[实用新型]一种应用于油井套管上的预应力悬挂装置

说明书

技术领域

本实用新型专利涉及一种防止采油井套管上窜的装置，尤其是一种应用于油井套管上的预应力悬挂装置。

背景技术

油井套管主要包括表层套管以及位于表层套管内的生产套管，在油井正常生产过程中，表层套管、生产套管以及套管四通之间的相对位置应当保持不变。但是由于地面沉降、套管变形等原因会出现生产套管相对于表层套管上窜的问题。生产套管上窜会导致采油树及相应的生产管线稳定性变差，采油树及相应的生产管线会随着抽油机的运转上下运动，使生产管线弯头处焊缝出现疲劳裂缝，影响油井的正常生产。而且在油田开发过程中，由于部分油水井发生套管窜动现象，导致井口升高、偏斜、晃动，严重影响油水井的正常生产。套管上窜会造成油层套管频繁承受压伸交变载荷，特别是作业时起下管柱对油层套管的高载荷压伸交变，加速油层套管的疲劳损坏和永久弯曲，导致套损，影响井下工具的正常下入。

目前套管上窜的治理的方法主要采用加固的方法。使用加固的方法限制套管上窜和扶正；无法做到释放套管应力，长时间使用可造成应力套损。例如拉筋法和加固装置法，其将晃动的井口通过钢筋或其他方式将上窜的生产套管与表层套管连接，实现扶正稳固井口的目的。目前公开的专利文献中，阻止生产套管上窜锚定加固治理装置(专利号CN 202325332 U)和治理油层套管上窜的折形螺栓(专利号CN200520018716.0)，都是采用机械措施对套管进行加固防止上窜；其缺点是限制油套的应力释放，使套管再次承受应力，可能会造成套管弯曲变形，降低套管的使用寿命。

实用新型内容

针对现有技术中的问题，本实用新型的目的是要提供一种应用于油井套管上的预应力悬挂装置，该装置在解决套管上窜的问题中可有效释放套管应力，减少由于套管上窜引起的套变和套损的风险，延长了套管的使用寿命，确保生产的稳定进行。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种应用于油井套管上的预应力悬挂装置，其特征在于：该悬挂装置包括安装在油套管上的套管夹和依次装置在油套管上的外螺套管和支撑旋转筒，所述外螺套管和支撑旋转筒上设置有相互配合的外、内螺纹结构，外螺套管可相对支撑旋转筒上下旋转运动，所述套管夹位于外螺套管和支撑旋转筒的上部，表套位于外螺套管和支撑旋转筒的下部。通过外螺套管和支撑旋转筒结构，使油套管处于可调节的悬挂状态，不受上窜的限制，满足上窜应力的释放。

进一步地，所述的支撑旋转筒上设置有操作手柄，便于通过该操作手柄调整外螺套管和支撑旋转筒。

进一步地，套管夹为内含有卡瓦的半圆夹，该结构可使套管夹在油套管任何位置固定。

进一步地，外螺套管顶面为齿状端面，该齿状端面顶紧套管夹。

在安装该悬挂装置之前，需要对油井套管进行降套处理，降套采用井口作业方法，切除长出的套管后，现场制作标准螺纹，具体的为：采用高精度数控井口管螺纹形成设备，对于上窜过高的油层套管，进行切除，切除后的井口套管要保证按API标准进行连接，管螺纹加工设备专为油层套管降套设计，可以高精度完成井口套管的各种加工要求，其采用进口数控主板，专用管螺纹刀具，加工直径50-550mm管径的螺纹。安装该悬挂装置后，支撑旋转筒落在表套上端面上，外螺套管通过旋转筒伸入表套内部，采用该套管悬挂装置，将油层套管悬挂在外套管上，套管的重量作用于外套管上，使油层套管产生拉伸的预应力，这个预应力可以有效的抵消部分套管的弹性张力，当地表下降或温度场变化造成的套管伸缩，套管悬挂器可以有效的部分抵消套管的伸缩，当超出变化量时，可以对其进行调节，提高使用的灵活性。通过旋转支撑旋转筒，外螺套管上升逐渐顶紧套管夹，拉伸油套管，补偿预应力，随着时间推移油套管继续上窜，超出预应力补偿能力，套管夹上升脱离外螺套管。此时，需通过操作手柄旋转支撑旋转筒，提升外螺套管顶紧套管夹，对油套管进行二次预应力拉紧。从而实现套管上窜的持续稳定支撑。

由于套管悬挂器对油层套管建立了预应力，油层套管的重量部分或全部作用在悬挂器上，所以油层套管比较稳固，同时会和表套保持同心。