CN103711470A - 一种油气井压裂酸化工艺管柱及其取出方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油气井压裂酸化工艺管柱及其取出方法,解决现有的工艺管柱在井内难以顺利取出的问题。该工艺管柱,包括依次排列并均设有滑套芯子的第一级分层滑套、第二级分层滑套……第N级分层滑套,其中,N不小于2,并且相邻的两级分层滑套之间均设有封隔器,还包括用于使管柱分段的额载开关;所述额载开关包括与封隔器连接的上接头,与下一级分层滑套连接的下接头,以及与上接头连接的限位机构;所述限位机构与下接头可拆卸连接。本发明结构合理,操作便捷,省时省力,效率高,成本低,可以使井内工艺管柱在施工完毕后顺利取出。

Description

一种油气井压裂酸化工艺管柱及其取出方法
技术领域
本发明涉及一种油气井井下工艺管柱,具体地说,是涉及一种油气井压裂酸化工艺管柱及其取出方法。
背景技术
随着油田开发的深入,地层越来越复杂,层间差异大,压裂、酸化分层的数量也逐渐增多,分层措施工艺管柱也变得越来越复杂。由于工艺管柱的复杂性,管柱后期的取出会随着砂埋或封隔器残余变形等诸多因素的影响而变得越来越困难,尤其在大斜度井和水平井方面,这种问题更加突出。
常规的工艺管柱通常采用分层滑套加封隔器、球座的结构形式,该种方式由于采用的球座为整体结构,不可拆分,因而功能单一,其与分层滑套的配合仅仅只是起到了分层施工的作用,在后期工艺管柱的取出过程中并没有起到帮助和促进的作用。当需要取出管柱时,需将管柱中的所有附带工具全部松动,然后再利用相当大的上提力来将工艺管柱一次性取出,操作风险高、难度大。而且,若是管柱过长,在取出过程中还会容易出现阻卡现象,而遇到这种情况时,就需要多方面调整,先使管柱及其附带工具全部松动,然后再施加更大的上提力来取出管柱,这不仅耗时耗力,而且取出效果不佳。因此,现有的取出方式很难使工艺管柱在井内顺利取出。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油气井压裂酸化工艺管柱及其取出方法,主要解决现有的工艺管柱在井内难以顺利取出的问题。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种油气井压裂酸化工艺管柱,包括依次排列并均设有滑套芯子的第一级分层滑套、第二级分层滑套……第N级分层滑套,其中,N不小于2,并且相邻的两级分层滑套之间均设有封隔器,还包括用于使管柱分段的额载开关;所述额载开关包括与上一级封隔器连接的上接头,与下一级分层滑套连接的下接头,以及与上接头连接的限位机构;所述限位机构与下接头可拆卸连接。
具体地说,所述限位机构包括与上接头连接的连接套,外壁与该连接套活动连接、且用于滑套芯子落入其中的中心管,以及一端连接于连接套、另一端在中心管外壁支撑下卡紧下接头的弹爪;所述下接头与连接套可拆卸连接。
进一步地,所述下接头通过剪切销钉与连接套连接。
作为优选,所述剪切销钉的剪切力大小为5~50T。
基于上述结构,本发明还提供了该油气井压裂酸化工艺管柱的取出方法,包括以下步骤:
(1)施工时,打开上一级分层滑套,使其中的滑套芯子落入到中心管内部并向下接头与下一级分层滑套连接的方向移动,使弹爪失去中心管支撑而向内收缩并初步松开下接头;
(2)上提管柱,向上接头施加不小于剪切销钉剪切力的上提力,拉断剪切销钉,同时弹爪在上接头和连接套带动下继续向内收缩并完全松开下接头,使得下接头与连接套分离;
(3)依次循环步骤(1)、(2),直至工艺管柱的所有分层滑套全部取出。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明结构设计合理,成本低廉,使用方便。
(2)本发明采用申请人自行设计的额载开关来代替常规球座,其不仅可以配合分层滑套实现分层施工,而且利用其可拆分的特性,使得工艺管柱可以分成多段的形式一一取出,从而大幅降低了工艺管柱的取出难度,确保工艺管柱在井内能够顺利取出,并且本发明的取出方式无需将管柱中的所有附带工具全部松动后再取出管柱,因而操作步骤非常简洁,效率相当高。
(3)本发明采用限位机构实现相邻两级分层滑套的分离,其利用剪切销钉连接下接头,并巧妙地利用了滑套芯子落入前、后的结构和压力变化,实现弹爪对下接头的松紧,在卡紧下接头时可以与球座一样,确保分层施工的顺利开展,而在松开时,则可以减小管柱取出的负荷力,本发明无论是对下接头卡紧或松开,其均能保证抗压强度不变,并且本发明可以根据现场施工条件选用相应剪切力的剪切销钉,从而最大程度上满足上提负荷的要求,并使工艺管柱能够在井内顺利取出。
(4)本发明在对井内工艺管柱施加上提负荷时,若整个工艺管柱比较松动,无阻卡现象,则管柱可以一次性全部取出,若使用井口所能提供的最大上提负荷后,管柱仍未出现松动迹象,不能一次性全部取出,则可以将额载开关中的下接头与其上的部分分开,由于分开后,下接头上部分的管柱相对变短,因而取出的可能性也被大幅提高,几乎不存在任何取出困难;待上部管柱取出后,再从新下入打捞工具,将与下接头连接的管柱部分取出,依次重复,直至将井内管柱全部取出,本发明解决了现有技术不能解决的问题,实现了现有技术不能实现的效果,因此,其与现有技术相比,具有突出的实质性特点和显著的进步。
(5)本发明实用性强、制造方便,在油气井方面具有广泛的应用前景,因此,本发明具有很高的实用价值和推广价值。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为额载开关的结构示意图。
图3为滑套芯子落入额载开关后的示意图。
图4为额载开关分离出下接头后的结构示意图。
其中,附图标记对应的零部件名称为:
1-分层滑套,2-滑套芯子,3-封隔器,4-额载开关,5-上接头,6-中心管,7-弹爪,8-连接套,9-下接头,10-剪切销钉。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明,本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
如图1、2所示,本发明包括依次连接的分层滑套1、封隔器3以及额载开关4。所述分层滑套1至少为两个,按第一级、第二级……第N级依次排列,而相应地,封隔器3和额载开关4也至少为两个,并且上一级的额载开关4与下一级的分层滑套1连接,依次类推,所有的分层滑套通过封隔器和额载开关连接在一起,构成工艺管柱。
与现有技术一样,所述分层滑套1内设有滑套芯子2。现有情况是分层滑套1中的滑套芯子2在施工时会经封隔器3落入到球座中,而本发明中的滑套芯子2在施工时则经封隔器3落入到额载开关4中。额载开关4用于使工艺管柱断开,以便于工艺管柱的取出,具体地说,该额载开关4包括与封隔器3连接的上接头5,与分层滑套1连接的下接头9,以及连接在上接头5与下接头9之间的限位机构。所述限位机构用于上一级分层滑套的滑套芯子2落入,并在滑套芯子2落入后通过对上接头5施加上提力来使下接头9脱出,从而使得两级分层滑套脱离,并逐步取出,该限位机构包括与上接头5连接的连接套8,外壁与该连接套8活动连接、且用于滑套芯子2落入其中的中心管6,以及一端连接于连接套8、另一端在中心管外壁支撑下卡紧下接头9的弹爪7;所述下接头9与连接套8通过剪切销钉10连接。下接头9最后的成功分离除了弹爪7对其松开外,还需要由剪切销钉10的剪切力来决定,对上接头5施加的上提力需要不小于剪切销钉10的剪切力,如此方可成功分离下接头9。按照现场施工的实际条件,作为优选,本实施例中,所述剪切销钉10的剪切力大小为5~50T,并且额载开关4和球座一样,在滑套芯子2落入之前,其连接力的大小不低于40T。
本发明的实现过程如下:
施工时,打开第一级分层滑套,其中的滑套芯子2会落入到中心管6中封堵中心管6内部,如图3所示,此时,在滑套芯子2压力作用下,中心管6会向下接头9与下一级分层滑套连接的方向移动,从而导致弹爪7卡紧下接头9的一端失去支撑,然后留出向内收缩的空间,并初步松开下接头9,此时,依靠剪切销钉10的连接,下接头9依然没有脱离。接着,上提管柱,对上接头5施加不小于剪切销钉10剪切力的上提力,使得弹爪7在上接头5和连接套8带动下继续向内收缩并完全松开下接头9,同时剪切销钉10被拉断,从而致使下接头9脱离,然后将第一级额载开关上部管柱部分取出,额载开关4分离出下接头9后的结构如图4所示。第一级额载开关取出后,下入打捞工具,然后再以同样的方式依次将第二级分层滑套、第三级分层滑套……第N级分层滑套一一取出。
本领域技术人员根据上述实施例并结合现有技术和公知常识后,可以毫无疑义地知晓本发明完整的技术方案。而值得说明的是,上述实施例仅为本发明较佳的一种实现方式,不应当用以限制本发明的保护范围,但凡在本发明的主体设计思想和精神下所作出的任何毫无实质意义的改动和润色,或是进行等同置换,其所解决的技术问题实质上与本发明一致的,也应当在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种油气井压裂酸化工艺管柱,包括依次排列并均设有滑套芯子(2)的第一级分层滑套、第二级分层滑套……第N级分层滑套,其中,N不小于2,并且相邻的两级分层滑套之间均设有封隔器(3),其特征在于,还包括用于使管柱分段的额载开关(4);所述额载开关(4)包括与上一级封隔器连接的上接头(5),与下一级分层滑套连接的下接头(9),以及与上接头(5)连接的限位机构;所述限位机构与下接头(9)可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述的一种油气井压裂酸化工艺管柱,其特征在于,所述限位机构包括与上接头(5)连接的连接套(8),外壁与该连接套(8)活动连接、且用于滑套芯子(2)落入其中的中心管(6),以及一端连接于连接套(8)、另一端在中心管外壁支撑下卡紧下接头(9)的弹爪(7);所述下接头(9)与连接套(8)可拆卸连接。
3.根据权利要求2所述的一种油气井压裂酸化工艺管柱,其特征在于,所述下接头(9)通过剪切销钉(10)与连接套(8)连接。
4.根据权利要求3所述的一种油气井压裂酸化工艺管柱,其特征在于,所述剪切销钉(10)的剪切力大小为5~50T。
5.一种油气井压裂酸化工艺管柱的取出方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)施工时,打开上一级分层滑套,使其中的滑套芯子落入到中心管内部并向下接头与下一级分层滑套连接的方向移动,使弹爪失去中心管支撑而向内收缩并初步松开下接头;
(2)上提管柱,向上接头施加不小于剪切销钉剪切力的上提力,拉断剪切销钉,同时弹爪在上接头和连接套带动下继续向内收缩并完全松开下接头,使得下接头与连接套分离;
(3)依次循环步骤(1)、(2),直至工艺管柱的所有分层滑套全部取出。
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