本发明专利技术公开了一种释放套管环空圈闭压力的多次激活双向泄压装置及方法，所述装置包括壳体和设置在所述壳体上的至少一组泄压组件，所述壳体包括依次相连且同轴设置的第一圆筒段、第二圆筒段和第三圆筒段，所述第一圆筒段和所述第三圆筒段的内径小于所述第二圆筒段的内径，所述第一圆筒段和所述第三圆筒段分别与深水套管中的两根套管螺纹连接，使所述壳体与深水套管内部相通，所述泄压组件能够连通环空圈闭与深水套管内部，并通过环空圈闭与深水套管内部的压差进行泄压。本发明专利技术能够对深水油气井套管环空圈闭压力进行控制，并可重复使用，保障完井和开采过程中井筒安全，并有效的减少人力物力的浪费。减少人力物力的浪费。减少人力物力的浪费。
【技术实现步骤摘要】
释放套管环空圈闭压力的多次激活双向泄压装置及方法
[0001]本专利技术涉及深水油气田开发
，特别涉及一种释放套管环空圈闭压力的多次激活双向泄压装置及方法。
技术介绍
[0002]深水区域是全球油气资源的重要接替区，全球超过70％的油气资源蕴含在海洋之中，其中40％来自于深水区域。然而，深水油气资源地质结构复杂，油气资源勘探开发过程普遍面临着高温、高压、破裂压力低、安全密度窗口窄等诸多难题，使得固井水泥浆通常无法返至井口，因而在泥线以下井段形成密闭环空。在完井、测试及投产过程中，井底流至井口的高温流体通过管柱和环空流体沿径向传热，密闭的环空流体受热膨胀，导致环空圈闭压力上升，而深水水下井口无法实施泄压作业，如果圈闭压力超过套管屈服强度，将破坏井筒完整性，极大威胁深水油气井测试和开采安全。目前，工程上主要采用安装破裂盘和可牺牲套管技术来释放环空圈闭压力，但此类技术难以满足深水油气井全生命周期环空圈闭压力释放需要。因此，亟需一种能够有效释放环空圈闭压力并服役于深水油气井全生命周期开发过程的泄压装置及方法。
技术实现思路
[0003]针对上述问题，本专利技术旨在提供一种释放套管环空圈闭压力的多次激活双向泄压装置及方法。
[0004]本专利技术的技术方案如下：
[0005]一方面，提供一种释放套管环空圈闭压力的多次激活双向泄压装置，包括壳体和设置在所述壳体上的至少一组泄压组件，所述壳体包括依次相连且同轴设置的第一圆筒段、第二圆筒段和第三圆筒段，所述第一圆筒段和所述第三圆筒段的内径小于所述第二圆筒段的内径，所述第一圆筒段和所述第三圆筒段分别与深水套管中的两根套管螺纹连接，使所述壳体与深水套管内部相通；所述泄压组件能够连通环空圈闭与深水套管内部，并通过环空圈闭与深水套管内部的压差进行泄压。
[0006]作为优选，所述泄压组件包括沿所述壳体外表面轴向设置的凸起，所述凸起内设有主流体通道一、主流体通道二、主流体通道三、主流体通道四、主流体通道五，所述主流体通道一内设有泄压控制机构一，所述主流体通道四内设有泄压控制机构二，所述凸起上设有与所述主流体通道一相连通的液压油注入孔以及与所述主流体通道四相连通的泄压孔，所述液压油注入孔入口设有液压油注入孔堵头；
[0007]所述主流体通道一纵向贯穿所述凸起，所述主流体通道一的顶部与深水套管环空圈闭相通，所述主流体通道一的底部设有堵头一；
[0008]所述主流体通道二平行设置在所述主流体通道一的左侧上部，且通过从上至下平行设置的连接通道一、连接通道二和连接通道三与所述主流体通道一相连通，所述主流体通道二的顶部设有堵头二；
[0009]所述主流体通道三平行设置在所述主流体通道一的左侧下部，且通过从上至下平行设置的连接通道四和连接通道五与所述主流体通道一相连通，所述主流体通道三的底部设有堵头三；
[0010]所述主流体通道四纵向贯穿所述凸起并平行设置在所述主流体通道一的右侧，且通过从上至下平行设置的连接通道六和连接通道七与所述主流体通道一相连通，所述主流体通道四的顶部设有堵头四，所述主流体通道四的底部设有堵头五；
[0011]所述主流体通道五平行设置在所述主流体通道一的后侧，且通过连接通道八与所述主流体通道一相连通，通过连接通道九与所述主流体通道四相连通，通过连接通道十与深水套管内部相通，所述连接通道十设置在所述主流体通道五与所述第二圆筒段之间，所述主流体通道五的底部设有堵头六；
[0012]所述泄压控制机构一包括从下至下依次设置的碟簧导杆一、碟簧组一、活塞一、活塞二、活塞三、碟簧导杆二、碟簧组二、活塞四，所述碟簧组一套设在所述碟簧导杆一导杆的外表面，所述碟簧组二套设在所述碟簧导杆二导杆的外表面；
[0013]初始状态时，所述碟簧导杆一顶部所处的水平面低于所述连接通道一所处的水平面，使所述主流体通道一内的流体能够通过所述连接通道一流入所述主流体通道二内；所述活塞四底部所处的水平面高于所述连接通道八所处的水平面，使所述主流体通道五内的流体能够通过所述连接通道八流入所述主流体通道一内；
[0014]所述活塞一与所述活塞二之间留有空腔一，使所述主流体通道二内的流体能够通过所述连接通道二进入所述主流体通道一内；所述活塞二与所述活塞三之间留有空腔二，所述空腔二与所述液压油注入孔相连通，用于储存液压油；所述活塞三和所述活塞四的中部均设有环形凹槽，使所述主流体通道二内的流体通过所述连接通道三和所述连接通道六流入所述主流体通道四内，以及使所述主流体通道三内的流体通过所述连接通道四和所述连接通道七流入所述主流体通道四内；
[0015]所述泄压控制机构二包括压缩组件一和压缩组件二，所述压缩组件一和所述压缩组件二均包括碟簧导杆三和碟簧组三，所述碟簧组三套设在所述碟簧导杆三导杆的外表面；初始状态时，所述压缩组件一封堵所述泄压孔，所述压缩组件二封堵所述连接通道九。
[0016]作为优选，所述泄压组件设置多个，且多个所述泄压组件均匀分布在所述壳体上。
[0017]作为优选，所述活塞一、活塞二、活塞三、活塞四外表面均设有密封圈。
[0018]作为优选，所述堵头一、堵头二、堵头三、堵头四、堵头五、堵头六均通过卡簧进行固定。
[0019]作为优选，所述碟簧导杆二与所述活塞三螺纹连接。
[0020]另一方面，还提供一种释放套管环空圈闭压力的多次激活双向泄压方法，采用上述任意一项所述的释放套管环空圈闭压力的多次激活双向泄压装置井泄压；
[0021]环空圈闭内的流体从所述主流体通道一的顶部进入所述主流体通道一，并通过所述连接通道一进入所述主流体通道二，所述主流体通道二内的环空圈闭流体通过所述连接通道二进入所述空腔一内；
[0022]深水套管内部的流体通过所述连接通道十进入所述主流体通道五，并通过所述连接通道八进入所述主流体通道一，所述主流体通道一内的深水套管内部流体通过所述连接通道五进入所述主流体通道三内；
[0023]当环空圈闭内流体的压力大于深水套管内流体的压力，且压力差大于泄压阈值一时，所述泄压控制机构一整体向下压缩，所述活塞三中部的环形凹槽连通所述连接通道三和所述连接通道六，使环空圈闭流体进入所述主流体通道四内，然后向下压缩所述主流体通道四内的压缩组件二，使所述连接通道九打开，从而通过所述主流体通道五和连接通道十使环空圈闭与深水套管内部连通，从而泄压；
[0024]当深水套管内流体的压力大于环空圈闭内流体的压力，且压力差大于泄压阈值二时，所述泄压控制机构一整体向上压缩，所述活塞四中部的环形凹槽连通所述连接通道四和所述连接通道七，使深水套管内部流体进入所述主流体通道四内，然后向上压缩所述主流体通道四内的压缩组件一，使所述泄压孔打开，从而通过所述泄压孔使深水套管内部与环空圈闭连通，从而泄压。
[0025]作为优选，所述泄压阈值一与所述泄压阈值二相同。
[0026]作为优选，所述泄压阈值一大于所述泄压阈值二。
[0027]作为优选，所述泄压阈值一小于所述泄压阈值二。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种释放套管环空圈闭压力的多次激活双向泄压装置，其特征在于，包括壳体和设置在所述壳体上的至少一组泄压组件，所述壳体包括依次相连且同轴设置的第一圆筒段、第二圆筒段和第三圆筒段，所述第一圆筒段和所述第三圆筒段的内径小于所述第二圆筒段的内径，所述第一圆筒段和所述第三圆筒段分别与深水套管中的两根套管螺纹连接，使所述壳体与深水套管内部相通；所述泄压组件能够连通环空圈闭与深水套管内部，并通过环空圈闭与深水套管内部的压差进行泄压。2.根据权利要求1所述的释放套管环空圈闭压力的多次激活双向泄压装置，其特征在于，所述泄压组件包括沿所述壳体外表面轴向设置的凸起，所述凸起内设有主流体通道一、主流体通道二、主流体通道三、主流体通道四、主流体通道五，所述主流体通道一内设有泄压控制机构一，所述主流体通道四内设有泄压控制机构二，所述凸起上设有与所述主流体通道一相连通的液压油注入孔以及与所述主流体通道四相连通的泄压孔，所述液压油注入孔入口设有液压油注入孔堵头；所述主流体通道一纵向贯穿所述凸起，所述主流体通道一的顶部与深水套管环空圈闭相通，所述主流体通道一的底部设有堵头一；所述主流体通道二平行设置在所述主流体通道一的左侧上部，且通过从上至下平行设置的连接通道一、连接通道二和连接通道三与所述主流体通道一相连通，所述主流体通道二的顶部设有堵头二；所述主流体通道三平行设置在所述主流体通道一的左侧下部，且通过从上至下平行设置的连接通道四和连接通道五与所述主流体通道一相连通，所述主流体通道三的底部设有堵头三；所述主流体通道四纵向贯穿所述凸起并平行设置在所述主流体通道一的右侧，且通过从上至下平行设置的连接通道六和连接通道七与所述主流体通道一相连通，所述主流体通道四的顶部设有堵头四，所述主流体通道四的底部设有堵头五；所述主流体通道五平行设置在所述主流体通道一的后侧，且通过连接通道八与所述主流体通道一相连通，通过连接通道九与所述主流体通道四相连通，通过连接通道十与深水套管内部相通，所述连接通道十设置在所述主流体通道五与所述第二圆筒段之间，所述主流体通道五的底部设有堵头六；所述泄压控制机构一包括从下至下依次设置的碟簧导杆一、碟簧组一、活塞一、活塞二、活塞三、碟簧导杆二、碟簧组二、活塞四，所述碟簧组一套设在所述碟簧导杆一导杆的外表面，所述碟簧组二套设在所述碟簧导杆二导杆的外表面；初始状态时，所述碟簧导杆一顶部所处的水平面低于所述连接通道一所处的水平面，使所述主流体通道一内的流体能够通过所述连接通道一流入所述主流体通道二内；所述活塞四底部所处的水平面高于所述连接通道八所处的水平面，使所述主流体通道五内的流体能够通过所述连接通道八流入所述主流体通道一内；所述活塞一与所述活塞二之间留有空腔一，使所述主流体通道二内的流体能够通过所述连接通道二进入所述主流体通道一内；所述活塞二与所述活塞三之间留有空腔二，所述空腔二与所述液压油注入孔相连通，用于储存液压油；所述活塞三和所述活塞四的中部均设有环形凹槽，使所述主流体通...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘阳，崔希澎，马天寿，黄金，唐宜家，徐婧媛，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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