一种地陷补偿套管头结构的制作方法

本实用新型涉及一种石油钻井井口装置，具体涉及一种地陷补偿套管头结构。

背景技术：

当前石油钻井中使用的套管头，一般为芯轴式或卡瓦式，这类套管头用在地层下陷区块时，表层套管与地表摩擦力增大，会带动套管头向下移动，但套管头因为受井筒内油层套管的支撑，不会随着地层的下陷而下移，从而出现抽油机伴随周边地层下陷，而套管头确矗立在地面以上的情况。这样很容易造成井筒内的油层套管受压弯曲变形，使井筒内的抽油杆偏磨管柱，降低抽油杆和井内管柱的使用寿命，甚至造成管柱泄漏；还会导致套管头管柱与抽油机井口的光杆偏心，造成光杆偏磨，影响光杆密封甚至泄漏；另外还会影响抽油泵内的活塞行程，降低原油日产能。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种结构合理，保持套管头与抽油机及地面相对静止的同步下行，而管柱不产生弯曲变形，使井口与抽油杆相对同心的地陷补偿套管头结构。

其技术方案是：一种地陷补偿套管头结构，包括套管头、表层套管、油层套管和地陷补偿悬挂器，所述套管头下端与表层套管螺纹连接；

所述地陷补偿悬挂器包括出口端、上合圈、固定螺钉、分块升套、悬挂本体、压力环、止退环和补偿管，所述出口端的下端与补偿管螺纹连接，所述补偿管下端与油层套管螺纹连接；所述悬挂本体由上至下依次通过压力环和止退环与套管头内壁连接；所述上合圈通过固定螺钉可拆卸连接在出口端下方的补偿管上，其上端面与出口端下端面接触；所述上合圈下端与悬挂本体上端形成用于存储油层套管和补偿管拉伸预应力的补偿段，所述分块升套的尺寸与补偿段尺寸对应，且分块升套套设在位于上合圈和悬挂本体之间的补偿管上；

所述悬挂本体的内侧和外侧分别设有用于与补偿管和套管头内壁密封的密封装置。

优选的，所述分块升套为分体式结构，且分块升套的上端设有外锥面，所述上合圈的下端设有用于与外锥面配合使分体式分块升套向补偿管方向合拢的内锥面。

优选的，所述分块升套的外表面设有外环槽，所述套管头上贯穿设有与轴线垂直的顶杆，所述顶杆端部通过外环槽与分块升套相连接。

优选的，所述密封装置包括设置在悬挂本体上端内侧的内密封圈和设置在悬挂本体外侧位于压力环上端面的外密封圈。

优选的，所述固定螺钉贯穿上合圈与补偿管接触。

优选的，所述悬挂本体通过压力环与套管头内壁上的台阶相固定。

本实用新型与现有技术相比较，具有以下优点：结构简单，当地层下陷时，安装在悬挂器上端的套管头，通过地陷补偿悬挂器的作用，伴随着悬挂器在油层套管预应力作用下与周围地层同步下移，不会使油层套管处于受压状态，从而避免了油层套管弯曲问题，并始终保持井口与抽油杆的同心，可以有效降低地层下陷导致的套管弯曲变形、井口与抽油杆偏心的问题。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图中：1.出口端；2.上合圈；3.固定螺钉；4.分块升套；5.套管头；6.顶杆；7.悬挂本体；8.内密封圈；9.外密封圈；10.压力环；11.止退环；12.补偿管；13.油层套管；14.表层套管；15.补偿段；16.外环槽；21.外锥面。

具体实施方式

下面是结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例一

参照图1，一种地陷补偿套管头结构，包括套管头5、表层套管14、油层套管13和地陷补偿悬挂器，套管头5下端与表层套管14螺纹连接。当地面下陷时，表层套管14带动套管头5下行。

上述的地陷补偿悬挂器包括出口端1、上合圈2、固定螺钉3、分块升套4、悬挂本体7、压力环10、止退环11和补偿管12。其中，出口端1的下端与补偿管12螺纹连接，补偿管12下端与油层套管13螺纹连接；悬挂本体7由上至下依次通过压力环10和止退环11与套管头5内壁连接，悬挂本体7通过压力环10与套管头5内壁上的台阶相固定；上合圈2通过固定螺钉3可拆卸连接在出口端1下方的补偿管12上，其上端面与出口端下端面接触；上合圈2下端与悬挂本体7上端形成用于存储油层套管和补偿管拉伸预应力的补偿段15，分块升套4的尺寸与补偿段15尺寸对应，且分块升套4套设在位于上合圈1和悬挂本体7之间的补偿管12上。

悬挂本体7的内侧和外侧分别设有用于与补偿管12和套管头5内壁密封的密封装置。密封装置包括设置在悬挂本体7上端内侧的内密封圈8和设置在悬挂本体7外侧位于压力环上端面的外密封圈9。

分块升套4为分体式结构，且分块升套4的上端设有外锥面21，上合圈2的下端设有用于与外锥面配合使分体式分块升套向补偿管方向合拢的内锥面。上合圈2在自重力作用下下落，将分块升套4卡套住，并使其紧贴补偿管12的外壁形成环形整体。然后缓慢释放提拉力，上合圈2在其内锥面与分块升套4外锥面21配合作用下，将分块升套4进一步合拢形成完整的环形。

实施例二

其他与实施例一基本相同，不同之处在于，在分块升套4的外表面设有外环槽16，套管头5上贯穿设有与轴线垂直的顶杆6，顶杆6端部通过外环槽16与分块升套4相连接。

固定螺钉3贯穿上合圈4与补偿管12接触。通过固定螺钉3将上合圈4与补偿管12固定在一起。

现场安装时，先将地陷补偿悬挂器（此时不安装分块升套4）安装到套管头5的内孔中。管柱下端完成固井后，提拉悬挂器上的出口端1，悬挂器通过补偿管12带动油层套管13拉伸，根据油层套管规格以及材料的抗拉强度选择最大的提拉力，此时，悬挂器只有出口端1、上合圈2、固定螺钉3和补偿管12在拉力作用下上升，悬挂器的其它部分在自重作用下保持不动.在拉力作用下，油层套管13和补偿管12产生塑性伸长，当提拉力达到最大时，保持最大提拉力不动。测量上合圈2的下端面到悬挂本体7上端面的距离，根据测量的距离选择对应高度的分块升套4，然后将分块升套4安装到上合圈2与悬挂本体7之间，同时卸松上合圈2内的固定螺钉3，上合圈2在自重力作用下下落，将分块升套4卡套住，并使其紧贴补偿管12的外壁形成环形整体。然后缓慢释放提拉力，此时上合圈2在锥面作用下，将分块升套4进一步合拢形成完整的环形。随着提拉力的进一步释放，油层套管13的自重以及拉力通过分块升套4传递到悬挂本体7上，并进而压缩内密封圈8和外密封圈9实现密封，这时油层套管13和补偿管12就积存了足够大的预应力和回缩距离。然后拧紧固定螺钉3，最后拧紧套管头上的顶杆6，使其顶紧分块升套4上的外环槽，保证悬挂器的内密封圈8和外密封圈9始终有效。这样，在抽油机和套管头本体5随着地层下陷移动时，地陷补偿悬挂器也会在油层套管13和补偿管12的预应力作用下与套管头同步下移，同时，安装在悬挂器出口端1的采油井口也会同步下移，从而实现了地层、抽油机、采油井口、套管头、地陷补偿悬挂器都相对静止的同步下移，避免了油层套管弯曲变形，保证了井口与抽油杆的同心，避免了泄漏。

本实用新型并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本实用新型的保护范围。