本实用新型专利技术涉及油、气开采技术领域，公开了一种降低套管剪切变形的套管装置，所述套管装置设于裂缝带所在位置的井筒，所述套管装置呈同心柱状，包括套管，设置于套管两端外壁的上扶正器和下扶正器，所述套管的外壁设有金属层，所述金属层的外壁设有遇水膨胀橡胶层；本实用新型专利技术的降低套管剪切变形中，通过增加水泥环厚度，增设具有径向可压缩性的金属层和遇水膨胀层，可以有效防止或降低因地层滑移而引起的套管剪切变形。的套管剪切变形。的套管剪切变形。
【技术实现步骤摘要】
一种降低套管剪切变形的套管装置
[0001]本技术涉及一种降低套管剪切变形的套管装置，属于油、气开采
技术介绍
[0002]油、气开发中的复杂构造地质条件使得地层断层和裂缝非常发育，特别是多级压裂过程中，压裂液进入天然裂缝或者层理弱面后，容易导致断层发生滑移引起的套管剪切变形。通过微地震测量结果表明，某些地区套管变形井53.6％的变形点处在天然裂缝带处，说明断层滑移引起的剪切是套管变形的主要形式。套管损坏后，导致压裂封堵桥塞或其他井下工具下入遇阻，不能到达预定位置，致使作业时间延长，严重时甚至被迫放弃部分压裂井段，给油田造成了巨大的经济损失。
[0003]目前，还未找到预防套管剪切变形的方法，也未找到如何降低剪切套管变形的良好措施。现场作业时最常用的方法有两种，分别是增加水泥环厚度和增加套管厚度，但这两种方法均仅能很有限的降低套管变形量，依然无法下入封堵桥塞或其他井下工具。因此，当前迫切需要一种降低套管剪切变形的方法，以解决因套管剪切变形无法下入作业工具的难题。
[0004]因此，一种减低因地层裂缝带滑移引起的套管剪切变形的套管装置有待研究。
技术实现思路
[0005]本技术的目的在于：克服现有技术存在的缺陷，提供一种降低套管剪切变形的套管装置，该套管装置及方法可大大降低因地层裂缝带发生滑移时引起的套管变形，解决无法下入作业工具的问题。
[0006]为了实现以上目的，本技术采用的技术方案：
[0007]一种降低套管剪切变形的套管装置，所述套管装置设于裂缝带所在位置的井筒，所述套管装置呈同心柱状，包括套管，设置于套管两端外壁的上扶正器和下扶正器，所述套管的外壁设有金属层，所述金属层的外壁设有遇水膨胀橡胶层。
[0008]本技术的金属层和遇水膨胀橡胶层组合方式不同，金属层和遇水膨胀橡胶层为径向叠加，增加了缓冲层的厚度，缓冲层即为金属层和遇水膨胀橡胶层，缓冲层越厚，对套管的保护效果就越明显，使得在地层发生滑移时，套管变形更小。
[0009]进一步的，所述遇水膨胀橡胶层的内侧壁与金属层外侧壁啮合，通过粘接固定于金属层外壁。
[0010]进一步的，所述金属层外壁呈带螺旋状、波纹管状、双壁管状或网状管。
[0011]进一步的，所述波纹管状的金属层为花瓣形波纹管。
[0012]本方案的金属层和遇水膨胀层的结构设计相较于现有技术有较大的改进，现有技术的套筒采用金属网，通过膨胀橡胶来径向扩张金属网层，该设计的缺点是膨胀橡胶弹性模量低，轴向可压缩性强，所以轴向不稳定，金属层可能出现不能被撑开，或者撑开后又收缩回去的技术缺陷。现有技术的套筒装置无密封性，在固定过程中水泥会侵入金属网层，使
得有效的缓冲层厚度变薄，对套管的保护性性能变差。现有技术的金属层为金属网格，其缺点是径向刚度差，在固井过程中可能直接压溃金属层，或者在井筒发生蠕变时，不能实现其更佳的固井效果，导致井筒掉块或塌陷等危险的出现。所以本方案对金属层和遇水膨胀层的结构进行改进，遇水膨胀橡胶层的内侧壁与金属层的外侧壁啮合更紧密，且轴向更稳定，金属层和遇水膨胀层与水泥浆形成一体式，提高套管装置的强度和径向稳定性，当剪切力产生时，该剪切力消耗于金属层和遇水膨胀层，保护套管不受损坏。
[0013]进一步的，所述套管的上、下端各至少设置一个上扶正器和下扶正器。该设计保证了工具更好的下入，同时保护了套管组合在下入过程中不与井壁发生膨胀，既保证工具，也保护了井筒。
[0014]进一步的，所述上扶正器和下扶正器的外径均大于遇水膨胀橡胶层外径。扶正器的规格依据井筒的型号做适应性选择即可。
[0015]进一步的，所述金属层径向压缩刚度小于套管径向压缩刚度。依据《SY/T 6194
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1996套管和油管》的标准选择适宜的套管和对应的金属层。金属层径向压缩刚度小于套管径向压缩刚度，同时也能抵抗非地层滑移时的径向力。
[0016]进一步的，所述遇水膨胀橡胶层为低杨氏模量材料。
[0017]本技术的有益效果：
[0018]1)在井筒裂缝带增加水泥环厚度，在套管外侧增设具有径向可压缩性的金属层和遇水膨胀层，在地层滑移时可通过牺牲水泥环、增设的金属层和遇水膨胀层，有效防止或减小因地层滑移而引起的套管剪切变形。
[0019]2)本技术的装置仅需对地层裂缝带所在的井筒位置作业，具有针对性，大大减少作业工作量。
[0020]3)本技术的装置相比现有技术工序简单，安装方便，且能有效地解决因套管剪切变形导致的作业工具无法下入的问题。
附图说明
[0021]图1为本技术的套管装置入井后的半剖视图；
[0022]图2为本技术的遇水膨胀橡胶膨胀后的套管装置入井后的半剖视图；
[0023]图3为本技术的呈带螺旋状金属层的套管装置局部剖视图；
[0024]图4为本技术的呈波纹管状金属层的套管装置纵向剖视图；
[0025]图5为本技术的呈花瓣形波纹管状金属层的套管装置横向剖视图；
[0026]图6为图5的A
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A视图；
[0027]图7为本技术的呈双壁管状金属层的套管装置纵向剖视图；
[0028]图8为本技术的呈网状管状金属层的套管装置纵向剖视图；
[0029]图中：1
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套管，2
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上扶正器，3
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金属层，4
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遇水膨胀橡胶层，5
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下扶正器，6
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地层，7
‑
裂缝带。
具体实施方式
[0030]下面将结合本技术实施例中的附图；对本技术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技术一部分实施例；而不是全部的
实施例，基于本技术中的实施例；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；都属于本技术保护的范围。
[0031]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0032]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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技术中的具体含义。
[0033]实施例1...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种降低套管剪切变形的套管装置，所述套管装置设于裂缝带所在位置的井筒，其特征在于，所述套管装置呈同心柱状，包括套管(1)，设置于套管(1)两端外壁的上扶正器(2)和下扶正器(5)，所述套管(1)的外壁设有金属层(3)，所述金属层(3)的外壁设有遇水膨胀橡胶层(4)。2.根据权利要求1所述的一种降低套管剪切变形的套管装置，其特征在于，所述遇水膨胀橡胶层(4)的内侧壁与金属层(3)外侧壁啮合，通过粘接固定于金属层(3)外壁。3.根据权利要求2所述的一种降低套管剪切变形的套管装置，其特征在于，所述金属层(3)外壁呈带螺旋状、波纹管状、双壁管状或网状管。4.根据权利要求3所述的一种降低套管剪切...
【专利技术属性】
技术研发人员：祝效华，雷清龙，童华，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：
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