CN100538003C - 膨胀式筛管悬挂方法 - Google Patents

Abstract

可循环筛管完井方法，应用于油气井筛管的完井，特征是：A、向井眼内下入筛管完井管柱；B、注入钻井液；C、投球憋压，座封膨胀式筛管悬挂器；D、投球憋压，打通钻柱与筛管串之间的通道；E、注入钻井液，冲洗筛管串的内壁；F、起出筛管完井管柱，完成可循环筛管完井作业。效果是：利用可循环筛管完井方法，能实现筛管悬挂完井。打破了筛管悬挂施工传统做法。在施工过程能够随时循环钻井液，把钻井时对油层造成的伤害减小到最低，最大限度地提高油层渗透率恢复值，提高采收率；与常规的筛管完井方法相比，仅通过向井内下入一趟施工管柱能完成可循环筛管悬挂完井，提高完井效率，节约施工费用。

Description

膨胀式筛管悬挂方法

技术领域

本发明专利涉及一种油气井完井方法，特别涉及井下筛管的完井方法，更具体的说是一种膨胀式筛管悬挂完井方法及膨胀式筛管悬挂器。

背景技术

采用筛管完井能够提高油气井的防砂能力，延长油气井修井周期。目前，国内外越来越多的油气田采用筛管悬挂完井方法。常规的筛管悬挂完井方法是将筛管串连接在送入管柱下端，把筛管串放到井底；然后将筛管座挂在套管内壁的下端；然后，启动丢手装置把筛管串丢开；上提送入管柱；再次下钻，钻开筛管串内的盲板，并清洗筛管串内壁；最后起钻，完成筛管串悬挂施工。存在如下不足：筛管串在下入井内的过程中，不能建立循环，无法对筛管串和井底循环清洗，只有起出送入管柱再下一趟洗井管柱，才能替出井筒内的泥浆，加剧了对油层污染。在施工过程中需要下一趟钻柱，钻开筛管串内的盲板，使实施筛管串悬挂施工时间加长，下钻次数多。

中国专利公告号CN2203355Y，公开了一种筛管悬挂器，并对筛管悬挂的施工过程进行阐述。公告号CN2721857Y，公开了一种完井悬挂器。公告号CN2898269Y，公开了一种多功能筛管悬挂器。

发明内容

本发明的目的是提供一种膨胀式筛管悬挂方法，利用液压为动力使筛管膨胀，实现筛管悬挂完井。在施工过程中筛管串座挂前，随时能够实施循环钻井液，在施工中减小钻井液对油层造成的伤害，最大限度地提高油层渗透率恢复值，提高油井产量，提高采收率。通过向井内下入一趟施工管柱完成可循环筛管悬挂完井。克服常规筛管完井方法存在的不能循环钻井液的不足，克服施工中需要多次下钻柱，施工周期长的不足。

本发明的另一个目的是提供一种筛管悬挂工具，即膨胀式筛管悬挂器，实现上述循环钻井液的筛管悬挂完井方法。

本发明膨胀式筛管悬挂方法是通过以下步骤实现的：

A、向井眼内下入筛管完井管柱

向井眼套管内下入筛管完井管柱，并下放到预定位置。筛管完井管柱的结构自下而上是：下端是冲管密封和浮鞋，冲管密封和浮鞋上部连接筛管串。筛管串上部连接膨胀式筛管悬挂器，膨胀式筛管悬挂器上部连接钻柱。

B、注入钻井液

当筛管完井管柱下放到设计位置后，向筛管完井管柱内注入钻井液，循环顶替出筛管与裸眼之间原有的钻井液后停止注钻井液。利用注入钻井液浸泡裸眼井段一段时间。根据钻井液和地层的不同，浸泡时间长短不同，确定裸眼井段浸泡时间，本领域技术人员能确定。再次重复注入新鲜的钻井液，再次浸泡裸眼井段一段时间，最大限度地恢复储层的渗透性。然后分两次投球憋压。

C、投球憋压，座封膨胀式筛管悬挂器

向筛管完井管柱内投入一个小球，小球到达下滑套，堵塞膨胀式筛管悬挂器与筛管串之间的下滑套中部通道；利用泥浆泵向筛管完井管柱内注入高压钻井液。钻井液压力上推胀塞，座挂膨胀式筛管悬挂器。根据井深及井况不同来确定泵压大小，本领域技术人员能确定。

D、投球憋压，打通钻柱与筛管串之间的通道

然后，向筛管完井管柱内投入一个大球，大球到达上滑套，封隔上滑套中部通道；利用泥浆泵向筛管完井管柱内注入高压完井液。高压完井液压力推动上滑套向下滑动，首先剪断上滑套剪钉，使上滑套下落至下滑套上，再利用完井液压力剪断下滑套剪钉，使下滑套落至冲管上部，打通钻柱与筛管串之间的通道。

上提筛管完井管柱，使胀塞和密封套与筛管串失去密封。

E、注入钻井液，冲洗筛管串的内壁

向筛管完井管柱内注入钻井液，冲洗筛管串的内壁。

F、起出筛管完井管柱

起出筛管完井管柱，将膨胀式筛管悬挂器的送入接头、中心管、胀塞、连接管、上滑套、下滑套、冲管、密封套、冲管接箍、小球、大球和固定套被携带到地面，留在井下的是膨胀管、外连接套、筛管串和冲管密封和浮鞋。完成可循环筛管完井作业。

为实现本发明的目的，采用的是膨胀式筛管悬挂器。所述的膨胀式筛管悬挂器是一种液压膨胀式筛管悬挂器。该液压膨胀式筛管悬挂器的结构是：包括：送入接头、中心管、膨胀管、胀塞、连接管、外连接套、上滑套、下滑套、冲管、密封套、冲管接箍、剪钉、小球、剪钉、大球和固定套。

送入接头上部有螺纹，能将液压膨胀式筛管悬挂器连接在送入管柱的下端。其特征在于：送入接头下端外壁连接有一个膨胀管，送入接头下端内壁连接有一个中心管，胀塞在中心管与膨胀管之间，且胀塞能沿中心管上下滑动。固定套固定连接在中心管上。中心管下端连接有连接管。中心管下端内壁上通过剪钉固定有一个上滑套。连接管通过剪钉固定有一个下滑套。连接管下端连接有冲管。冲管的下端固定有冲管接箍。膨胀管下端连接外连接套。外连接套内壁与冲管外壁之间有密封套，外连接套与密封套之间有密封圈，冲管与密封套之间有密封圈。密封套坐封在外连接套的内台阶上。外连接套的下端有外螺纹。小球的直径大于下滑套的中心孔直径。大球的直径大于上滑套的中心孔直径。

膨胀管与送入接头的连接方式可以采用左扣螺纹连接。膨胀管与送入接头的连接方式也可以采用花键连接。

膨胀管的外侧至少有一个以上的环形凸起。环形凸起的截面为矩形，外部边沿直径与膨胀管的最大直径相同。

送入接头与中心管之间有橡胶密封圈。胀塞分别与中心管和膨胀管之间有橡胶圈密封。中心管与连接管之间有橡胶圈密封。中心管与上滑套之间有橡胶圈密封。连接管与下滑套之间有橡胶圈密封。连接管与冲管之间有橡胶圈密封。膨胀管与外连接套之间有橡胶圈密封。

上滑套的外壁上至少有两个对称的剪钉孔，上滑套的座封平面与中心孔之间至少有一个上侧孔，上滑套的外壁与中心孔之间至少有一个侧孔。

下滑套的外壁上至少有两个对称的剪钉孔，下滑套的外壁上至少有一个侧孔。

本发明的有益效果是：利用可循环筛管完井方法，能实现筛管悬挂完井。本发明利用液压为动力使筛管膨胀，实现筛管悬挂完井。这种悬挂方法，打破了筛管悬挂施工传统做法，提供了一种崭新的筛管悬挂方法。在施工过程能够随时循环钻井液，把钻井时对油层造成的伤害减小到最低，最大限度地提高油层渗透率恢复值，提高采收率；与常规的筛管完井方法相比，仅通过向井内下入一趟施工管柱能完成可循环筛管悬挂完井，提高完井效率，节约施工费用。

附图说明

图1是本发明可循环筛管完井方法采用的筛管完井管柱结构示意图。

图2是投入小球时的液压膨胀式筛管悬挂器示意图。

图3是投入大球时的液压膨胀式筛管悬挂器示意图。

图4是上提筛管完井管柱示意图。

图5是提出筛管完井管柱示意图。

图6是上滑套的结构剖面示意图。

图7是下滑套的结构剖面示意图。

图中，1.送入接头，2.中心管，3.膨胀管，4.胀塞，5.连接管，6.外连接套，7.上滑套，8.下滑套，9.冲管，10.密封套，11.冲管接箍，12.内台阶，13.侧孔，14.剪钉，15.小球，16.侧孔，17.剪钉，18.上侧孔，19.大球，20.固定套，21.环形凸起，22.套管，23.钻柱，24.筛管串，25.冲管密封和浮鞋。

具体实施方式

实施例1：施工过程：

A、向井眼内下入筛管完井管柱

参阅附图1。向井眼套管内下入筛管完井管柱，并下放到预定位置。筛管完井管柱的结构自下而上是：下端是冲管密封和浮鞋25，冲管密封和浮鞋25上部连接筛管串24。筛管串24上部连接膨胀式筛管悬挂器，膨胀式筛管悬挂器上部连接钻柱23。

B、注入钻井液

当筛管完井管柱下放到设计位置后，向筛管完井管柱内注入钻井液，循环顶替出筛管与裸眼之间原有的钻井液后停止注钻井液。利用注入钻井液浸泡裸眼井段5小时。再次重复注入新鲜的钻井液，再次浸泡裸眼井段5小时。通过注入钻井液的浸泡恢复储层的渗透性。然后分两次投球憋压。

C、投球憋压，座封膨胀式筛管悬挂器

参阅图2。向筛管完井管柱内投入一个小球15，直径55毫米，小球15到达下滑套8，堵塞膨胀式筛管悬挂器与筛管串24之间的下滑套8中部通道；利用泥浆泵向筛管完井管柱内注入高压钻井液。高压钻井液的压力为12MPa。钻井液压力上推胀塞4向上运动，将膨胀管3全部胀开，座挂膨胀式筛管悬挂器，然后停泵。

D、投球憋压，打通钻柱与筛管串之间的通道

参阅图3。向筛管完井管柱内投入一个大球19，直径80毫米，大球19到达上滑套7，封隔上滑套7中部通道；利用泥浆泵向筛管完井管柱内注入高压完井液。高压钻井液的压力为13MPa。高压完井液压力推动上滑套7向下滑动，首先剪断上滑套7的剪钉17，使上滑套7下落至下滑套8上，再利用完井液压力剪断下滑套8的剪钉14，使下滑套8落至冲管9上部，打通钻柱23与筛管串24之间的通道。停泵。

参阅图4。上提筛管完井管柱2.5米，使胀塞4和密封套10与筛管串24失去密封。

E、注入钻井液，冲洗筛管串的内壁

向筛管完井管柱内注入钻井液，时间为2小时，冲洗筛管串24的内壁。

F、起出筛管完井管柱

参阅图5。上提并起出筛管完井管柱，将膨胀式筛管悬挂器的送入接头1、中心管2、胀塞4、连接管5、上滑套7、下滑套8、冲管9、密封套10、冲管接箍11、小球15、大球19和固定套20被携带到地面。留在井下的是膨胀管3、外连接套6、筛管串24和冲管密封和浮鞋25。完成可循环筛管完井作业。

液压膨胀式筛管悬挂器实施例

参阅附图1。以一个规格为9 5/8″—7″的液压膨胀式筛管悬挂器为例，进行具体说明。

送入接头1最大外径为210毫米。中心管2长度为1355毫米，内径为82毫米，外径为120毫米。膨胀管3长度为1400毫米。膨胀管3的外侧有两道环形凸起21。环形凸起21的截面为梯形，厚度为5毫米。环形凸起21外部边沿的直径与膨胀管3的最大直径相同。

送入接头1上部有螺纹，能使液压膨胀式筛管悬挂器连接在送入管柱的下端，将液压膨胀式筛管悬挂器送入井下悬挂的位置。送入接头1下端外壁连接有膨胀管3。膨胀管3与送入接头1的连接方式是花键连接。送入接头1下端内壁连接一个中心管2。送入接头1与中心管2之间有橡胶密封圈。

胀塞4的厚度为300毫米，最大外径为192毫米，其轴向两端有锥面。胀塞4套在中心管2上，胀塞4能在中心管2上面滑动。胀塞4分别与中心管2和膨胀管3之间有橡胶圈密封。固定套20固定连接在中心管2上，能阻止胀塞4相对于中心管2相对向下滑动。

中心管2下端外壁上螺纹连接有连接管5。中心管2与连接管5之间有橡胶圈密封。

中心管2下端内壁上通过剪钉17固定有上滑套7。中心管2与上滑套7之间有橡胶圈密封。上滑套7的内孔直径为60毫米。上滑套7的作用：投入的小球15阻断送入管柱到筛管串的内部通道，上滑套7与大球19一起打通被阻断的内部通道。参阅图6。上滑套7的外壁上有两个对称的剪钉孔，上滑套7的座封平面与中心孔之间有两个上侧孔18。上侧孔18的作用是：当大球19在压力液的作用下，上滑套7下滑并推动下滑套下滑后，打通送入管柱与筛管串的内部通道。上滑套7的外壁与中心孔之间有两个侧孔16。侧孔16的作用是：上滑套7下滑的过程中，封堵了一部分原注入液体，侧孔16是卸压孔。

连接管5通过剪钉14固定有下滑套8。连接管5与下滑套8之间有橡胶圈密封。下滑套8固定在连接管5内部的台阶上。下滑套8的内孔直径为50毫米。下滑套8的作用是：与小球15一起，阻断送入管柱和筛管串之间的通道，进行憋压。参阅图7。下滑套8的外壁上有两个对称的剪钉孔，下滑套8的外壁上有两个侧孔13。侧孔13的作用是：投入大球19，推动上滑套7和下滑套8运动到设计位置后，打开送入管柱和筛管串之间的内部通道。

连接管5下端螺纹连接有冲管9。连接管5与冲管9之间有橡胶圈密封。

冲管9的下端外侧固定有冲管接箍11。

膨胀管3下端连接外连接套6。膨胀管3与外连接套6之间有橡胶圈密封。

外连接套6内壁与冲管9外壁之间有密封套10。密封套10的作用是：将外连接套6与冲管9之间的环空密封。外连接套6与密封套10之间有密封圈，冲管9与密封套10之间有密封圈。密封套10坐封在外连接套6的内台阶12上。外连接套6的下端有外螺纹。施工时，外连接套6下端能连接筛管，以便将筛管悬挂在井下的套管壁上。

小球15的直径大于下滑套8的中心孔直径。小球15的直径是55毫米。

大球19的直径大于上滑套7的中心孔直径。大球19的直径是80毫米。

Claims (7)

1、一种膨胀式筛管悬挂方法，其特征是：

A、向井眼内下入筛管完井管柱

向井眼套管内下入筛管完井管柱，并下放到预定位置，筛管完井管柱的结构自下而上是：下端是冲管密封和浮鞋(25)，冲管密封和浮鞋(25)上部连接筛管串(24)，筛管串(24)上部连接膨胀式筛管悬挂器，膨胀式筛管悬挂器上部连接钻柱(23)；

B、注入钻井液

当筛管完井管柱下放到设计位置后，向筛管完井管柱内注入钻井液，循环顶替出筛管与裸眼之间原有的钻井液后停止注钻井液，利用注入钻井液浸泡裸眼井段一段时间，根据钻井液和地层的不同，浸泡时间长短不同，确定裸眼井段浸泡时间，再次重复注入新鲜的钻井液，再次浸泡裸眼井段一段时间，最大限度地恢复储层的渗透性，然后分两次投球憋压；

C、投球憋压，座封膨胀式筛管悬挂器

向筛管完井管柱内投入一个小球(15)，小球(15)到达下滑套(8)，堵塞膨胀式筛管悬挂器与筛管串(24)之间的下滑套(8)中部通道；利用泥浆泵向筛管完井管柱内注入高压钻井液，钻井液压力上推胀塞(4)，座挂膨胀式筛管悬挂器，根据井深及井况不同来确定泵压大小；

D、投球憋压，打通钻柱与筛管串之间的通道

然后，向筛管完井管柱内投入一个大球(19)，大球(19)到达上滑套(7)，封隔上滑套(7)中部通道；利用泥浆泵向筛管完井管柱内注入高压完井液，高压完井液压力推动上滑套(7)向下滑动，首先剪断上滑套(7)的剪钉(17)，使上滑套(7)下落至下滑套(8)上，再利用完井液压力剪断下滑套(8)的剪钉(14)，使下滑套(8)落至冲管(9)上部，打通钻柱(23)与筛管串(24)之间的通道；

上提筛管完井管柱，使胀塞(4)和密封套(10)与筛管串(24)失去密封；

E、注入钻井液，冲洗筛管串的内壁

向筛管完井管柱内注入钻井液，冲洗筛管串(24)的内壁；

F、起出筛管完井管柱

起出筛管完井管柱，将膨胀式筛管悬挂器的送入接头(1)、中心管(2)、胀塞(4)、连接管(5)、上滑套(7)、下滑套(8)、冲管(9)、密封套(10)、冲管接箍(11)、小球(15)、大球(19)和固定套(20)被携带到地面，留在井下的是膨胀管(3)、外连接套(6)、筛管串(24)和冲管密封和浮鞋(25)，完成可循环筛管完井作业；

所述的膨胀式筛管悬挂器的结构，包括：送入接头(1)、中心管(2)、膨胀管(3)、胀塞(4)、连接管(5)、外连接套(6)、上滑套(7)、下滑套(8)、冲管(9)、密封套(10)、冲管接箍(11)、剪钉(14)、小球(15)、剪钉(17)、大球(19)和固定套(20)，

送入接头(1)上部有螺纹，送入接头(1)下端外壁连接有一个膨胀管(3)，送入接头(1)下端内壁连接有一个中心管(2)，胀塞(4)在中心管(2)与膨胀管(3)之间，且胀塞(4)能沿中心管(2)上下滑动，固定套(20)固定连接在中心管(2)上，中心管(2)下端连接有连接管(5)，中心管(2)下端内壁上通过剪钉(17)固定有一个上滑套(7)，连接管(5)通过剪钉(14)固定有一个下滑套(8)，连接管(5)下端连接有冲管(9)，冲管(9)的下端固定有冲管接箍(11)，膨胀管(3)下端连接外连接套(6)，外连接套(6)内壁与冲管(9)外壁之间有密封套(10)，外连接套(6)与密封套(10)之间有密封圈，冲管(9)与密封套(10)之间有密封圈，密封套(10)坐封在外连接套(6)的内台阶(12)上，外连接套(6)的下端有外螺纹，小球(15)的直径大于下滑套(8)的中心孔直径，大球(19)的直径大于上滑套(7)的中心孔直径。

2、如权利要求1所述的膨胀式筛管悬挂方法，其特征在于：膨胀管(3)与送入接头(1)的连接方式是花键连接。

3、如权利要求1所述的膨胀式筛管悬挂方法，其特征在于：膨胀管(3)与送入接头(1)的连接方式是左扣螺纹连接。

4、根据权利要求2或3所述的膨胀式筛管悬挂方法，其特征是：膨胀管(3)的外侧至少有一个以上的环形凸起(21)，环形凸起(21)的截面为矩形，外部边沿直径与膨胀管(3)的最大直径相同。

5、根据权利要求2或3所述的膨胀式筛管悬挂方法，其特征是：送入接头(1)与中心管(2)之间有橡胶密封圈，胀塞(4)分别与中心管(2)和膨胀管(3)之间有橡胶圈密封，中心管(2)与连接管(5)之间有橡胶圈密封，中心管(2)与上滑套(7)之间有橡胶圈密封，连接管(5)与下滑套(8)之间有橡胶圈密封，连接管(5)与冲管(9)之间有橡胶圈密封，膨胀管(3)与外连接套(6)之间有橡胶圈密封。

6、根据权利要求2或3所述的膨胀式筛管悬挂方法，其特征是：上滑套(7)的外壁上至少有两个对称的剪钉孔，上滑套(7)的座封平面与中心孔之间至少有一个上侧孔(18)，上滑套(7)的外壁与中心孔之间至少有一个侧孔(16)。

7、根据权利要求2或3所述的膨胀式筛管悬挂方法，其特征是：下滑套(8)的外壁上至少有两个对称的剪钉孔，下滑套(8)的外壁上至少有一个侧孔(13)。

Images