阅读说明：本技术 一种带有保温功能的水下天然气水合物井口装置 (Underwater natural gas hydrate wellhead device with heat preservation function ) 是由 刘丽娟 赵锦栋 罗飞 王地川 边培明 敬凤 于 2020-03-23 设计创作，主要内容包括：本发明属于储层钻井技术领域,尤其涉及一种带有保温功能的水下天然气水合物井口装置。其特征在于主要由外壳,接箍,密封圈,隔热衬套,第一套管悬挂,外管,保温介质,井口头,防沉板,内管,第二套管悬挂,第二套管,第一套管,保温油管组合。提供在内管、外管之间放置隔热介质的井下隔热保温组合油管代替单一普通油管用作生产管柱减少了地层能量沿井简热损失,可有效提高井口流体温度,实现了防治水合物生成的目的；同时井下隔热保温油管与常规油管配合使用,可在一定程度上降低采气成本。(The invention belongs to the technical field of reservoir drilling, and particularly relates to an underwater natural gas hydrate wellhead device with a heat preservation function. The anti-sinking well head is characterized by mainly comprising a shell, a coupling, a sealing ring, a heat insulation lining, a first casing pipe suspension, an outer pipe, a heat insulation medium, a well head, an anti-sinking plate, an inner pipe, a second casing pipe suspension, a second casing pipe, a first casing pipe and a heat insulation oil pipe. The underground heat-insulation and heat-preservation combined oil pipe with the heat-insulation medium placed between the inner pipe and the outer pipe is used as a production pipe column instead of a single common oil pipe, so that the heat loss of formation energy along a well is reduced, the temperature of a wellhead fluid can be effectively increased, and the purpose of preventing and controlling the generation of hydrates is realized; meanwhile, the underground heat-insulating oil pipe is matched with a conventional oil pipe for use, so that the gas production cost can be reduced to a certain extent.)

一种带有保温功能的水下天然气水合物井口装置

技术领域

本发明属于储层钻井技术领域，尤其涉及一种带有保温功能的水下天然气水合物井口装置。

背景技术

产水气井在高压、低温条件下常发生水合物堵塞现象，造成气井不能连续稳定排液，影响了气井生产效果。现用注甲醇解堵工艺存在三大弊端：① 甲醇有毒，存在一定危害；② 甲醇用量大，总成本高；③ 注醇及废水处理设备及配套设施投资大，难以满足气田低成本、绿色环保开发需求。井下隔热油管保温工艺可有效提高井筒流体温度，从而实现防止水合物生成的目的，且该工艺避免了向井筒注入解防堵药剂而伤害地层，满足了绿色环保生产要求。因此，提出了一种带有保温功能的水下天然气水合物井口装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现用注甲醇解堵工艺存在的缺陷，提供一种井下隔热保温组合油管代替单一普通油管用作生产管柱来提高井口流体温度、避免井筒堵塞从而使气井连续稳定排液的井口装置。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种带有保温功能的水下天然气水合物井口装置，包括保温油管、外壳、保温结构和套管结构；所述保温油管置于套管结构内部，并且与套管结构内壁连接；所述套管结构置于保温结构内部，并且与保温结构内壁连接，从而保证保温油管在保温结构作用下，减少地层能量沿井简热损失；所述保温结构包括外管、保温介质和内管，并且保温介质置于外管与内管之间，所述保温介质主要是氩气和玻璃纤维，并且密封环空内充填吸气剂对污染气体进行清洁以长期保持良好的隔热性能；所述保温结构置于外壳内部，并且保温结构的外管外壁与外壳内壁连接；所述保温结构的内管内壁与套管结构连接。

优选的，所述套管结构包括第一套管悬挂、第二套管悬挂、第一套管和第二套管；所述第二套管悬挂置于第一套管悬挂下端，并且与第一套管悬挂固定连接；所述第二套管置于第一套管下端，并且与第一套管连接；所述第一套管和第二套管分别置于第一套管悬挂和第二套管悬挂内部，并且第一套管和第二套管分别与第一套管悬挂和第二套管悬挂的空间位置相对应；所述保温油管置于第二套管下端，并且与第二套管悬挂内壁连接。

优选的，所述外壳外侧设有井口头和防沉板，并且井口头置于外壳与防沉板之间，保证整个装置的稳定性；所述外壳为阶梯形，并且外壳的小径处设有锥形承重块和外壳的大径处设有用于安装水下释放环的环形凹槽；所述外壳与井口头通过锥形承重块固定连接，通过锥形承重块能有效的增加装置在疲劳载荷的作用下的使用寿命。

优选的，为了保护井口头或套管头内部不被磨损或者损坏，所述第一套管上端下设有抗磨补心和钢圈槽；所述抗磨补心置于钢圈槽与第一套管之间，并且置于第一套管悬挂内部；所述钢圈槽位于第一套管悬挂上端，并且置于外壳内。

优选的，所述内管的两端设有扩口结构，并且通过扩口结构将内管固定连接在外管的内壁上；所述保温油管的管节处设有隔热衬套，并且两根保温油管外侧的内管之间通过隔热衬套连通；所述隔热衬套两端均设为锥形结构，并且隔热衬套的锥形结构插装在内管的扩口结构中通过高强度粘胶剂粘合，高强度黏胶剂能保证连接强度和隔热性能。

优选的，所述保温油管的管节处还设有接箍，并且接箍上设有梯形螺纹，阶梯螺纹能保证管柱抗拉性能要求，有效的解决保温油管管节件的连接处易产生疲劳断裂的问题；所述两根两根保温油管出处的保温结构的外管之间通过接箍可转动连接；所述接箍的内壁靠近接头的位置处设有用于保证外管之间的密封性能的密封圈；内管、外管、接箍、隔热衬套的各个接触面之间均通过高强度的粘接剂粘合，用来提升连接处的隔热性能。

本发明具有以下优点：

1、 该装置在内管、外管之间放置隔热介质的井下隔热保温组合油管代替单一普通油管用作生产管柱减少了地层能量沿井简热损失，可有效提高井口流体温度，实现了防治水合物生成的目的。

2、 该装置的井下隔热保温油管能与常规油管配合使用，可在一定程度上降低采气成本。

3、 接箍是进行保温油管间带偏梯形螺纹的部件，保证管柱抗拉性能要求，有效解决保温油管管节间的连接处易产生疲劳断裂的问题。

4、 高强度的粘接剂在内管、外管、接箍、隔热衬套的各个接触面之间使用，有效提升连接处的隔热性能。

附图说明

图1 为本发明一种带有保温功能的水下天然气水合物井口装置示意图；

图2 为本发明相邻两个保温油管管节的连接示意图；

图中：1-外壳；2-第一套管悬挂；3-外管；4-保温介质；5-井口头；6-防沉板；7-内管；8-第二套管悬挂；9-第二套管；10-第一套管；11-保温油管；12-锥形承重面；13-水下释放环；14-抗磨补心；15-钢圈槽；16-接箍；17-密封圈；18-隔热衬套。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种带有保温功能的水下天然气水合物井口装置，包括保温油管11、还包括外壳1、保温结构和套管结构；所述保温油管11置于套管结构内部，并且与套管结构内壁连接；所述套管结构置于保温结构内部，并且与保温结构内壁连接，从而保证保温油管11在保温结构作用下，减少地层能量沿井简热损失；所述保温结构包括外管3、保温介质4和内管7，并且保温介质置于外管3与内管7之间，所述保温介质4主要是氩气和玻璃纤维，并且密封环空内充填吸气剂对污染气体进行清洁以长期保持良好的隔热性能；所述保温结构置于外壳1内部，并且保温结构的外管3外壁与外壳1内壁连接；所述保温结构的内管7内壁与套管结构连接；内管7在常温下处于拉伸状态，当温度逐渐升高，拉应力减小，内管7由受拉状态转变为受压状态，内管7的预伸长降低了受热伸长后的压应力以保证其正常工作。

优选的，所述套管结构包括第一套管悬挂2、第二套管悬挂8、第一套管10和第二套管9；所述第二套管悬挂8置于第一套管悬挂2下端，并且与第一套管悬挂2固定连接；所述第二套管9置于第一套管10下端，并且与第一套管10连接；所述第一套管10和第二套管9分别置于第一套管悬挂2和第二套管悬挂8内部，并且第一套管10和第二套管9分别与第一套管悬挂2和第二套管悬挂8的空间位置相对应；所述保温油管11置于第二套管9下端，并且与第二套管9悬挂8内壁连接。

优选的，所述外壳1外侧设有井口头5和防沉板6，并且井口头5置于外壳1与防沉板6之间，保证整个装置的稳定性；所述外壳1为阶梯形，并且外壳1的小径处设有锥形承重块12和外壳1的大径处设有用于安装水下释放环13的环形凹槽；所述外壳1与井口头5通过锥形承重块12固定连接，通过锥形承重块12能有效的增加装置在疲劳载荷的作用下的使用寿命。

优选的为了保护井口头5或套管头内部不被磨损或者损坏，所述第一套管10上端下设有抗磨补心14和钢圈槽15；所述抗磨补心14置于钢圈槽15与第一套管10之间，并且置于第一套管悬挂2内部；所述钢圈槽15位于第一套管悬挂2上端，并且置于外壳1内。

如图2，内管7的两端设有扩口结构，并且通过扩口结构将内管7固定连接在外管3的内壁上；所述保温油管11的管节处设有隔热衬套18，并且两根保温油管11外侧的内管7之间通过隔热衬套18连通；所述隔热衬套18两端均设为锥形结构，并且隔热衬套18的锥形结构插装在内管7的扩口结构中通过高强度粘胶剂粘合，高强度黏胶剂能保证连接强度和隔热性能。

优选的，所述保温油管11的管节处还设有接箍16，并且接箍16上设有梯形螺纹，阶梯螺纹能保证管柱抗拉性能要求，有效的解决保温油管11管节件的连接处易产生疲劳断裂的问题；所述两根两根保温油管11出处的保温结构的外管3之间通过接箍16可转动连接；所述接箍16的内壁靠近接头的位置处设有用于保证外管3之间的密封性能的密封圈17；内管7、外管3、接箍16、隔热衬套18的各个接触面之间均通过高强度的粘接剂粘合，用来提升连接处的隔热性能。

本发明的工作过程如下：在内管7和外管3之间放置氩气、玻璃纤维保温介质4使天然气水合物保温，让气井连续稳定排液。