熱采水平井專用套管彎矩補償器制造技術

本發明專利技術是熱采水平井專用套管彎矩補償器，連接在套管完井管柱的注汽段中，可以滿足熱采井套管管柱對注汽工藝的要求。本補償器包括外筒、熱熔型限位環和下內筒，將上內筒與下內筒連接，連同熱熔型限位環一起裝入外筒后用擋環與外筒絲扣連接；上內筒的上部外圓是錐形面，下內筒的上部外圓與外筒的中部內圓是凸、凹狀球形配合面。當熱熔型限位環被注汽高溫融化后，由上內筒和下內筒形成的管串可以彎曲，以適應油層段的實際井身變化，改變了以往對套管管柱彎矩無法補償的不利局面，提高完井管柱的安全。本發明專利技術結構簡單、工作可靠，功能完善，對套管彎矩補償后仍能保持其內通徑不變。彎矩補償器的成本低，適用性強。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及石油工業稠油熱采井套管管柱所需的熱應力補償工具，特別是熱采水平井專用套管彎矩補償器，連接在套管完井管柱的注汽段中，可以滿足熱采井套管管柱對注汽工藝的要求。
技術介紹
　　由于水平井技術在油田的大規模推廣，一些初期沒有考慮到的問題也隨之而來，如熱采水平井的熱應力問題也顯得日益突出，限于當前實際的鉆井技術和井下實際情況的復雜多變，水平井的井身軌跡經常會出現一些小的彎曲，這些彎曲在完井時一般會導致完井管柱在下入到水平段時有些困難，下放易遇阻，但完井時不會對管柱造成明顯的損傷，因此也極易被人們所忽視。真正問題出現時往往是進入到熱采注汽階段，特別是油層出油不均時，油層段的實際井身結構又發生了一些變化，這時出油多的點往往容易形成空洞凹陷，管柱因自身重力和熱應力的作用下，懸空段的管柱具有局部彎矩存在，彎矩處形成應力集中。當今學者早已證實，管柱在應力集中區的腐蝕速度是無應力集中區的幾十倍，因此，在應力集中處如得不到有效補償的情況下，極易發生破損造成井下出砂。而目前所有的補償器不管是申請號為201020213151.2的剪釘式，還是申請號為200910017792.2的熱熔式，都僅能在管柱的軸向上進行補償，而對水平井水平段彎矩產生的應力集中無能為力，無法提供彎矩補償。故研制一種能補償管柱彎矩，抵消彎曲應力的專用工具便顯得尤為重要。
技術實現思路
　　本專利技術的目的是提供熱采水平井專用套管彎矩補償器，為熱采注汽水平井的套管管柱提供一定的額外彎距，對其水平段套管的彎矩進行補償，最大限度地抵消水平段油層套管因各種原因造成的彎矩及其引起的熱應力集中，提高完井管柱的安全性。　　本專利技術是這樣實現的：熱采水平井專用套管彎矩補償器包括外筒、熱熔型限位環和下內筒，將上內筒與下內筒連接，連同熱熔型限位環一起裝入外筒后用擋環與外筒絲扣連接；上內筒的上部外圓是錐形面，下內筒的上部外圓與外筒的中部內圓是凸、凹狀球形配合面。當熱熔型限位環被注汽高溫融化后，由上內筒和下內筒形成的管串可以彎曲，以適應油層段的實際井身變化。　　與現有技術相比，本專利技術具有以下顯著的效果：改變了以往對套管管柱彎矩無法補償的不利局面，所提供的彎矩補償器能有效地對熱采水平段套管的彎矩進行補償，提高完井管柱的安全。本專利技術結構簡單、工作可靠，功能完善，對套管彎矩補償后仍能保持其內通徑不變。彎矩補償器的成本低，適用性強，對使用條件要求低。現場應用方便，對施工隊伍的技術要求較低，施工程序同常規完井過程相同，可將本補償器連接在熱采水平井完井管柱注汽段任何所需的位置，無需任何額外步驟。因此，具有顯著的經濟效益和較大的推廣應用空間。附圖說明　　圖1是本專利技術的結構示意圖。具體實施方式以下結合附圖詳述本專利技術，參見圖1，熱采水平井專用套管彎矩補償器包括外筒1、熱熔型限位環4和下內筒6，將上內筒2與下內筒6連接，連同熱熔型限位環4一起裝入外筒1后用擋環7與外筒1絲扣連接；上內筒2的上部外圓是錐形面，下內筒6的上部外圓與外筒1的中部內圓是凸、凹狀球形配合面。由上內筒2和下內筒6形成的管串可以以球形配合面處為軸，在預先設定的角度內向各個方向任意彎曲，以適應油層段的實際井身變化。外筒1兩端內圓均設有內絲扣，其內圓自上而下依次加工上內筒保護臺階、密封槽、限位臺階、限位環安裝腔、凹狀球形配合面和擋環安裝臺階；在限位環安裝腔的體壁上加工泄流孔5，在密封槽中安裝密封圈3。上內筒保護臺階在本彎矩補償器提供補償彎矩后會順應上內筒2上部內圓的錐形面，在其內通徑中下入工具時不會磕碰上內筒2。上內筒2的下部外圓設有絲扣，其上部內圓也是錐形面且與上部外圓錐形面的錐度相等。在彎矩補償器提供補償彎矩后，不影響該處完井套管的內通徑尺寸。下內筒6的上部內圓設有上內筒安裝臺階及內絲扣，下部外圓設有外絲扣，其上部外圓依次加工兩個相連的凸、凹狀球形配合面，分別與外筒1下部內圓的凹狀球形配合面和擋環7上端內圓的凸狀球形配合面相配合。擋環7的上部外圓設有絲扣與外筒1連接，其內圓是錐形面，該錐形面的錐度與上內筒2上端內圓和外圓的錐度相同，而擋環7的上端內圓是凸狀球形配合面，該凸狀球形配合面的弧度與下內筒6上部外圓的凹狀球形配合面相符；在擋環7的下部內圓設有擋砂圈安裝槽，其內安裝擋砂圈8。熱熔型限位環4的材質是低熔點合金材料。當溫度達到設定值時自動融化釋放由上內筒2和下內筒6連接構成的內管管串。如果不設計泄流孔5，融化后的熱熔型限位環4也可以沿被注汽碳化后的密封圈3的密封槽，從上部流出。設計了泄流孔5就可以方便地沿泄流孔5流出。本專利技術的現場操作過程同常規補償器的應用一樣，直接連接到水平井的完井管柱注汽段需要的位置，即可正常使用。在水平井水平段的完井管柱出現懸空彎矩時，提供彎矩上的補償。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
熱采水平井專用套管彎矩補償器，包括外筒、熱熔型限位環和下內筒，其特征是，將上內筒與下內筒連接，連同熱熔型限位環一起裝入外筒后用擋環與外筒絲扣連接；上內筒的上部外圓是錐形面，下內筒的上部外圓與外筒的中部內圓是凸、凹狀球形配合面。

【技術特征摘要】
1.熱采水平井專用套管彎矩補償器，包括外筒、熱熔型限位環和下內筒，其特征是，將上內筒與下內筒連接，連同熱熔型限位環一起裝入外筒后用擋環與外筒絲扣連接；上內筒的上部外圓是錐形面，下內筒的上部外圓與外筒的中部內圓是凸、凹狀球形配合面。
2.根據權利要求1所述的熱采水平井專用套管彎矩補償器，其特征是，所述外筒兩端內圓均設有內絲扣，其內圓自上而下依次加工上內筒保護臺階、密封槽、限位臺階、限位環安裝腔、凹狀球形配合面和擋環安裝臺階；在限位環安裝腔的體壁上加工泄流孔，在密封槽中安裝密封圈。
3.根據權利要求1或2所述的熱采水平井專用套管彎矩補償器，其特征是，所述上內筒的下部外圓設有絲扣，其上部內圓也是錐形面...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱瑛輝，張全勝，王世杰，田玉剛，伊偉鍇，楊慧，溫盛魁，岳廣韜，張化強，李冬梅，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司采油工藝研究院，
類型：發明
國別省市：北京;11