CN101624904A - 侧钻分支井裸眼完井防砂管柱及其***式酸洗充填内管柱 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是侧钻分支井裸眼完井防砂管柱及其***式酸洗充填内管柱，在石油工业侧钻井和侧钻分支井的完井防砂、酸洗、砾石充填工艺中使用。完井防砂管柱包括丢手座封机构，该机构具有丢手和外悬挂封隔器，丢手座封机构与内管柱和外管柱连接，内管柱自下而上连接单流阀和泄流器，外管柱自下而上依次连接酸洗充填阀、滤砂管、裸眼封隔器和注水泥器，内管柱与外管柱之间由管间密封件密封。内、外管柱配合施工，完成注水泥完井和防砂。酸洗充填内管柱包括数个由连接管连接的阻流封隔器，在其底部连接酸洗充填插头。酸洗充填内管柱与外管柱配合，完成酸洗施工和砾石充填施工。本发明在侧钻井和侧钻分支井中，只需下一趟管柱即可完成多项施工。

Description

侧钻分支井裸眼完井防砂管柱及其***式酸洗充填内管柱

技术领域

本发明涉及石油开采的井下设备，尤其是侧钻分支井裸眼完井防砂管柱及其***式酸洗充填内管柱，适用于侧钻分支井完井防砂工艺及其后续的酸洗、砾石充填工艺。

背景技术

在石油工业的开采领域，侧钻分支井包括侧钻井、分支井及多层侧向分支井等，是水平井、侧钻井技术的集成和发展，目的是尽可能增大井身与油层的接触面积，更大程度地释放地层能量，提高产量，提高注水波及体积，提高最终采收率。目前水平井、侧钻分支井钻井技术已经解决，但完井、固井、防砂一体化技术还未成熟配套。目前侧钻分支井主要采用小套管，水泥固井后射孔完井，对于疏松砂岩油藏受井眼限制只能采用化学防砂或挂更小滤砂管的方法进行完井。化学防砂有效期短，不适合较长水平段；挂更小滤砂管则采油效果差，防砂失效后修井困难。

发明内容

本发明的目的是提供侧钻分支井裸眼完井防砂管柱及其***式酸洗充填内管柱，解决侧钻分支井的裸眼完井防砂及其后续施工的技术难题。

为达上述目的可使用本技术解决方案：

侧钻分支井裸眼完井防砂管柱包括丢手座封机构，该机构具有丢手和外悬挂封隔器，丢手座封机构与内管柱和外管柱连接，内管柱自下而上连接单流阀和泄流器，外管柱自下而上依次连接酸洗充填阀、滤砂管、裸眼封隔器和注水泥器，内管柱与外管柱之间由管间密封件密封。内、外管柱配合施工，完成注水泥完井和防砂。

与侧钻分支井裸眼完井防砂管柱配套使用、完成后续施工的***式酸洗充填内管柱包括数个由连接管连接的阻流封隔器，在其底部连接酸洗充填插头。酸洗充填内管柱与外管柱配合，完成酸洗施工和砾石充填施工。

本发明与现有技术相比，具有以下显著的效果：本发明是具有悬挂封隔器座封、裸眼封隔器座封、内外管柱丢手、注水泥固井、防砂完井以及后续的酸洗和砾石充填多种功能的一体化管柱。在侧钻井和侧钻分支井这种复杂结构井中，只需下一趟管柱即可完成多项施工。不仅能降低生产成本，提高施工安全度，而且当被采出层采完后，可上返第二层施工，继续侧钻开采。达到最高的原油采收率和最低成本的经济目的。

附图说明

图1是本发明的工作原理示意图。

图2是本发明丢手座封机构的结构示意图。

图3是本发明外管柱中注水泥器和内管柱中泄流器的结构示意图。

图4是本发明内管柱中的单流阀的结构示意图。

图5是本发明外管柱中的酸洗充填阀的结构示意图。

图6是本发明***式酸洗充填内管柱的结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例对发明做进一步的详述：参见图1，侧钻分支井裸眼完井防砂管柱包括丢手座封机构，丢手座封机构具有丢手1和外悬挂封隔器5，丢手座封机构与内管柱和外管柱连接，内管柱自下而上连接单流阀47和泄流器46，外管柱自下而上依次连接酸洗充填阀48、滤砂管29、裸眼封隔器27和注水泥器45，内管柱与外管柱之间由管间密封件密封。各工具之间，如单流阀47、泄流器46、酸洗充填阀48、裸眼封隔器27和注水泥器45等部件之间通过连接管连接，连接管是套管或油管。参见图4，单流阀47包括下接头25、弹簧24、钢球23和阀体22，阀体22的上部内腔设有内锥面，在该内锥面与下接头25之间安装钢球23和弹簧24。参见图3，泄流器46包括外滑管17、内滑管18和下接头20，在外滑管17上设有液流孔19，外滑管17下部与下接头20连接，外滑管17上部与内滑管18反丝扣连接，其连接丝扣是左旋扣16。内滑管18的下部外圆设有台肩，该台肩的直径大于外滑管17内丝扣的大径或称根径。参见图5，酸洗充填阀48包括上接头31、钢球32、筛管33、弹簧35和导向头36，上接头31上部与滤砂管29连接，上接头31的内腔设有锥面凸台，筛管33与上接头31和导向头36连接，钢球32和弹簧35安装在上接头31锥面凸台下方的筛管33内，锥面凸台的中部设有密封圈30，筛管33设有筛管孔34。参见图3，注水泥器45包括弹簧9、中心管10、活塞环11、密封环12、压环13和外液缸15，中心管10外圆设有台肩，下部管体设有液流孔14，中心管10上与外悬挂封隔器5通过连接管相连，下与外液缸15连接。弹簧9、活塞环11、密封环12和压环13自上而下依次安装在中心管10外圆台肩与外液缸15之间。活塞环11的内圆设有密封圈8。泄流器46中的外滑管17的液流孔19与注水泥器45的中心管10的液流孔14以及外液缸15的中部内腔对应。参见图2，丢手1设有丢手反扣3和液流凸台，液流凸台上设计径向座封孔4和轴向液流孔2，丢手反扣3也设有轴向液流孔2，径向座封孔4和轴向液流孔2彼此间隔不相联通。丢手1的丢手反扣3设计在液流凸台的上方与设有侧流孔6的外悬挂封隔器5连接，丢手1的下部与内管柱的上连接管连接，外悬挂封隔器5的下部与外管柱的连接管连接。参见图6，与侧钻分支井裸眼完井防砂管柱配套使用、完成后续施工的***式酸洗充填内管柱包括多个用连接管相连的阻流封隔器和酸洗充填插头43，阻流封隔器在图6中上只画了一个。阻流封隔器和连接管连接成为长达几十米乃至一百米、二百米或更长的管柱，具体视井下油层的分布情况确定，在该管柱的底部连接酸洗充填插头43。阻流封隔器包括中心管37、单向皮碗38、单向皮碗滑套39、弹簧41、压环42。中心管37上至少铣有三条液流槽40，中心管37的外圆依次套有单向皮碗38、单向皮碗滑套39和弹簧41，由螺纹连接压环42。酸洗充填插头43的下部管体设有旁通孔44，其下部管体与外管柱酸洗充填阀48中上接头31内腔配合，旁通孔44对应筛管33。

管间密封件包括上皮碗7、下皮碗21、上皮碗26和下皮碗28，也包括酸洗充填内管柱的单向皮碗38，均为单向密封。上皮碗7与下皮碗21、上皮碗26与下皮碗28分别对应外管柱的注水泥器45和裸眼封隔器27的上下方，连接在内管柱上；单向皮碗38完成酸洗充填内管柱与外管柱的密封。

实施中首先在已完井的主井筒中钻一个侧钻分支裸眼井筒，然后在井口自下而上将酸洗充填阀48、滤砂管29、裸眼封隔器27、注水泥器45等部件组成的外管柱连接好；再将单流阀47、泄流器46、上皮碗7、下皮碗21、上皮碗26、下皮碗28等部件组成的内管柱连接好下入外管柱中。与外管柱连接的外悬挂封隔器5和与内管柱连接的丢手1，在没丢手前是一套工具。将内管柱和丢手1连接，外管柱和外悬挂封隔器5连接，内外管柱成一整体管柱后下入侧钻分支井裸眼井筒中，外悬挂封隔器5则在侧钻井筒中的主井筒内座封，填补了目前侧钻井中无下一趟管柱就能完成多项施工的井下生产工具。

本发明在现场使用时，按如下操作程序进行：

注水泥完井和防砂施工：将外管柱和内管柱按图2到图5的图示顺序连接好，下入井中设计位置，从油管打压力，液力从油管经过径向座封孔4使外悬挂封隔器5座封。同时液力通过内管柱和内管柱上的上皮碗26、下皮碗28之间的液流孔使裸眼封隔器27座封。座好后正旋转油管柱使丢手1和外悬挂封隔器5通过丢手反扣3丢手脱开。同时通过泄流器46的外滑管17和内滑管18的左旋扣16的相对转动和轴向位移，内滑管18上移，其下端面移到液流孔19上部，使液流孔19露出。此时从油管柱泵入水泥浆固井，水泥浆通过泄流器46的液流孔19将注水泥器45的活塞环11推开，进入套管外环空，通过外悬挂封隔器5的侧流孔6和液流孔2返到油套环空。注足量后从油套环空打压，液力从液流孔2经上皮碗7、液流孔19到油管柱将多余水泥浆反洗出。然后将内管柱从外管柱中提出完井。外管柱中的滤砂管29留在井下，起到防砂作用。

酸洗施工：酸洗时将酸洗插头43和数个由连接管连接的阻流封隔器连接成***式酸洗充填内管柱，下入井中至井底。下压管柱，使***式酸洗充填内管柱的酸洗插头43将钢球32顶开，将酸洗充填阀48打开，然后从油套环空泵入酸洗液，酸洗液在数个阻流封隔器的导引下从油套环空进入滤砂管29的外环空，再从酸洗充填阀48的筛管孔34经酸洗插头43的旁通孔44进入酸洗充填内管柱内腔及油管返回地面。此期间将滤砂管29外的泥饼和泥浆清洗干净。

砾石充填施工：从油管将砾石砂浆泵入，经酸洗充填内管柱内腔及旁通孔44及筛管孔34进入滤砂管29和裸眼井筒的环空，砾石被滤留在裸眼井筒环空，液体则进入油套环空返回地面。充填完毕后，反洗出多余砾石，提出酸洗充填内管柱即可完井。

Claims (13)

1、侧钻分支井裸眼完井防砂管柱，包括丢手座封机构，该机构具有丢手(1)和外悬挂封隔器(5)，其特征是丢手座封机构与内管柱和外管柱连接，内管柱自下而上连接单流阀(47)和泄流器(46)，外管柱自下而上依次连接酸洗充填阀(48)、滤砂管(29)、裸眼封隔器(27)和注水泥器(45)，内管柱与外管柱之间由管间密封件密封。

2、根据权利要求1所述的侧钻分支井裸眼完井防砂管柱，其特征是单流阀(47)包括下接头(25)、弹簧(24)、钢球(23)和阀体(22)，阀体(22)的上部内腔设有内锥面，在该内锥面与下接头(25)之间安装钢球(23)和弹簧(24)。

3、根据权利要求1所述的侧钻分支井裸眼完井防砂管柱，其特征是泄流器(46)包括外滑管(17)、内滑管(18)和下接头(20)，在外滑管(17)上设有液流孔(19)，外滑管(17)下部与下接头(20)连接，外滑管(17)上部与内滑管(18)反丝扣连接。

4、根据权利要求3所述的侧钻分支井裸眼完井防砂管柱，其特征是内滑管(18)的下部外圆设有台肩，该台肩的直径大于外滑管(17)内丝扣的大径，内滑管(18)与外滑管(17)的连接丝扣是左旋扣(16)。

5、根据权利要求1所述的侧钻分支井裸眼完井防砂管柱，其特征是酸洗充填阀(48)包括上接头(31)、钢球(32)、筛管(33)、弹簧(35)和导向头(36)，上接头(31)上部与滤砂管(29)连接，上接头(31)的内腔设有锥面凸台；筛管(33)与上接头(31)和导向头(36)连接；钢球(32)和弹簧(34)安装在上接头(31)锥面凸台下方的筛管(33)内。

6、根据权利要求1所述的侧钻分支井裸眼完井防砂管柱，其特征是注水泥器(45)包括弹簧(9)、中心管(10)、活塞环(11)、密封环(12)、压环(13)和外液缸(15)，中心管(10)外圆设有台肩，下部管体设有液流孔(14)，中心管(10)上与外悬挂封隔器(5)通过连接管相连，下与外液缸(15)连接；弹簧(9)、活塞环(11)、密封环(12)和压环(13)自上而下依次安装在中心管(10)外圆台肩与外液缸(15)之间。

7、根据权利要求1所述的侧钻分支井裸眼完井防砂管柱，其特征是泄流器(46)中的外滑管(17)的液流孔(19)与液流孔(14)以及外液缸(15)的中部内腔对应。

8、根据权利要求1所述的侧钻分支井裸眼完井防砂管柱，其特征是丢手(1)设有丢手反扣(3)和液流凸台，液流凸台上设计径向座封孔(4)和轴向液流孔(2)，丢手反扣(3)也设有轴向液流孔(2)，径向座封孔(4)和轴向液流孔(2)彼此间隔不相联通。

9、根据权利要求1或8所述的侧钻分支井裸眼完井防砂管柱，其特征是丢手(1)的丢手反扣(3)设计在液流凸台的上方与设有侧流孔(6)的外悬挂封隔器(5)连接，丢手(1)的下部与内管柱的上连接管连接，外悬挂封隔器(5)的下部与外管柱的连接管连接。

10、根据权利要求1所述的侧钻分支井裸眼完井防砂管柱，其特征是管间密封件包括上皮碗(7)、下皮碗(21)、上皮碗(26)和下皮碗(28)，上皮碗(7)与下皮碗(21)、上皮碗(26)与下皮碗(28)分别对应外管柱注水泥器(45)和裸眼封隔器(27)的上下方，连接在内管柱上。

11、专用于权利要求1侧钻分支井裸眼完井防砂管柱的***式酸洗充填内管柱，其特征是本管柱包括数个由连接管连接的阻流封隔器，在其底部连接酸洗充填插头(43)。

12、根据权利要求11所述的***式酸洗充填内管柱，其特征是阻流封隔器包括中心管(37)、单向皮碗(38)、单向皮碗滑套(39)、弹簧(41)和压环(42)，中心管(37)上至少铣有三条液流槽(40)，中心管(37)的外圆依次套有单向皮碗(38)、单向皮碗滑套(39)和弹簧(41)，由螺纹连接压环(42)。

13、根据权利要求11所述的***式酸洗充填内管柱，其特征是酸洗充填插头(43)的下部管体设有旁通孔(44)，其下部管体与外管柱酸洗充填阀(48)的上接头(31)内腔配合，旁通孔(44)对应筛管(33)。

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