CN101560875A - 多功能水平井完井管柱装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能水平井完井管柱装置，包括筛管、内冲管和冲洗工具，还包括悬挂式封隔器，所述筛管的一端与所述悬挂式封隔器相连，另一端与所述冲洗工具相连，所述内冲管插入所述分隔器和所述筛管组成的防砂管柱内，所述内冲管的下端密封插入所述冲洗工具内。本发明的多功能水平井完井管柱装置，替泥浆、酸洗、完井过程一次完成，成本相对较低，而且优化了筛管完井方式，可以依靠悬挂式封隔器分隔管外的环形空间，有效防止井塌，并有较高渗流面积。

Description

多功能水平井完井管柱装置

技术领域

本发明涉及一种多功能水平井完井管柱装置，用于油气田井下工作。

背景技术

水平井的完井方式主要有裸眼完井、砾石充填完井、套管固井射孔完井、筛管完井等。目前应用较为普遍的水平井完井方式是筛管完井，且替泥浆、酸洗、完井装置不同，完井过程并非一次完成。这样造成了完井操作复杂，成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了多功能水平井完井管柱装置，不仅操作简便，达到一次完井，而且可以优化筛管完井方式。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种多功能水平井完井管柱装置，包括筛管、内冲管和冲洗工具，还包括悬挂式封隔器，所述筛管的一端与所述悬挂式封隔器相连成防砂管柱，另一端与所述冲洗工具相连，所述内冲管插入所述悬挂式封隔器和所述筛管组成的防砂管柱内，所述内冲管的下端密封并插入所述冲洗工具内。

所述悬挂式封隔器包括封隔器内中心管、坐封组件和丢手组件，所述坐封组件和所述丢手组件设置在所述封隔器内中心管的外表面上，所述坐封组件和所述丢手组件配合连接。

所述坐封组件包括封隔器上接头、缸套、液缸环头、上连接管、胶筒、剪切销钉a、锥体、卡瓦片、上外管、卡瓦座、剪切销钉c、滑套和下锁套，所述封隔器上接头上部与钻杆连接，下部与所述封隔器内中心管上端通过螺纹配合连接，所述缸套套在所述封隔器上接头的外表面上，所述缸套下部与所述液缸环头通过螺纹配合连接，所述液缸环头套在所述封隔器内中心管的外表面上，所述上连接管与所述液缸环头之间设有相互对应的凹凸结构，所述上连接管套在液缸环头上，且所述上连接管下部与所述上外管螺纹连接；所述上外管外部依次设有所述胶筒、所述锥体、所述卡瓦片、所述卡瓦座，所述锥体与所述上外管通过所述剪切销钉a连接，所述卡瓦片为片状且下部设有凸台，所述锥体设有滑槽，所述卡瓦座设有与所述卡瓦片下部凸台形状配合的开口槽；所述滑套与所述封隔器内中心管通过剪切销钉c径向以间隙配合的方式连接。

所述丢手组件包括剪切销钉b、解封套、解封销钉、爪簧、支撑套、调紧环、下接头和下外管，所述下外管上部与所述卡瓦座下部螺纹连接，所述上外管与所述下外管通过所述剪切销钉b连接，所述下外管下部与所述下接头上部螺纹连接且形成内环形槽，所述下锁套的上部设有与所述上外管下部卡合的部分，所述下锁套下部设有与内环形槽相配合的凸台卡住内环形槽；

所述滑套外表面套有支撑套，所述支撑套的下部设有调紧环，所述调紧环上部与所述滑套下部螺纹连接且间隙配合；所述爪簧上部与所述封隔器内中心管的中下部螺纹连接，下部支撑在支撑套上且设有与下接头上的凹槽相配合的凸台。所述解封套设有与下锁套上部形状配合的卡合部分，且所述解封套与所述下锁套通过解封销钉连接；所述上外管下部设有内锯齿扣，所述下锁套上部设有与所述内锯齿扣相配合的外锯齿扣。

所述封隔器内中心管中下部设有长条型对称滑槽，所述支撑套外表面为圆锥形，内侧设有对称花键，所述支撑套安装于所述长条型对称滑槽中；所述支撑套内侧对称花键与所述滑套间隙配合，所述滑套的下部设有台阶式凸起。

所述缸套、液缸环头、上连接管、封隔器内中心管和支撑套的连接面均设有密封件。

冲洗工具包括冲洗工具上接头、冲洗工具内中心管、过流管、外管、卡管、挡环、弹簧、钢球、卡簧、管堵、滑套、连接管、冲管和剪切销钉d，所述冲洗工具上接头上部与所述筛管螺纹连接，下部与所述外管上部螺纹连接，所述外管下部与所述连接管上部螺纹连接，所述连接管的下部与所述冲管螺纹连接，所述过流管下部与所述卡管的上部螺纹连接，所述卡管的下部与所述滑套螺纹连接，所述管堵与所述卡管通过剪切销钉d连接，所述筛管内设有酸洗冲管柱，所述冲洗工具内中心管上部与所述酸洗冲管柱相连，所述挡环与所述管堵上部螺纹连接，所述挡环下侧设有弹簧，所述管堵上部设有安装孔，所述钢球安装在所述安装孔内，且钢球与管堵构成密封，所述管堵下部安装有卡簧。

所述管堵下部设有环形槽。

所述卡簧为带缺口的圆环状卡簧，安装在所述环形槽内。

所述冲洗工具内中心管与过流管、所述卡管与管堵的连接面均设有密封件。

有益效果：本发明提供了多功能水平井完井管柱装置，不受水平井眼的规则程度等因素的影响，替泥浆、酸洗、完井过程一次完成，成本相对较低，而且优化了筛管完井方式，可以依靠悬挂式封隔器分隔管外的环形空间，有效防止井塌，并有较高渗流面积。

附图说明

图1是本发明的管柱结构示意图；

图2是本发明的多功能水平井完井悬挂式封隔器结构示意图；

图3是本发明的冲洗工具结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种多功能水平井完井管柱装置的实施方式做进一步地说明：

一种多功能水平井完井管柱装置，包括筛管52、内冲管53和冲洗工具54，其还包括悬挂式封隔器51，所述筛管的一端与所述悬挂式封隔器相连，另一端与所述冲洗工具相连，所述内冲管插入所述封隔器和所述筛管组成的防砂管柱内，所述内冲管的下端密封插入所述冲洗工具内。

所述悬挂式封隔器包括封隔器内中心管16、坐封组件和丢手组件，所述坐封组件和所述丢手组件设置在所述内中心管的外表面上，所述坐封组件和所述丢手组件配合连接。

所述坐封组件包括封隔器上接头1、缸套2、液缸环头4、上连接管7、胶筒10、剪切销钉a11、锥体12、卡瓦片13、上外管14、卡瓦座15、剪切销钉c19、滑套18和下锁套21，所述封隔器上接头上部与钻杆连接，下部与所述封隔器内中心管上端通过螺纹配合连接，所述缸套套在所述封隔器上接头的外表面上，所述缸套下部与所述液缸环头通过螺纹配合连接，所述液缸环头套在所述封隔器内中心管的外表面上，所述上连接管与所述液缸环头之间设有相互对应的凹凸结构，所述上连接管套在液缸环头上，且所述上连接管下部与所述上外管螺纹连接；所述上外管外部依次设有所述胶筒、所述锥体、所述卡瓦片、所述卡瓦座，所述锥体与所述上外管通过所述剪切销钉a11连接，所述卡瓦片为片状且下部设有凸台，所述锥体设有滑槽，所述卡瓦座设有与所述卡瓦片下部凸台形状配合的开口槽；所述滑套与所述封隔器内中心管通过剪切销钉c19径向以间隙配合的方式连接。

所述丢手组件包括剪切销钉b17、解封套22、解封销钉23、爪簧24、支撑套25、调紧环26、下接头28和下外管20，所述下外管上部与所述卡瓦座下部螺纹连接，所述上外管与所述下外管通过所述剪切销钉b17连接，所述下外管下部与所述下接头上部螺纹连接且形成内环形槽，所述下锁套的上部设有与所述上外管下部卡合的部分，所述下锁套下部设有与内环形槽相配合的凸台卡住内环形槽；

所述滑套外表面套有支撑套，所述支撑套的下部设有调紧环，所述调紧环上部与所述滑套下部螺纹连接且间隙配合；所述爪簧上部与所述封隔器内中心管的中下部螺纹连接，下部支撑在支撑套上且设有与下接头上的凹槽相配合的凸台。所述解封套设有与下锁套上部形状配合的卡合部分，且所述解封套与所述下锁套通过解封销钉连接；所述上外管下部设有内锯齿扣，所述下锁套上部设有与所述内锯齿扣相配合的外锯齿扣。

所述封隔器内中心管中下部设有长条型对称滑槽，所述支撑套外表面为圆锥形，内侧设有对称花键，所述支撑套安装于所述长条型对称滑槽中；所述支撑套内侧对称花键与所述滑套间隙配合，所述滑套的下部设有台阶式凸起。

所述缸套、液缸环头、上连接管、封隔器内中心管和支撑套的连接面均设有密封件。

所述缸套通过装配在所述液缸环头上的密封圈6来实现密封，所述缸套与所述上接头通过装配在上接头上的密封圈3来实现密封；所述液缸环头与所述内中心管通过装配在所述液缸环头上密封圈5来实现密封，所述液缸环头与所述上连接管通过密封圈8实现密封，所述滑套上部通过装配在滑套外的密封圈9与所述内中心管实现密封，所述调紧环与所述滑套通过装配在所述调紧环内部的密封胶圈密封，所述调紧环与所述内中心管通过装配在所述调紧环外部的密封圈27实现密封。

从钻杆投入坐封钢球，正循环打压，钢球座于滑套上部的端面上，液流从封隔器内中心管上部进液孔进入由封隔器上接头、缸套、缸套环头构成的液缸中，液缸环头在压力作用下产生向下推力，推动上连接管、上外管，当压力到一定值时，剪切销钉b剪断，压力作用使缸套环头下行推动上连接管，上连接管推动上外管下行，上外管带动锥体下行，卡瓦片在锥体和卡瓦座的相互挤压下沿着锥体的锥型面运动涨开，其牙齿咬合套管内壁；继续打压，剪切销钉a剪断，胶筒在上连接管和锥体的相互挤压下涨开密封筛套环空，同时上外管(内扣)下行，与下锁套(外扣)咬合锁紧，防止胶筒和卡瓦片反弹，完成封隔器的悬挂与坐封过程。

继续打压，剪切销钉c剪断，并释放滑套，液压推动滑套下行，滑套台阶推动支撑套的凸台，带动支撑套、调紧环下行，支撑套与爪簧失去紧贴配合，爪簧从下接头环形槽释放，实现丢手。

所述冲洗工具包括冲洗工具上接头31、冲洗工具内中心管32、过流管34、外管35、卡管36、挡环37、弹簧39、钢球40、卡簧42、管堵43、滑套44、连接管45、冲管46和剪切销钉d41，所述冲洗工具上接头上部与所述筛管螺纹连接，下部与所述外管上部螺纹连接，所述外管下部与所述连接管上部螺纹连接，所述连接管的下部与所述冲管螺纹连接，所述过流管下部与所述卡管的上部螺纹连接，所述卡管的下部与所述滑套螺纹连接，所述管堵与所述卡管通过剪切销钉d41连接，所述冲洗工具内中心管为插入件，上部与所述内冲管相连，所述挡环与所述管堵上部螺纹连接，所述挡环下侧设有弹簧，所述管堵上部设有安装孔，所述钢球安装在所述安装孔内，且钢球与管堵构成密封，所述管堵下部设有环形槽，所述卡簧为带缺口的圆环状卡簧，安装在所述环形槽内。所述冲洗工具内中心管与过流管通过内密封胶圈密封，卡管与管堵通过密封圈38来实现密封。

所述的悬挂式封隔器中的上接头与钻杆相连，内中心管下部的外螺纹与内冲管的上部相连，下接头与筛管上部相连，所述冲洗工具中的上接头上部的内螺纹与筛管的下部相连，内中心管上部的内螺纹与内冲管的下部相连，使悬挂式封隔器、筛管、内冲管、冲洗工具内形成能够循环的管柱结构。

泥浆和酸洗液体从油套环空泵入，经所述冲管和所述管堵的流道进入筛管内的冲管中，上行进入封隔器中心管，从钻杆返回地面。

替泥浆、酸洗完成以后，从钻杆正打压，压力作用在所述管堵上。在压力的作用下，所述剪切销钉被剪断，所述管堵下行插入所述连接管内，到预定位置后，所述卡簧弹起卡入所述卡管槽中，固定所述管堵，从而关闭冲洗工具和筛管外的循环通道。

本发明适用的完井方式为封隔器悬挂筛管完井，其钻完井的主要过程为：一开钻开地表，下表层套管固井；二开钻至油层顶界，下技术套管固井；三开钻穿油层至设计井深，下筛管悬挂套管完井。

Claims (10)

1.一种多功能水平井完井管柱装置，包括筛管、内冲管和冲洗工具，其特征在于还包括悬挂式封隔器，所述筛管的一端与所述悬挂式封隔器相连成防砂管柱，另一端与所述冲洗工具相连，所述内冲管插入所述悬挂式封隔器和所述筛管组成的防砂管柱内，所述内冲管的下端密封并插入所述冲洗工具内。

2.如权利要求1所述多功能水平井完井管柱装置，其特征在于所述悬挂式封隔器包括封隔器内中心管、坐封组件和丢手组件，所述坐封组件和所述丢手组件设置在所述封隔器内中心管的外表面上，所述坐封组件和所述丢手组件配合连接。

3、如权利要求2所述多功能水平井完井管柱装置，其特征在于所述坐封组件包括封隔器上接头、缸套、液缸环头、上连接管、胶筒、剪切销钉a、锥体、卡瓦片、上外管、卡瓦座、剪切销钉c、滑套和下锁套，所述封隔器上接头上部与钻杆连接，下部与所述封隔器内中心管上端通过螺纹配合连接，所述缸套套在所述封隔器上接头的外表面上，所述缸套下部与所述液缸环头通过螺纹配合连接，所述液缸环头套在所述封隔器内中心管的外表面上，所述上连接管与所述液缸环头之间设有相互对应的凹凸结构，所述上连接管套在液缸环头上，且所述上连接管下部与所述上外管螺纹连接；所述上外管外部依次设有所述胶筒、所述锥体、所述卡瓦片、所述卡瓦座，所述锥体与所述上外管通过所述剪切销钉a连接，所述卡瓦片为片状且下部设有凸台，所述锥体设有滑槽，所述卡瓦座设有与所述卡瓦片下部凸台形状配合的开口槽；所述滑套与所述封隔器内中心管通过剪切销钉c径向以间隙配合的方式连接。

4、如权利要求2所述多功能水平井完井管柱装置，其特征在于所述丢手组件包括剪切销钉b、解封套、解封销钉、爪簧、支撑套、调紧环、下接头和下外管，所述下外管上部与所述卡瓦座下部螺纹连接，所述上外管与所述下外管通过所述剪切销钉b连接，所述下外管下部与所述下接头上部螺纹连接且形成内环形槽，所述下锁套的上部设有与所述上外管下部卡合的部分，所述下锁套下部设有与内环形槽相配合的凸台卡住内环形槽；所述滑套外表面套有支撑套，所述支撑套的下部设有调紧环，所述调紧环上部与所述滑套下部螺纹连接且间隙配合；所述爪簧上部与所述封隔器内中心管的中下部螺纹连接，下部支撑在支撑套上且设有与下接头上的凹槽相配合的凸台。所述解封套设有与下锁套上部形状配合的卡合部分，且所述解封套与所述下锁套通过解封销钉连接；所述上外管下部设有内锯齿扣，所述下锁套上部设有与所述内锯齿扣相配合的外锯齿扣。

5、如权利要求3或4所述多功能水平井完井管柱装置，其特征在于所述封隔器内中心管中下部设有长条型对称滑槽，所述支撑套外表面为圆锥形，内侧设有对称花键，所述支撑套安装于所述长条型对称滑槽中；所述支撑套内侧对称花键与所述滑套间隙配合，所述滑套的下部设有台阶式凸起。

6、如权利要求5所述多功能水平井完井管柱装置，其特征在于所述缸套、液缸环头、上连接管、封隔器内中心管和支撑套的连接面均设有密封件。

7、如权利要求1所述多功能水平井完井管柱装置，其特征在于所述冲洗工具包括冲洗工具上接头、冲洗工具内中心管、过流管、外管、卡管、挡环、弹簧、钢球、卡簧、管堵、滑套、连接管、冲管和剪切销钉d，所述冲洗工具上接头上部与所述筛管螺纹连接，下部与所述外管上部螺纹连接，所述外管下部与所述连接管上部螺纹连接，所述连接管的下部与所述冲管螺纹连接，所述过流管下部与所述卡管的上部螺纹连接，所述卡管的下部与所述滑套螺纹连接，所述管堵与所述卡管通过剪切销钉d连接，所述筛管内设有酸洗冲管柱，所述冲洗工具内中心管上部与所述酸洗冲管柱相连，所述挡环与所述管堵上部螺纹连接，所述挡环下侧设有弹簧，所述管堵上部设有安装孔，所述钢球安装在所述安装孔内，且钢球与管堵构成密封，所述管堵下部安装有卡簧。

8、如权利要求7所述多功能水平井完井管柱装置，其特征在于所述管堵下部设有环形槽。

9、如权利要求7所述多功能水平井完井管柱装置，其特征在于所述卡簧为带缺口的圆环状卡簧，安装在所述环形槽内。

10、如权利要求7、8或9所述多功能水平井完井管柱装置，其特征在于所述冲洗工具内中心管与过流管、所述卡管与管堵的连接面均设有密封件。

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