便於下井和上提的可控注液管及可控注液方法
2023-06-17 16:34:26
專利名稱：便於下井和上提的可控注液管及可控注液方法
技術領域：
5 本發明涉及一種石油或天然氣開採領域使用的井下注液裝置和
注液方法，特別涉及一種便於下井和上提的可控注液管及可控注液方法。
背景技術：
根據油井、氣井或注入井生產的實際需要，在石油或天然氣開採 10 過程中需要對不同的地層注入需要量的液體或氣體(統稱為注入介 質)，如在水驅開採過程中需要注水；在蒸汽開採過程中需要注水蒸
氣；水氣交替開採過程中需要注氮氣；有時為滿足生產需要，需要注 入不同的化學劑，如為了消除油井、氣井或注入井井壁周圍或防砂管 內外的堵塞物質，通常需要注入鹽酸、氫氟酸等腐蝕性強酸，將防砂
管內外及或油井、氣井或注入井周圍的堵塞物質通過化學反應溶蝕，
從而達到解堵的目的。
油井、氣井或注入井的注液工作有一種方式是通過下到油井、氣 井或注入井內的注液管來完成。油井、氣井或注入井注液要求能夠實 現可控注液，即實現向不同地層或同一地層的不同區l爻中注入的注入
20 介質的數量可控，從而實現注液效果可控。
為了實現可控注液，有人"f是出了一種可控注液管，如圖1、圖2
所示，在注液管l上設置有皮嚢式封隔器2，所述皮嚢內腔21與注 液管相通，各皮嚢之間的注液管上設置有節流裝置，如圖2所示的節 流孔5,通過節流裝置進行注液。注液時，由於注液過程中節流裝置
25 存在^[艮大的流動阻力，形成了注液管內、外壓差，所述皮囊式封隔器
在注液管內、外壓差的作用下膨脹將注液管與井壁之間的環空分隔成 各自封閉的封隔區段，這樣就隔斷了注入介質在注液管和井壁之間的
4環空內的竄流，保證各區段可控注液。
通過設置可控注液管上的皮嚢式封隔器的數量和位置，可以控制
向油井、氣井或注入井中注入的注入介質的位置；通過設置注液管上
的節流裝置的數量和流動阻力參數，可以控制各封隔區段需要的注入
5 介質的注入量；因而帶皮嚢式封隔器的可控注液管可以實現向不同地 層或同一地層的不同區段中注入的注入介質的數量可控，即實現注液 效果可控。
注液完畢，為了油井、氣井或注入井的生產需要和注液管的重複 利用，需要將注液管從油井、氣井或注入井中提出。
10 注液管提升過程中，由於注液管上節流裝置的流動阻力^f艮大，其
洩流速度很低，使得注液管內的液面相對注液管的下降速度很慢，遠 遠低於注液管的上4是速度，造成注液管內的注入介質的頂端液面高度 隨著注液管的提升而提高。而注液管與井壁之間的環空內的液體的液 面高度是固定的，甚至由於注液管的上提而有所下降，這樣就使得注
15 液管內、外產生一個液面高度差，這就造成注液管內壓力大於管外壓 力，形成了注液管內、外壓差。在注液管內、外壓差的作用下，皮嚢 式封隔器會自動膨脹。由於注液管和井壁之間的環空間隙很小，膨脹 的皮嚢式封隔器嚴重地影響了注液管的提升。 一方面，在注液管提升
過程中，膨脹的皮嚢式封隔器因與井壁的摩擦而導致皮嚢損壞；另一 20 方面，甚至導致皮嚢皮向外翻巻，翻巻後皮嚢外徑增加，卡在井裡無 法上提而出現嚴重事故。
皮嚢式封隔器不膨脹的條件為注液管內、外液面差不超過50米， 因節流裝置的洩流速度很低，為了保證提升時注液管內、外壓力平衡， 使皮嚢式封隔器能夠處於收縮狀態，只能降低提升速度，通過節流裝
25 置外洩一點注入介質後再上提一點注液管，這樣遠遠無法滿足油井、
氣井或注入井正常生產需要。
發明內容
本發明需要解決的技術問題就在於克服現有可控注液管上提過
5程中存在的缺陷，提供一種便於下井和上提的可控注液管及可控注液 方法，它通過設置在可控注液管上的打開後不再關閉的壓力打開裝 置，使得可控注液管內、外的連通性大大提高，這樣，在提升可控注 液管時，由於可控注液管內、外保持很好地連通，大大降低了可控注 5 液管的內、外壓力差，保證了皮嚢式封隔器處於收縮狀態，消除了膨 脹的皮嚢式封隔器與井壁的摩擦而導致的皮嚢損壞和皮嚢皮向外翻 巻，大大提高了注液管的提升速度，滿足油井、氣井或注入井的正常 生產需要。
為解決上述問題，本發明採用如下技術方案 io 本發明一種便於下井和上提的可控注液管，包括可控注液管，所
述可控注液管上設置有一個打開後不再關閉的壓力打開裝置，所述壓 力打開裝置打開後，所述可控注液管通過打開的壓力打開裝置和外界
相連通。
本發明所述壓力打開裝置可以為柱塞式壓力打開裝置；所述柱塞 15式壓力打開裝置的結構為通過柱塞安裝銷在可控注液管內安裝有一 個柱塞，所述柱塞和可控注液管管壁之間設置有密封圈，柱塞下方的 可控注液管和外界相連通。
或者，本發明所述壓力打開裝置可以為膜片式壓力打開裝置；所 述膜片式壓力打開裝置的結構為在可控注液管內設置有一個壓力破 20裂膜片，壓力破裂膜片下方的可控注液管和外界相連通。
或者，本發明所述壓力打開裝置可以為斷裂式壓力打開裝置；所 述斷裂式壓力打開裝置的結構為可控注液管尾端為封閉端，所述可 控注液管上^:置有一圈斷裂環，所述斷裂環處的管壁厚度為可控注液 管管壁厚度的5/6-1/10。 25 再或者，本發明所述壓力打開裝置可以為脹裂式壓力打開裝置； 所述脹裂式壓力打開裝置的結構為可控注液管尾端為封閉端，所述 可控注液管設置有一段脹裂管。
為了使用方便，本發明所述壓力打開裝置安裝於靠近所述可控注液管的尾端的位置。
為了防止所述壓力打開裝置留在井中，本發明所述壓力打開裝置 下方設置有一個壓力打開裝置收集罩，所述收集罩為多孔式收集罩。
為了實現可控注液，本發明所述可控注液管上設置有皮嚢式封隔 5 器，所述皮嚢的內腔與注液管相連通。所述可控注液管上設置有節流
裝置。所述節流裝置為節流孔，所述節流孔的直徑為0.2mm 5mm。 本發明同時提供了一種可控注液方法，包括 向油井、氣井或注入井內布設帶壓力打開裝置的可控注液管； 按設定壓力向所述可控注液管內灌送設定流量的注入介質，注液 丄o 壓力小於壓力打開裝置的打開壓力；^使所述可控注液管上的皮嚢式封
隔器膨脹，將可控注液管與井壁之間的環空分隔成各自封閉的封隔區
段；
繼續向可控注液管內灌送注入介質，通過節流裝置向每個封隔區 段注液，使每個封隔區段獲得設定的注入介數量； 15 當注液量達到要求後，將注液壓力提高到超過壓力打開裝置的打
開壓力，直到壓力打開裝置打開，保持可控注液管和外界很好地相連 通；
等待一段時間，使可控注液管內、外液面基本相同，上提注液管。 由於本發明可控注液管上設置有打開後不再關閉的壓力打開裝
20 置，注液完畢後，加大可控注液管內的壓力達到並超過壓力打開裝置 的打開壓力，使壓力打開裝置打開，使得可控注液管內、外很好地連 通。這樣，在提升可控注液管時，由於可控注液管內、外很好地相連 通，大大降低了可控注液管的內、外壓力差，保證了皮嚢式封隔器處 於收縮狀態，消除了膨脹的皮嚢式封隔器與井壁的摩擦而導致的皮嚢
25 損壞和皮嚢皮向外翻巻，大大提高了注液管的提升速度，滿足油井、 氣井或注入井的正常生產需要。
另外，由於本發明可控注液管上設置有皮嚢式封隔器，注液時， 由於注液過程中節流裝置存在4艮大的流動阻力，形成了注液管內、外壓差，所述皮嚢式封隔器在注液管內、外壓差的作用下膨3長將注液管 與井壁之間的環空分隔成各自封閉的封隔區段，這樣就隔斷了注入介 質在注液管和井壁之間的環空內的竄流，保證各區段可控注液。
通過設置可控注液管上的皮嚢式封隔器的數量和位置，可以控制 5 向油井、氣井或注入井中注入的注入介質的位置；通過設置注液管上 的節流裝置的數量和流動阻力參數，可以控制各封隔區段需要的注入
介質的注入量；因而本發明所述可控注液管可以實現向不同地層或同 一地層的不同區段中注入的注入介質的數量可控，即實現可控注液。 本發明所述可控注液管便於下井和提升，使用靈活，操作簡單， 丄o 注液浪費小，費用低，因此具有廣闊的應用前景。
圖1為現有^f支術中帶皮囊式封隔器的可控注液管結構示意圖。 圖2為本發明所述皮嚢式封隔器的安裝結構示意圖。 圖3為本發明所述帶壓力打開裝置的可控注液管結構示意圖。 丄5 圖4為本發明所述柱塞式壓力打開裝置結構示意圖。
圖5為本發明所述膜片式壓力打開裝置結構示意圖。 圖6為本發明所述斷裂式壓力打開裝置結構示意圖。 圖7為本發明所述脹裂式壓力打開裝置結構示意圖。
具體實施例方式
20 實施例1 可控注液管結構
如圖3所示，本發明一種〗更於下井和上4是的可控注液管，包括可 控注液管1,為了可控注液，本發明所述可控注液管上設置有節流孔， 所述節流孔的直徑為0.2mm~5mm,由於節流孔直徑太小，圖3中未 畫出節流孔，(圖2中標示出了節流孔5),圖3中黑色箭頭方向為通 25 過節流孔的注液方向。為了隔斷注入介質在注液管和井壁之間的環空 內的竄流，保證可控注液，本發明所述可控注液管上設置有皮嚢式封 隔器2,如圖2所示，所述皮嚢式封隔器的皮嚢的內腔21與注液管 相連通。為了方便上4是可控注液管，本發明所述可控注液管上i殳置有
8一個打開後不再關閉的壓力打開裝置3,當可控注液管內的壓力達到 或超過壓力打開裝置的打開壓力時，壓力打開裝置自動打開，保證可 控注液管內、外^艮好地連通。為了防止壓力打開裝置打開後其部件掉 入油井、氣井或注入井中，本發明所述壓力打開裝置下方設置有一個 5 壓力打開裝置收集罩4，打開後的壓力打開裝置部件落入壓力打開裝 置收集罩內，所述收集罩為多孔狀收集罩。
如圖4所示，本發明所述壓力打開裝置為柱塞式壓力打開裝置； 通過柱塞安裝銷31在可控注液管內安裝有一個柱塞32,所述柱塞和 可控注液管管壁之間設置有密封圈33，柱塞下方的可控注液管和外 io 界相連通。圖4中箭頭方向為加壓方向，當可控注液管內的壓力超過 柱塞安裝銷所能承受的壓力時，柱塞安裝銷被打斷，柱塞被打到壓力 打開裝置收集罩內，可控注液管和外界很好地相連通。這樣，在提升 可控注液管時，由於可控注液管內、外4艮好地相連通，大大地降低了 可控注液管的內、外壓力差，便於注液管從油井、氣井或注入井中提
15 出。
實施例2 可控注液管結構
如圖3所示，本發明一種^^於下井和上衝是的可控注液管，包括可 控注液管1,為了可控注液，本發明所述可控注液管上設置有節流孔， 所述節流孔的直徑為0.2mm 5mm，由於節流孔直徑太小，圖3中未
20 畫出節流孔，(圖2中標示出了節流孔5),圖3中黑色箭頭方向為通 過節流孔的注液方向。為了隔斷注入介質在注液管和井壁之間的環空 內的竄流，保證可控注液，本發明所述可控注液管上^L置有皮嚢式封 隔器2,如圖2所示，所述皮嚢式封隔器的皮嚢的內腔21與注液管 相連通。為了方便上提可控注液管，本發明所述可控注液管上設置有
25 —個打開後不再關閉的壓力打開裝置3,當可控注液管內的壓力達到 或超過壓力打開裝置的打開壓力時，壓力打開裝置自動打開，保證可 控注液管內、外4艮好地連通。為了防止壓力打開裝置打開後其部件掉 入油井、氣井或注入井中，本發明所述壓力打開裝置下方設置有一個壓力打開裝置收集罩4，打開後的壓力打開裝置部件落入壓力打開裝 置收集罩內，所述收集罩為網狀收集罩。
如圖5所示，本發明所述壓力打開裝置為膜片式壓力打開裝置； 在可控注液管內設置有一個壓力破裂膜片34,壓力破裂膜片下方的 5 可控注液管和外界相連通。圖5中箭頭方向為加壓方向，當可控注液 管內的壓力超過壓力破裂膜片所能承受的壓力時，壓力破裂膜片被打 破，可控注液管和外界4艮好地相連通。這樣，在提升可控注液管時， 由於可控注液管內、外很好地相連通，大大地降低了可控注液管的內、 外壓力差，便於注液管從油井、氣井或注入井中提出。
io實施例3 可控注液管結構
如圖3所示，本發明一種便於下井和上提的可控注液管，包括可 控注液管1，為了可控注液，本發明所述可控注液管上設置有節流孔， 所述節流孔的直徑為0.2mm 5mm，由於節流孔直徑太小，圖3中未 畫出節流孔，(圖2中標示出了節流孔5)，圖3中黑色箭頭方向為通
15 過節流孔的注液方向。為了隔斷注入介質在注液管和井壁之間的環空 內的竄流，保證可控注液，本發明所述可控注液管上設置有皮嚢式封 隔器2,如圖2所示，所述皮嚢式封隔器的皮嚢的內腔21與注液管 相連通。為了方便上提可控注液管，本發明所述可控注液管上設置有 一個打開後不再關閉的壓力打開裝置3，當可控注液管內的壓力達到
20 或超過壓力打開裝置的打開壓力時，壓力打開裝置自動打開，保證可 控注液管內、外很好地連通。為了防止壓力打開裝置打開後其部件掉 入油井、氣井或注入井中，本發明所述壓力打開裝置下方設置有一個 壓力打開裝置收集罩4,打開後的壓力打開裝置部件落入壓力打開裝 置收集罩內，所述收集罩為多孔狀收集罩。
25如圖6所示，本發明所述壓力打開裝置為斷裂式壓力打開裝置；
可控注液管尾端為封閉端，在靠近可控注液管尾端的可控注液管上設
置有一圈斷裂環35,所述斷裂環處的管壁厚度為可控注液管管壁厚 度的5/6-1/10。圖6中箭頭方向為加壓方向，當可控注液管內的壓力超過斷裂環所能承受的壓力時，可控注液管從斷裂環處斷開，可控注 液管和外界糹艮好地相連通。斷開的可控注液管落入壓力打開裝置收集 罩內。這樣，在提升可控注液管時，由於可控注液管內、外^艮好得相 連通，大大地降低了可控注液管的內、外壓力差，便於注液管從油井、 5 氣井或注入井中提出。
實施例4 可控注液管結構
如圖3所示，本發明一種便於下井和上提的可控注液管，包括可 控注液管1,為了可控注液，本發明所述可控注液管上設置有節流孔， 所述節流孔的直徑為0.2mm~5mm,由於節流孔直徑太小，圖3中未
10 畫出節流孔，(圖2中標示出了節流孔5),圖3中黑色箭頭方向為通 過節流孔的注液方向。為了隔斷注入介質在注液管和井壁之間的環空 內的竄流，保證可控注液，本發明所述可控注液管上設置有皮嚢式封 隔器2,如圖2所示，所述皮嚢式封隔器的皮嚢的內腔21與注液管 相連通。為了方便上提可控注液管，本發明所述可控注液管上設置有
15 —個打開後不再關閉的壓力打開裝置3，當可控注液管內的壓力達到 或超過壓力打開裝置的打開壓力時，壓力打開裝置自動打開，保證可 控注液管內、外4艮好地連通。為了防止壓力打開裝置打開後其部件掉 入油井、氣井或注入井中，本發明所述壓力打開裝置下方設置有一個 壓力打開裝置收集罩4，打開後的壓力打開裝置部件落入壓力打開裝
20置收集罩內，所述收集罩為多孔狀收集罩。
如圖7所示，本所述壓力打開裝置為脹裂式壓力打開裝置；可控 注液管尾端為封閉端，靠近可控注液管尾端的可控注液管為脹裂管 36。圖7中箭頭方向為加壓方向，當可控注液管內的壓力超過脹裂管 所能承受的壓力時，可控注液管從脹裂管處脹裂，可控注液管和外界
25 很好地相連通。脹裂的碎片落入壓力打開裝置收集罩內。這樣，在提 升可控注液管時，由於可控注液管內、夕卜很好地相連通，大大地降低 了可控注液管的內、外壓力差，^使於注液管AU由井、氣井或注入井中 提出。
ii由於本發明實施例1、 2、 3和4所述的可控注液管上設置有打開 後不再關閉的壓力打開裝置，注液完畢後，加大可控注液管內的壓力 達到並超過壓力打開裝置的打開壓力，使壓力打開裝置打開，使得可 控注液管內、夕卜很好地連通。這樣，在提升可控注液管時，由於可控
5 注液管內、外^艮好地相連通，大大降低了可控注液管的內、外壓力差，
保證了皮嚢式封隔器處於收縮狀態，消除了膨脹的皮嚢式封隔器與井 壁的摩擦而導致的皮嚢損壞和皮嚢皮向外翻巻，大大提高了注液管的 提升速度，滿足油井、氣井或注入井的正常生產需要。
另外，由於本發明實施例1、 2、 3和4所述的可控注液管上設置 io 有皮嚢式封隔器，注液時，由於注液過程中節流裝置存在很大的流動 阻力，形成了注液管內、外壓差，所述皮嚢式封隔器在注液管內、外 壓差的作用下膨脹將注液管與井壁之間的環空分隔成各自封閉的封 隔區段，這樣就隔斷了注入介質在注液管和井壁之間的環空內的竄 流， 保證各區段可控注液。 15 通過設置可控注液管上的皮嚢式封隔器的數量和位置，可以控制
向油井、氣井或注入井中注入的注入介質的位置；通過設置注液管上 的節流裝置的數量和流動阻力參數，可以控制各封隔區段需要的注入 介質的注入量；因而本發明實施例1、 2、 3和4所述的所述可控注液 管可以實現向不同地層或同一地層的不同區^:中注入的注入介質的
20 數量可控，即實現可控注液。
本發明實施例1、 2、 3和4所述可控注液管便於下井和提升，使 用靈活，操作簡單，注液浪費小，費用低，因此具有廣闊的應用前景。 實施例5 可控注液方法
向油井、氣井或注入井內布設帶壓力打開裝置的可控注液管； 25按設定壓力向所述可控注液管內灌送設定流量的注入介質，注液 壓力小於壓力打開裝置的打開壓力，使所述可控注液管上的皮嚢式封 隔器膨脹，將可控注液管與井壁之間的環空分隔成各自封閉的封隔區 段；繼續向可控注液管內灌送注入介質，通過節流孔向每個封隔區段
注液，使每個封隔區段獲得設定的注入介數量；
當注液量達到要求後，將注液壓力提高到超過壓力打開裝置的打 開壓力，直到壓力打開裝置打開，保持可控注液管和外界很好地相連
5 通；
等待一段時間，使可控注液管內、外液面基本相同，上提可控注 液管。可控注液管提升速度能夠滿足油井、氣井或注入井的正常生產需要。
最後應說明的是以上實施例僅用以說明本發明而並非限制本發 io明所描述的技術方案；因此，儘管本說明書參照上述的各個實施例對 本發明已進行了詳細的說明，但是，本領域的普通技術人員應當理解， 仍然可以對本發明進行修改或等同替換；而一切不脫離本發明的精神 和範圍的技術方案及其改進，均應涵蓋在本發明的權利要求範圍中。
1權利要求
1、一種便於下井和上提的可控注液管，包括可控注液管，其特徵在於所述可控注液管上設置有一個打開後不再關閉的壓力打開裝置，所述壓力打開裝置打開後，所述可控注液管通過壓力打開裝置和外界相連通。
2、 如權利要求1所述的便於下井和上提的可控注液管，其特徵在於所述壓力打開裝置為柱塞式壓力打開裝置；所述柱塞式壓力打開裝置的結構為通過柱塞安裝銷在可控注液管內安裝有一個柱塞，柱塞下方的可控注液管和外界相連通。
3、如權利要求2所述的便於下井和上提的可控注液管，其特徵在於所述柱塞和可控注液管管壁之間設置有密封圈。
4、 如權利要求1所述的便於下井和上提的可控注液管，其特徵在於所述壓力打開裝置為膜片式壓力打開裝置；所述膜片式壓力打開裝置的結構為在可控注液管內設置有一個壓力破裂膜片，壓力破 裂膜片下方的可控注液管和外界相連通。
5、 如權利要求1所述的便於下井和上提的可控注液管，其特徵在於所述壓力打開裝置為斷裂式壓力打開裝置；所述斷裂式壓力打開裝置的結構為可控注液管尾端為封閉端，所述可控注液管上設置有一圈斷裂環，所述斷裂環處的管壁厚度為可控注液管管壁厚度的20 5/6-1/10。
6、 如權利要求1所述的便於下井和上提的可控注液管，其特徵在於所述壓力打開裝置為脹裂式壓力打開裝置；所述脹裂式壓力打開裝置的結構為可控注液管尾端為封閉端，所述可控注液管設置有一段脹裂管。
7、如權利要求l-6之任一所述的便於下井和上提的可控注液管，其特徵在於所述壓力打開裝置安裝於靠近所述可控注液管的尾端的位置。
8、如權利要求7所述的便於下井和上提的可控注液管，其特徵在於所述壓力打開裝置下方"i殳置有一個壓力打開裝置收集罩，所述收集罩為多孔式收集罩。
9、 如權利要求8所述的便於下井和上提的可控注液管，其特徵在於所述可控注液管上設置有皮嚢式封隔器，所述皮嚢的內腔與注 液管相連通。
10、 如權利要求9所述的便於下井和上提的可控注液管，其特徵在於所述可控注液管上設置有節流裝置。
11、 如權利要求10所述的便於下井和上提的可控注液管，其特徵在於所述節流裝置為節流孔，所述節流孔的直徑為0.2mm 5mm。
12、 一種可控注液方法，其特徵在於，包括向油井、氣井或注入井內布設帶壓力打開裝置的可控注液管；按設定壓力向所述可控注液管內灌送設定流量的注入介質，注液壓力小於壓力打開裝置的打開壓力；使所述可控注液管上的皮嚢式封隔器膨脹，將可控注液管與井壁之間的環空分隔成各自封閉的封隔區 段；繼續向可控注液管內灌送注入介質，通過節流裝置向每個封隔區段注液，使每個封隔區段獲得設定的注入介數量；當注液量達到要求後，將注液壓力提高到超過壓力打開裝置的打開壓力，直到壓力打開裝置打開，保持可控注液管和外界很好地相連 通；等待一段時間，使可控注液管內、外液面基本相同，上提注液管。全文摘要
本發明公開了一種便於下井和上提的可控注液管及可控注液方法，包括可控注液管，所述可控注液管上設置有一個打開後不再關閉的壓力打開裝置，所述壓力打開裝置打開後，所述可控注液管通過壓力打開裝置和外界很好地相連通。這樣，在提升可控注液管時，由於可控注液管內、外很好地相連通，大大地降低了可控注液管的內、外壓力差，保證了皮囊式封隔器處於收縮狀態，消除了膨脹的皮囊式封隔器與井壁的摩擦而導致的皮囊損壞和皮囊皮向外翻卷，便於注液管從油井、氣井或注入井中提出，大大提高了注液管的提升速度，滿足油田正常生產需要。本發明所述可控注液管便於下井和上提，使用靈活，操作簡單，注液浪費小，費用低，並可實現可控注液。
文檔編號E21B43/27GK101498199SQ200910119548
公開日2009年8月5日 申請日期2009年3月13日 優先權日2009年3月13日
發明者吳建昌, 泳 薛, 裴柏林 申請人:安東石油技術(集團)有限公司