CN216517889U - 一种可实现临时封井、压井的修井装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可实现临时封井、压井的修井装置，由修井装置本体构成，所述修井装置包括临时封井、压井修井的管柱，所述管柱从下到上依次设置有可液压释放压井回接器回接密封筒、压井浮鞋、旋塞阀、封井器座封机构、封井器和机械释放压井回接器；所述回接密封筒、旋塞阀、压井浮鞋、封井器座封机构之间采用API套管螺纹相连接；所述封井器和封井器座封机构之间采用左旋特殊螺纹相连接；本实用新型可以快速、高效实现与油井套管间连接的，同时可以高质实现对本装置的回收。

Description

一种可实现临时封井、压井的修井装置

技术领域

本实用新型属于对油田采用井临时处理的辅助工具，尤其涉及一种可实现临时封井、压井的修井装置及其应用方法。

背景技术

针对海上油田的开发，存在开发成本高，作业风险高以及对环境污染的要求较高等因素。要求油、气井不论在开发，还是修井阶段，都要保证作业施工的安全，不能产生对海洋环境的污染等。但由于海洋平台的一些特殊井况或意外事故的发生，导致油气井海平面以上套管的损坏。并且由于海上油气井投入的开发成本较高的原因，一般不会选择弃井。会选择做井口套管的修复和回接。将井口套管修复和回接完成后，再造井口，实现事故井的重新投产。不论是井口套管修复还是回接过程中，则都要求井筒处于一种封井和可实现压井的井控状态。由于事故井的井口已破坏，则无法使用井口防喷器，因此需选用其它的方式来实现井筒的封井或压井作业。

现有的方案，会采用简易封井帽措施，简易封井帽一般由简易卡瓦、套管密封盘根和法兰组成。结构比较简单，但同时也存在一定的作业风险，例如套管密封盘根是采用挤压密封的形式，当套管内表面粗糙度达不到使用要求时，或套管发生变形等因素，都会导致密封失效。存在封井失效的风险。另一种方案，则是采用测试封隔器RTTS封隔器+风暴阀结构，采用这种结构，存在封隔器座封需要采用上提、下放并且加压的形式。但由于在井口作业，没有足够钻杆的重量，来保证封隔器能座封，因此很难保证封隔器座封的完整，RTTS封隔器座封不完全，存在密封效果差，不能保证封井或压井的效果，存在井控风险。

事故井修复套管和再造井口的过程中，若采用简易封井帽方案。则存在以下两个问题，一、由于简易封井帽采用的密封形式为套管密封盘根，套管密封盘根一般是根据套管磅级和尺寸加工形成的标准件。其尺寸是一定的，不能根据套管具体的尺寸来调整密封接触应力。因此当套管表面粗糙度较高，或套管尺寸存在变形时，则套管盘根存在不能密封或密封压力较小问题。且临时封井帽卡瓦采用的是法兰螺栓压紧实现锚定，卡瓦不能很好咬入套管。则存在锚定不可靠，当井筒的压力较高时，则存在封井帽窜出井筒的风险，存在较大的井控风险。当采用RTTS封隔器+风暴阀方案时，由于RTTS封隔器的座封需要采用上提下放+加压方式实现座封。但此种作业，则一般是在事故井的井口位置作业，则存在钻杆钻压不够，导致封隔器不能完全座封，封隔器不能完全座封，则存在封隔器与套管密封不可靠的问题，因此存在井涌或井喷的风险。同样也存在较大的井控的风险。

海上油气田的开发，对施工安全和环保要求非常严格。事故井由于缺少井口防喷器等安全措施，因此在施工过程中，对安全措施要求更为严格。现阶段海上事故井井口回接采用的封井帽或RTTS测试封隔器+风暴阀的封井方式。由于本身工具和工艺的原因，都存在套管密封泄漏或密封锚定力不够的问题。这些问题的存在也导致海上事故井的处理存在较大的井控风险和环境污染的风险。因此亟需一种新的临时封井和压井的工艺和配套的工具管串，来完善海上事故井套管回接作业。从而解决这类施工井在现实施工中存在的井控安全和环境污染的风险。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种可实现临时封井、压井的修井装置；该装置可以快速、高效实现与油井套管间的连接，同时可以高质实现对本装置的回收，提高采用作业的工作效率，保证生产。

本实用新型为了解决现有技术问题，本实用新型采用如下技术方案:

一种可实现临时封井、压井的修井装置，由修井装置本体构成，所述修井装置包括临时封井、压井修井的管柱，所述管柱从下到上依次设置有可液压释放压井回接器回接密封筒、压井浮鞋、旋塞阀、封井器座封机构、封井器和机械释放压井回接器；所述回接密封筒、旋塞阀、压井浮鞋、封井器座封机构之间采用API套管螺纹相连接；所述封井器和封井器座封机构5之间采用左旋螺纹相连接；其中：

当需要送入临时封井、压井修井管柱时，所述回接密封筒与所述可液压释放压井回接器1之间采用正旋螺纹相连接；完成临时封井、压井管柱的送入、座封、封井和压井功能；

所述可液压释放压井回接器包括：上接头通过螺纹与第一连接杆连接，球座内置于第一连接杆内并通过剪切销钉固定；第一连接杆外部设置有均布的6片筋板，回接爪外部设置有均布的6个卡槽，且卡槽宽大于第一连接杆的筋板宽度，安装时可使第一连接杆的筋板卡嵌在回接爪的卡槽内；所述上接头和第一连接杆之间套设支撑活塞，所述支撑活塞内孔与第一连接杆外圆密封配合，支撑活塞外圆与上接头内孔密封配合；所述支撑活塞下端设置有6个通槽，安装时可卡设在第一连接杆的筋板上；支撑环套设在支撑活塞下端外圆上，且支撑在回接爪下端；挡环与支撑活塞通过螺纹连接；所述挡环设在第一连接杆上；第一连接杆与中间杆通过螺纹连接；中间杆与第二连接杆通过螺纹连接，中间杆和第二连接杆之间设置有硫化密封环；第二连接杆与下接头之间通过螺纹连接，第二连接杆与下接头之间设置有硫化密封环。

进一步，当需取出临时封井、压井作业管柱时，通过打压将可液压释放压井回接器1的支撑活塞打掉，上提从而实现可液压释放压井回接器与回接密封筒的脱离；将机械释放压井回接器送入到回接密封筒内，其中：

所述机械释放压井回接器由上接头、上连接杆、螺纹锚定爪、中连接杆、下连接杆、硫化密封环、下接头和顶杆组成；所述上接头与上连接杆间为螺纹连接，螺纹锚定爪套设在上连接杆上；上连接杆与中连接杆间为螺纹连接，中连接杆与下连接杆间为螺纹连接；硫化密封环分别套设在中连接杆和下连接杆上；下接头与下连接杆间为螺纹连接，顶杆与下接头间为螺纹连接。

进一步，所述压井浮鞋由连接接头、上球座、中间接头、钢球、支撑杆、支撑套、弹簧、固定套、下连接接头和压力表组成；所述连接接头与中间接头间为螺纹连接，中间接头与下连接接头间为普通螺纹连接；上球座装入连接接头内，钢球置于上球座与支撑杆之间；弹簧与固定套分别套在支撑杆307上；所述压力表设置在固定套上。

进一步，所述封井器座封机构由上接头、液压缸、活塞、连接杆、剪切销钉、座封套、连接套、弹性套、锁块、弹簧、锁爪、座封钢球和座封球座组成；其中：所述上接头与连接杆间为螺纹连接，上接头与液压缸间为螺纹连接，所述液压缸与连接杆之间设置有带密封圈的活塞；所述连接套套在连接杆上，座封套套在连接套上，弹性套套设在连接杆上，将锁块所述弹性套设置有锁块和弹簧；所述连接杆设置有带座封钢球的座封球座；所述连接杆通过螺纹连接有锁爪。

为了解决现有技术问题，本实用新型还可以采用如下技术方案：

当临时封井、压井的修井管柱实现封井、压井功能时，用钻杆将临时封井、压井作业管柱送入到需封井的套管内，通过钻杆打压，液体通过可液压释放压井回接器、回接密封筒、顶开压井浮鞋的钢球继续下行，通过旋塞阀作用于封井器座封机构；

液体推动封井器座封机构的活塞，从而推动封井器实现座封，封井器6的胶筒与套管实现密封；封井器的卡瓦实现与套管的锚定，从而将套管封堵。此时可通过压井浮鞋3上的压力表305检测井内压力。当井内压力较高，出现井涌时，可通过钻杆注入较高比重的完井液，从而实现压井的作业；

当需取出临时封井、压井作业管柱时，完成临时封井、压井作业后，从钻杆内投入钢球，钢球坐落于可液压释放压井回接器的球座上，通过打压将可液压释放压井回接器的支撑活塞打掉，上提从而实现可液压释放压井回接器与回接密封筒的脱离；

用钻杆连接机械释放压井回接器，将机械释放压井回接器送入到回接密封筒内，机械释放回接器的正旋螺纹锚定爪与回接密封筒实现锚定；通过钻杆正转管柱，扭矩通过机械释放回接压井器、回接密封筒、压井浮鞋、旋塞阀传递到封井器座封机构上；

封井器座封机构在正旋扭矩的作用下，封井器座封机构的锁爪从封井器6的中心管中旋出，从而实现封井器座封机构与封井器之间的脱离。此时，上提钻杆，封井器座封机构带动封井器向上移动，从将封井器回收，从而实现临时封井、压井管柱的回收。

有益效果

本实用新型主要用于解决海上事故井需要回接套管时，需要临时实现封井、压井的作业。

本实用新型通过该临时封井、压井作业管柱中的封井器可实现与套管间可靠的密封；能够实现较高的密封压力，防止由于没有井口防喷器等安全措施出现的井控问题，保证安全生产。

本实用新型在封井的过程中，可通过压力表实现实时监测地层压力的作用。当井内出现井涌等现象时，则可通过钻杆注入较高密度的完井液实现压井作业，从而防止出现井控风险和环境污染的风险。

附图说明

图1是本实用新型一种可实现临时封井、压井的修井装置座井结构示意图；

图2是本实用新型一种可实现临时封井、压井的修井装置回收结构示意图；

图3是本实用新型一种可实现临时封井、压井的修井装置中可液压释放压井回接器结构示意图；

图4是本实用新型一种可实现临时封井、压井的修井装置中压井浮鞋结构示意图；

图5是本实用新型一种可实现临时封井、压井的修井装置中封井器座封机构结构示意图；

图6是本实用新型一种可实现临时封井、压井的修井装置中机械释放压井回接器结构示意图。

具体实施方式

结合附图1对本实用新型的技术方案作进一步说明。

如图1所示，本实用新型提供一种可实现临时封井、压井的修井装置，所述修井装置包括临时封井、压井修井的管柱，所述管柱从下到上依次设置有封井器6、封井器座封机构5、旋塞阀4、压井浮鞋3、回接密封筒2、可液压释放压井回接器1和机械释放压井回接器7组成。可液压释放压井回接器1与回接密封筒2之间采用正旋螺纹相连接。所述回接密封筒2、旋塞阀4、压井浮鞋3、封井器座封机构5之间采用API套管螺纹相连接。所述封井器6和封井器座封机构5之间采用左旋螺纹相连接。当需要送入临时封井、压井修井管柱时，用可液压释放压井回接器1与回接密封筒2相连接；完成临时封井、压井管柱的送入、座封、封井和压井功能。如图2所示，当需要回取临时封井、压井修井管柱时，将机械释放压井回接器7与临时封井、压井修井管柱相连接，用钻杆正转临时封井、压井修井管柱，并上提，实现临时封井、压井管柱的回收。其中：

如图3所示，所述可液压释放压井回接器1包括：上接头101通过螺纹与第一连接杆105连接，球座102内置于第一连接杆105内并通过剪切销钉103固定；第一连接杆105外部设置有均布的6片筋板，回接爪107外部设置有均布的6个卡槽，且卡槽宽大于第一连接杆105的筋板宽度，安装时可使第一连接杆105的筋板卡嵌在回接爪107的卡槽内；支撑活塞104套设在上接头101和第一连接杆105之间，支撑活塞104内孔与第一连接杆105外圆密封配合，支撑活塞104外圆与上接头101内孔密封配合；支撑活塞104下端设置有6个通槽，安装时可卡设在第一连接杆105的筋板上。支撑环108套设在支撑活塞104下端外圆上，且支撑在回接爪107下端；挡环109与支撑活塞104通过螺纹连接，挡环109套设在第一连接杆105上；第一连接杆105与中间杆110通过螺纹连接。中间杆110与第二连接杆112通过螺纹连接，中间杆110和第二连接杆112之间设置有硫化密封环111；第二连接杆112与下接头113之间通过螺纹连接，第二连接杆112与下接头113之间设置有硫化密封环111。

如图4所示，所述压井浮鞋3由连接接头301、上球座302、中间接头303、钢球306、支撑杆307、支撑套308、弹簧309、固定套311、下连接接头304和压力表305组成。连接接头301与中间接头303间为普通螺纹连接，中间接头303与下连接接头304间为普通螺纹连接。上球座302装入连接接头301内，钢球306置于上球座302与支撑杆307之间。弹簧309与固定套311分别套在支撑杆307上。

如图5所示，所述封井器座封机构5由上接头501、液压缸502、活塞503、连接杆504、剪切销钉505、座封套506、连接套507、弹性套508、锁块509、弹簧510、锁爪511、座封钢球512、和座封球座513组成。其中上接头501与连接杆504间为普通螺纹连接，上接头501与液压缸502间为普通螺纹连接，安装O型密封圈的活塞503装入液压缸502与连接杆504之间。连接套507套在连接杆504上，座封套506套在连接套507上，弹性套508套设在连接杆504上，将锁块509装入弹性套508内，将弹簧510装入弹性套508内。将座封球座513装入连接杆504内，同时将座封钢球512置于座封球座513上。锁爪511与连接杆504间为普通螺纹连接。

如图6所示，所述机械释放压井回接器7由上接头701、上连接杆702、螺纹锚定爪703、中连接杆704、下连接杆705、硫化密封环706、下接头707和顶杆708组成。上接头701与上连接杆702间为螺纹连接，螺纹锚定爪703套设在上连接杆702上。上连接杆702与中连接杆704间为普通螺纹连接，中连接杆704与下连接杆705间为普通螺纹连接。硫化密封环706分别套设在中连接杆704和下连接杆705上。下接头707与下连接杆705间为普通螺纹连接，顶杆708与下接头707间为普通螺纹连接。

本实用采用如下生产方法进行对修井管柱临时封井、压井的作业：

当临时封井、压井的修井管柱实现封井、压井功能时，用钻杆将临时封井、压井作业管柱送入到需封井的套管内，通过钻杆打压，液体通过可液压释放压井回接器1、回接密封筒2、顶开压井浮鞋3的钢球306继续下行，通过旋塞阀4作用于封井器座封机构5；液体推动封井器座封机构的活塞，从而推动封井器实现座封，封井器的胶筒与套管实现密封封井器的卡瓦实现与套管的锚定，从而将套管封堵；此时，可通过压井浮鞋3上的压力表305检测井内压力；当井内压力较高，出现井涌时，可通过钻杆注入较高比重的完井液，从而实现压井的作业。

当需取出临时封井、压井作业管柱时，完成临时封井、压井作业后，从钻杆内投入钢球，钢球坐落于可液压释放压井回接器1的球座上，通过打压将可液压释放压井回接器1的支撑活塞打掉，上提从而实现可液压释放压井回接器1与回接密封筒2的脱离。用钻杆连接机械释放压井回接器7，将机械释放压井回接器7送入到回接密封筒2内，机械释放回接器7的正旋螺纹锚定爪与回接密封筒7实现锚定。通过钻杆正转管柱，扭矩通过机械释放回接压井器7、回接密封筒2、压井浮鞋3、旋塞阀4传递到封井器座封机构5上。封井器座封机构5在正旋扭矩的作用下，封井器座封机构5的锁爪511从封井器6的中心管603中旋出，从而实现封井器座封机构5与封井器6之间的脱离。此时上提钻杆，封井器座封机构5带动封井器6向上移动，从将封井器6回收，从而实现临时封井、压井管柱的回收。

本实用新型具体实施方式如下：

1)下入临时封井、压井的修井管柱：管柱的连接顺序从下到上，依次为封井器、封井器座封工具、旋塞阀、压井浮鞋、回接密封筒和可液压释放压井回接器。

2)用钻杆将临时封井、压井作业管柱送入到套管内，通过钻杆打压，带压液体通过可液压释放压井回接器、压井浮鞋、旋塞阀到达封井器座封工具。封井器座封工具活塞推动封井器动作，从而实现封井器胶筒的胀封和卡瓦的锚定，从而实现封井器和套管的密封和锚定。此时可通过压井浮鞋上的压力表观察井内压力，随时根据井内压力情况，判断下一步需采取的作业措施。当发现井内的压力较高时，可同过钻杆注入较高密封的完井液，实现压井，从而避免井控的风险。

3)当完成事故井井口套管处理，回接套管前，投球，钢球坐落于可液压释放压井回接器的球座上，通过打压，将可液压释放压井回接器释放，上提将可液压释放压井回接器取出。

4)回接套管，回接套管完成后，可直接在井口对回接套管打压，验证套管回接器是否密封。

5)完成套管回接器的验封后，用钻杆将机械释放压井回接器送入到回接密封筒内，通过下压将机械释回接器送入到回接密封筒内。此时正转钻杆，钻杆将扭矩传递至封井器座封工具的锁爪，由于锁爪与封井器中心管为左旋螺纹连接，则此时封井器座封工具的锁爪从封井器的中心管内退出。实现封井器与封井器座封工具的脱手，此时上提钻杆，则可实现封井器的解封。将临时封井、压井作业管柱取出。

应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种可实现临时封井、压井的修井装置，由修井装置本体构成，其特征在于：所述修井装置包括临时封井、压井修井的管柱，所述管柱从下到上依次设置有可液压释放压井回接器回接密封筒、压井浮鞋、旋塞阀、封井器座封机构、封井器和机械释放压井回接器；所述回接密封筒、旋塞阀、压井浮鞋、封井器座封机构之间采用API套管螺纹相连接；所述封井器和封井器座封机构之间采用左旋螺纹相连接；其中：

当需要送入临时封井、压井修井管柱时，所述回接密封筒与所述可液压释放压井回接器1之间采用正旋螺纹相连接；完成临时封井、压井管柱的送入、座封、封井和压井功能；

所述可液压释放压井回接器包括：上接头通过螺纹与第一连接杆连接，球座内置于第一连接杆内并通过剪切销钉固定；第一连接杆外部设置有均布的6片筋板，回接爪外部设置有均布的6个卡槽，且卡槽宽大于第一连接杆的筋板宽度，安装时可使第一连接杆的筋板卡嵌在回接爪的卡槽内；所述上接头和第一连接杆之间套设支撑活塞，所述支撑活塞的内孔与第一连接杆外圆密封配合，支撑活塞的外圆与上接头内孔密封配合；所述支撑活塞下端设置有6个通槽，安装时可卡设在第一连接杆的筋板上；支撑环套设在支撑活塞下端外圆上，且支撑在回接爪下端；挡环与支撑活塞通过螺纹连接；所述挡环设在第一连接杆上；第一连接杆与中间杆通过螺纹连接；中间杆与第二连接杆通过螺纹连接，中间杆和第二连接杆之间设置有硫化密封环；第二连接杆与下接头之间通过螺纹连接，第二连接杆与下接头之间设置有硫化密封环；

当需取出临时封井、压井作业管柱时，通过打压将可液压释放压井回接器的支撑活塞打掉，上提从而实现可液压释放压井回接器与回接密封筒的脱离；将机械释放压井回接器送入到回接密封筒内，其中：

所述机械释放压井回接器由上接头、上连接杆、螺纹锚定爪、中连接杆、下连接杆、硫化密封环、下接头和顶杆组成；所述上接头与上连接杆间为螺纹连接，螺纹锚定爪套设在上连接杆上；上连接杆与中连接杆间为螺纹连接，中连接杆与下连接杆间为螺纹连接；硫化密封环分别套设在中连接杆和下连接杆上；下接头与下连接杆间为螺纹连接，顶杆与下接头间为螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的一种可实现临时封井、压井的修井装置，其特征在于：所述压井浮鞋由连接接头、上球座、中间接头、钢球、支撑杆、支撑套、弹簧、固定套、下连接接头和压力表组成；所述连接接头与中间接头间为螺纹连接，中间接头与下连接接头间为普通螺纹连接；上球座装入连接接头内，钢球置于上球座与支撑杆之间；弹簧与固定套分别套在支撑杆上；所述压力表设置在固定套上。

3.根据权利要求1所述的一种可实现临时封井、压井的修井装置，其特征在于：所述封井器座封机构由上接头、液压缸、活塞、连接杆、剪切销钉、座封套、连接套、弹性套、锁块、弹簧、锁爪、座封钢球和座封球座组成；其中：所述上接头与连接杆间为螺纹连接，上接头与液压缸间为螺纹连接，所述液压缸与连接杆之间设置有带密封圈的活塞；所述连接套套在连接杆上，座封套套在连接套上，弹性套套设在连接杆上，将锁块所述弹性套设置有锁块和弹簧；所述连接杆设置有带座封钢球的座封球座；所述连接杆通过螺纹连接有锁爪。

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