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CN203847076U - 一种一趟管柱多层循环充填防砂装置 - Google Patents

一种一趟管柱多层循环充填防砂装置 Download PDF

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SHANDONG RUIFENG PETROLEUM TECHNOLOGY Co Ltd
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Abstract

本实用新型提供了一种一趟管柱多层循环充填防砂装置,它包括外管柱和插入其内部的服务管柱,服务管柱包括对接管柱和充填服务管柱,对接管柱包括冲管Ⅰ、对接器和隔液管Ⅰ,对接器与冲管Ⅰ下端固定连接,隔液管Ⅰ环绕在冲管Ⅰ和对接器的外侧并与两者环空设置,通过该环空通道进行反洗井和向上返送携砂液的液体,隔液管Ⅰ可以确保与其它油层的隔离,防止反洗井时井液进入地层,造成油层的污染;充填服务管柱包括自上向下顺次连接的双通体、弹性机构、下密封杆、冲管Ⅱ和封堵下层密封机构,双通体与对接器连接,冲管Ⅱ上设置有水眼,只采用一趟管柱可以实现多段充填,简化施工程序,节约时间和成本,不动管柱即可进行反洗井。

Description

一种一趟管柱多层循环充填防砂装置
技术领域
本实用新型涉及一种石油开采井防砂工具,尤其是一种一趟管柱多层循环充填防砂装置。
背景技术
在油田中,油井一般分为直井、斜井和水平井。直井为设计轨道是一条铅垂直的井,经井斜角接近0;斜井为连接地面和地下巷道的有一定倾斜角度的井筒;水平井为井斜角达到或接近90°,井深沿着水平方向钻进的井。
目前,油井多为长井段、多油层及水平井,充填过程中需多次下入管柱,防砂周期长,费用高,全井段充填防砂时,由于地层各部分性质不同,充填效果差,本发明采用的工艺将油层根据不同特性分为若干层,进行分层充填防砂,提高防砂效果 ,一趟管柱下入,即可实现多层充填作业,节省作业时间,可以先加砂挤压,压力扩散后,进行循环充填,不动管柱即可进行反洗井,简单、易操作,内含隔液管,充填任何一层时,确保与其它层的隔离,防止反洗井时井液进入地层,造成油层的污染,这就是现有技术所存在的不足之处。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题,就是针对现有技术所存在的不足,而提供一种一趟管柱多层循环充填防砂装置,该装置采用一趟管柱可以实现多层充填,简化了施工程序,并可以避免反洗井时对油层造成污染。
本方案是通过如下技术措施来实现的:该一趟管柱多层循环充填防砂装置包括外管柱和插入其内部的服务管柱,所述服务管柱包括对接管柱和充填服务管柱,所述对接管柱包括冲管Ⅰ、对接器和隔液管Ⅰ,所述对接器与冲管Ⅰ下端固定连接,所述隔液管Ⅰ环绕在冲管Ⅰ和对接器的外侧并与两者环空设置;所述充填服务管柱包括自上向下顺次连接的双通体、弹性机构、下密封杆、冲管Ⅱ和封堵下层密封机构,双通体与对接器连接,冲管Ⅱ上设置有水眼。
上述弹性机构包括弹性套和支撑弹性套的连接杆,连接杆的两端分别与双通体和下密封杆螺纹连接,通过连接杆将双通体和下密封杆相连。
上述双通体上设置有夹壁腔和内充填孔,夹壁腔和内充填孔相互独立且不相通,以形成充填防砂和反清洗两个独立的通道,所述双通体的下端设置有单流阀Ⅰ,下密封杆的下端设置有单流阀Ⅱ,单流阀Ⅰ使液体只能向上流动,不能向下流动,单流阀Ⅱ使液体只能向上返出,不能向下流动,将管内的砂粒洗出井口,直至井口不见砂粒。
上述弹性套的外侧面上设置有台阶,双通体在外管柱内往复移动时,通过该台阶与开关滑套上的凹槽配合克服弹簧的作用力,带动开关滑套移动,使内充填孔与外充填孔对正,进行充填防砂作业,当台阶与凹槽脱离后,在弹簧作用力下,开关滑套复位,使内充填孔与外充填孔错开,停止充填防砂。
上述外管柱内设置有封隔器,所述封隔器将外套管分隔为多个充填段,最下方的充填段的下端固定连接有丝堵,每个充填段内设置有封隔器、充填滑套、筛管和密封筒,所述封隔器和充填滑套设置在上密封筒和下密封筒之间。
上述充填滑套包括充填筒以及设置在充填筒内部的开关滑套和弹簧,所述充填筒上设置有外充填孔,开关滑套的内侧面设置有与所述台阶匹配的凹槽,以方便台阶通过凹槽带动开关滑套移动。开关滑套可以在弹簧的作用下关闭,同时,台阶通过凹槽带动开关滑套移动,对开关滑套的关闭起到双重保险作用。若一次关闭不成功,可多次上提下放台阶,台阶通过凹槽带动开关滑套关闭。
上述封堵下层密封机构内设置有隔液管Ⅱ,隔液管Ⅱ可以确保与其它油层的隔离,防止反洗井时井液进入地层,造成油层的污染。
上述外管柱与隔液管Ⅰ环空设置,既能完成反洗井作业,而且充填任何一层油层时,隔液管Ⅰ可以确保与其它油层的隔离,防止反洗井时井液进入地层,造成油层的污染。
本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知,该一趟管柱多层循环充填防砂装置中,服务管柱包括对接管柱和充填服务管柱,所述对接管柱包括冲管Ⅰ、对接器和隔液管Ⅰ,所述对接器与冲管Ⅰ下端固定连接,所述隔液管Ⅰ环绕在冲管Ⅰ和对接器的外侧并与两者环空设置,通过该环空通道进行反洗井和向上返送携砂液的液体,在充填任何一层油层时,隔液管Ⅰ可以确保与其它油层的隔离,防止反洗井时井液进入地层,造成油层的污染;所述充填服务管柱包括自上向下顺次连接的双通体、弹性机构、下密封杆、冲管Ⅱ和封堵下层密封机构,双通体与对接器连接,冲管Ⅱ上设置有水眼,采用这种结构后,只采用一趟管柱可以实现多段充填,简化施工程序,节约时间和成本,并且不动管柱即可进行反洗井,结构简单,施工方便。由此可见,本实用新型与现有技术相比,具有实质性特点和进步,其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
图1为本实用新型具体实施方式的结构示意图。
图2为充填服务管柱的结构示意图。
图3为充填滑套的结构示意图。
图4为双通体的结构示意图。
图中,1-隔液管Ⅱ,2-冲管Ⅱ,3-单流阀Ⅱ,4-下密封杆,5-弹性套,6-双通体,7-对接器,8-冲管Ⅰ,9-隔液管Ⅰ,10-丝堵,11-筛管,12-密封筒,13-充填滑套,14-层间隔离封隔器,15-密封筒,16-筛管,17-充填滑套,18-顶部封隔器,19-内充填孔,20-外充填孔,21-台阶,22-双通体,23-单流阀Ⅰ,24-夹壁腔,25-上密封筒,26-开关滑套,27-凹槽,28-充填筒,29-弹簧,30-下密封筒,31-扶正块,32-连接杆。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式,并结合其附图,对本方案进行阐述。
一种一趟管柱多层循环充填防砂装置,如图所示,它包括外管柱和插入其内部的服务管柱,所述服务管柱包括对接管柱和充填服务管柱,所述对接管柱包括冲管Ⅰ8、对接器7和隔液管Ⅰ9,所述对接器7与冲管Ⅰ8下端固定连接,所述隔液管Ⅰ9环绕在冲管Ⅰ8和对接器7的外侧并与两者环空设置,外管柱与隔液管Ⅰ9环空设置。
其中,充填服务管柱包括自上向下顺次连接的双通体6、弹性机构、下密封杆4、冲管Ⅱ2和封堵下层密封机构,双通体6与对接器7连接,冲管Ⅱ2上设置有水眼,封堵下层密封机构内设置有隔液管Ⅱ1。该弹性机构包括弹性套5和支撑弹性套5的连接杆32,连接杆32的两端分别与双通体6和下密封杆4螺纹连接,通过连接杆32将双通体6和下密封杆4连接成一体。
弹性套5的外侧面上设置有台阶21,所述双通体6上设置有夹壁腔24和内充填孔19,夹壁腔24和内充填孔19相互独立且不相通,所述双通体6的下端设置有单流阀Ⅰ23,下密封杆4的下端设置有单流阀Ⅱ3。
外管柱内设置有层间隔离封隔器14,所述封隔器14将外套管分隔为多个充填段,最下方的充填段的下端固定连接有丝堵10,每个充填段内设置有封隔器、充填滑套13、筛管和密封筒,所述封隔器和充填滑套13设置在上密封筒25和下密封筒30之间,具体来说,最上层油层顶端的封隔器为顶部封隔器18,相邻两油层之间的封隔器为层间隔离封隔器14,层间隔离封隔器14的上下两端均设置有密封筒。
充填滑套13包括充填筒28以及设置在充填筒28内部的开关滑套26和弹簧29,所述充填筒28上设置有外充填孔20,开关滑套26的内侧面设置有与所述台阶21匹配的凹槽27。
充填下油层时,层间隔离封隔器14座封好之后,下放服务管柱上的双通体6至充填位置,此时,由弹性套5将充填滑套13上的开关滑套26打开,内充填孔19和外充填孔20相对应,从油管内打压,携砂液经过冲管Ⅰ8、对接器7、双通体6的内充填孔19及充填滑套13上的外充填孔20向油层内充填,携砂液流经至筛管11,沙粒被筛管11挡在外面,携砂液的液体由筛管11流经冲管Ⅱ2上的水眼,经双通体6的夹壁腔24流经至隔液管Ⅰ9与冲管Ⅰ8之间的环空通道流至井口。当携砂液不断从油管内向下油层充砂时,压力表达到 14-16MPa,表明下油层已充填完成。
反洗井:下油层充填完成后,进行反洗井,从隔液管Ⅰ9与冲管Ⅰ8之间的环空通道打压注水,液体由环空通道进入到双通体6的夹壁腔24内,因双通体6下端有单流阀Ⅱ3(液体流经单流阀Ⅱ3处,只能上返,不能经单流阀Ⅱ3向下流入油层),所以液体只能通过双通体6、经过对接器7和冲管Ⅰ8内通道向上返出,将管内的砂粒洗出井口,直至井口不见砂。
下油层充填完毕之后,上提服务管柱的双通体6,进行中间油层的充填防砂作业和反洗井作业即可,充填防砂作业和反洗井作业过程同上。
充填最上层油层时:中间油层充填完毕之后,上提服务管柱的双通体6,由弹性套5将充填滑套13上的开关滑套26打开,使充填滑套13上的外充填孔20与双通体6的内充填孔19相对应,从油管内打压,携砂液经过冲管Ⅰ8、对接器7、双通体6的内充填孔19及充填滑套13上的外充填孔20向上油层内充填,携砂液流经至筛管16,沙粒被筛管16挡在外面,携砂液的液体由筛管16流经冲管Ⅱ2的水眼,经过双通体6,由双通体6的夹壁腔24经隔液管Ⅰ9与冲管Ⅰ8之间的环空通道以及外套管与隔液管Ⅰ9环空通道流至井口。当携砂液不断从油管内向上油层充砂时,压力表达到14-16MPa ,表明下油层已充填完成。
反洗井:从隔液管Ⅰ9与冲管Ⅰ8的环空通道和外套管与隔液管Ⅰ9的环空通道内反循环注水打压,液体由两个环空通道进入到双通体6的夹壁腔24内,因双通体6下端有单流阀Ⅱ3,液体流经单流阀Ⅱ3处,只能上返,不能经单流阀Ⅱ3向下流入油层,所以液体只能通过服务管柱通道向上返出,将管内的砂粒洗出井口,直至井口不见砂。
本实用新型的优点:
1.一趟管柱实现多段充填,多油层充填时只需延长外管柱的长度即可,简化施工程序、节约时间和成本;
2.不动管柱即可进行反洗井,结构简单,施工方便;
3.提高防砂效果,延长防砂周期,节省作业时间;
4.内含隔液管,充填任何一层时,确保与其它层的隔离,防止反洗井时井液进入地层,造成油层的污染。
本实用新型中未经描述的技术特征可以通过现有技术实现,在此不再赘述。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,本实用新型并不仅限于上述具体实施方式,本领域普通技术人员在本实用新型的实质范围内做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种一趟管柱多层循环充填防砂装置,它包括外管柱和插入其内部的服务管柱,其特征是:所述服务管柱包括对接管柱和充填服务管柱,所述对接管柱包括冲管Ⅰ、对接器和隔液管Ⅰ,所述对接器与冲管Ⅰ下端固定连接,所述隔液管Ⅰ环绕在冲管Ⅰ和对接器的外侧并与两者环空设置;所述充填服务管柱包括自上向下顺次连接的双通体、弹性机构、下密封杆、冲管Ⅱ和封堵下层密封机构,双通体与对接器连接,冲管Ⅱ上设置有水眼。
2.根据权利要求1所述的一趟管柱多层循环充填防砂装置,其特征是:所述弹性机构包括弹性套和支撑弹性套的连接杆,连接杆的两端分别与双通体和下密封杆螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的一趟管柱多层循环充填防砂装置,其特征是:所述双通体上设置有夹壁腔和内充填孔,夹壁腔和内充填孔相互独立且不相通,所述双通体的下端设置有单流阀Ⅰ,下密封杆的下端设置有单流阀Ⅱ。
4.根据权利要求2所述的一趟管柱多层循环充填防砂装置,其特征是:所述弹性套的外侧面上设置有台阶。
5.根据权利要求1、2或3所述的一趟管柱多层循环充填防砂装置,其特征是:所述外管柱内设置有封隔器,所述封隔器将外套管分隔为多个充填段,最下方的充填段的下端固定连接有丝堵,每个充填段内设置有封隔器、充填滑套、筛管和密封筒,所述封隔器和充填滑套设置在上密封筒和下密封筒之间。
6.根据权利要求5所述的一趟管柱多层循环充填防砂装置,其特征是:所述充填滑套包括充填筒以及设置在充填筒内部的开关滑套和弹簧,所述充填筒上设置有外充填孔,开关滑套的内侧面设置有与所述台阶匹配的凹槽。
7.根据权利要求1、2或3所述的一趟管柱多层循环充填防砂装置,其特征是:所述封堵下层密封机构内设置有隔液管Ⅱ。
8.根据权利要求5所述的一趟管柱多层循环充填防砂装置,其特征是:所述外管柱与隔液管Ⅰ环空设置。
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