專利名稱：套管錯斷水平井修套專用偏心撥正懸掛器的制作方法
技術領域：
本發明涉及油田套管錯斷水平井的打通道工具，特別是套管錯斷水平井修套專用偏心撥正懸掛器，解決目前套管錯斷內徑重合程度處于30-50%之間的錯斷井無法撥正的難題。
背景技術：
由于水平井技術在油田的大規模推廣，隨之而來的水平井配套治理問題也顯得日益突出，其中應對水平井套管錯斷問題的辦法及工具配套還不全面。水平井套管錯斷問題的兩個重要難點就是打通道及套管修復管柱的再下入。當前在直井中的修復錯斷井的方法是用可鉆材料加工出前端帶有大倒角的圓錐形引鞋附加注水泥工具，靠管柱重力對下部錯斷的套管進行撥正，之后采用擠水泥的方法將錯段套管固定住，然后再鉆掉水泥和撥正器。 此種方法如果應用在水平井段極易污染油層，造成永久性不可逆的傷害。因此，此種工藝很少應用在水平井修井中。另外一種方法是采用懸掛尾管的方式，如專利一種套管錯斷井修復管柱、申請號201020549366. I中所述，上部采用懸掛器，下面采用錐型引鞋，施工完成后通過光油管下壓剪斷連接剪釘。此種方法首先施工后底部留有較大縫隙，油井依舊會出砂，其次懸掛器內徑較小生產管柱縮徑明顯，還有下部錯段套管因生產而產生的晃動對懸掛器的懸掛壽命有很大的影響。因此，這種方法不具有現實意義而很難在實際生產中進行應用；除此之外，有人曾經采用兩步走的方案，進行修井。首先下入同修復工具外徑一樣大的尖角引鞋，無專用撥正器，對下部錯段套管進行撥正，看看所需軸向力的大小，如所需軸向力不大則下入膨脹管修復工具，需要再次將套管撥正，之后進行脹管，最后再下入鉆頭鉆掉殘留的底座。這樣不僅耗時耗力，而且在鉆塞過程中容易出現新的問題，像修復管移位滑落等等。而且上述幾種常用方法，都只能針對套管錯斷程度較低的情況使用，即上下斷面重合超過套管內徑50%的井，而對套管上下斷面重合在套管內徑30-50%的井則因錯斷方位的問題而無能為力。因此，常規的打通道方法及現有工具在錯斷程度較大的水平井中不再適用。因此，研制一種對套管錯斷方向有針對性的，又不污染地層的打通道工具便顯得尤為重要。
發明內容
本發明的目的是提供套管錯斷水平井修套專用偏心撥正懸掛器，解決目前套管錯斷內徑重合程度處于30-50%之間的錯斷井無法撥正的難題，撥正錯斷套管，打通修復通道，修復深度套管錯斷的水平井使其繼續生產。本技術解決方案可達上述目的套管錯斷水平井修套專用偏心撥正懸掛器，包括導引頭，液壓錨掛裝置和偏心定位撥正裝置通過轉換接頭連接；液壓錨掛裝置包括座封定位機構和插入式解封機構，座封定位機構安裝在插入式解封機構內并通過限位銷連接；在偏心定位撥正裝置的周向限位內筒的內圓設有配重安裝豎槽，其內裝有配重條，在其下端連接導引頭。本工具在下入水平井段后，其裝有配重條的一側始終處于下方，可根據前期確定的套管錯斷方位，準確地將導引頭的底尖連同本工具插入錯斷的下部套管中，打通錯斷套管的修復通道。與現有技術相比，本發明具有以下顯著的效果本工具結構簡單可靠，在限位環定位剪釘剪斷前，本工具的偏心定位撥正裝置可自由轉動，下入水平井段后，裝有配重條的一側始終處于下方，可根據前期確定的套管錯斷方位，準確地將導引頭的底尖連同本工具插入錯斷的下部套管中。解決目前套管錯斷內徑重合程度處于30-50%之間的錯斷井無法撥正的難題，使這種套管深度錯斷的水平井經過修復后恢復生產，具有巨大的經濟效益和社會效益。使用本工具撥正錯斷套管，打通修復通道，不會對油層產生污染，其功能完善，既能定位又能撥正，其適用性廣，成本低，對使用條件要求低等優點。在現場應用方便，對施工隊伍技術要求較低，施工步驟簡單，能有效地建立起井下水平段錯斷套管口處的通道，節省作業時間，提高了修井的效率，故有較大的推廣應用空間。
附圖是本發明的結構示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明做進一步的詳述。參見附圖，套管錯斷水平井修套專用偏心撥正懸掛器包括導引頭25，液壓錨掛裝置和偏心定位撥正裝置通過轉換接頭13連接；液壓錨掛裝置包括座封定位機構和插入式解封機構，座封定位機構安裝在插入式解封機構內并通過限位銷6連接；在偏心定位撥正裝置的周向限位內筒20的內圓設有配重安裝豎槽，其內裝有配重條，在其下端連接導引頭25。座封定位機構包括定位內筒I、錨筒頂套2、定位內筒底堵10和限位底環12，定位內筒I上設有定位內筒進液孔8和限位銷插入槽孔，將定位內筒底堵10套裝在定位內筒I的下部，通過底堵定位剪釘11與定位內筒I連接，錨筒頂套2與定位內筒I的上部外圓絲扣連接，限位底環12焊接在定位內筒I的下端。插入式解封機構包括定位外筒3、錨筒4、阻擋環5和錨筒支撐套7，定位外筒3的上部外圓設有錨筒限位臺階和阻擋環連接臺階，其筒體上設有限位銷6和定位外筒進液孔9 ;定位外筒3與定位內筒I通過限位銷6連接，錨筒4由下而上套在定位外筒3上，阻擋環5與定位外筒3的阻擋環連接臺階通過絲扣連接，錨筒支撐套7由下而上套在定位外筒3上。所述錨筒4的筒體上至少加工兩瓣棘爪，其棘爪外壁上加工卡瓦牙，各瓣棘爪下部外壁設有倒角，構成棘爪型卡瓦，各瓣棘爪下部的倒角角度可視情況而定，棘爪型卡瓦結構簡單，工作可靠中。阻擋環5的上部內圓設有絲扣，下部環體加工裝配卡槽與專用上扣工具匹配；錨筒支撐套7的上部內圓設有限位銷卡入環槽，該限位銷卡入環槽與限位銷6配合；在定位內筒進液孔8和定位外筒進液孔9的兩側設有密封圈。偏心定位撥正裝置包括導引頭25，在轉換接頭13與導引頭25之間連接偏心配重定位機構，偏心配重定位機構的周向限位內筒20的內圓至少設有一條配重安裝豎槽,其內配裝配重條。也可以設置多條配重安裝豎槽，便于配重調節。由于安裝了配重條，當本工具在下入水平井段后，其裝有配重條的一側始終處于下方，可根據前期確定的套管錯斷方位進行配重調節，使導引頭5的底尖靜止時在重力作用下準確指向下部錯段套管內腔，準確地將導引頭25的底尖連同本工具插入錯斷的下部套管中。偏心配重定位機構包括周向限位外筒16、周向限位內筒20、上外筒17、下外筒21和定位控制機關，上頂筒14的上部外圓與馬牙扣筒15通過馬牙扣連接，其下部外圓與周向限位內筒20絲扣連接，將馬牙扣筒15懸掛在周向限位外筒16內圓臺階上的定位花鍵槽上；周向限位外筒16的下部外圓依次與上外筒17和下外筒21絲扣連接；上部滾珠19安裝在周向限位內筒20滑轉臺階的滾珠安裝豎槽中，兩端由螺釘18固定；將周向限位內筒20的滑轉臺階安座在上外筒17的下部內圓臺階上；在下外筒21與周向限位內筒20之間安裝定位控制機關。定位控制機關包括限位環23、限位環定位剪釘22、滾珠套筒24和下部滾珠，限位環23套在周向限位內筒20外面并通過限位環定位剪釘22與下外筒21連接；滾珠套筒24的內圓設有絲扣、其外圓臺階上設有滾珠安裝豎槽，內裝下部滾珠，將滾珠套筒24與周向限位內筒20的下部外圓絲扣連接，安裝在限位環23的下方。周向限位內筒20滑轉臺階的上方外圓設有定位花鍵，該定位花鍵與周向限位外筒16內圓臺階上的定位花鍵槽配合；周向限位內筒20滑轉臺階上的滾珠安裝豎槽和滾珠套筒24外圓臺階上的滾珠安裝豎槽至少設有三條，各配置三組上部滾珠19和下部滾珠。此處還可采取其他機械滾動結構，如在周向限位內筒20滑轉臺階和滾珠套筒24的外圓臺階上設有滾珠安裝環形槽或者在周向限位內筒20滑轉臺階和滾珠套筒24的外圓臺階上安裝軸承。轉換接頭13上部外圓與插入式解封機構的錨筒支撐套7的下部內圓絲扣連接；轉換接頭13的下部內圓與偏心定位撥正裝置的限位外筒16的上部外圓絲扣連接；在轉換接頭13與錨筒支撐套7和限位外筒16連接處的兩端設有密封圈；導引頭25本體上設有軸向泄壓孔，其底尖為楔尖形結構。本工具導引頭25的上部外圓與周向限位內筒20的下部內圓絲扣連接。轉換接頭13與周向限位外筒16絲扣連接。因為上頂筒14的上部外圓與馬牙扣筒15通過馬牙扣連接，其下部外圓與周向限位內筒20絲扣連接，而周向限位內筒20的滑轉臺階安座在上外筒17的下部內圓臺階上，其下部內圓絲扣又與導引頭25連接，就使得上頂筒14、馬牙扣筒15、周向限位內筒20、滾珠套筒24以及導引頭25可以在周向上自由轉動，使已配重好的偏心定位撥正裝置下端的導引頭25的底尖準確指向下部錯段套管的內腔。安裝本工具時，先將幾組上部滾珠19裝入周向限位內筒20中，兩端上好螺釘18，上頂筒14和周向限位內筒20通過絲扣相連，上外筒17和周向限位外筒16分別從兩端套在周向限位內筒20外面，上外筒17和周向限位外筒16通過絲扣連接，馬牙扣筒15由上至下套在周向限位內筒20和周向限位外筒16之間，之后轉換接頭13通過絲扣連接周向限位 外筒16，下外筒21與限位環23通過限位環定位剪釘22連接后，再與上外筒17通過絲扣連接。使用專項工具將滾珠套筒24通過絲扣連接到周向限位內筒20的下端。本工具的具體使用過程如下
下井前根據井下套管錯斷方位預先安裝好配重條，使導引頭25的底尖在自由重力下對準錯段的下部套管內。下井時，直接將本工具接在修井管柱所需位置，到達套管錯斷位置處靜止一段時間，使自由轉動的周向限位內筒20重心向下靜止不動。之后下壓修井管柱一定噸位后，限位環定位剪釘22被剪斷，周向限位內筒20回縮一定距離使滑轉臺階上方的定位花鍵進入到周向限位外筒16內圓臺階上的定位花鍵槽中。此時上頂筒14沿馬牙扣筒15上滑至定位內筒I底端處，這時偏心定位撥正裝置的前部已被周向限位不易從錯段的下部套管中滑出。然后修井管柱繼續下壓將錯段的下部套管撥正。當本工具到達預定深度后，即可液壓錨掛。液壓錨掛高壓液體通過定位內筒進液孔8和定位外筒進液孔9進入，推動錨筒支撐套7上行，使錨筒支撐套7推動錨筒4的棘爪型卡瓦脹開、向外卡在套管管柱錯斷口上部套管內壁上，限位銷6失去錨筒支撐套7的限位進入限位銷卡入環槽中。此時上提管柱即可將定位內筒1，錨筒頂套2，定位內筒底堵10和限位底環12構成的座封定位機構提至地面。此時下部錯斷的套管被暫時固定，之后再下入套管修復管柱解封。液壓解封在下入的套管修復管柱前端安裝插管，插入到本工具的插入式解封機構的定位外筒3的內腔中，套管修復管柱前端插管的臺階卡在定位外筒3處，使接觸處無縫隙。此時下壓插管臺階推動定位外筒3下行，錨筒4因卡封力使其沿定位外筒3外壁相對向下滑動，阻擋環5推動錨筒支撐環7下行，使錨筒4的棘爪型卡瓦因失去錨筒支撐環7的限位支撐而回收解封。因套管修復管柱的前端插管與定位外筒3的接觸處無縫隙，故套管修復管柱可順利通過套管錯斷處，并將本工具留在井中的部分推入井下。繼而下放套管修 復管柱，即可通過套管錯斷截面進行修復工作。
權利要求
1.套管錯斷水平井修套專用偏心撥正懸掛器，包括導引頭(25)，其特征是，液壓錨掛裝置和偏心定位撥正裝置通過轉換接頭(13)連接；液壓錨掛裝置包括座封定位機構和插入式解封機構，座封定位機構安裝在插入式解封機構內并通過限位銷(6)連接；在偏心定位撥正裝置的周向限位內筒(20 )的內圓設有配重安裝豎槽，其內裝有配重條，在其下端連接導引頭(25)。
2.根據權利要求I所述的套管錯斷水平井修套專用偏心撥正懸掛器，其特征是，所述的座封定位機構包括定位內筒(I)、錨筒頂套(2 )、定位內筒底堵(10 )和限位底環(12 )，定位內筒(I)上設有定位內筒進液孔(8 )和限位銷插入槽孔，將定位內筒底堵(10 )套裝在定位內筒(I)的下部，通過底堵定位剪釘(11)與定位內筒(I)連接，錨筒頂套(2 )與定位內筒(I)的上部外圓絲扣連接，限位底環(12)焊接在定位內筒(I)的下端。
3.根據權利要求2所述的套管錯斷水平井修套專用偏心撥正懸掛器，其特征是，所述的插入式解封機構包括定位外筒(3)、錨筒(4)、阻擋環(5)和錨筒支撐套(7)，定位外筒(3)的上部外圓設有錨筒限位臺階和阻擋環連接臺階，其筒體上設有限位銷(6)和定位外筒進液孔(9);定位外筒(3)與定位內筒(I)通過限位銷(6)連接，錨筒(4)由下而上套在定位外筒(3)上，阻擋環(5)與定位外筒(3)的阻擋環連接臺階通過絲扣連接，錨筒支撐套(7)由下而上套在定位外筒(3)上。
4.根據權利要求3所述的套管錯斷水平井修套專用偏心撥正懸掛器，其特征是，所述錨筒(4)的筒體上至少加工兩瓣棘爪，其棘爪外壁上加工卡瓦牙，各瓣棘爪下部外壁設有倒角，構成棘爪型卡瓦；阻擋環(5)的上部內圓設有絲扣，下部環體加工裝配卡槽；錨筒支撐套(7)的上部內圓設有限位銷卡入環槽，該限位銷卡入環槽與限位銷(6)配合；在定位內筒進液孔(8)和定位外筒進液孔(9)的兩側設有密封圈。
5.根據權利要求2所述的套管錯斷水平井修套專用偏心撥正懸掛器，其特征是，所述的偏心定位撥正裝置包括導引頭(25)，在轉換接頭(13)與導引頭(25)之間連接偏心配重定位機構，偏心配重定位機構的周向限位內筒(20)的內圓至少設有一條配重安裝豎槽,其內配裝配重條。
6.根據權利要求5所述的套管錯斷水平井修套專用偏心撥正懸掛器，其特征是，所述的偏心配重定位機構包括周向限位外筒(16)、周向限位內筒(20)、上外筒(17)、下外筒(21)和定位控制機關，上頂筒(14)的上部外圓與馬牙扣筒(15)通過馬牙扣連接，其下部外圓與周向限位內筒(20)絲扣連接，將馬牙扣筒(15)懸掛在周向限位外筒(16)內圓臺階上的定位花鍵槽上；周向限位外筒(16)的下部外圓依次與上外筒(17)和下外筒(21)絲扣連接；上部滾珠(19)安裝在周向限位內筒(20)滑轉臺階的滾珠安裝豎槽中，兩端由螺釘(18)固定；將周向限位內筒(20)的滑轉臺階安座在上外筒(17)的下部內圓臺階上；在下外筒(21)與周向限位內筒(20)之間安裝定位控制機關。
7.根據權利要求6所述的套管錯斷水平井修套專用偏心撥正懸掛器，其特征是，所述的定位控制機關包括限位環(23)、限位環定位剪釘(22)、滾珠套筒(24)和下部滾珠，限位環(23)套在周向限位內筒(20)外面并通過限位環定位剪釘(22)與下外筒(21)連接；滾珠套筒(24)的內圓設有絲扣、其外圓臺階上設有滾珠安裝豎槽，內裝下部滾珠，將滾珠套筒(24)與周向限位內筒(20)的下部外圓絲扣連接，安裝在限位環(23)的下方。
8.根據權利要求7所述的套管錯斷水平井修套專用偏心撥正懸掛器，其特征是，所述的周向限位內筒(20)滑轉臺階的上方外圓設有定位花鍵，該定位花鍵與周向限位外筒(16)內圓臺階上的定位花鍵槽配合；周向限位內筒(20)滑轉臺階上的滾珠安裝豎槽和滾珠套筒(24)外圓臺階上的滾珠安裝豎槽至少設有三條，各配置三組上部滾珠(19)和下部滾珠。
9.根據權利要求7所述的套管錯斷水平井修套專用偏心撥正懸掛器，其特征是，所述的周向限位內筒(20)滑轉臺階和滾珠套筒(24)的外圓臺階上設有滾珠安裝環形槽或者在周向限位內筒(20)滑轉臺階和滾珠套筒(24)的外圓臺階上安裝軸承。
10.根據權利要求2或5所述的套管錯斷水平井修套專用偏心撥正懸掛器，其特征是，所述的轉換接頭(13)上部外圓與插入式解封機構的錨筒支撐套(7)的下部內圓絲扣連接； 轉換接頭(13)的下部內圓與偏心定位撥正裝置的限位外筒(16)的上部外圓絲扣連接；在轉換接頭(13)與錨筒支撐套(7)和限位外筒(16)連接處的兩端設有密封圈；導引頭(25)本體上設有軸向泄壓孔，其底尖為楔尖形結構。
全文摘要
本發明是套管錯斷水平井修套專用偏心撥正懸掛器，解決油田目前套管錯斷內徑重合程度處于30-50%之間的錯斷井無法撥正的難題。套管錯斷水平井修套專用偏心撥正懸掛器，包括導引頭，液壓錨掛裝置和偏心定位撥正裝置通過轉換接頭連接；液壓錨掛裝置包括座封定位機構和插入式解封機構，座封定位機構安裝在插入式解封機構內并通過限位銷連接；在偏心定位撥正裝置的周向限位內筒的內圓設有配重安裝豎槽，其內裝有配重條，在其下端連接導引頭。本工具在下入水平井段后，其裝有配重條的一側始終處于下方，可根據前期確定的套管錯斷方位，準確地將導引頭的底尖連同本工具插入錯斷的下部套管中，打通錯斷套管的修復通道，修復后再生產。
文檔編號E21B29/10GK102852479SQ201210329399
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月8日 優先權日2012年9月8日
發明者朱瑛輝, 張全勝, 張峰, 田玉剛, 伊偉鍇, 楊慧, 溫盛魁, 安申法 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司采油工藝研究院