一种浮动式套管头的制作方法

本申请涉及石油天然气开发设备领域，特别是涉及一种浮动式套管头。

背景技术：

1、在油田开发中后期，陆续发现油水井存在井口抬升现象，受损井数量逐年增加，导致井口装置升高、流程偏斜、泵效降低、套管变形损坏、环境污染等问题，环空失去有效屏障，井口存在较大安全隐患，严重影响了油水井寿命和正常生产。

2、目前，井口抬升主要表现为油层套管上窜、悬挂器上窜及套管头上窜，井口抬升的发现时间集中在10-15年，且二开井井口抬升严重，占总井口抬升井数的96％，部分井的套管上窜高度甚至超过了50cm。为了保证油田的开发效果，提高区块老井利用率及新钻井井口密封时效，解决套管上窜的问题，通常采取焊接法、上提法、切割降套法、压盖法及更换套管头五种方法治理井口。其中焊接法及上提法施工简单但复发性较高，需要反复治理且不能够保证井口的密封效果；切割降套法工艺受限，井口抬升低于50cm的井不能治理；压盖法固定牢固但油套的弹性应力长期不能被释放，安全风险性高且易造成油层套管的弯曲变形，破坏井筒的完整性；常规的套管头不能根据井口抬升的伸长量自动调整油层套管以确保井口密封性，且套管头需要多次更换，工序繁琐，费用高，安全风险大，严重影响了油水井的全生命周期。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供了一种浮动式套管头，具有避免油层套管的应力变形，防止套管悬挂器和套管头上窜，保证井口密封性的优点。

2、本发明的技术方案是：

3、一种浮动式套管头，包括套管头本体和均位于所述套管头本体内的油层套管和套管悬挂器，所述套管悬挂器的内壁面活动套设在所述油层套管外，所述套管悬挂器的外壁面与所述套管头本体固定连接，以使所述油层套管可相对于所述套管悬挂器向上滑移；其中，

4、所述油层套管外还固定套设有位于所述套管悬挂器上方的浮动套管短节，所述浮动套管短节将所述油层套管与所述套管头本体滑动连接，以使所述油层套管可相对于所述套管头本体向上滑移；当所述油层套管上窜时，所述油层套管带动所述浮动套管短节在所述套管头本体内向上滑移。

5、可选地，所述套管头本体内具有供所述浮动套管短节滑移的滑移空间，所述浮动套管短节的下端部与所述油层套管连接，当所述浮动套管短节在所述滑移空间内向上滑移后，所述浮动套管短节位于所述滑移空间上部的一段可更换或切割。

6、可选地，所述套管头本体包括可拆卸连接的上本体和下本体，其中，所述上本体构成所述套管头本体的上端部分，所述下本体构成所述套管头本体的下端部分。

7、可选地，所述浮动套管短节和所述滑移空间位于所述套管头本体的上端部分，所述套管悬挂器位于所述套管头本体的下端部分。

8、可选地，所述套管头本体的下端部分设置有顶丝和顶丝密封装置，所述顶丝横向贯穿所述下端部分，用于将所述套管悬挂器和所述套管头本体的下端部分进行固定，所述顶丝密封装置套接在所述顶丝外周面，用于将所述顶丝和所述套管头本体的下端部分之间密封。

9、可选地，所述套管悬挂器自上而下依次包括上压环、密封件、下压环和悬挂器本体，所述密封件将所述套管悬挂器与所述套管头本体的下端部分密封；其中，

10、所述上压环的外顶角设有第一锥面，所述顶丝的端部具有与所述第一锥面紧密配合的第二锥面，所述上压环用于与所述顶丝顶紧固定；所述悬挂器本体的侧壁设有第三锥面，所述套管头本体的下端部分设有与所述第三锥面紧密配合的第四锥面，所述悬挂器本体用于提升与所述套管头本体的下端部分之间的密封性。

11、可选地，所述顶丝密封装置自靠近所述套管悬挂器的一侧自另一侧依次包括支撑环、橡胶圈、隔环和压环；其中所述支撑环和所述压环为承压耐腐蚀结构，用于保护所述橡胶圈和所述隔环。

12、可选地，所述滑移空间的顶端具有限位台阶，用于阻挡所述浮动套管短节继续滑移。

13、可选地，所述下本体的底部开设有圆形侧孔，所述圆形侧孔通过侧孔方法兰封堵，所述侧孔方法兰的中心孔与侧孔丝堵连接，其中所述侧孔方法兰通过数个侧孔压帽固定在所述下本体上。

14、可选地，所述下本体内部嵌接有伸出所述下本体底端的表套转换接头，所述表套转换接头的外部套设有表套连接法兰，所述表套连接法兰的顶端与所述下本体的底端可拆卸连接；其中，

15、所述表套连接法兰的内顶角设有第五锥面，所述表套转换接头的侧壁设有与所述第五锥面紧密配合的第六锥面。

16、与现有技术相比，本申请包括以下优点：

17、本发明提出一种浮动式套管头，包括套管头本体和均位于套管头本体内的油层套管和套管悬挂器，套管悬挂器的内壁面活动套设在油层套管外，套管悬挂器的外壁面与套管头本体固定连接，以使油层套管可相对于套管悬挂器向上滑移；其中，油层套管外还固定套设有位于套管悬挂器上方的浮动套管短节，浮动套管短节将油层套管与套管头本体滑动连接，以使油层套管可相对于套管头本体向上滑移；当油层套管上窜时，油层套管带动浮动套管短节在套管头本体内向上滑移。

18、通过采用本申请的技术方案，能够从根本上治理套管上窜及井口密封的问题，提高老井利用率及新钻井井口密封时效，保证井口的完整性；当井口套管发生上窜时，油层套管带动浮动套管短节在套管头本体内上移，自动调节套管伸长量，避免了油层套管的应力变形；随着油层套管带动浮动套管短节上窜，后续进行修井作业，拆装套管头本体，从套管悬挂器上端将浮动套管短节割断，安装套管头本体后继续使用，不需要换套管；因此本发明提供的浮动式套管头解决了套管头井口密封问题及套管上窜带来的安全隐患，通用性广，有效降低了产品投资及维护成本，工序简单，延长了油水井的全生命周期。

技术特征：

1.一种浮动式套管头，包括套管头本体和均位于所述套管头本体内的油层套管和套管悬挂器，其特征在于，所述套管悬挂器的内壁面活动套设在所述油层套管外，所述套管悬挂器的外壁面与所述套管头本体固定连接，以使所述油层套管可相对于所述套管悬挂器向上滑移；其中，

2.根据权利要求1所述的一种浮动式套管头，其特征在于，所述套管头本体内具有供所述浮动套管短节滑移的滑移空间，所述浮动套管短节的下端部与所述油层套管连接，当所述浮动套管短节在所述滑移空间内向上滑移后，所述浮动套管短节位于所述滑移空间上部的一段可更换或切割。

3.根据权利要求1所述的一种浮动式套管头，其特征在于，所述套管头本体包括可拆卸连接的上本体和下本体，其中，所述上本体构成所述套管头本体的上端部分，所述下本体构成所述套管头本体的下端部分。

4.根据权利要求2或3所述的一种浮动式套管头，其特征在于，所述浮动套管短节和所述滑移空间位于所述套管头本体的上端部分，所述套管悬挂器位于所述套管头本体的下端部分。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种浮动式套管头，其特征在于，所述套管头本体的下端部分设置有顶丝和顶丝密封装置，所述顶丝横向贯穿所述下端部分，用于将所述套管悬挂器和所述套管头本体的下端部分进行固定，所述顶丝密封装置套接在所述顶丝外周面，用于将所述顶丝和所述套管头本体的下端部分之间密封。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的一种浮动式套管头，其特征在于，所述套管悬挂器自上而下依次包括上压环、密封件、下压环和悬挂器本体，所述密封件将所述套管悬挂器与所述套管头本体的下端部分密封；其中，

7.根据权利要求5所述的一种浮动式套管头，其特征在于，所述顶丝密封装置自靠近所述套管悬挂器的一侧自另一侧依次包括支撑环、橡胶圈、隔环和压环；其中所述支撑环和所述压环为承压耐腐蚀结构，用于保护所述橡胶圈和所述隔环。

8.根据权利要求2所述的一种浮动式套管头，其特征在于，所述滑移空间的顶端具有限位台阶，用于阻挡所述浮动套管短节继续滑移。

9.根据权利要求3所述的一种浮动式套管头，其特征在于，所述下本体的底部开设有圆形侧孔，所述圆形侧孔通过侧孔方法兰封堵，所述侧孔方法兰的中心孔与侧孔丝堵连接，其中所述侧孔方法兰通过数个侧孔压帽固定在所述下本体上。

10.根据权利要求3所述的一种浮动式套管头，其特征在于，所述下本体内部嵌接有伸出所述下本体底端的表套转换接头，所述表套转换接头的外部套设有表套连接法兰，所述表套连接法兰的顶端与所述下本体的底端可拆卸连接；其中，

技术总结
本申请提供了一种浮动式套管头，包括套管头本体和均位于套管头本体内的油层套管和套管悬挂器，套管悬挂器的内壁面活动套设在油层套管外，套管悬挂器的外壁面与套管头本体固定连接，以使油层套管可相对于套管悬挂器向上滑移；其中，油层套管外还固定套设有位于套管悬挂器上方的浮动套管短节，浮动套管短节将油层套管与套管头本体滑动连接，以使油层套管可相对于套管头本体向上滑移，通过本申请提供的套管头，根据井口抬升情况自动调整油层套管的伸长量并保证井口的密封效果，提高老井利用率及新钻井井口密封时效，实现井口完整性，延长油水井的全生命周期。

技术研发人员：陈仁保,王玲玲,贾征,肖国华,邱贻旺,冯华,王芳,刘永辉,马艳,王远征
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11