可调节双井筒双封装置

技术领域

本发明涉及石油天然气井固井完井技术领域，具体地说是可调节双井筒双封装置。

背景技术

钻井是石油开采的重要手段，固井是油气井建井过程中的一个重要环节，固井包括下套管和注水泥两个生产过程。水泥将套管与井壁岩石牢固地固结在一起，可以将油气水层及复杂层位封固以利于进一步的开采。但目前固井都是笼统固井，即水泥从套管底部在套管外循环上返穿越多个油气水层封固到地面井口。在循环上返穿越过程中，水泥浆对储层伤害非常大。其原因是：水泥浆密度(1.85左右)远远大于储层的地层压力系数(一般在1.0左右)，所以固井时，水泥浆对井眼近地带的地层孔隙堵塞，渗透率下降；如果产层是裂缝或洞穴储层，固井时水泥浆漏失后直接堵死裂缝和洞穴。特别是油田开发到中后期，油田开采一段时间后，储层的孔隙度和渗透率增大，产层压力低于原始地层压力。在调整井和加密井的钻井固井时，水泥浆更容易造成储层伤害。

在实际钻井过程中会穿越多个储层，各储层厚度不均，厚的储层多达几十米，薄的储层短至1米。如果在固井过程中能对储层进行保护，则能避免上述问题，既能保护储层又能减少和降低固井过程中水泥浆的漏失风险。

申请号：200720102936.0公开了一种防盗防喷双封封井装置,其结构包括设置内螺纹的支架及与支架同轴设置的中心管,支架尾端固接卡瓦座,卡瓦座外端设置与其径向滑动配合的卡瓦,中心管前端设置外螺纹与支架的内螺纹配合,尾端固接胀锥,中心管外壁套装锥体及胶筒,锥体外锥面与卡瓦内壁咬合,胶筒内壁与胀锥外锥面咬合；该封井装置具有使用方便、施工简单、可重复使用、防盗性好、应用范围广的优点；用该封井装置与水泥塞配合,可实现永久性封固井；还可以解决在特殊作业施工中要求更换井口采油树时出现井口短时间无控,防止井喷及井喷失控事故的发生。

申请号：201120404244.8公开了带双封气举完井一体化管柱，应用于油田采油井内。自下而上连接关系是：在油管鞋的上部连接球座，球座上部接机械坐封的下封隔器和液压坐封的上封隔器；在液压坐封的上封隔器与机械坐封的下封隔器之间连接有35～60根油管；在该35～60根油管上连接有校深短接，并在校深短接的上部通过油管连接有一个装有盲阀的气举工作筒；在液压坐封的上封隔器的上部连接有伸缩管，伸缩管的上部连接有油管，油管的上部连接3～15个装有盲阀的气举工作筒，在上部的装有盲阀的气举工作筒的上端连接有油管，油管一直连接到井口。效果是：能对两个封隔器进行验封并进行气举采油。减少作业工序、缩短作业时间，最终减少作业费用。

申请号：201120549480.9涉及一种等压双自验封封层完井工具，该工具是由丢手接头、上自验封封隔器、上锚定器、油管、下自验封封隔器、下锚定器和球座组成，将工具由钻杆送入井内，投球打压座封、验封，工具卡封在套管内壁上，再投球打压，丢手接头脱开，钻杆起出井筒，油井恢复正常生产。工具入井打压座封，由于工具中设置有两个具有独特自验封功能的自验封封隔器，解决了双封封层工具中下封隔器验封的问题，确保了整套工具的座卡和密封性能。采用该工具对油层套管漏失井段进行封堵，避免套管漏失井段外的地层水进入井筒。

以上公开技术与本申请具体技术方案不相同。

发明内容

本发明的目的在于提供可调节双井筒双封装置，设计合理，现场操作方便，不增加工艺措施，不改变常规固井工艺流程，有效保护储层及降低固井过程中水泥浆的漏失风险。可根据油层厚度的大小进行串联接，根据不同厚度油层进行长度调节，以满足开采需要。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，可调节双井筒双封装置，包括上固定密封装置、下固定密封装置，还包括可调节双井筒，所述可调节双井筒包括第三内井筒、第三外井筒、第三滑动螺帽、第三密封筒，所述第二外井筒套在第二内井筒外部，且两者之间形成第三环空，所述第三滑动螺帽内壁上半段为光滑面，下半段为内螺纹，第三滑动螺帽通过光滑面滑动式套在第三外井筒外壁，所述第三密封筒上端与第三滑动螺帽螺纹式连接；所述上固定密封装置包括第一内井筒、第一外井筒、第一密封机构、第一滑动螺帽、第一密封筒，所述第一外井筒套在第一内井筒外部，且两者之间形成第一环空，所述第一滑动螺帽内壁上半段为光滑面，下半段为内螺纹，第一滑动螺帽通过光滑面滑动式套在第一外井筒外壁，所述第一密封筒上端与第一滑动螺帽螺纹式连接，所述第一密封机构套装在第一外井筒上，第一密封机构位于第一滑动螺帽上方，所述第三外井筒上端与第一密封筒下端螺纹连接；所述下固定密封装置包括第二内井筒、第二外井筒、第二密封机构，所述第二外井筒套在第二内井筒外部，且两者之间形成第二环空，所述第二密封机构套装在第二外井筒上，所述第二外井筒上端与第三密封筒下端螺纹连接。

所述第三外井筒下端外壁设置有能防止第三滑动螺帽脱出的限位台，该限位台还对第三密封筒下端内壁缩颈台轴向限位；所述第一外井筒下端外壁设置有能防止第一滑动螺帽脱出的限位台，该限位台还对第一密封筒下端内壁缩颈台轴向限位。

所述第一外井筒下端外壁安装密封圈，该密封圈密封第一密封筒内壁，所述第一密封筒与第三外井筒连接处也设置密封圈；所述第三外井筒下端外壁安装密封圈，该密封圈密封第三密封筒内壁，所述第三密封筒与第二外井筒连接处也设置密封圈。

所述第一内井筒外壁开设第一上螺纹段、第一下螺纹段，所述第一外井筒上端内壁螺纹连接第一上螺纹段，所述第一外井筒下端螺纹连接第一下螺纹段，所述第一内井筒在自身第一上螺纹段开设第一上过液槽，所述第一内井筒在自身第一下螺纹段开设第一下过液槽；所述第三内井筒外壁开设第三上螺纹段、第三下螺纹段，所述第三外井筒上端内壁螺纹连接第三上螺纹段，所述第三外井筒下端螺纹连接第三下螺纹段，所述第三内井筒在自身第三上螺纹段开设第三上过液槽，所述第三内井筒在自身第三下螺纹段开设第三下过液槽，所述第一环空依次通过第一下过液槽、第三上过液槽与第三环空连通；所述第二内井筒外壁开设第二上螺纹段、第二下螺纹段，所述第二外井筒上端内壁螺纹连接第二上螺纹段，所述第二外井筒下端螺纹连接第二下螺纹段，所述第二内井筒在自身第二上螺纹段开设第二上过液槽，所述第二内井筒在自身第二下螺纹段开设第二下过液槽，所述第三环空依次通过第三下过液槽、第二上过液槽与第二环空连通。

所述第一密封机构包括第一锚定机构、第一胶筒封隔机构，所述第一锚定机构、第一胶筒封隔机构均套装在第一外井筒上。

所述第一锚定机构包括第一锥体、第一卡瓦、第一上传压孔、第一上液缸、第一卡环，所述第一锥体丝扣式套接在第一外井筒外壁，所述第一卡瓦上端内壁锥面与第一锥体外壁锥面相配合连接，第一卡瓦下端密封式装入第一上液缸内，所述第一内井筒和第一外井筒同时开设第一组径向孔，第一组径向孔安装第一上径向通管，第一上径向通管构成第一上传压孔，第一上传压孔使第一内井筒内腔与第一上液缸内腔连通，所述第一外井筒外壁还套装第一卡环，第一上液缸内壁下端、第一下液缸内壁上端均丝扣式连接第一卡环。

所述第一胶筒封隔机构包括第一下液缸、第一活塞、第一胶筒座、第一锁簧、第一胶筒、第一调节环，所述第一胶筒上端接触第一胶筒座，第一胶筒下端接触第一调节环，第一调节环丝扣式套接在第一外井筒外壁，所述第一活塞上端装入第一下液缸内，第一活塞下端顶住第一胶筒座内壁第一台阶，所述第一锁簧套装在第一外井筒外壁开设的马牙扣螺纹上，第一锁簧上端顶住活塞下端，第一锁簧下端顶住第一胶筒座内壁第二台阶，所述第一内井筒和第一外井筒同时开设第二组径向孔，第二组径向孔安装第一下径向通管，第一下径向通管构成第一下传压孔，第一下传压孔使第一内井筒内腔与第一下液缸内腔连通，所述第一上液缸下端与第一下液缸上端螺纹连接。

所述第二密封机构包括第二锚定机构、第二胶筒封隔机构，所述第二锚定机构、第二胶筒封隔机构均套装在第二外井筒上。

所述第二锚定机构包括第二锥体、第二卡瓦、第二上传压孔、第二上液缸、第二卡环，所述第二锥体丝扣式套接在第二外井筒外壁，所述第二卡瓦上端内壁锥面与第二锥体外壁锥面相配合连接，第二卡瓦下端密封式装入第二上液缸内，所述第二内井筒和第二外井筒同时开设第一组径向孔，第一组径向孔安装第二上径向通管，第二上径向通管构成第二上传压孔，第二上传压孔使第二内井筒内腔与第二上液缸内腔连通，所述第二外井筒外壁还套装第二卡环，第二上液缸内壁下端、第二下液缸内壁上端均丝扣式连接第二卡环。

所述第二胶筒封隔机构包括第二下液缸、第二活塞、第二胶筒座、第二锁簧、第二胶筒、第二调节环，所述第二胶筒上端接触第二胶筒座，第二胶筒下端接触第二调节环，第二调节环丝扣式套接在第二外井筒外壁，所述第二活塞上端装入第二下液缸内，第二活塞下端顶住第二胶筒座内壁第二台阶，所述第二锁簧套装在第二外井筒外壁开设的马牙扣螺纹上，第二锁簧上端顶住活塞下端，第二锁簧下端顶住第二胶筒座内壁第二台阶，所述第二内井筒和第二外井筒同时开设第二组径向孔，第二组径向孔安装第二下径向通管，第二下径向通管构成第二下传压孔，第二下传压孔使第二内井筒内腔与第二下液缸内腔连通，所述第二上液缸下端与第二下液缸上端螺纹连接。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

将上固定密封装置、可调节双井筒、下固定密封装置根据既定数据随套管下至预定位置，开泵进行套管内憋压，把上固定密封装置和下固定密封装置的卡瓦座挂和胶筒膨胀，把需要保护的储层进行隔离。固井时的前导浆和水泥浆从套管内自井底返至下固定密封装置时将绕开上、下固定密封装置隔离的储层，经下固定密封装置的内、外井筒环孔进入可调节双井筒的环空，从上固定密封装置上部的环孔流出，进入裸眼与套管环空上返至预定位置，使裸露的储层不受水泥浆的侵害及减少漏失风险。

附图说明

图1是本发明实施例所述的上固定密封装置的结构示意图。

图2是本发明实施例所述的可调节双井筒示意图。

图3是本发明实施例所述的下固定密封装置的结构示意图。

图4是本发明实施例所述的上固定密封装置D-D处剖开后的示意图。

图中标记：第一内井筒A1、第一外井筒A2、第一锥体A3、第一卡瓦A4、第一上传压孔A5、第一上液缸A6、第一卡环A7、第一下液缸A8、第一活塞A9、第一胶筒座A10、第一锁簧A11、第一胶筒A12、第一调节环A13、第一滑动螺帽A14、第一密封筒A15；

第三内井筒B1、第三外井筒B2、第三滑动螺帽B3、第三密封筒B4；

第二内井筒C1、第二外井筒C2、第二锥体C3、第二卡瓦C4、第二上传压孔C5、第二上液缸C6、第二卡环C7、第二下液缸C8、第二活塞C9、第二胶筒座C10、第二锁簧C11、第二胶筒C12、第二调节环C13。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图4，本发明提供一种技术方案：可调节双井筒双封装置，包括上固定密封装置、与上固定装置相连接的可调节双井筒、与可调节双井筒相连接的下固定密封装置。上固定密封装置的下部和下固定密封装置的上部与可调节双井筒相连接，其中可调节双井筒的长度根据油层厚度来调节。上固定密封装置的上部和下固定密封装置与油井套管柱相连接。

所述可调节双井筒包括第三内井筒B1、第三外井筒B2、第三滑动螺帽B3、第三密封筒B4，所述第二外井筒套在第二内井筒外部，且两者之间形成第三环空，所述第三滑动螺帽内壁上半段为光滑面，下半段为内螺纹，第三滑动螺帽通过光滑面滑动式套在第三外井筒外壁，所述第三密封筒上端与第三滑动螺帽螺纹式连接；所述上固定密封装置包括第一内井筒A1、第一外井筒A2、第一密封机构、第一滑动螺帽A14、第一密封筒A15，所述第一外井筒套在第一内井筒外部，且两者之间形成第一环空，所述第一滑动螺帽内壁上半段为光滑面，下半段为内螺纹，第一滑动螺帽通过光滑面滑动式套在第一外井筒外壁，所述第一密封筒上端与第一滑动螺帽螺纹式连接，所述第一密封机构套装在第一外井筒上，第一密封机构位于第一滑动螺帽上方，所述第三外井筒上端与第一密封筒下端螺纹连接；所述下固定密封装置包括第二内井筒C1、第二外井筒C2、第二密封机构，所述第二外井筒套在第二内井筒外部，且两者之间形成第二环空，所述第二密封机构套装在第二外井筒上，所述第二外井筒上端与第三密封筒下端螺纹连接。

所述第三外井筒下端外壁设置有能防止第三滑动螺帽脱出的限位台，该限位台还对第三密封筒下端内壁缩颈台轴向限位；所述第一外井筒下端外壁设置有能防止第一滑动螺帽脱出的限位台，该限位台还对第一密封筒下端内壁缩颈台轴向限位。

所述第一外井筒下端外壁安装密封圈，该密封圈密封第一密封筒内壁，所述第一密封筒与第三外井筒连接处也设置密封圈；所述第三外井筒下端外壁安装密封圈，该密封圈密封第三密封筒内壁，所述第三密封筒与第二外井筒连接处也设置密封圈。

所述第一内井筒A1外壁开设第一上螺纹段、第一下螺纹段，所述第一外井筒上端内壁螺纹连接第一上螺纹段，所述第一外井筒下端螺纹连接第一下螺纹段，所述第一内井筒在自身第一上螺纹段开设第一上过液槽，所述第一内井筒在自身第一下螺纹段开设第一下过液槽；所述第三内井筒B1外壁开设第三上螺纹段、第三下螺纹段，所述第三外井筒上端内壁螺纹连接第三上螺纹段，所述第三外井筒下端螺纹连接第三下螺纹段，所述第三内井筒在自身第三上螺纹段开设第三上过液槽，所述第三内井筒在自身第三下螺纹段开设第三下过液槽，所述第一环空依次通过第一下过液槽、第三上过液槽与第三环空连通；所述第二内井筒C1外壁开设第二上螺纹段、第二下螺纹段，所述第二外井筒上端内壁螺纹连接第二上螺纹段，所述第二外井筒下端螺纹连接第二下螺纹段，所述第二内井筒在自身第二上螺纹段开设第二上过液槽，所述第二内井筒在自身第二下螺纹段开设第二下过液槽，所述第三环空依次通过第三下过液槽、第二上过液槽与第二环空连通。

所述第一密封机构包括第一锚定机构、第一胶筒封隔机构，所述第一锚定机构、第一胶筒封隔机构均套装在第一外井筒上。

所述第一锚定机构包括第一锥体A3、第一卡瓦A4、第一上传压孔A5、第一上液缸A6、第一卡环A7，所述第一锥体丝扣式套接在第一外井筒外壁，所述第一卡瓦上端内壁锥面与第一锥体外壁锥面相配合连接，第一卡瓦下端密封式装入第一上液缸内，所述第一内井筒和第一外井筒同时开设第一组径向孔，第一组径向孔安装第一上径向通管，第一上径向通管构成第一上传压孔，第一上传压孔使第一内井筒内腔与第一上液缸内腔连通，所述第一外井筒外壁还套装第一卡环，第一上液缸内壁下端、第一下液缸内壁上端均丝扣式连接第一卡环。使两个液缸不连通。

所述第一胶筒封隔机构包括第一下液缸A8、第一活塞A9、第一胶筒座A10、第一锁簧A11、第一胶筒A12、第一调节环A13，所述第一胶筒上端接触第一胶筒座，第一胶筒下端接触第一调节环，第一调节环丝扣式套接在第一外井筒外壁，所述第一活塞上端装入第一下液缸内，第一活塞下端顶住第一胶筒座内壁第一台阶，所述第一锁簧套装在第一外井筒外壁开设的马牙扣螺纹上，第一锁簧上端顶住活塞下端，第一锁簧下端顶住第一胶筒座内壁第二台阶，所述第一内井筒和第一外井筒同时开设第二组径向孔，第二组径向孔安装第一下径向通管，第一下径向通管构成第一下传压孔，第一下传压孔使第一内井筒内腔与第一下液缸内腔连通，所述第一上液缸下端与第一下液缸上端螺纹连接。

所述第二密封机构包括第二锚定机构、第二胶筒封隔机构，所述第二锚定机构、第二胶筒封隔机构均套装在第二外井筒上。

所述第二锚定机构包括第二锥体C3、第二卡瓦C4、第二上传压孔C5、第二上液缸C6、第二卡环C7，所述第二锥体丝扣式套接在第二外井筒外壁，所述第二卡瓦上端内壁锥面与第二锥体外壁锥面相配合连接，第二卡瓦下端密封式装入第二上液缸内，所述第二内井筒和第二外井筒同时开设第一组径向孔，第一组径向孔安装第二上径向通管，第二上径向通管构成第二上传压孔，第二上传压孔使第二内井筒内腔与第二上液缸内腔连通，第二上液缸内壁下端、第二下液缸内壁上端均丝扣式连接第二卡环。使两个液缸不连通。

所述第二胶筒封隔机构包括第二下液缸C8、第二活塞C9、第二胶筒座C10、第二锁簧C11、第二胶筒C12、第二调节环C13，所述第二胶筒上端接触第二胶筒座，第二胶筒下端接触第二调节环，第二调节环丝扣式套接在第二外井筒外壁，所述第二活塞上端装入第二下液缸内，第二活塞下端顶住第二胶筒座内壁第二台阶，所述第二锁簧套装在第二外井筒外壁开设的马牙扣螺纹上，第二锁簧上端顶住活塞下端，第二锁簧下端顶住第二胶筒座内壁第二台阶，所述第二内井筒和第二外井筒同时开设第二组径向孔，第二组径向孔安装第二下径向通管，第二下径向通管构成第二下传压孔，第二下传压孔使第二内井筒内腔与第二下液缸内腔连通，所述第二上液缸下端与第二下液缸上端螺纹连接，所述第二外井筒外壁还套装第二卡环。

上固定密封装置包括第一内井筒A1、与第一内井筒A1通过螺纹连接的第一外井筒A2、与第一外井筒A2通过螺纹连接的第一锥体A3和第一调节环A13，套在第一外井筒A2上面的第一卡瓦A4、第一上液缸A6、第一卡环A7、第一下液缸A8、第一活塞A9、第一胶筒座A10、第一锁簧A11、第一胶筒A12，第一内井筒A1与第一外井筒A2之间有第一传压孔A5，套在外井筒上A2可以实现滑动的第一滑动螺帽A14和第一密封筒A15，第一滑动螺帽A14和第一密封筒A15之间采用螺纹连接。所述的第一上液缸A6和第一下液缸A8通过第一卡环A7采用螺纹固定，所述的第一外井筒A2和第一锁簧A11上设有锯齿形锁紧螺纹，保证第一胶筒A12座封后不解封。

所述的第一内井筒A1与第一外井筒A2相连接的外螺纹铣有6道过液槽，可循环钻井液与水泥浆。

所述的卡瓦A5、第一下液缸A8、第一活塞A9之间分别装有1道密封圈，与第一外井筒A2的密封面相输配；第一外井筒A2尾部设有2道密封圈，与第一密封筒A15相适配，第一密封筒A15尾部设有2道密封圈，与可调节井筒的第三外井筒B2相适配。内井筒的前端部设有与上层套管连接的套管母螺纹，下部设有与可调节双井筒相连接的套管公螺纹。外井筒的前端设有与锥体相连接的公螺纹，外井筒的后端设有与滑动螺帽与密封筒相适配的密封台阶，组合装配后可实现密封及限位。

所述的可调节双井筒包括第三内井筒B1、与第三内井筒B1通过螺纹连接的第三外井筒B2，套在第三外井筒B2上的的第三滑动螺帽B3和第三密封筒B4，第三滑动螺帽B3和第三密封筒B4通过螺纹相连接。

所述的第三内井筒B1与第三外井筒B2相连接的外螺纹铣有6道过液槽，可循环钻井液与水泥浆。

所述的第三外井筒B2上设有2道密封圈与第三密封筒B4相适配，第三密封筒B4内设有2道密封圈与下固定装置的第二外井筒C2相适配。可调节双井筒在油井现场可根据油层厚度的大小进行串联接，根据不同厚度油层进行长度调节，以满足开采需要。

所述的下固定密封装置包括第二内井筒C1、与第二内井筒C1通过螺纹连接的第二外井筒C2、与第二外井筒C2通过螺纹连接的第二锥体C3和第二调节环C13，套在第二外井筒C2上面的第二卡瓦C4、第二上液缸C6、第二卡环C7、第二下液缸C8、第二活塞C9、第二胶筒座C10、第二锁簧C11、第二胶筒C12，第二内井筒C1与第二外井筒C2之间有第二传压孔C5。所述的第二上液缸C6和第二下液缸C8通过第二卡环C7采用螺纹固定，所述的第二外井筒C2和第二锁簧C11上设有锯齿形锁紧螺纹，保证第二胶筒C12座封后不解封。

所述的第二内井筒C1与第二外井筒C2相连接的外螺纹铣有6道过液槽，可循环钻井液与水泥浆。

所述的卡瓦C5、第二下液缸C8、第二活塞C9之间分别装有1道密封圈,与第二外井筒C2的密封面相适配。

本发明一种可调节双井筒双封装置工作流程为：将上固定密封装置、可调节双井筒、下固定密封装置根据既定数据随套管下至预定位置，开泵进行套管内憋压，把上固定密封装置和下固定密封装置的卡瓦座挂和胶筒膨胀，把需要保护的储层进行隔离。固井时的前导浆和水泥浆从套管内自井底返至下固定密封装置时将绕开上、下固定密封装置隔离的储层，经下固定密封装置的内、外井筒环孔进入可调节双井筒的环空，从上固定密封装置上部的环孔流出，进入裸眼与套管环空上返至预定位置，使裸露的储层不受水泥浆的侵害及减少漏失风险。

本发明设计合理，现场操作方便，不增加工艺措施，不改变常规固井工艺流程，有效保护储层及降低固井过程中水泥浆的漏失风险。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位指示或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。