CN113719247B - 一种热力膨胀套管卸扣方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热力膨胀套管卸扣方法及装置。方法包括于套管内部对套管待拆分处进行持续加热，使套管待拆分处两管体端部及连接两管体的接箍均加热至同一温度；于井口处向套管施加卸扣扭矩；于套管内部对套管待拆分处进行冷却，使两管体温度低于接箍温度，两管体与接箍之间产生间隙；在卸扣扭矩的作用下，两管体中的一个与接箍旋拧拆分，完成所述套管的卸扣。装置用于实施上述方法。本发明有效利用了金属热胀冷缩的特性，使两管体与接箍之间产生缝隙，此时通过井口向套管施加的卸扣扭矩即可快速实现套管的待拆分处两管体中任意一个与接箍分离，实现套管的拆分。

Description

一种热力膨胀套管卸扣方法及装置

技术领域

本发明涉及套管施工技术领域，尤其是指一种热力膨胀套管卸扣方法及装置。

背景技术

稠油在我国油田蕴藏量较为丰富，但随着稠油油藏开发时间的增加，套管损坏严重，需要对其进行取换。其中，套管由多根管体顺次相接组成，其中，每两根相邻的管体之间通过一接箍螺纹连接。对套管进行取换，实际上就是将套管的其中两根管体拆分开，即将两相邻的管体其中的一个与二者之间连接的接箍卸扣拆分，以对套管进行取换，但是现有技术中通常会出现管体与接箍之间的螺纹连接处粘连，导致卸扣失败。

发明内容

本发明的目的是提供一种热力膨胀套管卸扣方法及装置，能有效实现管体与接箍之间的快速拆分，顺利实现套管的取换。

为达到上述目的，本发明提供了一种热力膨胀套管卸扣方法，其中，所述热力膨胀套管卸扣方法包括：

于套管的内部，对所述套管的待拆分处进行持续加热，使所述套管的待拆分处的两管体的端部及连接两所述管体的接箍均加热至同一温度；

于井口处向所述套管施加卸扣扭矩；

于所述套管的内部，对所述套管的待拆分处进行冷却，使两所述管体的温度低于所述接箍的温度，两所述管体与所述接箍之间产生间隙；

在所述卸扣扭矩的作用下，两所述管体中的一个与所述接箍旋拧拆分，完成所述套管的卸扣。

如上所述的热力膨胀套管卸扣方法，其中，两所述管体与所述接箍的材质相同，于同一温度下膨胀状态相同，且于相异温度下膨胀状态相异。

如上所述的热力膨胀套管卸扣方法，其中，所述的于套管的内部，对所述套管的待拆分处进行持续加热为：

于所述套管的内部，向所述套管的待拆分处通入能够产生热能的化学药剂，通过所述化学药剂对所述套管的待拆分处的两所述管体的端部及所述接箍进行加热。

如上所述的热力膨胀套管卸扣方法，其中，所述的使所述套管的待拆分处的两管体的端部及连接两所述管体的接箍均加热至同一温度为：

使所述套管的待拆分处的两所述管体的端部及所述接箍均加热至通红状态。

如上所述的热力膨胀套管卸扣方法，其中，所述的于所述套管的内部，对所述套管的待拆分处进行冷却为：

采用水顶替所述套管内部位于待拆分处的所述化学药剂，通过所述水于所述套管的待拆分处对两所述管体的端部及所述接箍进行冷却。

如上所述的热力膨胀套管卸扣方法，其中，所述的使两所述管体的温度低于所述接箍的温度，两所述管体与所述接箍之间产生间隙为：

所述水与两所述管体的接触面积大于所述水与所述接箍的接触面积，冷却过程中，两所述管体的温度下降速度快于所述接箍的温度下降速度，两所述管体与所述接箍之间产生温差，两所述管体的收缩程度大于所述接箍的收缩程度，使两所述管体与所述接箍之间产生缝隙。

为达到上述目的，本发明还提供了一种热力膨胀套管卸扣装置，其中，所述热力膨胀套管卸扣装置包括：中心管、第一封隔器及第二封隔器，所述第一封隔器及所述第二封隔器均密封定位套设于所述中心管上，且所述第一封隔器与所述第二封隔器能分别与套管的待拆分处的两管体的内表面密封定位相接，使两所述管体、连接两所述管体的接箍、所述第一封隔器、所述第二封隔器及所述中心管围合形成密闭的环形空间，所述中心管上开设有至少一径向通孔，所述径向通孔连通所述环形空间及所述中心管的内部，所述中心管的远离井口的一端封闭。

如上所述的热力膨胀套管卸扣装置，其中，所述第一封隔器及所述第二封隔器之间的距离大于所述接箍的轴向尺寸，在所述第一封隔器与所述第二封隔器分别与两所述管体的内表面密封定位相接的状态下，所述接箍对应位于所述第一封隔器与所述第二封隔器之间。

如上所述的热力膨胀套管卸扣装置，其中，所述第一封隔器与所述第二封隔器均为沿着由井口至井底的方向直径渐缩的锥筒结构。

如上所述的热力膨胀套管卸扣装置，其中，所述中心管的远离井口的一端通过堵头能拆卸的封闭。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明提供的热力膨胀套管卸扣方法及装置，有效利用了金属热胀冷缩的特性，首先将套管待拆分处两管体及接箍加热至同一温度，此时两管体与接箍的膨胀状态相同，接着于套管的内侧对待拆分处进行冷却，由于冷却是由管体的内侧向外侧进行，故两管体的冷却速度要远快于接箍的冷却速度，因此两管体与接箍之间产生温度差，此时，两管体与接箍的膨胀状态不再相同，两管体冷却收缩的速度快于接箍冷却收缩的速度，两管体与接箍之间产生缝隙，此时通过井口向套管施加的卸扣扭矩即可快速实现套管的待拆分处两管体中任意一个与接箍分离，实现套管的拆分。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明进行示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明提供的热力膨胀套管卸扣装置的结构示意图。

附图标号说明：

1、中心管；

11、径向通孔；

2、第一封隔器；

3、第二封隔器；

4、堵头；

5、管体；

6、接箍。

具体实施方式

为了对本发明的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本发明的具体实施方式。

实施例一

本发明提供了一种热力膨胀套管卸扣方法，其中，热力膨胀套管卸扣方法包括：

于套管的内部，对套管的待拆分处进行持续加热，使套管的待拆分处的两管体的端部及连接两管体的接箍均加热至同一温度，以保证两管体与接箍的膨胀状态相同；

于井口处向套管施加卸扣扭矩，使套管始终处于受力状态，；

于套管的内部，对套管的待拆分处进行冷却，使两管体的温度低于接箍的温度，使两管体与接箍之间由于热胀冷缩的作用产生间隙；

由于卸扣扭矩始终施加于套管上，此时，在卸扣扭矩的作用下，两管体中的一个与接箍旋拧拆分，顺利完成套管的卸扣。

进一步地，本发明提供的热力膨胀套管卸扣方法，其中，两管体与接箍的材质相同，于同一温度下膨胀状态相同，且于相异温度下膨胀状态相异，从而保证在加热过程中两管体与接箍能同步同程度的进行膨胀，且在两管体与接箍之间具有温差的情况下能进行不同程度的收缩，以使两管体与接箍之间产生间隙，从而顺利实现两管体与接箍之间的拆分。

进一步地，本发明提供的热力膨胀套管卸扣方法，其中，所述的于套管的内部，对套管的待拆分处进行持续加热，具体为：

于套管的内部，向套管的待拆分处通入能够产生热能的化学药剂，通过化学药剂对套管的待拆分处的两管体的端部及接箍进行加热，其中需要说明的是，此处化学药剂的选择本发明不对其进行限制，本领域中常用的能产生较大热量的化学药剂均可应用于本发明中，本发明并不以此为限。

进一步地，本发明提供的热力膨胀套管卸扣方法，其中，所述的使套管的待拆分处的两管体的端部及连接两管体的接箍均加热至同一温度，具体为：

使套管的待拆分处的两管体的端部及接箍均加热至通红状态，以使两管体的端部及接箍实现最大程度上的热膨胀，从而在后续冷却的过程中便于两管体与接箍之间产生间隙。

进一步地，本发明提供的热力膨胀套管卸扣方法，其中，所述的于套管的内部，对套管的待拆分处进行冷却，具体为：

采用水顶替套管内部位于待拆分处的化学药剂，通过水于套管的待拆分处对两管体的端部及接箍进行冷却，采用水进行冷却，具有成本低、无污染的优点。

进一步地，本发明提供的热力膨胀套管卸扣方法，其中，所述的使两所述管体的温度低于所述接箍的温度，两所述管体与所述接箍之间产生间隙，具体为：

水与两管体的接触面积大于水与接箍的接触面积，冷却过程中，两管体的温度下降速度快于接箍的温度下降速度，使两管体温度下降的同时接箍还具有较高的温度，两管体与接箍之间产生温差，两管体的遇冷收缩程度大于接箍的遇冷收缩程度，使两管体与接箍之间产生缝隙，如此在卸扣扭矩的作用下即可顺利实现管体与接箍的分离，从而实现套管的拆分。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明提供的热力膨胀套管卸扣方法，有效利用了金属热胀冷缩的特性，首先将套管待拆分处两管体及接箍加热至同一温度，此时两管体与接箍的膨胀状态相同，接着于套管的内侧对待拆分处进行冷却，由于冷却是由管体的内侧向外侧进行，故两管体的冷却速度要远快于接箍的冷却速度，因此两管体与接箍之间产生温度差，此时，两管体与接箍的膨胀状态不再相同，两管体冷却收缩的速度快于接箍冷却收缩的速度，两管体与接箍之间产生缝隙，此时通过井口向套管施加的卸扣扭矩即可快速实现套管的待拆分处两管体中任意一个与接箍分离，实现套管的拆分。

实施例二

如图1所示，本发明还提供了一种热力膨胀套管卸扣装置，其中，热力膨胀套管卸扣装置包括：中心管1、第一封隔器2及第二封隔器3，第一封隔器2及第二封隔器3均密封定位套设于中心管1上，且第一封隔器2与第二封隔器3能分别与套管的待拆分处的两管体5的内表面密封定位相接，使两管体5之间的连接处位于第一封隔器2与第二封隔器3之间，两管体5、连接两管体5的接箍6、第一封隔器2、第二封隔器3及中心管1围合形成密闭的环形空间，通过向环形空间中通入化学药剂能对两管体5的端部及连接两管体5的接箍6进行加热，且通过向环形空间中通入水则能对两管体5的端部及连接两管体5的接箍6进行冷却，中心管1上开设有至少一径向通孔11，径向通孔11连通环形空间及中心管1的内部，化学药剂及水通过中心管1穿过径向通孔11进入环形空间中，中心管1的远离井口的一端封闭，以防止化学药剂及水顺着中心管1向井内流动，保证通入中心管1内的化学药剂和水只能通过径向通孔11流入环形空间中。

进一步地，如图1所示，本发明提供的热力膨胀套管卸扣装置，其中，第一封隔器2及第二封隔器3之间的距离大于接箍6的轴向尺寸，在第一封隔器2与第二封隔器3分别与两管体5的内表面密封定位相接的状态下，接箍6对应位于第一封隔器2与第二封隔器3之间，以保证环形空间内的化学药剂能对接箍6整体进行加热，使接箍6整体进行同步地热膨胀，且在向环形空间内通入水时，能对两管体5与接箍6螺纹连接的全部范围内进行冷却，以保证两管体5与接箍6连接的所有位置处均匀产生间隙，便于两管体5与接箍6之间的拆分。

作为优选，如图1所示，本发明提供的热力膨胀套管卸扣装置，其中，第一封隔器2与第二封隔器3均为沿着由井口至井底的方向直径渐缩的锥筒结构，以便于第一封隔器2与第二封隔器3顺利进入套管的内部到达待拆分处。

作为优选，如图1所示，本发明提供的热力膨胀套管卸扣装置，其中，中心管1的远离井口的一端通过堵头4能拆卸的封闭，如此能顺利实现中心管1内部的清理。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明提供的热力膨胀套管卸扣装置，有效利用了金属热胀冷缩的特性，首先将套管待拆分处两管体及接箍加热至同一温度，此时两管体与接箍的膨胀状态相同，接着于套管的内侧对待拆分处进行冷却，由于冷却是由管体的内侧向外侧进行，故两管体的冷却速度要远快于接箍的冷却速度，因此两管体与接箍之间产生温度差，此时，两管体与接箍的膨胀状态不再相同，两管体冷却收缩的速度快于接箍冷却收缩的速度，两管体与接箍之间产生缝隙，此时通过井口向套管施加的卸扣扭矩即可快速实现套管的待拆分处两管体中任意一个与接箍分离，实现套管的拆分。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种热力膨胀套管卸扣方法，其特征在于，采用热力膨胀套管卸扣装置，所述热力膨胀套管卸扣方法包括：

于套管的内部，对所述套管的待拆分处进行持续加热，使所述套管的待拆分处的两管体的端部及连接两所述管体的接箍均加热至同一温度；

于井口处向所述套管施加卸扣扭矩；

于所述套管的内部，对所述套管的待拆分处进行冷却，使两所述管体的温度低于所述接箍的温度，两所述管体与所述接箍之间产生间隙；

在所述卸扣扭矩的作用下，两所述管体中的一个与所述接箍旋拧拆分，完成所述套管的卸扣；

所述热力膨胀套管卸扣装置包括：中心管、第一封隔器及第二封隔器，所述第一封隔器及所述第二封隔器均密封定位套设于所述中心管上，且所述第一封隔器与所述第二封隔器能分别与套管的待拆分处的两管体的内表面密封定位相接，使两所述管体、连接两所述管体的接箍、所述第一封隔器、所述第二封隔器及所述中心管围合形成密闭的环形空间，所述中心管上开设有至少一径向通孔，所述径向通孔连通所述环形空间及所述中心管的内部，所述中心管的远离井口的一端封闭；

所述第一封隔器及所述第二封隔器之间的距离大于所述接箍的轴向尺寸，在所述第一封隔器与所述第二封隔器分别与两所述管体的内表面密封定位相接的状态下，所述接箍对应位于所述第一封隔器与所述第二封隔器之间；

所述的于套管的内部，对所述套管的待拆分处进行持续加热为：

于所述套管的内部，向所述套管的待拆分处通入能够产生热能的化学药剂，通过所述化学药剂对所述套管的待拆分处的两所述管体的端部及所述接箍进行加热；

所述的于所述套管的内部，对所述套管的待拆分处进行冷却为：

采用水顶替所述套管内部位于待拆分处的所述化学药剂，通过所述水于所述套管的待拆分处对两所述管体的端部及所述接箍进行冷却；

并且，化学药剂及水通过中心管穿过径向通孔进入环形空间中，通入中心管内的化学药剂及水只能通过径向通孔流入环形空间中。

2.根据权利要求1所述的热力膨胀套管卸扣方法，其特征在于，两所述管体与所述接箍的材质相同，于同一温度下膨胀状态相同，且于相异温度下膨胀状态相异。

3.根据权利要求1所述的热力膨胀套管卸扣方法，其特征在于，所述的使所述套管的待拆分处的两管体的端部及连接两所述管体的接箍均加热至同一温度为：

使所述套管的待拆分处的两所述管体的端部及所述接箍均加热至通红状态。

4.根据权利要求1所述的热力膨胀套管卸扣方法，其特征在于，所述的使两所述管体的温度低于所述接箍的温度，两所述管体与所述接箍之间产生间隙为：

所述水与两所述管体的接触面积大于所述水与所述接箍的接触面积，冷却过程中，两所述管体的温度下降速度快于所述接箍的温度下降速度，两所述管体与所述接箍之间产生温差，两所述管体的收缩程度大于所述接箍的收缩程度，使两所述管体与所述接箍之间产生缝隙。

5.根据权利要求1所述的热力膨胀套管卸扣方法，其特征在于，所述第一封隔器与所述第二封隔器均为沿着由井口至井底的方向直径渐缩的锥筒结构。

6.根据权利要求1所述的热力膨胀套管卸扣方法，其特征在于，所述中心管的远离井口的一端通过堵头能拆卸的封闭。