一种套管外壁防腐用刚性扶正器及其安装应用的制作方法

本发明属于油田开发固井作业技术领域，具体涉及一种套管外壁防腐用刚性扶正器及其应用。

背景技术：

油田生产套管由于地层腐蚀环境复杂，套管损坏现象严重。因腐蚀问题造成的套损井数量逐年增多，并造成巨大的经济损失，严重影响油田正常生产，随着石油天然气开采量的日益扩大，油气田井管的腐蚀及防护也越来越受到重视。研究表明，油井套管腐蚀以外腐蚀为主。由于腐蚀造成的套损原因主要是：（1）生产套管长期浸泡在高矿化度地下水中；（2）高温高压条件下，h2s、co2、高矿化度地层水及垢下腐蚀成为了套损发生的重要诱因。

目前，油田采用大多采用防腐涂层隔绝套管外部腐蚀介质与牺牲阳极极化给套管提供保护电流这两种防腐技术结合，即环氧冷缠带加锌牺牲阳极联合防腐。但该技术存在现场运输或吊装时易划伤防腐涂层与牺牲阳极，涂层与牺牲阳极易脱落等缺陷，导致防腐效果不佳。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有的套管外壁防腐涂层存在现场运输或吊装时易划伤防腐涂层与牺牲阳极，涂层与牺牲阳极易脱落等问题，同时保证固井施工中套管的居中度，提高固井质量，又能在投产后有效延缓套管腐蚀，增加油气井使用寿命。

为此，本发明提供了一种套管外壁防腐用刚性扶正器，包括防腐筒体、上螺旋扶正夹持端头和下螺旋扶正夹持端头，所述的上螺旋扶正夹持端头和下螺旋扶正夹持端头分别套设在防腐筒体两个端部的外壁上，防腐筒体采用复合牺牲阳极材料制成。

所述上螺旋扶正夹持端头和下螺旋扶正夹持端头的结构相同，均是由弧形的左半螺旋扶正体和右半螺旋扶正体卡合形成的圆筒状结构；

所述左半螺旋扶正体和右半螺旋扶正体的一端通过多个螺钉插合连接，另外一端通过多个合页活动连接，合页的一端连接于销轴，销轴安装在左半螺旋扶正体或右半螺旋扶正体上，左半螺旋扶正体和右半螺旋扶正体通过合页开合180°。

所述防腐筒体两个端部的外壁上沿周向设有弧形凸台，左半螺旋扶正体和右半螺旋扶正体的内壁沿周向开设有圆弧槽，上螺旋扶正夹持端头和下螺旋扶正夹持端头分别夹持在防腐筒体端部时，圆弧槽与弧形凸台卡合。

所述上螺旋扶正夹持端头和下螺旋扶正夹持端头外壁上开设有多条螺旋槽，且螺旋槽为开放型宽入口。

所述防腐筒体的两个端部均开设有两个相对的缺口。

所述防腐筒体的外壁上沿轴向开设有通槽。

一种套管外壁防腐用刚性扶正器的安装应用，套管外壁防腐用刚性扶正器在作业现场安装时，将防腐筒体套在套管外壁上，然后将上螺旋扶正夹持端头和下螺旋扶正夹持端头套在防腐筒体的两个端部上，防腐筒体上的弧形凸台与左半螺旋扶正体和右半螺旋扶正体的圆弧槽卡合，左半螺旋扶正体和右半螺旋扶正体通过合页和螺钉夹持抱死防腐筒体，直至防腐筒体的内曲面完全贴合在套管外壁上，完成套管外壁防腐用刚性扶正器的安装。

本发明的有益效果：本发明提供的这种套管外壁防腐用刚性扶正器及其安装应用，既能保证固井施工中套管的居中度，提高固井质量，又能在投产后有效延缓套管腐蚀，增加油气井使用寿命。通过对扶正器进行结构优化设计，实现对防腐材料的有效夹持紧固作用，将扶正器与防腐材料有机结合起来，形成套管外壁防腐用刚性扶正器。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是套管外壁防腐用刚性扶正器的结构示意图。

图2是上螺旋扶正夹持端头或下螺旋扶正夹持端头的结构示意图。

图3是防腐筒体的结构示意图。

附图标记说明：1、上螺旋扶正夹持端头；2、合页；3、销轴；4、套管；5、防腐筒体；6、下螺旋扶正夹持端头；7、螺钉；8、左半螺旋扶正体；9、右半螺旋扶正体；10、缺口。

具体实施方式

实施例1：

为了克服现有的套管外壁防腐涂层存在现场运输或吊装时易划伤防腐涂层与牺牲阳极，涂层与牺牲阳极易脱落等问题，本实施例提供了一种如图1所示的套管外壁防腐用刚性扶正器，包括防腐筒体5、上螺旋扶正夹持端头1和下螺旋扶正夹持端头6，所述的上螺旋扶正夹持端头1和下螺旋扶正夹持端头6分别套设在防腐筒体5两个端部的外壁上，防腐筒体5采用复合牺牲阳极材料制成。

需要说明的是，防腐筒体5采用复合牺牲阳极材料制成，复合牺牲阳极材料具有电化学性能优良，驱动电位大、电流效率高，防腐保护效果好等特点。复合牺牲阳极材料可市购，例如复合式镁包锌牺牲阳极材料。

本实施例提供的套管外壁防腐用刚性扶正器通过上螺旋扶正夹持端头1和下螺旋扶正夹持端头6将防腐筒体5紧固在套管4外壁上，解决了涂层与牺牲阳极易脱落等缺陷；且该扶正器既能保证固井施工中套管的居中度，提高固井质量，又能在投产后有效延缓套管腐蚀，增加油气井使用寿命。

实施例2：

在实施例1的基础上，如图2所示，所述上螺旋扶正夹持端头1和下螺旋扶正夹持端头6的结构相同，均是由弧形的左半螺旋扶正体8和右半螺旋扶正体9卡合形成的圆筒状结构；所述左半螺旋扶正体8和右半螺旋扶正体9的一端通过多个螺钉7插合连接，另外一端通过多个合页2活动连接，合页2的一端连接于销轴3，销轴3安装在左半螺旋扶正体8或右半螺旋扶正体9上，左半螺旋扶正体8和右半螺旋扶正体9通过合页2开合180°。

需要说明的是，上螺旋扶正端头1由左半螺旋扶正体8、右半螺旋扶正体9、合页片2和销轴3组成，左半螺旋扶正体8与右半螺旋扶正体9由同一个完整的螺旋扶正体加工而成，通过在完整的螺旋扶正体上加工相对的一条5mm的沿轴线方向的竖直线和5mm的斜线，将螺旋扶正体分为左半螺旋扶正体8与右半螺旋扶正体9，左半螺旋扶正体8的竖直端的端面开有三个合页槽，斜向的端面开设有三个螺钉孔，右半螺旋扶正体9的竖直端上开有三个合页槽，斜向的端面加工有三个螺钉孔，安装时，三个合页片2将左半螺旋扶正体8与右半螺旋扶正体9通过销轴3连接在一起，销轴3的安装孔顶端焊死，左半螺旋扶正体8与右半螺旋扶正体9可实现180°的开合，螺钉7将左半螺旋扶正体8与右半螺旋扶正体9连接成环形整体，通过螺钉7的紧固作用，实现上螺旋扶正端头1的夹持作用；上螺旋扶正端头1与下螺旋扶正端头2结构功能均相同，可互换。

如图2所示，左半螺旋扶正体8、右半螺旋扶正体9的展开平面为直角梯形，两者均呈弧形，可卡合为圆筒状，将防腐筒体5夹持在套管4上。

实施例3：

在实施例2的基础上，如图1所示，所述防腐筒体5两个端部的外壁上沿周向设有弧形凸台，左半螺旋扶正体8和右半螺旋扶正体9的内壁沿周向开设有圆弧槽，上螺旋扶正夹持端头1和下螺旋扶正夹持端头6分别夹持在防腐筒体5端部时，圆弧槽与弧形凸台卡合。左半螺旋扶正体8和右半螺旋扶正体9的内壁上的未贯通的圆弧槽卡住防腐本体5的弧形凸台，对防腐本体5进行限位和夹持。

实施例4：

在实施例2的基础上，所述上螺旋扶正夹持端头1和下螺旋扶正夹持端头6外壁上开设有多条螺旋槽，且螺旋槽为开放型宽入口。开放型宽入口的螺旋槽可以保证固井水泥浆流体顺利进入螺旋槽，形成高速螺旋流，增强固井水泥浆的紊流状态，提高固井质量。

需要说明的是，上螺旋扶正端头1由左半螺旋扶正体8、右半螺旋扶正体9、合页片2和销轴3组成，左半螺旋扶正体8与右半螺旋扶正体9由同一个完整的螺旋扶正体加工而成，该螺旋扶正体上共有8条均匀分布的螺旋槽，通过在对向的螺旋棱上分别加工一条5mm的沿轴线方向的竖直槽和5mm的沿螺旋棱中心线的螺旋槽，将螺旋扶正体分为左半螺旋扶正体8与右半螺旋扶正体9，左半螺旋扶正体8的内壁上开有未贯通的圆弧槽，竖直端上沿螺旋棱切面在径向开有三个合页槽，螺旋端上沿螺旋棱底部的切线上径向加工有三个螺钉孔，右半螺旋扶正体9的内壁上开有未贯通的圆弧槽，竖直端上沿螺旋棱切面在径向开有三个合页槽，螺旋端上沿螺旋棱底部的切线上径向加工有三个螺钉孔。安装时，三个合页片2将左半螺旋扶正体8与右半螺旋扶正体9通过销轴3连接在一起，销轴3的安装孔顶端焊死，左半螺旋扶正体8与右半螺旋扶正体9可实现180°的开合，螺钉7将左半螺旋扶正体8与右半螺旋扶正体9连接成环形整体，通过螺钉7的紧固作用，实现上螺旋扶正端头1的夹持作用；上螺旋扶正端头1与下螺旋扶正端头2结构功能均相同，可互换。

实施例5：

在实施例1的基础上，如图3所示，所述防腐筒体5的两个端部均开设有两个相对的缺口10，缺口10的开设使为了使组装的上螺旋扶正夹持端头1的内径持续收缩，从而使防腐本体5的内径持续收缩，防腐本体5的抱死在被保护套管4的外壁上，直至防腐本体5的内曲面完全贴合在被保护套管4的外壁上。

所述防腐筒体5的外壁上沿轴向开设有通槽。防腐本体5的内径持续收缩时，轴线方向的5mm通槽变窄，防腐本体5抱死在被保护套管4的外壁上，通槽是为了确保防腐筒体5的径向收缩。

实施例6：

本实施例提供了一种套管外壁防腐用刚性扶正器的安装应用，套管外壁防腐用刚性扶正器在作业现场安装时，将防腐筒体5套在套管4外壁上，然后将上螺旋扶正夹持端头1和下螺旋扶正夹持端头6套在防腐筒体5的两个端部上，防腐筒体5上的弧形凸台与左半螺旋扶正体8和右半螺旋扶正体9的圆弧槽卡合，左半螺旋扶正体8和右半螺旋扶正体9通过合页2和螺钉7夹持抱死防腐筒体5，直至防腐筒体5的内曲面完全贴合在套管4外壁上，完成套管外壁防腐用刚性扶正器的安装。

在作业现场安装时，将圆筒体的防腐本体5沿轴向套在被保护套管4的外壁上，上螺旋扶正加持端头1扣合在防腐本体5上端的弧形凸台部位，左半螺旋扶正体8和右半螺旋扶正体9的内壁上的未贯通的圆弧槽卡住防腐本体5的弧形凸台，进行限位和加持，螺钉7将左半螺旋扶正体8与右半螺旋扶正体9连接成环形整体，通过螺钉7的紧固作用，使组装的上螺旋扶正加持端头1的内径持续收缩，从而使防腐本体5的内径持续收缩，防腐本体5的抱死在被保护套管4的外壁上，直至防腐本体5的内曲面完全贴合在被保护套管4的外壁上。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。