水平井礫石充填管柱的製作方法

2023-09-20 02:11:35 4

專利名稱：水平井礫石充填管柱的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種油氣開發完井施工作業中的礫石充填裝置，尤其是涉及一種水平井礫石充填管柱。
背景技術：
水平井完井施工作業礫石充填過程中由於重力的作用，導致礫石下沉，攜砂液的流動狀態和礫石沉積的規律完全不同於直井的礫石充填。在水平井礫石充填施工過程中，當攜砂液進入水平井段後，隨著流通面積增大，液體紊流強度和攜砂能力下降，同時工作液的濾失也很嚴重，當礫石的沉降速度大於液體的流速時，礫石就在水平段逐步形成分離的·「沙丘」，當「沙丘」達到一定高度時，就會導致環空形成砂石橋堵，阻擋攜砂液前行，使礫石充填作業過早終止，造成礫石充填不滿或充填不到位，甚至很長一部分井段得不到充填，使地層砂得不到完全有效地控制，最終導致水平井的開發效果差。

實用新型內容為了克服現有水平井礫石充填不滿或充填不到位，使地層砂得不到有效控制，導致水平井的開發效果差的不足，本實用新型提供一種水平井礫石充填管柱。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是固井管柱包括套管和篩管，套管位於垂直井段、篩管位於水平井段，水平井礫石充填管柱包括油管、洩油器、衝管、礫石充填工具，油管、洩油器、油管、壓力控制閥、衝管、壓力控制閥、衝管、礫石充填工具由上至下依次連接；壓力控制閥安裝在油管與礫石充填工具之間；2個或2個以上的壓力控制閥位於水平井段的篩管內。水平井礫石充填管柱中的壓力控制閥，包括上接頭、基管、下接頭，上接頭和下接頭分別固定安裝在基管的上、下兩端，基管外圓中部由上至下為螺紋、花鍵、上凸臺、下凸臺，上凸臺與下凸臺之間有一段管體，管體的長度大於皮碗的長度。上凸臺上方的基管外圓由下至上依次安裝有皮碗、彈簧、預緊螺母；皮碗的碗口朝下，碗底卡在上凸臺的上方，皮碗可以沿花鍵滑動；預緊螺母與基管的螺紋固定連接；基管的下凸臺下方固定安裝有扶正器。扶正器的外徑大於皮碗的外徑，扶正器的材質為聚四氟乙烯。本實用新型的有益效果是，結構合理，充填效果好，能夠有效避免因礫石充填施工中過早形成砂橋，給礫石充填防砂完井作業帶來的風險，保障水平井的開發效果。

圖I是本實用新型水平井礫石充填管柱結構示意圖。圖2是本實用新型水平井礫石充填管柱中的壓力控制閥結構示意圖。圖中1.套管，2.洩油器，3.油管，4.壓力控制閥，5.篩管，6.衝管，7.礫石充填工具，11.上接頭，12.基管，13.預緊螺母，14.彈簧，15.皮碗，16.扶正器，17.下接頭，18.螺紋，19.花鍵，20.上凸臺，21.下凸臺。
具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。但是，本領域技術人員應該知曉的是，本實用新型不限於所列出的具體實施方式
，只要符合本發明的精神，都應該包括於本實用新型的保護範圍內。 參見附圖I。固井管柱包括套管I和篩管5,套管I位於垂直井段、篩管5位於水平井段的目的層。本實用新型水平井礫石充填管柱包括油管3、洩油器2、壓力控制閥4、衝管6、礫石充填工具7，油管3、洩油器2、油管3、壓力控制閥4、衝管6、壓力控制閥4、衝管6、礫石充填工具7由上至下依次連接；壓力控制閥4安裝在油管3與礫石充填工具7之間；2個或2個以上的壓力控制閥4位於水平井段的篩管5內，根據礫石充填水平井段的長度，安裝數量不等的壓力控制閥4，通常壓力控制閥4與衝管6依次間隔連接。參見附圖2。本實用新型水平井礫石充填管柱中的壓力控制閥4，上接頭11和下接頭17分別通過螺紋固定安裝在基管12的上、下兩端。基管12外圓中部由上至下為螺紋18、花鍵19、上凸臺20、下凸臺21，上凸臺20與下凸臺21之間有一段管體，管體的長度大於皮碗15的長度。基管12的上凸臺20上方由下至上依次安裝有皮碗15、彈簧14、預緊螺母13 ;皮碗15的碗口朝下，碗底卡在上凸臺20的上方，皮碗15可以沿花鍵19滑動；預緊螺母13與基管12的螺紋18固定連接。基管12的下凸臺21下方固定安裝有扶正器16，扶正器16的外徑大於皮碗15的外徑，以確保皮碗15不會因擠壓產生變形。通常扶正器16的材質選用聚四氟乙烯。應用本實用新型現場作業時，首先根據充填井段長度及施工作業需要，確定壓力控制閥4的使用數量，然後將壓力控制閥4分別安裝在水平井礫石充填管柱上，再將管柱下入井筒內，確保水平井礫石充填管柱上的壓力控制閥4位於防砂篩管5處。礫石充填作業前，壓力控制閥4上的皮碗15外徑同篩管5內徑在沒有壓力的情況下為間隙配合。礫石充填開始後，來自礫石充填工具7的壓力達到一定值後，皮碗15碗口外漲，緊貼篩管5的內壁，封閉軸向通道；壓力繼續增大推動皮碗15克服彈簧14阻力後，皮碗15沿基管12滑動，露出基管12上花鍵19的槽成為回水通道。礫石充填結束後，完井管柱內壓力減小，皮碗15在彈簧14的作用下，回復原位，皮碗15與篩管5有間隙，便於充填管柱提出井筒。由於在水平井礫石充填管柱上安裝了數個壓力控制閥4，在水平井礫石充填篩管完井施工過程中，能使攜砂液先向礫石充填工具最遠的位置充填，最遠一段礫石充填密集後，回水通道受阻，管內壓力升高，就會開啟相鄰的壓力控制閥4的回水通道。由於幾個壓力控制閥的壓力從礫石充填工具7起，離得越遠，開啟壓力越小，依次由遠而近，攜砂液一段一段充填，濾失，通過壓力限定循環通道回水，最後使水平井段的礫石逐段充實充滿，避免因礫石充填施工中過早形成砂橋，給礫石充填防砂完井作業帶來風險。應該注意的是上述實施例是示例而非限制本實用新型，本領域技術人員將能夠設計很多替代實施例而不脫離本專利的權利要求範圍。
權利要求1.ー種水平井礫石充填管柱，包括油管、洩油器、衝管、礫石充填工具，固井管柱包括套管和篩管，套管位於垂直井段、篩管位於水平井段，其特徵是油管(3)、洩油器(2)、油管(3)、壓カ控制閥(4)、衝管(6)、壓カ控制閥(4)、衝管(6)、礫石充填工具(7)由上至下依次連接；壓力控制閥(4)安裝在油管(3)與礫石充填工具(7)之間；2個或2個以上的壓カ控制閥(4)位於水平井段的篩管(5)內。
2.根據權利要求1所述水平井礫石充填管柱，其特徵是所述壓カ控制閥(4)的上接頭(11)和下接頭(17)分別固定安裝在基管(12)的上、下兩端，基管(12)外圓中部由上至下為螺紋(18)、花鍵(19)、上凸臺(20)、下凸臺(21)，上凸臺(20)與下凸臺(21)之間有ー段管體，管體的長度大於皮碗(15)的長度； 所述上凸臺(20)上方的基管(12)外圓由下至上依次安裝有皮碗(15)、彈簧(14)、預緊螺母(13);皮碗(15)的碗ロ朝下，碗底卡在上凸臺(20)的上方，皮碗(15)可以沿花鍵(19)滑動；預緊螺母(13)與基管(12)的螺紋(18)固定連接； 所述基管(12)的下凸臺(21)下方固定安裝有扶正器(16)。
3.根據權利要求2所述水平井礫石充填管柱，其特徵是所述扶正器(16)的外徑大於皮碗(15)的外徑。
4.根據權利要求3所述水平井礫石充填管柱，其特徵是所述扶正器(16)的材質為聚四氟こ烯。
專利摘要一種水平井礫石充填管柱。為了克服現有水平井礫石充填不滿或充填不到位，導致水平井的開發效果差的不足，本實用新型水平井礫石充填管柱的油管、洩油器、油管、壓力控制閥、衝管、壓力控制閥、衝管、礫石充填工具由上至下依次連接；壓力控制閥安裝在油管與礫石充填工具之間。壓力控制閥的基管外圓的上凸臺上方由下至上依次安裝有皮碗、彈簧、預緊螺母；皮碗的碗口朝下，碗底卡在上凸臺的上方，皮碗可以沿花鍵滑動；預緊螺母與基管的螺紋固定連接；基管的下凸臺下方固定安裝有扶正器。其有益效果是適用於水平井、大斜度井礫石充填篩管完井施工作業，可以使礫石充填的效果更好，避免和減少礫石充填施工作業給防砂完井帶來的風險。
文檔編號E21B43/04GK202755955SQ20122013497
公開日2013年2月27日 申請日期2012年3月31日 優先權日2012年3月31日
發明者鄒治新, 袁照永, 聶上振, 齊月魁, 曲慶利, 楊延徵, 李錦紅, 李娟 , 佟德水, 李勇, 李川 申請人:大港油田集團有限責任公司, 天津大港油田鑽採技術開發公司