一种套管短节制造技术

本发明专利技术提供了一种套管短节，包括：作为所述套管短节主体的内管；和设置在所述内管外部的外管，所述外管构造成折叠波纹状结构，并且在两端处与所述内管密封式连接，其中，在所述内管与所述外管之间填充有塑性保温材料。

A Casing Short Joint

The invention provides a casing short section, which comprises an inner tube as the main body of the casing short section, and an outer tube arranged outside the inner tube, which is constructed into a folded corrugated structure and is sealed at both ends with the inner tube filled with plastic insulation material.

【技术实现步骤摘要】
一种套管短节
本专利技术涉及地热资源开发及石油钻完井
，具体地涉及一种套管短节，特别是一种用于开发干热岩的套管短节。
技术介绍
随着矿物资源日益枯竭，以及环境污染严重等问题，人们开始积极开发新能源。其中，干热岩地热能具有绿色低碳无污染、储量巨大等特点。因此，干热岩资源逐渐成为新能源开发的热点。目前，一般采用EGS系统进行干热岩资源的开发，即采用长期的水力压裂或者人工爆破等方式对热储层进行改造，从而创造出裂隙发育的人工热储层。然而，现有的用于干热岩开发的技术中仍然存在一些问题。例如，经过长期的水力压裂和人工地下爆破，以及EGS系统在开发过程中由于冷水不断冷却高温岩体已发的热破裂现象，从而会造成地层错动，进而导致局部地震的发生。产生的地震会对井筒套管造成损坏，从而破坏井筒的完整性，导致井口产出水量和水温降低，造成地面发电系统无法正常工作。并且干热岩EGS系统的开发周期较长，在此周期内都存在诱发地震的可能，同时，一般干热岩地层易发生诱发地震的层位都发育浅部裂隙和低温水，低温水会对套管接触部位产生冷却作用，造成产出水温降低，影响生产效率。由此，在干热岩资源的开发过程中，亟需一种集防震性能和保温性能于一体的用于开发干热岩资源的套管结构。
技术实现思路
针对至少一些如上所述的技术问题，本专利技术旨在提供一种用于开发干热岩的套管短节。这种套管短节具有良好的抗震性能，其能够在局部地震和地层错动的情况下，通过自身的形变和位移，释放能量，减少整体井筒套管的破坏，保证井筒的完整性。同时，该套管短节具有良好的隔热能力，能够对井筒产生保温作用，减少井筒的温度损失，增加井口的出水温度。为此，根据本专利技术，提供了一种套管短节，包括：作为所述套管短节主体的内管；和设置在所述内管外部的外管，所述外管构造成折叠波纹状结构，并且在两端处与所述内管密封式连接，其中，在所述内管与所述外管之间填充有塑性保温材料。在一个优选的实施例中，所述外管通过密封轴承与所述内管相连，其中，所述密封轴承的内圈与所述内管连接且无法相对旋转，而所述密封轴承的外圈与所述外管连接并能够带动所述外管旋转。在一个优选的实施例中，所述密封轴承包括限扭矩三角形垫板，所述限扭矩三角形垫板的设计扭矩小于与所述内管连接的套管串的扭矩。在一个优选的实施例中，所述内管包括通过剪切销环相互连接的两个内管段。在一个优选的实施例中，所述剪切销环包括若干剪切销钉，所述剪切销钉的剪切强度小于所述内管连接的套管串的剪切强度。在一个优选的实施例中，所述外管包括外管本体，所述外管本体构造为网状蜂窝结构。在一个优选的实施例中，所述网状蜂窝结构的骨架由韧性金属制成，而中间部分由弹性金属制成。在一个优选的实施例中，填充在所述内管与外管之间的所述塑性保温材料加工成层状。在一个优选的实施例中，所述层状的塑性保温材料与所述外管及内管形成间隔约束阻尼层。在一个优选的实施例中，在所述外管与井筒内壁之间设有固井水泥环，所述外管与所述固井水泥环形成间隔阻尼层。附图说明下面将参照附图对本专利技术进行说明。图1显示了根据本专利技术的套管短节的剖视图。图2显示了图1所示套管短节中的上下两节内管连接的剪切销环结构。图3显示了图1所示套管短节中的外管本体的网状蜂窝结构。图4显示了图1所示套管短节中的密封轴承的结构。图5显示了图1所示套管短节中的密封轴承的另一视图结构。图6显示了图1所示套管短节工作时与井筒之间的结构。在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本专利技术的原理，并且未按实际比例绘制。具体实施方式下面通过附图来对本专利技术进行介绍。图1显示了根据本专利技术的套管短节100的剖视图。该套管短节100尤其可以用于开发干热岩。然而容易理解，根据本专利技术的套管短节100也可以用于其它需要防震的类似应用中。如图1所示，套管短节100包括内管110，内管110作为套管短节100的主体。内管110构造成中空的圆柱体结构。在本实施例中，内管110设置成上下两节。如图1和2所示，两节内管110均设有连接部分111。连接部分111设置成对位台阶，并且采用一圈剪切销钉112固定连接，从而形成剪切销环115。剪切销钉112预设在一定的剪切力作用下被剪断。预设值根据能够诱发的地震强度设定，且小于井筒其他部位套管的抗剪能力。剪切销环115能够承受轴向的拉力和压力，当发生地震而使整体井筒受剪切力时，作为抗剪薄弱环节的剪切销环115会发生破坏。由此，剪切销环115不再承受任何方向的荷载。内管110的这种结构尤其能够提高内管110抵抗地震破坏的能力，且安全性能较高，有效延长了内管110的使用寿命。另外，在内管110的上下两端均设有母锥接口113，在母锥接口113的外表面上设有套管连接螺纹114。母锥接口113用于连接内管110上下两端的套管串。内管110的这种母锥接口113的结构不仅能够有效保证上下套管串与套管短节100之间的紧密连接，确保上下套管串与套管短节100之间具有良好的密封性能，提高了上下套管串与套管短节100连接的安全性能，而且这种连接方式简单快捷，能够实现快速连接。根据本专利技术，在内管110的外侧设有外管120，从而使得套管短节100形成了双层管材结构。如图1和3所示，外管120套接在内管110的外侧。外管120构造成折叠波纹结构，包括网状蜂窝结构的外管本体121。外管120的这种折叠波纹结构不仅能够吸收地震能量而减少地震对套管短节100的破坏，而且使得外管120具有很强的弹塑性，使其能够产生较大变形而不发生破坏，极大地提高了套管短节100的抗震性能。在一个优选的实施例中，外管本体121包括网状蜂窝结构的骨架123。外管120的网状蜂窝结构的骨架123采用高韧性的金属材料。同时，网状蜂窝结构的中间材料采用弹性金属。这样，有利于外管120对地震能量的吸收，并能够使套管短节100在产生较大变形时而不发生破坏，进一步提高了套管短节100的抗震性能。在本实施例中，内管110和外管120通过密封轴承130连接在一起。如图1所示，密封轴承130设置在外管120的上下两端。密封轴承130的内圈与内管连接，且无法旋转。而密封轴承130的外圈与外管120连接，并且能够带动外管120旋转，从而在内管110与外管130之间形成轴承密封结构。外管120在未发生地震时不承受轴向拉力和压力，当发生地震导致地层错动而对内部套管造成剪断破坏时，外管120代替内管110承受轴向力和横向的剪切力，并且外管120只发生变形而不发生破坏。内管110与外管130的这种连接结构能够有效降低套管短节100与上下连接的套管串之间的扭转破坏，进一步提高了套管短节100的抗震性能。图4和图5显示了密封轴承130的结构。密封轴承130包括内圈和外圈，在内外圈之间设有轴承滚珠131。在相邻的轴承滚珠131之间设有限扭矩三角形垫板132，密封轴承130通过限扭矩三角形垫板132进行限扭矩设计，且设计扭矩小于与内管110连接的上下套管串的扭矩。这样，能够在发生地震或地层错动而导致套管短节100承受地层错动的剪力和扭矩的时候，使得外管120在密封轴承130的限扭矩的作用下发生小幅度扭转，有效释放地层错动的能量以避免上下套管串发生扭转破坏，从而减少地震对井筒的破坏。为了提高套管短节100的抗震保温性能，在内管11本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种套管短节(100)，包括：作为所述套管短节主体的内管(110)；和设置在所述内管外部的外管(120)，所述外管构造成折叠波纹状结构，并且在两端处与所述内管密封式连接，其中，在所述内管与所述外管之间填充有塑性保温材料(140)。

【技术特征摘要】
1.一种套管短节(100)，包括：作为所述套管短节主体的内管(110)；和设置在所述内管外部的外管(120)，所述外管构造成折叠波纹状结构，并且在两端处与所述内管密封式连接，其中，在所述内管与所述外管之间填充有塑性保温材料(140)。2.根据权利要求1所述的套管短节，其特征在于，所述外管通过密封轴承与所述内管相连，其中，所述密封轴承的内圈与所述内管连接且无法相对旋转，而所述密封轴承的外圈与所述外管连接并能够带动所述外管旋转。3.根据权利要求1或2所述的套管短节，其特征在于，所述密封轴承包括限扭矩三角形垫板(132)，所述限扭矩三角形垫板的设计扭矩小于与所述内管连接的套管串的扭矩。4.根据权利要求1或2所述的套管短节，其特征在于，所述内管包括通过剪切销环(115)相互连接的两个内管段。5.根据权利要求4所述的套管短节，其特征在于，所述剪切销环...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，柯珂，张辉，张东清，周号博，孙峰，钱德儒，吴超，孙连环，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11