申请/专利权人：杨福苗

申请日：2018-08-15

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN108716377B

主分类号：E21B33/03

分类号：E21B33/03

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2018.11.23#实质审查的生效;2018.10.30#公开

摘要：本发明涉及气井设备领域，具体而言，涉及一种气井堵漏装置及气井钻井设备。气井堵漏装置包括：与生产套管匹配的第一卡环，第一卡环包括可拆卸连接的第一弧形部、第二弧形部；与表层套管匹配的第二卡环，第二卡环包括可拆卸连接的第三弧形部、第四弧形部，套设于第一卡环与第二卡环外的第三卡环，第三卡环包括可拆卸连接的第五弧形部、第六弧形部。第一卡环卡设于生产套管外，第二卡环卡设于表层套管外，第三卡环紧固第一卡环与第二卡环，可以达到堵漏的效果。对煤层气井的井口环形钢板处的煤层气泄漏进行抢修，避免了焊接作业，从根本上消除发生闪爆事故的可能性，降低焊接施工人员的安全风险。

主权项：1.一种气井堵漏装置，其特征在于，所述气井堵漏装置包括：与生产套管匹配的第一卡环，所述第一卡环包括可拆卸连接的第一弧形部、第二弧形部，所述第一弧形部与所述第二弧形部通过第一连接件连接；与表层套管匹配的第二卡环，所述第二卡环包括可拆卸连接的第三弧形部、第四弧形部，所述第三弧形部与所述第四弧形部通过第二连接件连接；套设于所述第一卡环与所述第二卡环外的第三卡环，所述第三卡环包括可拆卸连接的第五弧形部、第六弧形部，所述第五弧形部与所述第六弧形部通过第三连接件连接；所述第三卡环设置有注脂孔，所述注脂孔贯穿所述第三卡环且与所述第一卡环、所述第二卡环之间的缝隙连通；所述第一弧形部、所述第二弧形部、所述第三弧形部、所述第四弧形部内壁均连接有密封橡胶片。

全文数据：一种气井堵漏装置及气井钻井设备技术领域[0001]本发明涉及气井设备领域，具体而言，涉及一种气井堵漏装置及气井钻井设备。背景技术_2]煤层气井生产年限长，平均为15年以上，且因煤层气井独特的井身结构，自由段的生产套管外无水泥环，自由段的生产套管外部直接与地层连通，同时，环形钢板功能单一，只能够悬挂生产套管，没有密封表层套管与生产套管环形空间的功能，生产套管因腐蚀、套损、固井质量差等影响，随着生产时间的延长，在后续生产中，极易发生煤层气从表层套管与生产套管之间的环形空间运移至井口环形钢板处，在井口泄漏。[0003]现有技术中通过焊接方式进行抢修，将环形钢板上下端面与表层套管、生产套管分别焊接，以达到密封的目的。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种气井堵漏装置及气井钻井设备，其旨在改善现有的气井泄露抢修补救难度大且效果不佳的问题。[0005]本发明提供一种技术方案：[0006]一种气井堵漏装置，气井堵漏装置包括：[0007]与生产套管匹配的第一卡环，第一卡环包括可拆卸连接的第一弧形部、第二弧形部，第一弧形部与第二弧形部通过第一连接件连接；[0008]与表层套管匹配的第二卡环，第二卡环包括可拆卸连接的第三弧形部、第四弧形部，第三弧形部与第四弧形部通过第二连接件连接；[0009]套设于第一卡环与第二卡环外的第三卡环，第三卡环包括可拆卸连接的第五弧形部、第六弧形部，第五弧形部与第六弧形部通过第三连接件连接。[0010]在本发明的其他实施例中，上述第三卡环设置有注脂孔，注脂孔贯穿第三卡环且与第一卡环、第二卡环之间的缝隙连通。[0011]在本发明的其他实施例中，上述注脂孔内设置有单向阀。[0012]在本发明的其他实施例中，上述第一弧形部、第二弧形部、第三弧形部、第四弧形部内壁均连接有密封橡胶片。[0013]在本发明的其他实施例中，上述设置于第一弧形部内壁的密封橡胶片的端部沿第一方向倾斜设置，设置于第二弧形部内壁的密封橡胶片的端部沿第二方向倾斜设置，第一方向与第二方向反向。[0014]在本发明的其他实施例中，上述设置于第一弧形部内壁的密封橡胶片于第一弧形部端面延伸至第一弧形部外壁;设置于第二弧形部内壁的密封橡胶片于第二弧形部端面延伸至第二弧形部外壁。[0015]在本发明的其他实施例中，上述第五弧形部、第六弧形部内壁均连接有密封橡胶片。[0016]在本发明的其他实施例中，上述密封橡胶片的材料为氢化丁腈橡胶。[0017]在本发明的其他实施例中，上述第一弧形部的自由端与第二弧形部的自由端之间的距离为2-3mm。[0018]本发明还提供一种技术方案：[0019]一种气井钻井设备，气井钻井设备包括上述的气井堵漏装置。[0020]本发明实施例提供的气井堵漏装置及气井钻井设备的有益效果是：[0021]第一卡环卡设于生产套管外，第二卡环卡设于表层套管外，第三卡环紧固第一卡环与第二卡环，可以达到堵漏的效果。对煤层气井的井口环形钢板处的煤层气泄漏进行抢修，避免了焊接作业，从根本上消除发生闪爆事故的可能性，降低焊接施工人员的安全风险。[0022]气井堵漏装置针对煤层气井的井口结构进行设计，具有针对性强，结构简单，成本低廉。相对于焊接作业，该抢修工具安装简便、快捷，安装时间短，减轻了施工人员的劳动强度，提高生产效率。附图说明[0023]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。[0024]图1示出了本发明实施例提供的气井堵漏装置的结构示意图，[0025]图2不出了气井采气的结构示意图；[0026]图3示出了本发明实施例提供的第一卡环的结构示意图；[0027]图4示出了本发明实施例提供的第一卡环、第二卡环的结构示意图；[0028]图5示出了本发明实施例提供的第一卡环内壁贴设的两个密封橡胶片的结构示意图。[0029]图标:100-气井堵漏装置;101-生产套管；102-表层套管；103-密封橡胶片；110-第一卡环；111-第一弧形部；112-第二弧形部；113-第一连接件；120-第二卡环；121-第三弧形部；122-第四弧形部；123-第二连接件；130-第三卡环；131-第五弧形部；132-第六弧形部；133-第三连接件；134-注脂孔。具体实施方式[0030]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。[0031]因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。[0032]应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。[0033]在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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。[0034]此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。[0035]在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。[0036]实施例[0037]图1示出了本发明实施例提供的气井堵漏装置100的结构示意图，请参阅图1。本实施例提供一种气井堵漏装置1〇〇,主要用于煤层气井的井口环形钢板处的泄露。可以理解的是，本发明并不对气井堵漏装置100的用途进行限定。[0038]在本实施例中，气井堵漏装置100包括第一^^环110、第二卡环12〇以及第三卡环130;第一卡环110、第二卡环120以及第三卡环130均同轴设置。第三卡环130套设于第一卡环110、第二卡环120外。[0039]图2示出了气井采气的结构示意图，图3示出了本发明实施例提供的第一^^环110的结构示意图;请参阅图2与图3。[0040]第一卡环110包括可拆卸连接的第一弧形部111、第二弧形部112,第一弧形部111与第二弧形部112通过第一连接件113连接；[0041]在本实施例中，第一连接件113为螺栓，第一连接件II3穿过第一弧形部111与第二弧形部112连接。[0042]第一^^环110与生产套管101匹配。使第一卡环11〇能卡设于生产套管1〇1外。第一卡环110通过第一连接件113与第一弧形部111、第二弧形部112的配合实现固定。[0043]进一步地，在本实施例中，为了减小第一~^环11〇内壁精度的要求，在本实施例中，第一弧形部111、第二弧形部112的内壁均设置例如粘接有密封橡胶片1〇3;第一连接件113将第一弧形部111与第二弧形部112连接后，两侧的密封橡胶片1〇3也会被贴合。[0044]在本实施例中，第一弧形部111、第二弧形部112贴合之后并不是一个完整的环。第一弧形部111的自由端与第二弧形部II2的自由端之间的距离为3mm。换言之，第一弧形部111、第二弧形部112连接之后，第一弧形部m与第二弧形部112连接处具有3_的空隙。[0045]气井堵漏装置100主要用于压力较小〇.3mPa以下）的气井。经过发明人的实验发现，第一弧形部m与第二弧形部丨12连接处具有2-3_时密封性能较佳。[0046]第一弧形部111与第二弧形部112连接的空隙较小或者没有，第一弧形部111、第二弧形部112产生形变会增加第一^^环11〇与生产套管1〇1之间的空隙，堵漏效果差，且刚性第一弧形部111、第二弧形部112在气体的作用下会相互摩擦导致产生空隙，端面形变。[0047]第一弧形部111与第二弧形部112连接的空隙较大时，由于泄露的煤气具有一定压力0.3mPa左右），会导致第一^^环110对生产套管1〇1的应力集中于第一连接件113,气体对其作用时间较长后会导致第一弧形部111与第二弧形部112间隙过大，堵漏效果差。[0048]图4示出了本发明实施例提供的第一卡环11〇、第二卡环120的结构示意图，请参阅图2与图4。[0049]在本实施例中，第二卡环120的形状与第一卡环110的形状相似，仅是尺寸不相同，第二卡环120与表层套管102相配合，第二卡环120的内径与表层套管102的外径相匹配。[0050]第二卡环120的外径与第一^^环110的外径相同。[0051]相应地，第二卡环120包括可拆卸连接的第三弧形部丨21、第四弧形部以2,第三弧形部121与第四弧形部122通过第二连接件123连接。[0052]进一步地，第三弧形部121、第四弧形部122的内壁均设置例如粘接有密封橡胶片103。[0053]相应地，在本实施例中，第三弧形部121、第四弧形部122连接处具有3mm的空隙。[0054]请再次参阅图1，在本实施例中，第三卡环130包括可拆卸连接的第五弧形部131、第六弧形部132,第五弧形部131与第六弧形部132通过第三连接件133连接。[0055]承上所述，在本实施例中，第三卡环130的内径与第二卡环12〇、第一^^环110的外径相匹配。[0056]相应地，第五弧形部131、第六弧形部132的内壁均设置例如粘接有密封橡胶片103。第五弧形部131、第六弧形部132连接处具有3mm的空隙。[0057]第一卡环110卡设于生产套管101外，第二卡环120卡设于表层套管102外，第三卡环130紧固第一卡环110与第二卡环120,可以达到堵漏的效果。[0058]进一步地，在本实施例中，为了增加堵漏的效果，第三卡环130设置有注脂孔134，注脂孔134贯穿第三卡环130且与第一卡环110、第二卡环120之间的缝隙连通。[0059]经过注脂孔134向孔内注入密封脂，可以将第一卡环11〇、第二卡环120、第三卡环130之间的缝隙密封。[0060]进一步地，为了避免密封酯从注脂孔134内倒流，在本实施例中，注脂孔134内设置有单向阀。单向阀可以避免注脂孔134内的密封酯回流。[0061]在本实施例中，单向阀的结构、构造以及其连接关系均采用现有技术，本实施例不再赘述。[0062]承上所述，第一卡环110、第二卡环120、第三卡环130内壁均设置有密封橡胶片103〇[0063]在本实施例中，密封橡胶片103的材料为氢化丁腈橡胶。氢化丁腈橡胶具良好的耐热性能，优良的耐化学腐蚀性能对氟利昂、酸、碱的具有良好的抗耐性），优异的耐臭氧性能，较高的抗压缩永久变形性能；同时氢化丁腈橡胶还具有高强度，高撕裂性能、耐磨性能优异等特f，是综合性能极为出色的橡胶之一。[0064]采用氢化丁腈橡胶制备得到的密封橡胶片103耐用，密封性能佳。[0065]在本实施例中，密封橡胶片103呈弧形，与第一卡环110、第二卡环120或者第三卡环130相匹配。[0066]下面以第一卡环110内壁贴设的两个密封橡胶片103进行说明，第二卡环120或者第三卡环130内壁贴设的密封橡胶片103的设置方式相同。[0067]图5示出了本发明实施例提供的第一卡环110内壁贴设的两个密封橡胶片103的结构示意图，请参阅图5。[0068]在本实施例中，在本实施例中，置于第一弧形部111内壁的密封橡胶片103的端部沿第一方向倾斜设置，设置于第二弧形部112内壁的密封橡胶片103的端部沿第二方向倾斜设置，第一方向与第二方向反向。[0069]详细地，在本实施例中，第二弧形部112与第一弧形部111通过第一连接件113连接，两个密封橡胶片103的端部相应接触。密封橡胶片103的端口倾斜设置，两个倾斜的端部在第一连接件113的作用下的接触重合，避免密封橡胶片103皱褶、错位。[0070]在本实施例中，第一卡环110卡设于竖直向上设置的生产套管101外，在本实施例中，密封橡胶片103的端口倾斜角度为30°，换言之，密封橡胶片103端口的端部与密封橡胶片103的长度方向夹角为30°，在该角度下密封橡胶片103最不易皱褶错位。在其他实施例中，密封橡胶片103的端口倾斜角度也可以为其他，例如，25°、40°等。[0071]在本发明的其他实施例中，密封橡胶片103也可以设置为其他形状，例如，设置于第一弧形部111内壁的密封橡胶片103于第一弧形部111端面延伸至第一弧形部111外壁;设置于第二弧形部112内壁的密封橡胶片103于第二弧形部112端面延伸至第二弧形部112外壁。[0072]换言之，密封橡胶片103的长度大于第一弧形部111或第二弧形部112内侧的弧长，密封橡胶片103沿第一弧形部111或第二弧形部112内侧延伸至第一弧形部111或第二弧形部112外侧，密封橡胶片103覆盖第一弧形部111或第二弧形部112的端面。[0073]第一连接件113连接第一弧形部111与第二弧形部112之后，覆盖第一弧形部111或第二弧形部112的端面的密封橡胶片103在第一连接件113的作用下贴合，避免其两者的间隙。[0074]承上所述，第一连接件113为螺栓，螺栓连接第一弧形部111与第二弧形部112。在本实施例中，第一弧形部111与第二弧形部112均设有连接孔供第一连接件113连接。[0075]在本发明的其他实施例中，第一弧形部111设置有与连接孔连通的销孔，相应地，第一连接件113也设置有与销孔匹配的通孔;相应地，第二弧形部U2设置有与连接孔连通的销孔，相应地，第一连接件113也设置有与销孔匹配的通孔。[0076]第一连接件113穿过连接孔与第一弧形部111、第二弧形部II2连接后，两个销分别穿过上述的销孔与第一弧形部111或第二弧形部112连接。两个销可也避免第一连接件H3与第一弧形部111、第二弧形部112松动，能够避免气体压力的作用下导致第一连接件113松动。[0077]相应地，第二连接件123、第三连接件133的设置关系也可以参照第一连接件113，本实施例不再赘述。[0078]本发明实施例提供的气井堵漏装置100的主要优点在于：_[0079]第一^^环110卡设于生产套管101外，第二卡环120卡设于表层套管102外，第三卡环130紧固第一卡环11〇与第二卡环120,可以达到堵漏的效果。[0080]对煤层气井的井口环形钢板处的煤层气泄漏进行抢修，避免了焊接作业，从根本上消除发生闪爆事故的可能性，降低焊接施工人员的安全风险。[0081]气井堵漏装置100针对煤层气井的井口结构进行设计，具有针对性强，结构简单，成本低廉。相对于焊接作业，该抢修工具安装简便、快捷，安装时间短，减轻了施工人员的劳动强度，提高生产效率。[0082]本发明还提供一种技术方案:一种气井钻井设备，气井钻井设备包括上述的气井堵漏装置100。[0083]进一步地，气井钻井设备还包括生产套管101、环形钢板以及表层套管102等。[0084]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种气井堵漏装置，其特征在于，所述气井堵漏装置包括：与生产套管匹配的第一卡环，所述第一卡环包括可拆卸连接的第一弧形部、第二弧形部，所述第一弧形部与所述第一弧形部通过弟一'连接件连接；与表层套管匹配的第二卡环，所述第二卡环包括可拆卸连接的第三弧形部、第四弧形部，所述第三弧形部与所述第四弧形部通过第二连接件连接；套设于所述第一卡环与所述第二卡环外的第三卡环，所述第三卡环包括可拆卸连接的第五弧形部、第六弧形部，所述第五弧形部与所述第六弧形部通过第三连接件连接。2.根据权利要求1所述的气井堵漏装置，其特征在于，所述第三卡环设置有注脂孔，所述注脂孔贯穿所述第三卡环且与所述第一卡环、所述第二卡环之间的缝隙连通。3.根据权利要求2所述的气井堵漏装置，其特征在于，所述注脂孔内设置有单向阀。4.根据权利要求1所述的气井堵漏装置，其特征在于，所述第一弧形部、所述第二弧形部、所述第三弧形部、所述第四弧形部内壁均连接有密封橡胶片。5.根据权利要求4所述的气井堵漏装置，其特征在于，设置于所述第一弧形部内壁的所述密封橡胶片的端部沿第一方向倾斜设置，设置于所述第二弧形部内壁的所述密封橡胶片的端部沿第二方向倾斜设置，所述第一方向与所述第二方向反向。6.根据权利要求4所述的气井堵漏装置，其特征在于，设置于所述第一弧形部内壁的所述密封橡胶片于所述第一弧形部端面延伸至所述第一弧形部外壁•，所述设置于所述第一弧形部内壁的所述密封橡胶片于所述第二弧形部端面延伸至所述第二弧形部外壁。7.根据权利要求1所述的气井堵漏装置，其特征在于，所述第五弧形部、所述第六弧形部内壁均连接有密封橡胶片。i8.根据权利要求4-7任一项所述的气井堵漏装置，其特征在于，所述密封橡胶片的材料为氢化丁腈橡胶。i_9.根据权利要求1所述的气井堵漏装置，其特征在于，所述第一弧开^部的自由x而与所述第二弧形部的自由端之间的距离为2-3mra。、10.—种气井钻井设备，其特征在于，所述气井钻井设备包括权利要求1-9任一项所述的气井堵漏装置。

百度查询： 杨福苗 一种气井堵漏装置及气井钻井设备

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