CN103306636A - 一种完井管串及注水泥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种完井管串及注水泥的方法。所述管串自下而上依次包括：引鞋、筛管、隔离阀、套管A、封隔器、套管B、双级注水泥器、套管C、尾管悬挂器和送入钻具。所述方法包括：通过隔离阀，在下井过程中保持管内外串通，在下入完成后隔离管串内外。本发明的完井管串中通过隔离阀代替盲板，在下入过程中，可进行循环及自动灌浆，同时，避免了死腔引起的压力激荡问题。管串下入完成后，可进行投球憋压，坐挂悬挂器、坐封封隔器、打开双级注水泥器进行筛管顶部注水泥作业。

Description

一种完井管串及注水泥的方法

技术领域

本发明涉及石油固井领域，进一步地说，是涉及一种完井管串及注水泥的方法。

背景技术

目前，一般筛管完井采用的施工工艺管串为(自下而上)：浮鞋+尾管串(筛管串)+盲板+水力式封隔器+双级注水泥器+尾管串+尾管悬挂器+送入钻具。该完井管串下端为盲板，管内形成一个相对密闭的压力“死腔”，在下入过程中，如管串遇阻，不能循环；如下放速度不平稳或出现压力激荡，双级注水泥器将出现提前打开，导致封隔器无法坐封，悬挂器无法坐挂，后续工作很难继续进行。

中国专利02237904.5介绍的是悬挂尾管双级固井管柱，悬挂器与双级注水泥工具均为机械式，只适用于直井段而不适用于水平井或大斜度井中。该专利的尾管双级固井管串非筛管顶部注水泥技术。

中国专利201738822介绍的是水平井上部固井下部筛管砾石充填完井管柱，包括完井管柱、酸洗充填管柱，连接在套管下端的完井管为引线+筛管+盲板+封隔器+分级箍+套管短节等，该工艺管串因为盲板的存在，其在下入过程中，需及时灌浆，且在下入过程中需严格控制下放速度，猛提猛放容易出现压力激荡，导致封隔器提前胀封、分级箍提前打开等。

中国专利201705276介绍完井管柱、酸洗管柱或封上采下管柱或封下采上管柱或合采管柱。其中的完井管柱为引鞋+筛管+洗井阀+分层密封筒+管外封隔器+套管+盲板+管外封隔器+套管短节+分级箍。该工艺管串因为盲板的存在，其在下入过程中，需及时灌浆，且在下入过程中需严格控制下放速度，猛提猛放容易出现压力激荡，导致封隔器提前胀封、分级箍提前打开等。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明提供了一种完井管串及注水泥的方法。通过隔离阀代替盲板，在下入过程中，可进行循环及自动灌浆，同时，避免了死腔引起的压力激荡问题。管串下入完成后，可进行投球憋压，坐挂悬挂器、坐封封隔器、打开双级注水泥器进行筛管顶部注水泥作业。

本发明的目的之一是提供一种完井管串。

所述管串自下而上依次包括：引鞋、筛管、隔离阀、套管A、封隔器、套管B、双级注水泥器、套管C、尾管悬挂器和送入钻具；

所述隔离阀为管状结构，由内而外包括同轴的球座、限位套和外壳；

所述球座为桶状结构，球座内径小于球的直径，靠近球座底部的侧面上设置泄流孔A；

所述限位套为管状结构，套在球座外，限位套的内径与球座外径配合，包括上限位套和下限位套；

所述上限位套为管状结构，上限位套与球座通过剪钉连接，上限位套的上部外壁设置有凸起，凸起下部对应球座泄流孔A位置设置有泄流孔B，上限位套上部内壁为台肩结构；上限位套的台肩，防止剪钉失效时球座上移；

下限位套为管状结构，下限位套下部内壁为台肩结构，下限位套与上限位套固定连接；下限位套的台肩，防止上限位套与球座的泄流孔错位后，球座下移；

上限位套凸起下部的外壁及下限位套的外壁与外壳内壁之间形成空间连通管串外；

所述外壳为管状结构，套在限位套外，与上限位套的凸起固定连接。

以上所述的固定连接优选为螺纹连接；

所述泄流孔A和泄流孔B优选为四个，沿周向均匀分布；

所述外壳优选为上粗下细的管状结构。

如图2所示，由外壳13、上限位套15、球座14、剪钉16、卡簧18、下限位套19，图为入井及球11到位，但剪钉未剪断状态。球座14和上限位套15形成泄流通道17，管内外连通；当球11运行至球座14处时，形成密封，加压，剪钉剪断，球11推球座14下行，球座14和上限位套15的泄流孔错位，从而管串内外隔离。

本发明的目的之二是提供一种注水泥的方法。

包括：管串入井、投球加压、注入水泥浆。

具体地，

(1)所述管串依次连接入井，在下入过程中，管串内外是贯通的；

(2)投球，球坐落于隔离阀处，并形成密封，加压，剪断固定隔离阀的内部剪钉，永久关闭隔离阀的泄流孔，管内与管外被隔离；

(3)继续加压胀封封隔器封隔筛管顶部，避免固井用的水泥浆下沉，污染油层；

(4)注入水泥浆，投入钻杆胶塞进行替浆作业并与双级注水泥器关闭塞复合，关闭双级注水泥器；

(5)上提送入钻具并使其与尾管悬挂器脱开，送入钻具提出井口后，固井施工结束。

实际操作中，可采用以下步骤：

(1)所述管串依次连接入井，在下入过程中，管串内外是贯通的；

(2)整个管串下入完成后，循环，投球，球坐落于隔离阀处，并形成密封，加压，剪断固定隔离阀的内部剪钉，永久关闭隔离阀的泄流孔，管内与管外被隔离；

循环是钻井液通过管线从钻井液罐内注入完井管串内，再通过隔离阀泄流孔进入环空间隙直至返回钻井液罐内；如果是直井，球可以在重力的作用下落至球座上，如果是水平井，球被钻井液泵送至球座处；球是从管串顶部投球，球落至球座处后，形成密封，管串形成密闭容腔，再注入液体，液体压缩便形成压力；在压力的作用下，球推动球座，球座给剪钉一剪切力，将剪钉剪断。

(3)继续加压至7-8MPa，尾管悬挂器坐挂于外层套管内部；再继续加压至12-15MPa左右，胀封封隔器，再继续加压至18-20MPa，打开双级注水泥器的循环孔，胀封后的封隔器封隔筛管顶部，避免固井用的水泥浆下沉，污染油层；

(4)注入计算好的水泥浆量，投入钻杆胶塞进行替浆作业，当钻杆胶塞与并与双级注水泥器关闭塞复合后，运行至双级注水泥器处，关闭双级注水泥器循环孔，放回水，无回流，证明双级注水泥器已关闭；

(5)上提液压式尾管悬挂器送入钻具并使其与尾管悬挂器脱开，尾管悬挂器送入钻具提出井口后，固井施工结束。

正是由于采用了隔离阀代替现有技术中的盲板，使得在下井的过程中，可保持管内外贯通，投球后，加压，剪断隔离阀的剪钉，使管内管外被隔离。

本发明的施工管串自下而上为引鞋+筛管+隔离阀+套管+封隔器+套管+双级注水泥器+套管+尾管悬挂器+送入钻具。该施工工艺创新点为隔离阀用于该工艺管串内。隔离阀用于该施工工艺，在管串下入过程中，环空间隙的液体会通过泄流孔进入管串内，从而达到自动灌浆功能，无需进行灌浆作业；下入过程中，如出现遇阻可进行开泵循环；管串下入结束后，井口处投球，当球通过钻柱、钻柱下部的双级注水泥器关闭塞、套管到达隔离阀时，憋压，剪断隔离阀剪钉，关闭隔离阀循环孔并形成自锁，再继续憋压，坐挂悬挂器、坐封封隔器、打开双级注水泥器，完成筛管顶部注水泥作业。该工艺管串避免了常规筛管顶部注水泥工艺管串中，因使用盲板或盲板短节，在管串下入过程中无法循环的弊端，同时也解决了上提下放工艺管柱时，因速度过猛等问题导致双级注水泥器提前打开的现象。

为达到上述目的，进行了以下发明：工艺管串为引鞋+筛管+隔离阀+套管+封隔器+套管+双级注水泥器+套管+尾管悬挂器+送入钻具；

本发明具有以下优点：

①管串下入过程中，可进行循环；

②管串下入过程中，具有自动灌浆功能；

③投球、关闭隔离阀后，可进行悬挂器坐挂、坐封封隔器、打开双级注水泥器作业；

④双级注水泥器打开后，可完成筛管顶部注水泥作业；

⑤注水泥施工完成后，双级注水泥器可实现永久关闭。

本发明施工工艺，在管串下入过程中，具有自动灌浆功能，出现遇阻现象，可开泵循环；管串下入结束后，投球，通过关闭隔离阀循环孔，进行悬挂器坐挂、封隔器坐封、双级注水泥器打开，然后，完成筛管顶部注水泥作业。该工艺管串避免了双级注水泥器提前打开现象，提高了管串下入的安全性，提高了该工艺管串施工的可靠性。

附图说明

图1本发明所述的完井管串示意图

图2隔离阀结构示意图

附图标记说明：

1外层套管，2尾管悬挂器，3送入工具，4双级注水泥器关闭塞，5套管C，6双级注水泥器，7封隔器，8隔离阀，9筛管，10引鞋，11球；12钻杆胶塞；13外壳；14球座；15上限位套；16剪钉；17泄流通道；18卡簧；19下限位套；20套管A；21套管B

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明。

实施例：

如图1所示，一种完井管串，所述管串自下而上依次包括：引鞋10、筛管9、隔离阀8、套管A 20、封隔器7、套管B 21、双级注水泥器6、套管C 5、尾管悬挂器2和送入钻具3；各部件依次通过套管扣连接串联。

所述隔离阀8为管状结构，由内而外包括同轴的球座14、限位套和外壳13；如图2所示，

所述球座14为桶状结构，球座内径小于球的直径，靠近球座底部的侧面上设置泄流孔A；

所述限位套为管状结构，套在球座14外，限位套的内径与球座外径配合，包括上限位套15和下限位套19；

所述上限位套15为管状结构，上限位套15与球座14通过剪钉16连接，上限位套15的上部外壁设置有凸起，凸起下部对应球座泄流孔A位置设置有泄流孔B；泄流孔A和泄流孔B形成泄流通道17；

下限位套19为管状结构，下限位套19下部内壁为台肩结构，下限位套19与上限位套15采用螺纹连接；

上限位套15凸起下部的外壁及下限位套19的外壁与外壳内壁之间形成空间连通管串外；

所述外壳13为上粗下细管状结构，套在限位套外，与上限位套15的凸起螺纹连接。

所述泄流孔A和泄流孔B均为四个，沿周向均匀分布。

该管串按设计将其依次连接入井。在下入过程中，管串因隔离阀的作用使得管串内与管串外是贯通的，管串外的液体可直接进入管串内。整个管串下入完成后，循环，投球，球坐落于隔离阀处，并形成密封，加压，剪断固定隔离阀的内部剪钉，永久关闭隔离阀的泄流孔，管内与管外被关闭后的隔离阀隔离。继续加压7-8MPa，尾管悬挂器坐挂于外层套管内部，再继续憋压至12-15MPa左右，胀封水力扩张式封隔器7，再继续加压至18-20MPa，打开双级注水泥器的循环孔。胀封后的封隔器封隔筛管顶部，避免固井用的水泥浆下沉，污染油层。双级注水泥器打开后，注入计算好的水泥浆量，投入钻杆胶塞进行替浆作业，当钻杆胶塞与双级注水泥器关闭塞复合后，运行至双级注水泥器处，关闭双级注水泥器循环孔，放回水，无回流，证明双级注水泥器已关闭。上提送入钻具并使其与尾管悬挂器脱开，送入钻具提出井口后，固井施工结束。

Claims (6)

1.一种完井管串，其特征在于：

所述管串自下而上包括：引鞋、筛管、隔离阀、套管A、封隔器、套管B、双级注水泥器、套管C、尾管悬挂器和送入钻具；

所述隔离阀为管状结构，由内而外包括同轴的球座、限位套和外壳；

所述球座为桶状结构，球座内径小于球的直径，靠近球座底部的侧面上设置泄流孔A；

所述限位套为管状结构，套在球座外，限位套的内径与球座外径配合，包括上限位套和下限位套；

所述上限位套为管状结构，上限位套与球座通过剪钉连接，上限位套的上部外壁设置有凸起，凸起下部对应球座泄流孔A位置设置有泄流孔B，上限位套上部内壁为台肩结构；

下限位套为管状结构，下限位套下部内壁为台肩结构，下限位套与上限位套固定连接；

上限位套凸起下部的外壁及下限位套的外壁与外壳内壁之间形成空间连通管串外；

所述外壳为管状结构，套在限位套外，与上限位套的凸起固定连接。

2.如权利要求1所述的完井管串，其特征在于：

所述泄流孔A和泄流孔B均为四个，沿周向均匀分布。

3.如权利要求1所述的完井管串，其特征在于：

所述外壳为上粗下细的管状结构。

4.如权利要求1所述的完井管串，其特征在于：

所述固定连接为螺纹连接。

5.一种采用如权利要求1～4之一所述的完井管串的注水泥的方法，其特征在于所述方法包括：

管串入井、投球加压、注入水泥浆。

6.如权利要求5所述的注水泥的方法，其特征在于所述方法包括：

(1)所述管串依次连接入井，在下入过程中，管串内外是贯通的；

(2)投球，球坐落于隔离阀处，并形成密封，加压，剪断固定隔离阀的内部剪钉，永久关闭隔离阀的泄流孔，管内与管外被隔离；

(3)继续加压胀封封隔器，封隔筛管顶部，避免固井用的水泥浆下沉，污染油层；

(4)注入水泥浆，投入钻杆胶塞进行替浆作业并与双级注水泥器关闭塞复合，关闭双级注水泥器；

(5)上提送入钻具并使其与尾管悬挂器脱开，送入钻具提出井口后，固井施工结束。

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