套管外插对接固井工具的制作方法

本实用新型涉及一种石油开采井筒大修工具，尤其涉及一种套管外插对接固井工具，在井筒破损套管的取换施工中，用于井筒新换入的套管与井筒内原有余留套管的对接固井，属于井筒大修工具技术领域。

背景技术：

石油、天然气要通过钻井施工形成的井筒进行开采，井眼中的井筒套管串由套管逐根通过螺纹依次旋接而成，随着油气井开采时间的增加，井下环境越发恶劣，极易发生套管的破损，出现这种情况就需要对破损套管进行取换。

现有技术中换套管时仍采用螺纹连接，井下余留套管需要保留螺纹接箍。通常是通过倒扣（倒开套管连接螺纹）取出破损套管，再下入新套管与井下余留老套管进行螺纹对接；如原有套管断裂，则要用反扣（左旋螺纹）钻具进行倒扣，首先打捞出上部损坏套管。倒扣取换套管作业施工步骤多、工序较复杂，需要使用反扣钻具，不适合深井取换套管作业。这是因为套管倒扣作业时，通常是采用反扣钻具内插到套管内进行倒扣，由于内插反扣钻具尺寸小、强度低，倒开深度受限。如采用常规反扣钻具倒扣，倒开螺纹位置不能精确确定，且可能倒成几截。如采用大套管外插对接，则套管对接部位的密封可靠性差。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种套管外插对接固井工具，结构简单，组装方便，制造成本低，对接坐封操作简单，密封可靠性高。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种套管外插对接固井工具，包括外插引鞋，所述外插引鞋的上端通过螺纹旋接有加长筒，所述加长筒的上端通过螺纹旋接有循环筒，所述循环筒中段的圆周壁上设有注灰孔，所述循环筒的上端旋接有密封筒，所述密封筒下端的母螺纹上方设有密封圈嵌槽，所述密封圈嵌槽中嵌装有r型密封圈且r型密封圈内壁的倒刺向上，所述密封筒上端的母螺纹中旋接有对接接头，所述对接接头的上端设有对接接头锥形母螺纹，所述对接接头的下端口设有上窄下宽的对接接头内倒角；所述密封筒、循环筒、加长筒和外插引鞋的内径均与套管的外径相适配。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：1.在本对接固井工具入井前，先将余留套管内腔用封隔器堵住，然后将封隔器上方损坏的余留套管割断并取出，在钻具下方安装铣鞋体并在余留套管的鱼顶磨铣出外倒角；然后完成本对接固井工具组装并通过对接接头锥形母螺纹与浮箍相连，浮箍上方与新套管串连接，新套管串上方与钻具连接；缓慢下放钻具，使余留套管的鱼顶顺利进入外插引鞋内，继续下放钻具，使余留套管的鱼顶到达加长筒内，开泵循环修井液，循环至修井液指标正常后注水泥浆，水泥浆沿新套管串中心孔下行至循环筒中，从循环筒圆周上的注灰孔进入套管外周的环空，注完水泥后，向套管内放入胶塞，并利用修井液推动胶塞下行，胶塞推动水泥浆从注灰孔排出；将胶塞到达浮箍上方时实现坐封；然后再次下放钻具，余留套管的鱼顶依次越过循环筒的注灰孔及密封筒的r型密封圈，直至余留套管的鱼顶外倒角与对接接头内倒角相嵌合，继续下压500kn，实现套管对接并密封；候凝36小时水泥浆凝固后，新套管串即完成固井。2.余留套管的鱼顶位于循环筒的注灰孔下方注水泥浆，加长筒和外插引鞋的内壁与余留套管外壁有较长距离的配合，一方面可以确保新余留套管对接的同轴度，另一方面为新套管的下行提供了中心定位，水泥注完后可以直接下放新套管实现坐封，避免外插引鞋再次寻找余留套管的鱼顶，减少井下发生意外的风险。3.与平面碰接相比，内外倒角的嵌合可以起到导向及自动对齐的作用，提高新余留套管对接时台阶坐封的可靠性，延长且倾斜的密封面也提高了两者接合的密封性。4.当鱼顶位于循环筒的注灰孔下方时，循环筒的内外通过注灰孔实现连通，此时水泥浆可以沿循环筒中心下行，从注灰孔流出后，在沿套管环空上行。当水泥浆注完后，本固井工具下行，余留套管的鱼顶越过注灰孔时，注灰孔即被封闭。5.本实用新型实现了三级密封，即内外倒角密封、r型密封圈密封及套管外水泥密封，大大提高了密封性能。

作为本实用新型的改进，所述注灰孔在所述循环筒的中段圆周上设有多排且每排均匀分布有多个。可以确保水泥浆均匀进入环空并平稳上升，保证在套管外周水泥的密实性。

作为本实用新型的进一步改进，所述对接接头的下部外周设有外凸的对接接头凸台，所述对接接头的下端外周设有对接接头公螺纹，所述对接接头凸台的上部台阶为上细下粗的锥形台阶，所述对接接头凸台的下部台阶为平面；所述密封筒上端的母螺纹旋接在对接接头公螺纹上且密封筒的上端口抵靠在对接接头凸台的下部台阶下方。对接接头凸台上部的锥形台阶便于本实用新型在井眼中顺利下放或上提，当密封筒的上端口抵靠在对接接头凸台的下方时，即已完成连接，同时密封筒也获得了轴向的准确定位。

作为本实用新型的进一步改进，所述对接接头内倒角与水平面呈30°夹角。便于与余留套管鱼顶30°的外倒角直接嵌合或者通过铜密封垫相配合，提高接合的准确性。

作为本实用新型的进一步改进，所述外插引鞋的下端设有螺旋状向下延伸的外插引鞋坡口，所述引鞋坡口的下端设有外插引鞋坡口内倒角。外插引鞋下端螺旋状的外插引鞋坡口及内倒角便于余留套管的鱼顶进入外插引鞋的内腔。

作为本实用新型的进一步改进，所述对接接头内倒角的密封面上粘接有锥形铜密封垫。锥形铜密封垫位于对接接头内倒角与余留套管的鱼顶外倒角之间，受到挤压后变形，提高了两者坐封的密封性能。

附图说明

图1为本实用新型套管外插对接固井工具的结构示意图。

图2为图1中对接接头的主视图。

图3为图1中密封筒的主视图。

图4为图1中循环筒的主视图。

图5为图1中外插引鞋的主视图。

图中：1.对接接头；1a.对接接头锥形母螺纹；1b.对接接头凸台；1c.对接接头内倒角；2.密封筒；2a.r型密封圈；3.循环筒；3a.注灰孔；4.加长筒；5.外插引鞋；5a.外插引鞋坡口；5b.外插引鞋坡口内倒角。

具体实施方式

如图1至图5所示，本实用新型的套管外插对接固井工具包括外插引鞋5，外插引鞋5的下端设有螺旋状向下延伸的外插引鞋坡口5a，引鞋坡口的下端设有外插引鞋坡口内倒角5b。外插引鞋5下端螺旋状的外插引鞋坡口5a及其内倒角便于余留套管的鱼顶进入外插引鞋5的内腔。

外插引鞋5的上端通过螺纹旋接有加长筒4，加长筒4的上端通过螺纹旋接有循环筒3，循环筒3中段的圆周壁上设有注灰孔3a，注灰孔3a在循环筒3的中段圆周上设有多排且每排均匀分布有多个。循环筒3的上端旋接有密封筒2，密封筒2下端的母螺纹上方设有密封圈嵌槽，密封圈嵌槽中嵌装有r型密封圈2a且r型密封圈2a内壁的倒刺向上，密封筒2上端的母螺纹中旋接有对接接头1。

对接接头1的上端设有对接接头锥形母螺纹1a，对接接头1的下部外周设有外凸的对接接头凸台1b，对接接头1的下端外周设有对接接头公螺纹，对接接头凸台1b的上部台阶为上细下粗的锥形台阶，便于本工具在井眼中顺利下放或上提，对接接头凸台1b的下部台阶为平面；密封筒2上端的母螺纹旋接在对接接头公螺纹上且密封筒2的上端口抵靠在对接接头凸台1b的下部台阶下方。对接接头1的下端口设有上窄下宽的对接接头内倒角1c；对接接头内倒角1c与水平面呈30°夹角。密封筒2、循环筒3、加长筒4和外插引鞋5的内径均与套管的外径相适配。

该套管外插对接固井工具工作过程如下：在本对接固井工具入井前，先将余留套管内腔用封隔器堵住，然后将封隔器上方损坏的余留套管割断并取出，在钻具下方安装铣鞋体并在余留套管的鱼顶磨铣出外倒角；然后完成本对接固井工具组装并通过对接接头锥形母螺纹1a与浮箍相连，浮箍上方与新套管串连接，新套管串上方与钻具连接；缓慢下放钻具，使余留套管的鱼顶顺利进入外插引鞋5内，继续下放钻具，使余留套管的鱼顶到达加长筒4内，开泵循环修井液，循环至修井液指标正常后注水泥浆，水泥浆沿新套管串中心孔下行至循环筒3中，从循环筒3圆周上的注灰孔3a进入套管外周的环空，注完水泥后，向套管内放入胶塞，并利用修井液推动胶塞下行，胶塞推动水泥浆从注灰孔3a排出；将胶塞到达浮箍上方时实现坐封；然后再次下放钻具，余留套管的鱼顶依次越过循环筒3的注灰孔3a及密封筒2的r型密封圈2a，直至余留套管的鱼顶外倒角与对接接头内倒角1c相嵌合，继续下压500kn，实现套管对接并密封；候凝36小时水泥浆凝固后，新套管串即完成固井。

对接接头内倒角1c的密封面上可以粘接有锥形铜密封垫。锥形铜密封垫位于对接接头内倒角1c与余留套管的鱼顶外倒角之间，受到挤压后变形，提高了两者坐封的密封性能。该固井工具实现了三级密封，即内外倒角密封、r型密封圈2a密封及套管外水泥密封，大大提高了密封性能。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。