側鑽分支井裸眼完井防砂管柱及其插入式酸洗充填內管柱的製作方法

2023-09-23 16:27:25 1

專利名稱：側鑽分支井裸眼完井防砂管柱及其插入式酸洗充填內管柱的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油開採的井下設備，尤其是側鑽分支井裸眼完井防砂管柱及其
插入式酸洗充填內管柱，適用於側鑽分支井完井防砂工藝及其後續的酸洗、礫石充填工藝。
背景技術：
在石油工業的開採領域，側鑽分支井包括側鑽井、分支井及多層側向分支井等，是 水平井、側鑽井技術的集成和發展，目的是儘可能增大井身與油層的接觸面積，更大程度地 釋放地層能量，提高產量，提高注水波及體積，提高最終採收率。目前水平井、側鑽分支井鑽 井技術已經解決，但完井、固井、防砂一體化技術還未成熟配套。目前側鑽分支井主要採用 小套管，水泥固井後射孔完井，對於疏鬆砂巖油藏受井眼限制只能採用化學防砂或掛更小 濾砂管的方法進行完井。化學防砂有效期短，不適合較長水平段；掛更小濾砂管則採油效果 差，防砂失效後修井困難。

發明內容本實用新型的目的是提供側鑽分支井裸眼完井防砂管柱及其插入式酸洗充填內 管柱，解決側鑽分支井的裸眼完井防砂及其後續施工的技術難題。 為達上述目的可使用本技術解決方案 側鑽分支井裸眼完井防砂管柱包括丟手座封機構，該機構具有丟手和外懸掛封隔 器，丟手座封機構與內管柱和外管柱連接，內管柱自下而上連接單流閥和洩流器，外管柱自 下而上依次連接酸洗充填閥、濾砂管、裸眼封隔器和注水泥器，內管柱與外管柱之間由管間 密封件密封。內、外管柱配合施工，完成注水泥完井和防砂。 與側鑽分支井裸眼完井防砂管柱配套使用、完成後續施工的插入式酸洗充填內管 柱包括數個由連接管連接的阻流封隔器，在其底部連接酸洗充填插頭。酸洗充填內管柱與 外管柱配合，完成酸洗施工和礫石充填施工。 本實用新型與現有技術相比，具有以下顯著的效果本實用新型是具有懸掛封隔 器座封、裸眼封隔器座封、內外管柱丟手、注水泥固井、防砂完井以及後續的酸洗和礫石充 填多種功能的一體化管柱。在側鑽井和側鑽分支井這種複雜結構井中，只需下一趟管柱即 可完成多項施工。不僅能降低生產成本，提高施工安全度，而且當被採出層採完後，可上返 第二層施工，繼續側鑽開採。達到最高的原油採收率和最低成本的經濟目的。

圖1是本實用新型的工作原理示意圖。
圖2是本實用新型丟手座封機構的結構示意圖。 圖3是本實用新型外管柱中注水泥器和內管柱中洩流器的結構示意圖。 圖4是本實用新型內管柱中的單流閥的結構示意圖。 圖5是本實用新型外管柱中的酸洗充填閥的結構示意圖。[0013] 圖6是本實用新型插入式酸洗充填內管柱的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合實施例對發明做進一步的詳述參見圖l，側鑽分支井裸眼完井防砂管 柱包括丟手座封機構，丟手座封機構具有丟手1和外懸掛封隔器5，丟手座封機構與內管柱 和外管柱連接，內管柱自下而上連接單流閥47和洩流器46，外管柱自下而上依次連接酸洗 充填閥48、濾砂管29、裸眼封隔器27和注水泥器45，內管柱與外管柱之間由管間密封件密 封。各工具之間，如單流閥47、洩流器46、酸洗充填閥48、裸眼封隔器27和注水泥器45等 部件之間通過連接管連接，連接管是套管或油管。參見圖4，單流閥47包括下接頭25、彈簧 24、鋼球23和閥體22，閥體22的上部內腔設有內錐面，在該內錐面與下接頭25之間安裝 鋼球23和彈簧24。參見圖3，洩流器46包括外滑管17、內滑管18和下接頭20，在外滑管 17上設有液流孔19，外滑管17下部與下接頭20連接，外滑管17上部與內滑管18反絲扣 連接，其連接絲扣是左旋扣16。內滑管18的下部外圓設有臺肩，該臺肩的直徑大於外滑管 17內絲扣的大徑或稱根徑。參見圖5，酸洗充填閥48包括上接頭31、鋼球32、篩管33、彈簧 35和導向頭36，上接頭31上部與濾砂管29連接，上接頭31的內腔設有錐面凸臺，篩管33 與上接頭31和導向頭36連接，鋼球32和彈簧35安裝在上接頭31錐面凸臺下方的篩管33 內，錐面凸臺的中部設有密封圈30，篩管33設有篩管孔34。參見圖3，注水泥器45包括彈 簧9、中心管10、活塞環11、密封環12、壓環13和外液缸15，中心管10外圓設有臺肩，下部 管體設有液流孔14，中心管10上與外懸掛封隔器5通過連接管相連，下與外液缸15連接。 彈簧9、活塞環11、密封環12和壓環13自上而下依次安裝在中心管IO外圓臺肩與外液缸 15之間。活塞環11的內圓設有密封圈8。洩流器46中的外滑管17的液流孔19與注水泥 器45的中心管10的液流孔14以及外液缸15的中部內腔對應。參見圖2，丟手1設有丟 手反扣3和液流凸臺，液流凸臺上設計徑向座封孔4和軸向液流孔2，丟手反扣3也設有軸 向液流孔2，徑向座封孔4和軸向液流孔2彼此間隔不相聯通。丟手1的丟手反扣3設計 在液流凸臺的上方與設有側流孔6的外懸掛封隔器5連接，丟手1的下部與內管柱的上連 接管連接，外懸掛封隔器5的下部與外管柱的連接管連接。參見圖6，與側鑽分支井裸眼完 井防砂管柱配套使用、完成後續施工的插入式酸洗充填內管柱包括多個用連接管相連的阻 流封隔器和酸洗充填插頭43，阻流封隔器在圖6中上只畫了一個。阻流封隔器和連接管連 接成為長達幾十米乃至一百米、二百米或更長的管柱，具體視井下油層的分布情況確定，在 該管柱的底部連接酸洗充填插頭43。阻流封隔器包括中心管37、單向皮碗38、單向皮碗滑 套39、彈簧41、壓環42。中心管37上至少銑有三條液流槽40，中心管37的外圓依次套有 單向皮碗38、單向皮碗滑套39和彈簧41，由螺紋連接壓環42。酸洗充填插頭43的下部管 體設有旁通孔44，其下部管體與外管柱酸洗充填閥48中上接頭31內腔配合，旁通孔44對 應篩管33。 管間密封件包括上皮碗7、下皮碗21、上皮碗26和下皮碗28，也包括酸洗充填內管 柱的單向皮碗38，均為單向密封。上皮碗7與下皮碗21、上皮碗26與下皮碗28分別對應 外管柱的注水泥器45和裸眼封隔器27的上下方，連接在內管柱上；單向皮碗38完成酸洗 充填內管柱與外管柱的密封。 實施中首先在已完井的主井筒中鑽一個側鑽分支裸眼井筒，然後在井口自下而上將酸洗充填閥48、濾砂管29、裸眼封隔器27、注水泥器45等部件組成的外管柱連接好；再 將單流閥47、洩流器46、上皮碗7、下皮碗21、上皮碗26、下皮碗28等部件組成的內管柱連 接好下入外管柱中。與外管柱連接的外懸掛封隔器5和與內管柱連接的丟手1 ，在沒丟手前 是一套工具。將內管柱和丟手1連接，外管柱和外懸掛封隔器5連接，內外管柱成一整體管 柱後下入側鑽分支井裸眼井筒中，外懸掛封隔器5則在側鑽井筒中的主井筒內座封，填補 了目前側鑽井中無下一趟管柱就能完成多項施工的井下生產工具。 本實用新型在現場使用時，按如下操作程序進行 注水泥完井和防砂施工將外管柱和內管柱按圖2到圖5的圖示順序連接好，下入 井中設計位置，從油管打壓力，液力從油管經過徑向座封孔4使外懸掛封隔器5座封。同時 液力通過內管柱和內管柱上的上皮碗26、下皮碗28之間的液流孔使裸眼封隔器27座封。 座好後正旋轉油管柱使丟手1和外懸掛封隔器5通過丟手反扣3丟手脫開。同時通過洩流 器46的外滑管17和內滑管18的左旋扣16的相對轉動和軸向位移，內滑管18上移，其下 端面移到液流孔19上部，使液流孔19露出。此時從油管柱泵入水泥漿固井，水泥漿通過洩 流器46的液流孔19將注水泥器45的活塞環11推開，進入套管外環空，通過外懸掛封隔器 5的側流孔6和液流孔2返到油套環空。注足量後從油套環空打壓，液力從液流孔2經上皮 碗7、液流孔19到油管柱將多餘水泥漿反洗出。然後將內管柱從外管柱中提出完井。外管 柱中的濾砂管29留在井下，起到防砂作用。 酸洗施工酸洗時將酸洗插頭43和數個由連接管連接的阻流封隔器連接成插入 式酸洗充填內管柱，下入井中至井底。下壓管柱，使插入式酸洗充填內管柱的酸洗插頭43 將鋼球32頂開，將酸洗充填閥48打開，然後從油套環空泵入酸洗液，酸洗液在數個阻流封 隔器的導引下從油套環空進入濾砂管29的外環空，再從酸洗充填閥48的篩管孔34經酸洗 插頭43的旁通孔44進入酸洗充填內管柱內腔及油管返回地面。此期間將濾砂管29外的 泥餅和泥漿清洗乾淨。 礫石充填施工從油管將礫石砂漿泵入，經酸洗充填內管柱內腔及旁通孔44及篩 管孔34進入濾砂管29和裸眼井筒的環空，礫石被濾留在裸眼井筒環空，液體則進入油套環 空返回地面。充填完畢後，反洗出多餘礫石，提出酸洗充填內管柱即可完井。
權利要求側鑽分支井裸眼完井防砂管柱，包括丟手座封機構，該機構具有丟手(1)和外懸掛封隔器(5)，其特徵是丟手座封機構與內管柱和外管柱連接，內管柱自下而上連接單流閥(47)和洩流器(46)，外管柱自下而上依次連接酸洗充填閥(48)、濾砂管(29)、裸眼封隔器(27)和注水泥器(45)，內管柱與外管柱之間由管間密封件密封。
2. 根據權利要求l所述的側鑽分支井裸眼完井防砂管柱，其特徵是單流閥(47)包括下 接頭(25)、彈簧(24)、鋼球(23)和閥體(22)，閥體(22)的上部內腔設有內錐面，在該內錐 面與下接頭(25)之間安裝鋼球(23)和彈簧(24)。
3. 根據權利要求l所述的側鑽分支井裸眼完井防砂管柱，其特徵是洩流器(46)包括外 滑管(17)、內滑管(18)和下接頭(20)，在外滑管(17)上設有液流孔(19)，外滑管(17)下 部與下接頭(20)連接，外滑管(17)上部與內滑管(18)反絲扣連接。
4. 根據權利要求3所述的側鑽分支井裸眼完井防砂管柱，其特徵是內滑管(18)的下 部外圓設有臺肩，該臺肩的直徑大於外滑管(17)內絲扣的大徑，內滑管(18)與外滑管(17) 的連接絲扣是左旋扣(16)。
5. 根據權利要求l所述的側鑽分支井裸眼完井防砂管柱，其特徵是酸洗充填閥(48)包 括上接頭(31)、鋼球(32)、篩管(33)、彈簧(35)和導向頭(36)，上接頭(31)上部與濾砂管 (29)連接，上接頭(31)的內腔設有錐面凸臺；篩管(33)與上接頭(31)和導向頭(36)連 接；鋼球(32)和彈簧(34)安裝在上接頭(31)錐面凸臺下方的篩管(33)內。
6. 根據權利要求l所述的側鑽分支井裸眼完井防砂管柱，其特徵是注水泥器(45)包 括彈簧(9)、中心管(10)、活塞環(11)、密封環(12)、壓環(13)和外液缸(15)，中心管(10) 外圓設有臺肩，下部管體設有液流孔(14)，中心管(10)上與外懸掛封隔器(5)通過連接管 相連，下與外液缸(15)連接；彈簧(9)、活塞環(11)、密封環(12)和壓環(13)自上而下依 次安裝在中心管(10)外圓臺肩與外液缸(15)之間。
7. 根據權利要求l所述的側鑽分支井裸眼完井防砂管柱，其特徵是洩流器(46)中的外 滑管(17)的液流孔(19)與液流孔(14)以及外液缸(15)的中部內腔對應。
8. 根據權利要求l所述的側鑽分支井裸眼完井防砂管柱，其特徵是丟手(1)設有丟手 反扣(3)和液流凸臺，液流凸臺上設計徑向座封孔(4)和軸向液流孔(2)，丟手反扣(3)也 設有軸向液流孔(2)，徑向座封孔(4)和軸向液流孔(2)彼此間隔不相聯通。
9. 根據權利要求1或8所述的側鑽分支井裸眼完井防砂管柱，其特徵是丟手(1)的丟 手反扣(3)設計在液流凸臺的上方與設有側流孔(6)的外懸掛封隔器(5)連接，丟手(1) 的下部與內管柱的上連接管連接，外懸掛封隔器(5)的下部與外管柱的連接管連接。
10. 根據權利要求1所述的側鑽分支井裸眼完井防砂管柱，其特徵是管間密封件包括 上皮碗(7)、下皮碗(21)、上皮碗(26)和下皮碗(28)，上皮碗(7)與下皮碗(21)、上皮碗 (26)與下皮碗(28)分別對應外管柱注水泥器(45)和裸眼封隔器(27)的上下方，連接在內 管柱上。
11. 專用於權利要求1側鑽分支井裸眼完井防砂管柱的插入式酸洗充填內管柱，其特 徵是本管柱包括數個由連接管連接的阻流封隔器，在其底部連接酸洗充填插頭(43)。
12. 根據權利要求11所述的插入式酸洗充填內管柱，其特徵是阻流封隔器包括中心管 (37)、單向皮碗(38)、單向皮碗滑套(39)、彈簧(41)和壓環(42)，中心管(37)上至少銑有 三條液流槽(40)，中心管(37)的外圓依次套有單向皮碗(38)、單向皮碗滑套(39)和彈簧(41)，由螺紋連接壓環(42)。
13.根據權利要求ll所述的插入式酸洗充填內管柱，其特徵是酸洗充填插頭(43)的下 部管體設有旁通孔(44)，其下部管體與外管柱酸洗充填閥(48)的上接頭(31)內腔配合，旁 通孔(44)對應篩管(33)。
專利摘要本實用新型公開的是側鑽分支井裸眼完井防砂管柱及其插入式酸洗充填內管柱，在石油工業側鑽井和側鑽分支井的完井防砂、酸洗、礫石充填工藝中使用。完井防砂管柱包括丟手座封機構，該機構具有丟手和外懸掛封隔器，丟手座封機構與內管柱和外管柱連接，內管柱自下而上連接單流閥和洩流器，外管柱自下而上依次連接酸洗充填閥、濾砂管、裸眼封隔器和注水泥器，內管柱與外管柱之間由管間密封件密封。內、外管柱配合施工，完成注水泥完井和防砂。酸洗充填內管柱包括數個由連接管連接的阻流封隔器，在其底部連接酸洗充填插頭。酸洗充填內管柱與外管柱配合，完成酸洗施工和礫石充填施工。本實用新型在側鑽井和側鑽分支井中，只需下一趟管柱即可完成多項施工。
文檔編號E21B34/06GK201486538SQ20092022454
公開日2010年5月26日 申請日期2009年8月14日 優先權日2009年8月14日
發明者吳建平, 吳瓊, 姜靜, 安克, 智勤功, 王登慶, 聶俊, 謝金川, 陳剛, 高雪峰 申請人:中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司採油工藝研究院