[發(fā)明專利]鉚釘固定式表層套管

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810169970.2
• 申請(qǐng)日: 2018-03-01
• 公開（公告）號(hào): CN108316865A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李勇;孟尚志;王壯森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）
• 主分類號(hào): E21B17/00
• 分類號(hào): E21B17/00;E21B23/01
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

鉚釘固定式表層套管，包括沿豎向方向設(shè)置的套管本體，套管本體上端設(shè)置有凹連接結(jié)構(gòu)，套管本體下端設(shè)置有凸連接結(jié)構(gòu)，凹連接結(jié)構(gòu)與凸連接結(jié)構(gòu)相適配，套管本體上開設(shè)有若干個(gè)均外細(xì)內(nèi)粗的臺(tái)階孔，臺(tái)階孔的中心線沿套管本體的徑向方向設(shè)置，每個(gè)臺(tái)階孔內(nèi)均設(shè)置有自壓式鉚釘射出機(jī)構(gòu)。本發(fā)明提高了表層套管的安裝強(qiáng)度，在注水泥固井時(shí)，因?yàn)樗嗯c自壓式鉚釘射出機(jī)構(gòu)相結(jié)合，凝固在一起，增大了套管本體及套管本體外部水泥環(huán)抵抗外部載荷的能力，當(dāng)?shù)叵虑闆r發(fā)生變化時(shí)時(shí)，可以有效的抵抗外部載荷的改變，從而有效的保護(hù)套管，防止被擠毀。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油氣井開采技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及鉚釘固定式表層套管。

背景技術(shù)

世界上許多含油氣盆地油氣藏的形成都與鹽膏層有關(guān)。鹽膏層具有流變特性，是套管本體危險(xiǎn)最大的地層，是極不穩(wěn)定地層，其蠕變產(chǎn)生塑性流動(dòng)，井壁四周的地層向井眼中心擠壓，地層上覆壓力會(huì)部分或全部作用在套管本體上，對(duì)套管本體產(chǎn)生相當(dāng)大的外擠載荷。在構(gòu)造活動(dòng)活躍區(qū)，遠(yuǎn)比上覆壓力大的構(gòu)造應(yīng)力作用在套管本體上。并且隨著深度的增加，地層上覆巖層壓力也增大，套管本體承受的實(shí)際外擠力可能遠(yuǎn)大于上覆地層壓力，因而一般高強(qiáng)度套管本體本身的強(qiáng)度很難抵御這樣大的外擠力。

我國(guó)鹽膏層分布地域廣泛，蘊(yùn)藏著豐富的油氣儲(chǔ)量。由此可見，我國(guó)各大油田都大面積富含鹽膏層。套管本體損壞引起嚴(yán)重的產(chǎn)量下降，給油田造成直接經(jīng)濟(jì)損失，而修復(fù)損壞的套管本體又需要大量新的資金投入。另外，套管本體損壞破壞了正常的注采井網(wǎng)層系、造成油氣資源的巨大浪費(fèi)，嚴(yán)重干擾了正常的經(jīng)營(yíng)決策。對(duì)于鹽膏層而言，其套管本體損壞程度更為嚴(yán)重，鹽膏層套損在世界范圍內(nèi)占據(jù)著主要的套損比例。因此，如何保護(hù)鹽膏層套損，延長(zhǎng)套管本體壽命也一直伴隨著石油勘探開發(fā)的發(fā)展進(jìn)程。

鹽膏層鉆井是目前石油工程中的重大技術(shù)難題，在世界范圍內(nèi)鹽膏層地域分布廣泛，對(duì)于鹽膏層開采過程中，套管本體損壞是不可避免的。鹽膏層套損最為普遍，也最為嚴(yán)重，而鹽膏層又是廣泛分布在世界油氣藏豐富的盆地。因此，進(jìn)行鹽膏層套損原因分析并進(jìn)行相應(yīng)對(duì)策的實(shí)施乃是目前保護(hù)鹽膏層的表層套管本體最為迫切的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種鉚釘固定式表層套管，該表層套管在進(jìn)行固井之后可提高水泥環(huán)以及套管本體整體的可承受應(yīng)力、避免在鹽膏層等復(fù)雜井段非均勻載荷造成套管本體被擠毀。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：鉚釘固定式表層套管，包括沿豎向方向設(shè)置的套管本體，套管本體上端設(shè)置有凹連接結(jié)構(gòu)，套管本體下端設(shè)置有凸連接結(jié)構(gòu)，凹連接結(jié)構(gòu)與凸連接結(jié)構(gòu)相適配，套管本體上開設(shè)有若干個(gè)均外細(xì)內(nèi)粗的臺(tái)階孔，臺(tái)階孔的中心線沿套管本體的徑向方向設(shè)置，每個(gè)臺(tái)階孔內(nèi)均設(shè)置有自壓式鉚釘射出機(jī)構(gòu)。

自壓式鉚釘射出機(jī)構(gòu)包括環(huán)形盤、圓形盤、伸縮套筒、伸縮桿、固定柱、支撐桿、內(nèi)安裝板和外安裝板，臺(tái)階孔由同軸向設(shè)置的內(nèi)槽孔和外通孔構(gòu)成，內(nèi)槽孔的直徑大于外通孔的直徑，內(nèi)槽孔、外通孔、環(huán)形盤、圓形盤、伸縮套筒、伸縮桿、內(nèi)安裝板和外安裝板的中心線重合，環(huán)形盤的外圓與內(nèi)槽孔的直徑相等，環(huán)形盤的外圓周滑動(dòng)裝配在內(nèi)槽孔內(nèi)部，固定柱和支撐桿的中心線均平行于內(nèi)槽孔的中心線，固定柱沿內(nèi)槽孔的圓周方向均勻設(shè)置有至少三根，固定柱的外端插入并固定連接在內(nèi)槽孔的外側(cè)槽底，環(huán)形盤上開設(shè)有與固定柱數(shù)量相等且一一對(duì)應(yīng)的導(dǎo)孔，固定柱的內(nèi)側(cè)部伸入并滑動(dòng)連接在導(dǎo)孔內(nèi)，套管本體的內(nèi)壁上通過連接螺栓設(shè)置有位于內(nèi)槽孔外圓周處的限位板，限位板沿內(nèi)槽孔的徑向方向延長(zhǎng)并與環(huán)形盤的內(nèi)側(cè)面接觸，固定柱上套設(shè)有壓縮彈簧，壓縮彈簧的內(nèi)端和外端分別與環(huán)形盤的外側(cè)面和內(nèi)槽孔的外側(cè)槽底頂壓配合；

伸縮套筒的內(nèi)端與環(huán)形盤的外側(cè)面固定連接，伸縮套筒的內(nèi)徑、圓形盤的外徑和環(huán)形盤的內(nèi)徑相等，伸縮套筒的外徑等于外通孔的直徑，伸縮套筒的外圓周滑動(dòng)連接在外通孔的內(nèi)部，圓形盤滑動(dòng)連接在伸縮套筒和環(huán)形盤的內(nèi)部，伸縮桿的內(nèi)端固定連接在圓形盤的外側(cè)面，伸縮桿的外端與內(nèi)安裝板的內(nèi)側(cè)面固定連接，伸縮套筒上設(shè)置有連接塊，支撐桿的內(nèi)端與連接塊固定連接，支撐桿的外端與外安裝板的內(nèi)側(cè)面固定連接，外安裝板的外側(cè)面的中心處均勻設(shè)置有若干根主面射入鉚釘。