CN109372461B - 井喷失控井口装置重置方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种井喷失控井口装置重置方法，涉及油气井井喷失控切割套管后或光套管情况的井口重置，将一体式油气井井喷失控抢险用底法兰连接在新井口装置下部，用井口重置装置将底法兰加压装入光套管上，实现套管卡紧和密封；切割套管时，使用坡口机切断套管，同时在套管顶面倒出坡口。本方法能显著减少井喷失控井口装置重置的步骤，提高抢装井口作业的效率，减少抢险人员近井口作业时间，降低作业风险。
Description
技术领域
本发明涉及油气井井喷失控切割套管后或光套管情况的井口重置，确切地说涉及一种井喷失控井口装置重置方法。
背景技术
油气井发生井喷失控着火时，通常情况是井场设备损毁，井口损坏。其抢险救援的通常的做法是：井口、抢险设备、人员的冷却掩护，清除井口周围的设备设施，然后切割井口。切割井口前根据勘查情况确定井口切割位置，如果井口底法兰未损坏，则从井口底法兰上部四通切割井口，取四通下法兰后抢装新井口。如果井口底法兰损坏，则在底法兰下部套管处切割井口。
目前，针对井喷失控井切割套管后或光套管情况的井口重置的通常做法是：安装防沉死卡、抢装两瓣式抢险套管头、重置新井口。
如公开号为CN108412447A，公开日为 2018年8月17日的中国专利文献公开了一种油气井井喷失控抢险用井口装置，其包括本体、全闭密封总成、套管密封总成、卡瓦总成、防沉卡瓦、锁紧轴、液压油缸、锁紧轴座和侧门，所述的本体坐于防沉卡瓦上，多个侧门连接在本体上，每个侧门内均安装有液压油缸，液压油缸内安装有液压活塞杆，液压活塞杆前端连接全闭密封总成、套管密封总成及卡瓦总成，所述本体内设置有三个腔室，三个腔室从上到下依次设有所述全闭密封总成、套管密封总成及卡瓦总成，锁紧轴座连接在侧门上，锁紧轴座上安装有锁紧轴，沿本体轴向开有套管孔，套管位于套管孔内。采用该发明，能显著提高抢装井口作业效率，减少抢险人员靠近井口作业的次数。
以上述专利文献为代表的采用井口装置的重置方法的步骤较多，需要抢险人员多次、长时间近井口作业，风险大，效率低。
发明内容
本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种井喷失控井口装置重置方法，能显著减少井喷失控井口装置重置的步骤，提高抢装井口作业的效率，减少抢险人员近井口作业时间，降低作业风险。
本发明是通过采用下述技术方案实现的：
一种井喷失控井口装置重置方法，其特征在于：将一体式油气井井喷失控抢险用底法兰连接在新井口装置下部，用井口重置装置将底法兰加压装入光套管上，实现套管卡紧和密封；切割套管时，使用坡口机切断套管，同时在套管顶面倒出坡口。
所述的一体式油气井井喷失控抢险用底法兰，其包括：本体、卡瓦、弹簧、O型密封圈、弹簧压块、骨架密封圈、防沉定位块，所述本体设有上大下小的锥形内腔，卡瓦安装于锥形内腔中且自锁，卡瓦中部设有用于套管穿过且配合的开口，弹簧套在卡瓦的上部且弹簧被弹簧压块预压缩，O型密封圈安装在弹簧压块的外圈,弹簧压块固定在本体上，骨架密封圈安装在弹簧压块的内圈中，防沉定位块置于弹簧压块的上部，且防沉定位块固定在本体上。
弹簧压块被弹簧压块固定螺栓固定在本体上。
防沉定位块用防沉定位块连接螺栓固定在本体上。
所述的卡瓦包括固定连接在一起或一体成型的上部和下部，所述的下部外形为圆锥体，上大下小，上部外形为圆柱体，圆柱体下部与圆锥体的交接处有一个台阶，卡瓦的内径加工有均匀分布的牙齿，上部光孔内径较牙齿内径大。
在卡瓦的周向设计有均匀分布、宽度一致的槽。
所述的槽中有一个是通槽。
在所述的槽的顶部设置有孔。
骨架密封圈是主要由骨架、弹簧片组和橡胶形成的圆圈型，所述的弹簧片组均匀设置在骨架的上部外圈，弹簧片组上部向圆圈型的圆心处倾斜设置，橡胶通过硫化包围置在弹簧片组和骨架上。
所述的骨架的竖直剖面为L型，骨架为金属结构。
所述的弹簧片组是通过焊接固定在骨架上的。
所述的弹簧片组包括多个弹簧钢片。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：
1、采用本方法，明确了切割套管的工具及方法，设计的一体式油气井井喷失控抢险用底法兰,可以同时实现与套管的卡紧和密封，与新井口连接后可一次完成井口抢装，减少井喷失控井口装置重置的步骤，提高抢装井口作业效率，减少抢险人员近井口作业时间，降低作业风险。
2、底法兰设置有卡瓦，可根据安装的套管的大小收缩或放大，弹簧给卡瓦一个固定的预紧力，卡瓦有自锁功能，向上的力越大，卡紧力越大。套管与本发明之间采用骨架密封圈密封，具有井压助封作用。本发明与新井口连接后一次完成井口抢装，可有效减少抢险人员靠近井口作业的次数，降低作业风险，提高作业效率。
本发明通过O型密封圈及骨架密封圈密封套管与油气井井喷失控抢险用底法兰，达到一次安装实现套管卡紧及密封。法兰本体设有锥形内腔室用于安装卡瓦，锥形腔室的锥度角满足自锁要求。卡瓦设计有开口，可以根据安装的套管的大小收缩或放大卡紧套管。、用弹簧的预紧力将卡瓦与套管的预卡紧。骨架密封圈阻止井内流体从弹簧压块与套管之间喷出。
3、本发明的卡瓦为一体化设计，使用弹簧钢制作，设计收缩和扩张的槽，在槽的顶部设计有防止裂纹产生的孔，卡瓦可以固定预紧弹簧，本卡瓦收缩卡紧后具有自锁功能。为油气井井喷失控抢险用底法兰的套管卡紧及密封提供良好的基础，提高抢装井口作业效率，减少抢险人员靠近井口作业的次数。
卡瓦外圈下部设计成锥面，锥度角满足自锁功能。上部外形为圆柱体，与上部圆锥体结合处有一个台阶，可用于固定预紧弹簧。周向设计有均匀分布、宽度一致的槽，并有一个通槽，满足卡瓦向径向收缩或扩张的要求。每个槽的顶部设计有防止卡瓦体开裂的孔。
4、本发明的骨架密封圈采用组合结构，焊接的弹簧片组可根据被密封的套管的大小扩大或收缩，使密封圈与套管产生初始密封，当压力增大时有压力助封的作用。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：
图1为一体式油气井井喷失控抢险用底法兰结构示意图；
图2为卡瓦结构示意图；
图3为骨架密封圈结构示意图。
图中标记：
1、本体，1a、连接螺孔，1b、垫环槽，2、卡瓦，3、弹簧，4、O型密封圈，5、弹簧压块，6、骨架密封圈，7、弹簧压块固定螺栓，8、防沉定位块，9、防沉定位块连接螺栓，10、套管，11、台阶，12、孔，13、槽，14、通槽，15、圆柱体，16、圆锥体，17、牙齿，21、骨架，22、橡胶，23、弹簧钢片。
具体实施方式
实施例1
作为本发明的一较佳实施方式，其公开了一种井喷失控井口装置重置方法，设计一种一体式油气井井喷失控抢险用底法兰，将其连接在新井口装置下部，用井口重置装置将它们加压装入光套管10上，实现套管10卡紧和密封。
切割套管10时，使用坡口机切断套管10，同时在套管10顶面倒出坡口，方便一体式油气井井喷失控抢险用底法兰装入套管10，避免抢险用底法兰密封件的损坏。
该井喷失控抢险用底法兰可根据安装的套管10的大小收缩或放大，弹簧3给卡瓦2一个固定的预紧力，篮状卡瓦2有自锁功能，向上的力越大，卡紧力越大。
套管10与一体式油气井井喷失控抢险用底法兰之间采用骨架密封圈6密封，具有井压助封作用。
实施例2
作为本发明的又一较佳实施方式，其公开了一体式油气井井喷失控抢险用底法兰，其包括：本体1、卡瓦2、弹簧3、O型密封圈4、弹簧压块5、骨架密封圈6、防沉定位块8，所述本体1设有上大下小的锥形内腔，卡瓦2安装于锥形内腔中且自锁，卡瓦2中部设有用于套管10穿过且配合的开口，弹簧3套在卡瓦2的上部且弹簧3被弹簧压块5预压缩，O型密封圈4安装在弹簧压块5的外圈,弹簧压块5固定在本体1上，骨架密封圈6安装在弹簧压块5的内圈中，防沉定位块8置于弹簧压块5的上部，且防沉定位块8固定在本体1上。
本体1设计有连接螺孔1a及垫环槽1b用于与新井口的连接固定与密封。
卡瓦2为篮状。本体1设有锥形内腔室用于安装卡瓦2，锥形腔室的锥度角满足自锁要求。卡瓦2设计有开口，可以根据安装的套管10的大小收缩或放大。
弹簧3套在卡瓦2的上部，被弹簧压块5压缩，推动篮状卡瓦2向下收缩卡紧套管10。O型密封圈4安装在弹簧压块5的外圈，用于阻止井内流体从密封弹簧压块5与本体1之间喷出。弹簧压块5被弹簧压块固定螺栓7固定在本体1上。骨架密封圈6安装在弹簧压块5的内圈，用于阻止井内流体从弹簧压块5与套管10之间喷出。防沉定位块8设计有台阶11，用于定位油气井井喷失控抢险用底法兰在套管10的安装位置。防沉定位块8用防沉定位块连接螺栓9固定在本体1上。
实施例3
作为本发明的又一较佳实施方式，其公开的卡瓦2包括固定连接在一起或一体成型的上部和下部，所述的下部外形为圆锥体16，上大下小，上部外形为圆柱体15，圆柱体15下部与圆锥体16的交接处有一个台阶11，卡瓦2的内径加工有均匀分布的牙齿17，上部光孔内径较牙齿17内径大。
下部外形为圆锥体16，上大下小，锥面的锥度角满足自锁功能。上部外形为圆柱体15，圆柱体15下部与圆锥体16的交接处有一个台阶11，圆锥体16与台阶11面用于固定预紧弹簧3，卡瓦2向下压。其内径加工有均匀分布的牙齿17，用于卡紧套管10，上部光孔内径较牙齿17内径大，避免干涉套管10的卡紧。在周向设计有均匀分布、宽度一致的槽13，同时有一个通槽14，满足卡瓦2向径向收缩或扩张的要求。槽13顶部设计有孔12，避免卡瓦2在重复收缩和扩张时产生裂纹。
实施例4
作为本发明的又一较佳实施方式，其公开的骨架密封圈6是主要由骨架21、弹簧片组和橡胶22形成的圆圈型，所述的弹簧片组均匀设置在骨架21的上部外圈，弹簧片组上部向圆圈型的圆心处倾斜设置，橡胶22通过硫化包围置在弹簧片组和骨架21上。
所述的骨架21的竖直剖面为L型，骨架21为金属结构。
所述的弹簧片组是通过焊接固定在骨架21上的。
所述的弹簧片组包括多个弹簧钢片23。
其制作方法是：
L型骨架211上部外圈均匀焊接弹簧钢片23，弹簧钢片23上部向中心倾斜，整体外部硫化橡胶22。硫化后保留L型台阶11面用于固定密封圈，L型台阶11面上部外形形成上小下大的锥面。密封圈利用弹簧3片的弹性可根据被密封的套管10的大小扩大或收缩，使密封圈与套管10产生初始密封。因L型台阶11面上部外形是一个上小下大的锥面，当上部压力增大时有压力助封的作用。
Claims (9)
1.一种井喷失控井口装置重置方法，其特征在于：将一体式油气井井喷失控抢险用底法兰连接在新井口装置下部，用井口重置装置将底法兰加压装入套管（10）上，实现套管（10）卡紧和密封；切割套管（10）时，使用坡口机切断套管（10），同时在套管（10）顶面倒出坡口；
所述的一体式油气井井喷失控抢险用底法兰，其包括：本体（1）、卡瓦（2）、弹簧（3）、O型密封圈（4）、弹簧压块（5）、骨架密封圈（6）、防沉定位块（8），所述本体（1）设有上大下小的锥形内腔，卡瓦（2）安装于锥形内腔中且自锁，卡瓦（2）中部设有用于套管（10）穿过且配合的开口，弹簧（3）套在卡瓦（2）的上部且弹簧（3）被弹簧压块（5）预压缩，O型密封圈（4）安装在弹簧压块（5）的外圈,弹簧压块（5）固定在本体（1）上，骨架密封圈（6）安装在弹簧压块（5）的内圈中，防沉定位块（8）置于弹簧压块（5）的上部，且防沉定位块（8）固定在本体（1）上。
2.根据权利要求1所述的一种井喷失控井口装置重置方法，其特征在于：弹簧压块（5）被弹簧压块固定螺栓（7）固定在本体（1）上。
3.根据权利要求1所述的一种井喷失控井口装置重置方法，其特征在于：防沉定位块（8）用防沉定位块连接螺栓（9）固定在本体（1）上。
4.根据权利要求1所述的一种井喷失控井口装置重置方法，其特征在于：所述的卡瓦（2）包括固定连接在一起或一体成型的上部和下部，所述的下部外形为圆锥体（16），上大下小，上部外形为圆柱体（15），圆柱体（15）下部与圆锥体（16）的交接处有一个台阶（11），卡瓦（2）的内径加工有均匀分布的牙齿（17），上部光孔内径较牙齿（17）内径大。
5.根据权利要求4所述的一种井喷失控井口装置重置方法，其特征在于：在卡瓦（2）的周向设计有均匀分布、宽度一致的槽（13），所述的槽（13）中有一个是通槽（14），在所述的槽（13）的顶部设置有孔（12）。
6.根据权利要求1所述的一种井喷失控井口装置重置方法，其特征在于：骨架密封圈（6）是主要由骨架（21）、弹簧片组和橡胶（22）形成的圆圈型，所述的弹簧片组均匀设置在骨架（21）的上部外圈，弹簧片组上部向圆圈型的圆心处倾斜设置，橡胶（22）通过硫化包围置在弹簧片组和骨架（21）上。
7.根据权利要求6所述的一种井喷失控井口装置重置方法，其特征在于：所述的骨架（21）的竖直剖面为L型，骨架（21）为金属结构。
8.根据权利要求6所述的一种井喷失控井口装置重置方法，其特征在于：所述的弹簧片组是通过焊接固定在骨架（21）上的。
9.根据权利要求6所述的一种井喷失控井口装置重置方法，其特征在于：所述的弹簧片组包括多个弹簧钢片（23）。
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