[实用新型]一种降低套管剪切变形的套管装置

说明书

本实用新型涉及油、气开采技术领域，公开了一种降低套管剪切变形的套管装置，所述套管装置设于裂缝带所在位置的井筒，所述套管装置呈同心柱状，包括套管，设置于套管两端外壁的上扶正器和下扶正器，所述套管的外壁设有金属层，所述金属层的外壁设有遇水膨胀橡胶层；本实用新型的降低套管剪切变形中，通过增加水泥环厚度，增设具有径向可压缩性的金属层和遇水膨胀层，可以有效防止或降低因地层滑移而引起的套管剪切变形。

技术领域

本实用新型涉及一种降低套管剪切变形的套管装置，属于油、气开采技术领域。

背景技术

油、气开发中的复杂构造地质条件使得地层断层和裂缝非常发育，特别是多级压裂过程中，压裂液进入天然裂缝或者层理弱面后，容易导致断层发生滑移引起的套管剪切变形。通过微地震测量结果表明，某些地区套管变形井53.6％的变形点处在天然裂缝带处，说明断层滑移引起的剪切是套管变形的主要形式。套管损坏后，导致压裂封堵桥塞或其他井下工具下入遇阻，不能到达预定位置，致使作业时间延长，严重时甚至被迫放弃部分压裂井段，给油田造成了巨大的经济损失。

目前，还未找到预防套管剪切变形的方法，也未找到如何降低剪切套管变形的良好措施。现场作业时最常用的方法有两种，分别是增加水泥环厚度和增加套管厚度，但这两种方法均仅能很有限的降低套管变形量，依然无法下入封堵桥塞或其他井下工具。因此，当前迫切需要一种降低套管剪切变形的方法，以解决因套管剪切变形无法下入作业工具的难题。

因此，一种减低因地层裂缝带滑移引起的套管剪切变形的套管装置有待研究。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：克服现有技术存在的缺陷，提供一种降低套管剪切变形的套管装置，该套管装置及方法可大大降低因地层裂缝带发生滑移时引起的套管变形，解决无法下入作业工具的问题。

为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案：

一种降低套管剪切变形的套管装置，所述套管装置设于裂缝带所在位置的井筒，所述套管装置呈同心柱状，包括套管，设置于套管两端外壁的上扶正器和下扶正器，所述套管的外壁设有金属层，所述金属层的外壁设有遇水膨胀橡胶层。

本实用新型的金属层和遇水膨胀橡胶层组合方式不同，金属层和遇水膨胀橡胶层为径向叠加，增加了缓冲层的厚度，缓冲层即为金属层和遇水膨胀橡胶层，缓冲层越厚，对套管的保护效果就越明显，使得在地层发生滑移时，套管变形更小。

进一步的，所述遇水膨胀橡胶层的内侧壁与金属层外侧壁啮合，通过粘接固定于金属层外壁。

进一步的，所述金属层外壁呈带螺旋状、波纹管状、双壁管状或网状管。

进一步的，所述波纹管状的金属层为花瓣形波纹管。

本方案的金属层和遇水膨胀层的结构设计相较于现有技术有较大的改进，现有技术的套筒采用金属网，通过膨胀橡胶来径向扩张金属网层，该设计的缺点是膨胀橡胶弹性模量低，轴向可压缩性强，所以轴向不稳定，金属层可能出现不能被撑开，或者撑开后又收缩回去的技术缺陷。现有技术的套筒装置无密封性，在固定过程中水泥会侵入金属网层，使得有效的缓冲层厚度变薄，对套管的保护性性能变差。现有技术的金属层为金属网格，其缺点是径向刚度差，在固井过程中可能直接压溃金属层，或者在井筒发生蠕变时，不能实现其更佳的固井效果，导致井筒掉块或塌陷等危险的出现。所以本方案对金属层和遇水膨胀层的结构进行改进，遇水膨胀橡胶层的内侧壁与金属层的外侧壁啮合更紧密，且轴向更稳定，金属层和遇水膨胀层与水泥浆形成一体式，提高套管装置的强度和径向稳定性，当剪切力产生时，该剪切力消耗于金属层和遇水膨胀层，保护套管不受损坏。

进一步的，所述套管的上、下端各至少设置一个上扶正器和下扶正器。该设计保证了工具更好的下入，同时保护了套管组合在下入过程中不与井壁发生膨胀，既保证工具，也保护了井筒。