CN108204207A - 防砂完井管柱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防砂完井管柱，其油气开采技术领域，完井管柱包括：原始油井套管；悬挂在原始油井套管内的尾管悬挂器，悬挂器内具有套管碰压胶塞；连接在尾管悬挂器上的无接箍套管段，无接箍套管段由多根套管连接而成，套管之间通过螺纹连接；连接在无接箍套管段中的固井关闭套，固井关闭套能够对无接箍套管段实现开闭并能够连通无接箍套管段内部与井壁和无接箍套管之间的空间；套设在无接箍套管段上的水泥阻挡件；连接在无接箍套管段下端的无接箍筛管段，无接箍筛管段与无接箍套管段之间通过螺纹相连接。本申请能够保证完井管柱的内径，以使后期生产、增产措施和修井作业能够得以实施。

Description

防砂完井管柱

技术领域

本发明涉及油气开采技术领域，特别涉及一种防砂完井管柱。

背景技术

对于开窗侧钻及大修后尾管加固的油井，如果原井发生出砂现象则需要对其进行二次防砂作业。现有技术一般是通过先进行尾管加固完井后，再进行防砂施工，上述操作的最大缺点是：1、作业施工成本高；2、Φ177.8mm(7″)的套管最大可以挂Φ139.7mm(51/2″)的尾管完井，在Φ139.7mm(51/2″)的尾管内进行防砂会减小泄油面积，降低油井产量；3、防砂作业后会使得套管的内径缩小，从而使得大直径措施工具都无法下入，限制了后期生产、增产措施和修井作业的实施。因此，需要研发一种新的完井管柱以保证完井管柱的内径，从而保证蒸汽驱注入井分层注采和大泵强抽等工艺的实现以及满足蒸汽驱及分层注采等工艺的方案要求。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种防砂完井管柱，其能够保证完井管柱的内径，以使后期生产、增产措施和修井作业能够得以实施。

本发明实施例的具体技术方案是：

一种防砂完井管柱，所述完井管柱包括：

原始油井套管；

悬挂在原始油井套管内的尾管悬挂器，所述悬挂器具有套管碰压胶塞；

连接在所述尾管悬挂器上的无接箍套管段，所述无接箍套管的直径小于所述原始油井套管的直径，所述无接箍套管段由多根套管连接而成，所述套管之间通过螺纹连接；

连接在所述无接箍套管段中的固井关闭套，所述固井关闭套能够对所述无接箍套管段实现开闭并能够连通所述无接箍套管段内部与井壁和所述无接箍套管之间的空间，所述套管碰压胶塞能够使得所述无接箍套管段内部与井壁和所述无接箍套管之间的空间断开；

套设在所述无接箍套管段上的水泥阻挡件，所述水泥阻挡件能够将所述无接箍套管段与井壁之间的空隙进行隔离；

连接在所述无接箍套管段下端的无接箍筛管段，所述无接箍筛管段与所述无接箍套管段之间通过螺纹相连接。

在一种优选的实施方式中，所述水泥阻挡件沿着远离所述无接箍套管段的方向并向上方向的延伸，所述水泥阻挡件能与所述井壁相抵。

在一种优选的实施方式中，所述无接箍筛管段的直径与所述无接箍套管段的直径相等。

在一种优选的实施方式中，所述固井关闭套包括：固井关闭套主体、设置在所述固井关闭套主体上的关闭阀、设置在所述关闭阀下端的盲板，所述关闭阀能连通所述无接箍套管段内部与井壁和所述无接箍套管之间的空间。

在一种优选的实施方式中，所述套管的最大外径保持不变，所述套管上端的外侧壁上具有第一阶梯状导向斜面，所述第一阶梯状导向斜面上开设有螺纹，所述套管下端的内侧壁上具有第二阶梯状导向斜面，所述第二阶梯状导向斜面上开设有螺纹。

在一种优选的实施方式中，所述水泥阻挡件位于所述固井关闭套以下、所述无接箍筛管段以上位置。

在一种优选的实施方式中，所述无接箍筛管段的末端连接有引鞋。

在一种优选的实施方式中，所述无接箍筛管段和所述无接箍套管段通过钻杆和方钻杆下入到油井的预设位置。

在一种优选的实施方式中，所述无接箍筛管段和所述无接箍套管段通过提升短接与吊卡连接。

在一种优选的实施方式中，当所述套管的直径为177.8mm时，所述无接箍套管段的最大外径为139.7mm，最大内径为121.36mm，所述无接箍筛管段的最大外径为139.7mm，最大内径为121.36mm。

一种根据上述任一所述的防砂完井管柱的操作方法，包括以下步骤：

通过钻杆和方钻杆将连接好的所述尾管悬挂器、所述无接箍套管段、所述固井关闭套、所述无接箍筛管段穿过所述原始油井套管下入井内预定位置；

通过高压液或提放管柱使得所述尾管悬挂器与所述原始油井套管锚定；

向所述原始油井套管中注入水泥，所述水泥从所述固井关闭套流出至井壁和所述无接箍套管之间的空间，从而使得所述水泥阻挡件紧贴井壁密封；

将带有所述钻杆碰压胶塞的钻杆顶入管柱中，使所述钻杆碰压胶塞与尾管悬挂器上的套管碰压胶塞会和并锁死，并堵住所述固井关闭套以使所述无接箍套管段内部与井壁和所述无接箍套管之间的空间断开；

通过所述钻杆及连接在钻杆底部的钻头钻穿所述固井关闭套的盲板以使所述无接箍套管段打开。

本发明的技术方案具有以下显著有益效果：

本申请中的防砂完井管柱通过采用无接箍套管段和无接箍筛管段的组合，最大限度的保证了完井管柱的内径，即无接箍套管段和无接箍筛管段的内径，从而可以保证蒸汽驱注入井分层注采和大泵强抽等工艺的实现，满足蒸汽驱及分层注采等工艺方案对管柱的内径的要求，为后期生(增)产措施和修井作业的实施提供了条件。同时，套管和水泥阻挡件以上的井段均可以进行水泥固井，能够将侧钻井及套损井大修后尾管加固井的尾管加固及防砂作业一次完成，如此，既降低了作业施工成本、增加了井筒固有的强度又能防止上层顶水下窜，还能实现生产井段的有效防砂。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为本发明实施例中防砂完井管柱的结构示意图；

图2为本发明实施例中防砂完井管柱中无接箍套管段的结构示意图。

以上附图的附图标记：

1、原始油井套管；2、尾管悬挂器；3、无接箍套管段；31、第一阶梯状导向斜面；32、第二阶梯状导向斜面；4、固井关闭套；41、关闭阀；42、盲板；5、水泥阻挡件；6、无接箍筛管段；7、引鞋；8、水泥；9、油层。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了能够保证完井管柱的内径，以使后期生产、增产措施和修井作业能够得以实施，在本申请中提出了一种防砂完井管柱，图1为本发明实施例中防砂完井管柱的结构示意图，如图1所示，所述完井管柱可以包括：原始油井套管1；悬挂在原始油井套管1内的尾管悬挂器2；连接在所述尾管悬挂器2上的无接箍套管段3，所述无接箍套管的直径小于所述原始油井套管1的直径，所述无接箍套管段3由多根套管连接而成，所述套管之间通过螺纹连接；连接在所述无接箍套管段3中的固井关闭套4，所述固井关闭套4能够对无接箍套管段3实现开闭；套设在所述无接箍套管段3上的水泥阻挡件5，所述水泥阻挡件5能够将所述无接箍套管段3与井壁之间的空隙进行隔离；连接在所述无接箍套管段3下端的无接箍筛管段6，所述无接箍筛管段6与所述无接箍套管段3之间通过螺纹相连接。

本申请中的防砂完井管柱通过采用无接箍套管段3和无接箍筛管段6的组合，最大限度的保证了完井管柱的内径，即无接箍套管段3和无接箍筛管段6的内径，从而可以保证蒸汽驱注入井分层注采和大泵强抽等工艺的实现，满足蒸汽驱及分层注采等工艺方案对管柱的内径的要求，为后期生产、增产措施和修井作业的实施提供了条件。同时，套管和水泥阻挡件5以上的井段均可以进行水泥固井，能够将侧钻井及套损井大修后尾管加固井的尾管加固及防砂作业一次完成，如此，既降低了作业施工成本、增加了井筒固有的强度又能防止上层顶水下窜，还能实现生产井段的有效防砂。

为了能够更好的理解本申请中的防砂完井管柱，下面将对其做进一步解释和说明。本申请中的防砂完井管柱适用于与长井段、严重套损井以及侧钻井等，如图1所示，本完井管柱中的原始油井套管1为原始油井中使用的尺寸较大的套管，原始油井的生产层为油层9，现在在该原始油井上开窗侧钻从而形成侧钻井，并在该侧钻井内下入防砂管柱同时对该管柱进行固井，以形成防砂完井管柱。在该原始油井套管1内设置有尾管悬挂器2，该尾管悬挂器2中具有套管碰压胶塞，尾管悬挂器2的下端连接有无接箍套管段3。尾管悬挂器2的主要工作原理是通过高压液产生强大的推动力或提放管柱及倒扣，以使尾管悬挂器2均匀涨开卡瓦牙，卡瓦牙与原始油井中使用的尺寸较大的套管起到锚定作用，在锚定的同时实现丢手，配有强制丢手机构保证送入管柱与完井管柱之间的顺利丢开，丢手后油井上端引斜口直径达到最大值，例如，可以从φ177.8mm的原始油井的套管内径引至φ139.7mm的套管内径，以方便该管柱完井后生产作业管柱顺利起下。

无接箍套管段3的直径小于原始油井套管1的直径，无接箍套管段3由多根套管连接而成，所述套管之间通过螺纹连接。为了使得无接箍套管段3的直径在两根套管相连接时不会增大，即所述套管的最大外径保持不变，所述套管上端的外侧壁上具有第一阶梯状导向斜面31，该第一阶梯状导向斜面31的直径逐渐缩小，所述第一阶梯状导向斜面31上开设有螺纹，所述套管下端的内侧壁上具有第二阶梯状导向斜面32，该第二阶梯状导向斜面32的直径逐渐缩小，所述第二阶梯状导向斜面32上开设有螺纹。通过这种特殊阶梯型的螺纹，能够使得套管与套管之间连接时无需使用接箍，而且两根套管相连接时连接处直径不会增大，如此，其可以直接通过原始油井套管1。

固井关闭套4连接在所述无接箍套管段3中，其可以连接在无接箍套管段3中的套管与套管之间，也可以连接在无接箍套管段3的末尾处。所述固井关闭套4具体可以包括：固井关闭套4主体、设置在所述固井关闭套4主体上的关闭阀41、设置在所述关闭阀41下端的盲板42，所述关闭阀41能连通所述无接箍套管段3内部与井壁和所述无接箍套管之间的空间。当关闭阀41开启时，关闭阀41上具有开孔能使无接箍套管段3内部与井壁和所述无接箍套管之间的空间。当实施固井操作时，将水泥8输入无接箍套管段3中，水泥8通过关闭阀41流入至无接箍套管段3内部与井壁和所述无接箍套管之间的空间以对无接箍套管段3进行固定。盲板42则可以用于堵挡在向无接箍套管段3输入水泥8时，水泥8进入无接箍筛管段6。当整个管柱固定完毕后，可以通过钻杆及连接在钻杆底部的钻头将盲板42钻穿，从而实现管柱的畅通。

所述悬挂器具有套管碰压胶塞，所述套管碰压胶塞和钻杆碰压胶塞配合使用能够使得所述无接箍套管段3内部与井壁和所述无接箍套管之间的空间断开。当需要对关闭阀41进行关闭时，在钻杆上设置钻杆碰压胶塞，钻杆碰压胶塞与套管碰压胶塞配合使用，其在施工工程中随水泥8一路向下，在向下过程中，能够将无接箍套管段3内的水泥8全部通过固井关闭套4的关闭阀41压出至无接箍套管段3外。最后将堵住关闭阀41的开孔，如此使得钻杆碰压胶塞与套管碰压胶塞配合在套管中继续起分隔固井水泥8和压井液的作用。在上述固井的过程中，可以使得盲板42上方的无接箍套管段3内不留残留水泥8。

水泥阻挡件5套设在所述无接箍套管段3上，所述水泥阻挡件5位于所述固井关闭套4以下、所述无接箍筛管段6以上位置。所述水泥阻挡件5沿着远离所述无接箍套管段3的方向并向上方向的延伸，其大致可以呈一倒置的雨伞状，其可以随着无接箍套管段3一起通过原始油井的套管下入至井中，在井中时，所述水泥阻挡件5能与所述井壁相抵。如此，当注入水泥进行固井时，水泥阻挡件5由于压力不断升高进而不断向井壁方向扩张，进而紧贴井壁密封，套管与井壁的间隙使得固井水泥8不能向下进入无接箍筛管段6。在压力的作用下，水泥8能够充满水泥阻挡件5以上的井壁和所述无接箍套管之间的空间，上述固井的过程即可以保证水泥阻挡件5以上的井壁和所述无接箍套管之间的空间中不出现未填水泥8的空隙，极大的提高了固井成功率和固井质量，又能够防止上层顶水下窜，实现生产井段的有效防砂。

无接箍筛管段6连接在所述无接箍套管段3下端，其可以直接连接在无接箍套管段3最后一段套管的下端，也可以连接在固井关闭套4的下端。所述无接箍筛管段6与所述无接箍套管段3之间通过螺纹相连接。该筛管上端的外侧壁上具有第三阶梯状导向斜面，该第三阶梯状导向斜面的直径逐渐缩小，所述第三阶梯状导向斜面上开设有螺纹，所述筛管下端的内侧壁上具有四阶梯状导向斜面，该第四阶梯状导向斜面的直径逐渐缩小，所述第四阶梯状导向斜面上开设有螺纹。通过这种特殊阶梯型的螺纹，能够使得筛管与筛管之间连接时无需使用接箍，筛管与套管之间连接时无需使用接箍，而且两根筛管相连接时连接处直径不会增大，如此，在使得无接箍套管段3可以直接通过原始油井的套管，且尽可能的使其可以采用最大直径尺寸。为了便于无接箍筛管段6下入至油井中，在无接箍筛管段6的末端可以连接有引鞋7。

在一种具体实施方式中，当原始油井套管1的直径为177.8mm时，采用本本申请中的技术方案，所述无接箍套管段3的最大外径可以达到139.7mm，最大内径为121.36mm，相对应的，所述无接箍筛管段6的最大外径可以达到139.7mm，最大内径为121.36mm。在上述内径下，可以消除由于无接箍套管段3内径小对泵挂深度的影响，为后期生产、增产措施和修井作业的实施提供了便利条件。

本申请中的防砂完井管柱的操作过程可以如下：由于本申请中的无接箍套管和无接箍筛管不存在接箍，因此，需要通过提升短接与所述吊卡相连接，再通过吊卡提起后进行连接。通过钻杆和方钻杆将连接好的尾管悬挂器2、无接箍套管段3、固井关闭套4、无接箍筛管段6下入井内预定位置。再通过高压液产生强大的推动力或提放管柱倒扣，以使尾管悬挂器2均匀涨开卡瓦牙，卡瓦牙与原始油井中使用的尺寸较大的原始油井套管1起到锚定作用，在锚定的同时实现丢手，配有强制丢手机构保证送入管柱与完井管柱之间的顺利丢开，丢手后油井上端引斜口直径达到最大值。向原始油井套管1中注入水泥8以进行固井操作，水泥8进入无接箍套管段3，由于盲板42的存在，水泥8从固井关闭套4中的关闭阀41中流出至井壁和所述无接箍套管之间的空间，当下入水泥8进行固井时，水泥阻挡件5由于压力不断升高进而不断向井壁方向扩张，进而紧贴井壁密封，套管与井壁的间隙使得固井水泥8不能向下进入无接箍筛管段6。在压力的作用下，水泥8能够充满水泥阻挡件5以上的井壁和所述无接箍套管之间的空间。然后需要关闭关闭阀，在固井水泥全部注入钻杆后将钻杆胶塞插人钻杆内然后随水泥8一路向下，在向下过程中，刮净钻杆内水泥浆，在悬挂器位置与套管胶塞会和并锁死继续向下，将无接箍套管段3内的水泥8全部通过固井关闭套4的关闭阀41压出至无接箍套管段3外。最后与尾管悬挂器2上的套管碰压胶塞会和并锁死，同时下入堵住关闭阀41的开孔，如此使得钻杆碰压胶塞与套管碰压胶塞在套管中起分隔固井水泥8和压井液的作用。在上述固井的过程中，盲板42上方的无接箍套管段3内不留残留水泥8。当需要进行后期生(增)产措施和修井作业等等时，通过钻杆及连接在钻杆底部的钻头将盲板42钻穿，如此，整个管柱内部连通。通过上述步骤对无接箍筛管段6以上的部分进行的固井，一次即完成了套损井大修后尾管加固井的尾管加固及防砂作业，降低了作业施工成本，又最大限度的保证了完井管柱的内径，进而能够保证蒸汽驱注入井分层注采和大泵强抽等工艺的实现，满足蒸汽驱及分层注采等工艺的方案要求。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种防砂完井管柱，其特征在于，所述完井管柱包括：

原始油井套管；

悬挂在原始油井套管内的尾管悬挂器，所述悬挂器内具有套管碰压胶塞；

连接在所述尾管悬挂器上的无接箍套管段，所述无接箍套管的直径小于所述原始油井套管的直径，所述无接箍套管段由多根套管连接而成，所述套管之间通过螺纹连接；

连接在所述无接箍套管段中的固井关闭套，所述固井关闭套能够对所述无接箍套管段实现开闭并能够连通所述无接箍套管段内部与井壁和所述无接箍套管之间的空间，所述套管碰压胶塞能够使得所述无接箍套管段内部与井壁和所述无接箍套管之间的空间断开；

套设在所述无接箍套管段上的水泥阻挡件，所述水泥阻挡件能够将所述无接箍套管段与井壁之间的空隙进行隔离；

连接在所述无接箍套管段下端的无接箍筛管段，所述无接箍筛管段与所述无接箍套管段之间通过螺纹相连接。

2.根据权利要求1所述的防砂完井管柱，其特征在于，所述水泥阻挡件沿着远离所述无接箍套管段的方向并向上方向的延伸，所述水泥阻挡件能与所述井壁相抵。

3.根据权利要求1所述的防砂完井管柱，其特征在于，所述无接箍筛管段的直径与所述无接箍套管段的直径相等。

4.根据权利要求1所述的防砂完井管柱，其特征在于，所述固井关闭套包括：固井关闭套主体、设置在所述固井关闭套主体上的关闭阀、设置在所述关闭阀下端的盲板，所述关闭阀能连通所述无接箍套管段内部与井壁和所述无接箍套管之间的空间。

5.根据权利要求1所述的防砂完井管柱，其特征在于，所述套管的最大外径保持不变，所述套管上端的外侧壁上具有第一阶梯状导向斜面，所述第一阶梯状导向斜面上开设有螺纹，所述套管下端的内侧壁上具有第二阶梯状导向斜面，所述第二阶梯状导向斜面上开设有螺纹。

6.根据权利要求1所述的防砂完井管柱，其特征在于，所述水泥阻挡件位于所述固井关闭套以下、所述无接箍筛管段以上位置。

7.根据权利要求1所述的防砂完井管柱，其特征在于，所述无接箍筛管段的末端连接有引鞋。

8.根据权利要求1所述的防砂完井管柱，其特征在于，所述无接箍筛管段和所述无接箍套管段通过钻杆和方钻杆下入到油井的预设位置。

9.根据权利要求1所述的防砂完井管柱，其特征在于，所述无接箍筛管段和所述无接箍套管段通过提升短接与吊卡连接。

10.根据权利要求1所述的防砂完井管柱，其特征在于，当所述套管的直径为177.8mm时，所述无接箍套管段的最大外径为139.7mm，最大内径为121.36mm，所述无接箍筛管段的最大外径为139.7mm，最大内径为121.36mm。

11.一种根据权利要求1所述的防砂完井管柱的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过钻杆和方钻杆将连接好的所述尾管悬挂器、所述无接箍套管段、所述固井关闭套、所述无接箍筛管段穿过所述原始油井套管下入井内预定位置；

通过高压液或提放管柱使得所述尾管悬挂器与所述原始油井套管锚定；

向所述原始油井套管中注入水泥，所述水泥从所述固井关闭套流出至井壁和所述无接箍套管之间的空间，从而使得所述水泥阻挡件紧贴井壁密封；

将带有所述钻杆碰压胶塞的钻杆顶入管柱中，使所述钻杆碰压胶塞与尾管悬挂器上的套管碰压胶塞会和并锁死，并堵住所述固井关闭套以使所述无接箍套管段内部与井壁和所述无接箍套管之间的空间断开；

通过所述钻杆及连接在所述钻杆底部的钻头钻穿所述固井关闭套的盲板以使所述无接箍套管段打开。