一種一趟管柱多層循環充填防砂裝置製造方法
2023-12-09 15:58:01
一種一趟管柱多層循環充填防砂裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種一趟管柱多層循環充填防砂裝置，它包括外管柱和插入其內部的服務管柱，服務管柱包括對接管柱和充填服務管柱，對接管柱包括衝管Ⅰ、對接器和隔液管Ⅰ，對接器與衝管Ⅰ下端固定連接，隔液管Ⅰ環繞在衝管Ⅰ和對接器的外側並與兩者環空設置，通過該環空通道進行反洗井和向上返送攜砂液的液體，隔液管Ⅰ可以確保與其它油層的隔離，防止反洗井時井液進入地層，造成油層的汙染；充填服務管柱包括自上向下順次連接的雙通體、彈性機構、下密封杆、衝管Ⅱ和封堵下層密封機構，雙通體與對接器連接，衝管Ⅱ上設置有水眼，只採用一趟管柱可以實現多段充填，簡化施工程序，節約時間和成本，不動管柱即可進行反洗井。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種石油開採井防砂工具，尤其是一種一趟管柱多層循環充填防 砂裝置。 一種一趟管柱多層循環充填防砂裝置
【背景技術】
[0002] 在油田中，油井一般分為直井、斜井和水平井。直井為設計軌道是一條鉛垂直的 井，經井斜角接近0 ;斜井為連接地面和地下巷道的有一定傾斜角度的井筒；水平井為井斜 角達到或接近90°，井深沿著水平方向鑽進的井。
[0003] 目前，油井多為長井段、多油層及水平井，充填過程中需多次下入管柱，防砂周期 長，費用高，全井段充填防砂時，由於地層各部分性質不同，充填效果差，本發明採用的工藝 將油層根據不同特性分為若干層，進行分層充填防砂，提高防砂效果，一趟管柱下入，即可 實現多層充填作業，節省作業時間，可以先加砂擠壓，壓力擴散後，進行循環充填，不動管柱 即可進行反洗井，簡單、易操作，內含隔液管，充填任何一層時，確保與其它層的隔離，防止 反洗井時井液進入地層，造成油層的汙染，這就是現有技術所存在的不足之處。
【發明內容】
[0004] 本實用新型要解決的技術問題，就是針對現有技術所存在的不足，而提供一種一 趟管柱多層循環充填防砂裝置，該裝置採用一趟管柱可以實現多層充填，簡化了施工程序， 並可以避免反洗井時對油層造成汙染。
[0005] 本方案是通過如下技術措施來實現的：該一趟管柱多層循環充填防砂裝置包括外 管柱和插入其內部的服務管柱，所述服務管柱包括對接管柱和充填服務管柱，所述對接管 柱包括衝管I、對接器和隔液管I，所述對接器與衝管I下端固定連接，所述隔液管I環繞 在衝管I和對接器的外側並與兩者環空設置；所述充填服務管柱包括自上向下順次連接的 雙通體、彈性機構、下密封杆、衝管II和封堵下層密封機構，雙通體與對接器連接，衝管II上 設置有水眼。
[0006] 上述彈性機構包括彈性套和支撐彈性套的連接杆，連接杆的兩端分別與雙通體和 下密封杆螺紋連接，通過連接杆將雙通體和下密封杆相連。
[0007] 上述雙通體上設置有夾壁腔和內充填孔，夾壁腔和內充填孔相互獨立且不相通， 以形成充填防砂和反清洗兩個獨立的通道，所述雙通體的下端設置有單流閥I，下密封杆 的下端設置有單流閥II，單流閥I使液體只能向上流動，不能向下流動，單流閥II使液體只 能向上返出，不能向下流動，將管內的砂粒洗出井口，直至井口不見砂粒。
[0008] 上述彈性套的外側面上設置有臺階，雙通體在外管柱內往復移動時，通過該臺階 與開關滑套上的凹槽配合克服彈簧的作用力，帶動開關滑套移動，使內充填孔與外充填孔 對正，進行充填防砂作業，當臺階與凹槽脫離後，在彈簧作用力下，開關滑套復位，使內充填 孔與外充填孔錯開，停止充填防砂。
[0009] 上述外管柱內設置有封隔器，所述封隔器將外套管分隔為多個充填段，最下方的 充填段的下端固定連接有絲堵，每個充填段內設置有封隔器、充填滑套、篩管和密封筒，所 述封隔器和充填滑套設置在上密封筒和下密封筒之間。
[0010] 上述充填滑套包括充填筒以及設置在充填筒內部的開關滑套和彈簧，所述充填筒 上設置有外充填孔，開關滑套的內側面設置有與所述臺階匹配的凹槽，以方便臺階通過凹 槽帶動開關滑套移動。開關滑套可以在彈簧的作用下關閉，同時，臺階通過凹槽帶動開關滑 套移動，對開關滑套的關閉起到雙重保險作用。若一次關閉不成功，可多次上提下放臺階， 臺階通過凹槽帶動開關滑套關閉。
[0011] 上述封堵下層密封機構內設置有隔液管II，隔液管II可以確保與其它油層的隔 離，防止反洗井時井液進入地層，造成油層的汙染。
[0012] 上述外管柱與隔液管I環空設置，既能完成反洗井作業，而且充填任何一層油層 時，隔液管I可以確保與其它油層的隔離，防止反洗井時井液進入地層，造成油層的汙染。
[0013] 本方案的有益效果可根據對上述方案的敘述得知，該一趟管柱多層循環充填防砂 裝置中，服務管柱包括對接管柱和充填服務管柱，所述對接管柱包括衝管I、對接器和隔液 管I，所述對接器與衝管I下端固定連接，所述隔液管I環繞在衝管I和對接器的外側並 與兩者環空設置，通過該環空通道進行反洗井和向上返送攜砂液的液體，在充填任何一層 油層時，隔液管I可以確保與其它油層的隔離，防止反洗井時井液進入地層，造成油層的汙 染；所述充填服務管柱包括自上向下順次連接的雙通體、彈性機構、下密封杆、衝管II和封 堵下層密封機構，雙通體與對接器連接，衝管II上設置有水眼，採用這種結構後，只採用一 趟管柱可以實現多段充填，簡化施工程序，節約時間和成本，並且不動管柱即可進行反洗 井，結構簡單，施工方便。由此可見，本實用新型與現有技術相比，具有實質性特點和進步， 其實施的有益效果也是顯而易見的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014] 圖1為本實用新型【具體實施方式】的結構示意圖。
[0015] 圖2為充填服務管柱的結構示意圖。
[0016] 圖3為充填滑套的結構示意圖。
[0017] 圖4為雙通體的結構示意圖。
[0018] 圖中，1-隔液管II，2 -衝管II，3-單流閥II，4 一下密封杆，5 -彈性套，6 -雙通 體，7 -對接器，8 -衝管I，9 一隔液管I，10 -絲堵，11 一篩管，12 -密封筒，13 -充填滑 套，14 一層間隔尚封隔器，15 -密封筒，16 -篩管，17 -充填滑套，18 -頂部封隔器，19 一 內充填孔，20 -外充填孔，21 -臺階，22 -雙通體，23 -單流閥I，24 -夾壁腔，25 -上密 封筒，26 -開關滑套，27 -凹槽，28 -充填筒，29 -彈簧，30 -下密封筒，31 -扶正塊，32 - 連接杆。
【具體實施方式】
[0019] 為能清楚說明本方案的技術特點，下面通過【具體實施方式】，並結合其附圖，對本方 案進行闡述。
[0020] -種一趟管柱多層循環充填防砂裝置，如圖所示，它包括外管柱和插入其內部的 服務管柱，所述服務管柱包括對接管柱和充填服務管柱，所述對接管柱包括衝管I 8、對接 器7和隔液管I 9,所述對接器7與衝管I 8下端固定連接，所述隔液管I 9環繞在衝管I 8 和對接器7的外側並與兩者環空設置，外管柱與隔液管I 9環空設置。
[0021] 其中，充填服務管柱包括自上向下順次連接的雙通體6、彈性機構、下密封杆4、衝 管II 2和封堵下層密封機構，雙通體6與對接器7連接，衝管II 2上設置有水眼，封堵下層 密封機構內設置有隔液管II 1。該彈性機構包括彈性套5和支撐彈性套5的連接杆32,連 接杆32的兩端分別與雙通體6和下密封杆4螺紋連接，通過連接杆32將雙通體6和下密 封杆4連接成一體。
[0022] 彈性套5的外側面上設置有臺階21，所述雙通體6上設置有夾壁腔24和內充填孔 19,夾壁腔24和內充填孔19相互獨立且不相通，所述雙通體6的下端設置有單流閥I 23， 下密封杆4的下端設置有單流閥II 3。
[0023] 外管柱內設置有層間隔離封隔器14,所述封隔器14將外套管分隔為多個充填段， 最下方的充填段的下端固定連接有絲堵10,每個充填段內設置有封隔器、充填滑套13、篩 管和密封筒，所述封隔器和充填滑套13設置在上密封筒25和下密封筒30之間，具體來說， 最上層油層頂端的封隔器為頂部封隔器18,相鄰兩油層之間的封隔器為層間隔離封隔器 14,層間隔離封隔器14的上下兩端均設置有密封筒。
[0024] 充填滑套13包括充填筒28以及設置在充填筒28內部的開關滑套26和彈簧29， 所述充填筒28上設置有外充填孔20,開關滑套26的內側面設置有與所述臺階21匹配的凹 槽27。
[0025] 充填下油層時，層間隔離封隔器14座封好之後，下放服務管柱上的雙通體6至充 填位置，此時，由彈性套5將充填滑套13上的開關滑套26打開，內充填孔19和外充填孔20 相對應，從油管內打壓，攜砂液經過衝管I 8、對接器7、雙通體6的內充填孔19及充填滑套 13上的外充填孔20向油層內充填，攜砂液流經至篩管11，沙粒被篩管11擋在外面，攜砂 液的液體由篩管11流經衝管II 2上的水眼，經雙通體6的夾壁腔24流經至隔液管I 9與 衝管I 8之間的環空通道流至井口。當攜砂液不斷從油管內向下油層充砂時，壓力表達到 14-16MPa，表明下油層已充填完成。
[0026] 反洗井：下油層充填完成後，進行反洗井，從隔液管I 9與衝管I 8之間的環空通 道打壓注水，液體由環空通道進入到雙通體6的夾壁腔24內，因雙通體6下端有單流閥II 3 (液體流經單流閥II 3處，只能上返，不能經單流閥II 3向下流入油層)，所以液體只能通過 雙通體6、經過對接器7和衝管I 8內通道向上返出，將管內的砂粒洗出井口，直至井口不見 砂。
[0027] 下油層充填完畢之後，上提服務管柱的雙通體6,進行中間油層的充填防砂作業和 反洗井作業即可，充填防砂作業和反洗井作業過程同上。
[0028] 充填最上層油層時：中間油層充填完畢之後，上提服務管柱的雙通體6,由彈性套 5將充填滑套13上的開關滑套26打開，使充填滑套13上的外充填孔20與雙通體6的內充 填孔19相對應，從油管內打壓，攜砂液經過衝管I 8、對接器7、雙通體6的內充填孔19及 充填滑套13上的外充填孔20向上油層內充填，攜砂液流經至篩管16,沙粒被篩管16擋在 外面，攜砂液的液體由篩管16流經衝管II 2的水眼，經過雙通體6,由雙通體6的夾壁腔24 經隔液管I9與衝管I8之間的環空通道以及外套管與隔液管I9環空通道流至井口。當 攜砂液不斷從油管內向上油層充砂時，壓力表達到14_16MPa，表明下油層已充填完成。
[0029] 反洗井：從隔液管I 9與衝管I 8的環空通道和外套管與隔液管I 9的環空通道 內反循環注水打壓，液體由兩個環空通道進入到雙通體6的夾壁腔24內，因雙通體6下端 有單流閥II 3,液體流經單流閥II 3處，只能上返，不能經單流閥II 3向下流入油層，所以液 體只能通過服務管柱通道向上返出，將管內的砂粒洗出井口，直至井口不見砂。
[0030] 本實用新型的優點：
[0031] 1. 一趟管柱實現多段充填，多油層充填時只需延長外管柱的長度即可，簡化施工 程序、節約時間和成本；
[0032] 2.不動管柱即可進行反洗井，結構簡單，施工方便；
[0033] 3.提高防砂效果，延長防砂周期，節省作業時間；
[0034] 4.內含隔液管，充填任何一層時，確保與其它層的隔離，防止反洗井時井液進入地 層，造成油層的汙染。
[0035] 本實用新型中未經描述的技術特徵可以通過現有技術實現，在此不再贅述。以上 所述僅為本實用新型的較佳實施例，本實用新型並不僅限於上述【具體實施方式】，本領域普 通技術人員在本實用新型的實質範圍內做出的變化、改型、添加或替換，也應屬於本實用新 型的保護範圍。
【權利要求】
1. 一種一趟管柱多層循環充填防砂裝置，它包括外管柱和插入其內部的服務管柱，其 特徵是：所述服務管柱包括對接管柱和充填服務管柱，所述對接管柱包括衝管I、對接器和 隔液管I，所述對接器與衝管I下端固定連接，所述隔液管I環繞在衝管I和對接器的外 側並與兩者環空設置；所述充填服務管柱包括自上向下順次連接的雙通體、彈性機構、下密 封杆、衝管II和封堵下層密封機構，雙通體與對接器連接，衝管II上設置有水眼。
2. 根據權利要求1所述的一趟管柱多層循環充填防砂裝置，其特徵是：所述彈性機構 包括彈性套和支撐彈性套的連接杆，連接杆的兩端分別與雙通體和下密封杆螺紋連接。
3. 根據權利要求1所述的一趟管柱多層循環充填防砂裝置，其特徵是：所述雙通體上 設置有夾壁腔和內充填孔，夾壁腔和內充填孔相互獨立且不相通，所述雙通體的下端設置 有單流閥I，下密封杆的下端設置有單流閥Π 。
4. 根據權利要求2所述的一趟管柱多層循環充填防砂裝置，其特徵是：所述彈性套的 外側面上設置有臺階。
5. 根據權利要求1、2或3所述的一趟管柱多層循環充填防砂裝置，其特徵是：所述外 管柱內設置有封隔器，所述封隔器將外套管分隔為多個充填段，最下方的充填段的下端固 定連接有絲堵，每個充填段內設置有封隔器、充填滑套、篩管和密封筒，所述封隔器和充填 滑套設置在上密封筒和下密封筒之間。
6. 根據權利要求5所述的一趟管柱多層循環充填防砂裝置，其特徵是：所述充填滑套 包括充填筒以及設置在充填筒內部的開關滑套和彈簧，所述充填筒上設置有外充填孔，開 關滑套的內側面設置有與所述臺階匹配的凹槽。
7. 根據權利要求1、2或3所述的一趟管柱多層循環充填防砂裝置，其特徵是：所述封 堵下層密封機構內設置有隔液管II。
8. 根據權利要求5所述的一趟管柱多層循環充填防砂裝置，其特徵是：所述外管柱與 隔液管I環空設置。
【文檔編號】E21B21/00GK203847076SQ201420085442
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年2月27日 優先權日:2014年2月27日
【發明者】孔利生 申請人:孔利生