化學留塞井下防砂工具的製作方法

2023-06-10 19:05:56

專利名稱：化學留塞井下防砂工具的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油開採工藝中的井下工具，尤其是化學留塞井下防砂工具，本
工具配置在防砂管柱中，完成地層擠壓、環空充填後，形成固結的人工井壁，將防砂管柱連 同本工具一同起出完井，形成井下不留防砂管柱的防砂工藝。
背景技術：
目前針對石油開採井的防砂完井工藝，多為機械防砂和化學防砂兩種，其中採用 機械防砂的井， 一般是在套管射孔完井後，在井筒內下入防砂工具及防砂篩管，再進行防砂 作業，作業後將防砂管柱留在井筒內完井生產。防砂失效後，將會產生砂埋防砂管柱的後 果，使後期處理成本大大增加。而目前化學防砂多停留在向地層中擠入化學藥劑固結地層 砂，其防砂效果不佳。現場需要一種既能夠理想防砂又不在井下留滯防砂管柱的技術，利用 化學藥劑的固結特性，使用專用的留塞造壁工具來實現其工藝。

發明內容本實用新型的目的就是提供化學留塞井下防砂工具，有效地克服或避免現有化學 防砂技術效果不佳、機械防砂後期處理工藝複雜、成本高的缺陷。通過本工具實現化學防 砂、人工造壁、井下不留防砂管柱的完井工藝。 本實用新型的目的是這樣實現的化學留塞井下防砂工具包括皮碗密封機構和中 心管，上接頭的內圓連接中心管和內轉換筒，上接頭的外圓連接懸掛器、連接管、皮碗密封 機構和外轉換筒；外轉換筒的下端內圓連接球座和衝管接頭，外轉換筒的下端外圓通過下 接頭與井下安全機構連接。本工具配置在防砂管柱中，利用其內轉換筒和外轉換筒組成的 擠充轉換總成，向防砂管柱外擠充化學溶劑形成人工井壁後，再隨防砂管柱一同起出井外。 本實用新型與現有技術相比較具有如下優點 1、本工具具有兩套皮碗密封機構、擠充夾壁通道具有兩條流通通道、具有兩套安 全處理措施應對後期處理，使本工具更加安全、可靠。 2、將本工具連接在防砂管柱中使用，可實現擠壓、充填、不動管柱反洗井的一體化
功能，通過化學溶劑的固結作用可在防砂管柱外環空中形成人工井壁。 3、施工結束可將本工具上提解封後，隨防砂管柱一起起出，井內不留防砂管柱。 4、在防砂管柱中使用本工具，實現了既能夠理想防砂又不在井下留滯防砂管柱的
技術。利用化學人工井壁，有效地克服了現有化學防砂技術效果不佳的情況，避免了機械防
砂後期處理工藝複雜、成本高的缺陷。 5、本實用新型明顯提高了化學防砂的效果，降低了生產成本，經濟效益顯著。
附圖為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合實施例對本實用新型做進一步的詳述參見附圖，化學留塞井下防砂工 具包括皮碗密封機構和中心管3，上接頭1的內圓連接中心管3和內轉換筒ll，上接頭1的 外圓連接懸掛器2、連接管8、皮碗密封機構和外轉換筒10 ;外轉換筒10的下端內圓連接球 座14和衝管接頭17，外轉換筒10的下端外圓通過下接頭12與井下安全機構連接。將本工 具配置在防砂管柱中，利用其內轉換筒11和外轉換筒10組成的擠充轉換總成，向防砂管柱 外擠充化學溶劑形成人工井壁後，再隨防砂管柱一同起出井外。化學溶劑包括水、化學藥劑 和固體顆粒。內轉換筒11上部與中心管3連接、底部封閉，筒體外圓設有臺階，該外圓臺階
上設有軸向通道，在筒體的中部設有徑向通道，軸向通道與徑向通道交錯設置。內轉換筒11 筒體上的軸向通道以及徑向通道至少設有二條。外轉換筒10上部與連接管8連接，中部管 體設有徑向通道，該徑向通道與內轉換筒ll的徑向通道對應設置。懸掛器2上設有液流孔 4，該液流孔4與擠充夾壁通道連通。擠充夾壁通道由上接頭1、中心管3、內轉換筒11、外轉 換筒10、連接管8和懸掛器2合圍形成，該擠充夾壁通道的上部可與懸掛器2的液流孔4連 通，底部可與內轉換筒ll的軸向通道連通。當需要向工具外部的設計地層擠注化學溶劑留 塞製造人工井壁時，關閉套管閘門，使化學溶劑從中心管3通過內轉換筒11和外轉換筒10 的徑向通道到達工具外部。由於液體無法返回地面，只能隨著壓力的升高強制進入地層，實 現地層擠壓施工。當需要向工具外部的油套環空進行充填時，打開套管閘門，使化學溶劑從 中心管3通過內轉換筒11和外轉換筒10的徑向通道到達工具外部。此時液體通過防砂管 柱進入防砂管柱內部，沿著衝管接頭17以及球座14與閥球13構成的單流閥進入，從內轉 換筒11的軸向通道進入擠充夾壁通道，通過懸掛器2的液流孔4返到防砂工具皮碗密封機 構上部的油套環空，進而返至地面循環池內，實現環空循環充填施工。下接頭12與外轉換 筒10為左旋轉絲扣連接，可實現後期正轉倒扣功能。井下安全機構包括安全上接頭15和 安全下接頭16，安全上接頭15與安全下接頭16通過剪釘連接。下接頭12的倒扣功能和 井下安全機構為本實用新型的兩套安全處理措施。閥球13與球座14配合構成單流閥，使 液體只能上返、不能下流。球座14與衝管接頭17連接，進而連接了下部的衝管，可實現循 環充填功能。球座14與衝管接頭17可整體製做，做成一個部件，也可以單獨製做成兩個部 件，附圖所示為單獨製做。本工具設有兩套皮碗密封機構，使其密封更為可靠、有效。在兩 套皮碗密封機構之間設有支撐環9，每套密封機構包括壓帽5、支撐架6和皮碗7，壓帽5、皮 碗7和支撐架6順次安裝，連接在連接管8的外面。 本工具隨防砂管柱下至井下的設計地層，在各工序中的應用如下述 擠充化學溶劑形成人工井壁關閉套管閘門，使化學溶劑從中心管3通過內轉換 筒11和外轉換筒10的徑向通道到達工具外部，由於液體無法返回地面，只能隨著壓力的升 高強制進入地層，實現地層擠壓施工； 環空循環充填當需要向工具外部的油套環空進行充填時，打開套管閘門，使化學 溶劑從中心管3通過內轉換筒11和外轉換筒10的徑向通道到達工具外部，此時液體通過 防砂管柱進入防砂管柱內部，沿著衝管接頭17和單流閥進入，從內轉換筒11的軸向通道進 入擠充夾壁通道。通過懸掛器2的液流孔4返到皮碗密封機構上部的油套環空，進而返至 地面循環池內，實現環空循環充填施工。 不動管柱反洗井當環空循環充填施工結束後，打開套管閘門，洗井液通過油套環空進入，經過外轉換筒10和內轉換筒11的徑向通道，返回與中心管3和上接頭1連接的油 管內部，將油管內多餘的化學溶劑洗出地面。
權利要求化學留塞井下防砂工具，包括皮碗密封機構和中心管(3)，其特徵是上接頭(1)的內圓連接中心管(3)和內轉換筒(11)，上接頭(1)的外圓連接懸掛器(2)、連接管(8)、皮碗密封機構和外轉換筒(10)；外轉換筒(10)的下端內圓連接球座(14)和衝管接頭(17)，外轉換筒(10)的下端外圓通過下接頭(12)與井下安全機構連接。
2. 根據權利要求l所述的化學留塞井下防砂工具，其特徵是內轉換筒(11)上部與中心 管(3)連接、底部封閉，筒體外圓設有臺階，該外圓臺階上設有軸向通道，在筒體的中部設 有徑向通道，軸向通道與徑向通道交錯設置。
3. 根據權利要求1或2所述的化學留塞井下防砂工具，其特徵是內轉換筒(11)筒體上 的軸向通道以及徑向通道至少設有二條。
4. 根據權利要求l所述的化學留塞井下防砂工具，其特徵是外轉換筒(10)上部與連接 管(8)連接，中部管體設有徑向通道，該徑向通道與內轉換筒(11)的徑向通道對應設置。
5. 根據權利要求l所述的化學留塞井下防砂工具，其特徵是懸掛器(2)上設有液流孔(4)。
6. 根據權利要求l所述的化學留塞井下防砂工具，其特徵是上接頭(1)、中心管(3)、內 轉換筒(11)、外轉換筒(10)、連接管(8)和懸掛器(2)合圍形成擠充夾壁通道，該擠充夾壁 通道的上部可與懸掛器(2)的液流孔(4)連通，底部可與內轉換筒(11)的軸向通道連通。
7. 根據權利要求l所述的化學留塞井下防砂工具，其特徵是下接頭(12)與外轉換筒 (10)通過左旋轉絲扣連接。
8. 根據權利要求1所述的化學留塞井下防砂工具，其特徵是井下安全機構包括安全上 接頭(15)和安全下接頭(16)，安全上接頭(15)與安全下接頭(16)通過剪釘連接。
9. 根據權利要求l所述的化學留塞井下防砂工具，其特徵是閥球(13)與球座(14)構 成單流閥。
專利摘要本實用新型公開了一種石油工業使用的化學留塞井下防砂工具，本工具配置在防砂管柱中，完成地層擠壓、環空充填後，形成固結的人工井壁，將防砂管柱連同本工具一同起出完井，形成井下不留防砂管柱的防砂工藝。本工具包括皮碗密封機構和中心管，上接頭的內圓連接中心管和內轉換筒，上接頭的外圓連接懸掛器、連接管、皮碗密封機構和外轉換筒；外轉換筒的下端內圓連接球座和衝管接頭，外轉換筒的下端外圓通過下接頭與井下安全機構連接。本實用新型提高了化學防砂的效果，避免了機械防砂後期處理工藝複雜、成本高的缺陷，使用安全可靠，可實現擠壓、充填、不動管柱反洗井的一體化功能。
文檔編號E21B43/08GK201486539SQ200920225329
公開日2010年5月26日 申請日期2009年8月29日 優先權日2009年8月29日
發明者吳瓊, 姜靜, 智勤功, 謝金川, 陳剛, 高雪峰, 魏芳 申請人:陳剛