下部套体3，下部套体3上部为中间套体2，中间套体2上部为上部套体1，下部套体3与表层套管接箍固定，中间套体2与生产套管接箍固定，上部套体1与双公短节固定。
19.如图1所示，三级保护外套包括上部套体1、中间套体2和下部套体3的侧壁上均环形分布四个暗焊孔4，用于将上部套体1、中间套体2和下部套体3与双公短节、生产套管接箍和表层套管接箍焊接固定。
20.如图2所示，加固装置包括与大四通颈脖处相互适配连接的上部法兰盘5和与表层套管下部相互适配连接的下部法兰盘7，上部法兰盘5与下部法兰盘7之间通过竖直设置的若干个螺杆6相互固定。
21.如图2所示，若干个螺杆6的两端均通过螺母分别与上部法兰盘5和下部法兰盘7连接。
22.如图3和图4所示，上部法兰盘5与下部法兰盘7结构一致，上部法兰盘5包括左半盘51和右半盘52，左半盘51和右半盘52之间通过阶梯形连接板53相互扣合适配连接。
23.在实际实施时，由于在表层套管接箍、生产套管接箍和双公短节外壁上套装了三级保护外套，同时又在大四通与表层套管上安装了加固装置，因此，在压裂过程中会，当压力突然升高时，生产套管（接箍）与双公短节间丝扣不会发生脱落。
24.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种煤层气压裂井口连接装置加固方法，其特征在于：包括以下步骤：1）将二开固井未返至地面部分进行二次灌浆，在表层套管切一个缺口，将表层套管与生产套管环空的水抽干，灌水泥浆至地面，防止水泥段以上接箍脱落，之后在表层套管接箍、生产套管接箍和双公短节外壁上套装三级保护外套；2）在大四通与表层套管上安装加固装置，使井口装置与双公短节生产套管和表层套管连接成一个整体，共同受力，来减轻双公短节的受力。2.根据权利要求1所述的一种煤层气压裂井口连接装置加固方法，其特征在于：所述三级保护外套包括上部套体（1）、中间套体（2）和下部套体（3），所述下部套体（3）上部为中间套体（2），所述中间套体（2）上部为上部套体（1），所述下部套体（3）与所述表层套管接箍固定，所述中间套体（2）与所述生产套管接箍固定，所述上部套体（1）与所述双公短节固定。3.根据权利要求2所述的一种煤层气压裂井口连接装置加固方法，其特征在于：所述三级保护外套包括上部套体（1）、中间套体（2）和下部套体（3）的侧壁上均环形分布四个暗焊孔（4），用于将所述上部套体（1）、中间套体（2）和下部套体（3）与所述双公短节、生产套管接箍和表层套管接箍焊接固定。4.根据权利要求1所述的一种煤层气压裂井口连接装置加固方法，其特征在于：所述加固装置包括与所述大四通颈脖处相互适配连接的上部法兰盘（5）和与所述表层套管下部相互适配连接的下部法兰盘（7），所述上部法兰盘（5）与下部法兰盘（7）之间通过竖直设置的若干个螺杆（6）相互固定。5.根据权利要求5所述的一种煤层气压裂井口连接装置加固方法，其特征在于：所述若干个螺杆（6）的两端均通过螺母分别与所述上部法兰盘（5）和下部法兰盘（7）连接。6.根据权利要求5所述的一种煤层气压裂井口连接装置加固方法，其特征在于：所述上部法兰盘（5）与下部法兰盘（7）结构一致，所述上部法兰盘（5）包括左半盘（51）和右半盘（52），所述左半盘（51）和右半盘（52）之间通过阶梯形连接板（53）相互扣合适配连接。

技术总结
本发明公开了一种煤层气压裂井口连接装置加固方法，该方法包括以下步骤：1）将二开固井未返至地面部分进行二次灌浆，在表层套管切一个缺口，将表层套管与生产套管环空的水抽干，灌水泥浆至地面，防止水泥段以上接箍脱落，之后在表层套管接箍、生产套管接箍和双公短节外壁上套装三级保护外套；2）在大四通与表层套管上安装加固装置，使井口装置与双公短节生产套管和表层套管连接成一个整体，共同受力，来减轻双公短节的受力。本发明能够解决目前的地面瓦斯抽采井采用的二开井身结构，在压裂过程在压力突然升高时，生产套管（接箍）与双公短节间丝扣容易脱落，使压裂无法正常进行的问题。使压裂无法正常进行的问题。使压裂无法正常进行的问题。


技术研发人员：刘敬丹 李世兵 张天国 郭娜 周存顺 张建军
受保护的技术使用者：甘肃科贝德煤与煤层气开发技术有限公司
技术研发日：2021.12.17
技术公布日：2022/3/11