CN104843621A - 一种气井油套环空保护液更替装置及方法 - Google Patents

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喻智明
侯铎
施太和
张智
何奇垚
陆凯
任建
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    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
    • E21B49/08—Obtaining fluid samples or testing fluids, in boreholes or wells
    • E21B49/081—Obtaining fluid samples or testing fluids, in boreholes or wells with down-hole means for trapping a fluid sample

Abstract

本发明公开了一种气井油套环空保护液取样、更替的装置及方法，属于油气井安全技术领域。气井油套环空保护液取样和更替方法要点在于：下油管时，在油管外壁附着安装一根寄生管，随油管一起下入井筒，寄生管端部通过套管头四通开孔部位接入地面抽注管线。通过寄生管从而实现对油套环空保护液的取样，定期监测环空保护液的性能变化，以及对环空保护液的更替。本发明整个装置的安装和施工工艺简单方便，形成了一套独立、安全的管路系统，用于气井油套环空保护液的取样及更替，便于对气井井筒开展各项安全工艺操作及维护，且不影响气井的生产和其他作业。

Description

一种气井油套环空保护液更替装置及方法
技术领域
本发明涉及一种气井油套环空保护液体更替装置及更替方法，主要用于取样或更替油套环空保护液，属于油气井安全技术领域。
背景技术
油套环空中加注环空保护液已经成为保护油套环空的主要技术措施。环空保护液具有杀菌、除垢、缓蚀的作用，能有效防护油套管的腐蚀；同时能降低油管与环空之间的压差，减轻套管头和封隔器承受的压力。它在保证气井的安全生产过程中发挥着重要作用。
目前环空保护液都要求具有良好的长期防护作用，在不动管柱的情况下，气井一般都不更换保护液。但在一些非正常情况下，如油套管之间密封不好可能造成保护液漏失、CO2/H2S等气体窜入、井下作业混入杂质等，都会影响环空保护液的性能，降低其防护效果，给气井的安全生产带来隐患。所以定期检测环空保护液性能，有利于及时发现问题，并更替受污染的油套环空保护液。同时也利于将新研制的更高效的环空保护液投入使用，达到最优防护效果。但目前来说没有一套特定的专门用于取样、更替环空保护液的装置及方法。
发明内容
本发明为了解决现有气井油套环空保护液取样、更替技术的不足，目的是提供一种独立、安全、简单的油套环空保护液更替装置及其取样、更替方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于取样、更替油套环空保护液的装置，其特征在于它包括寄生管、管卡、具有锥度密封接口的套管头四通、法兰式平行闸阀、法兰连接头、抽注管线、流量计、地面抽汲装置、抽汲阀门、地面注入装置、注入阀门。
所述的寄生管采用耐蚀合金材料制造，由长约10米左右的短节采用锥度式密封接头连接组成，通过管卡将其固定附着在油管外壁一起下入井筒。寄生管末端弯曲朝上，防止流体对管壁和封隔器的冲蚀，末端口装有过滤网，避免杂质堵塞管道。
所述的管卡包括钳体、销子、螺杆、螺母。销子可使卡体对称活动张开或闭合。油管卡入大卡孔，寄生管卡入小卡孔，螺杆固定，防止管卡的脱落和松动下滑。管卡安装在每根油管接头的下部，防止下入油管时管卡意外遇阻上滑。
所述的具有锥度密封接口的套管头四通用于寄生管头端与地面抽注管线的密封连接。
所述的地面抽注管线上依次安装有法兰式平行闸阀、法兰连接头、流量计。抽注管线再分支分别接入地面抽汲装置和地面注入装置，并在各支管线上安有阀门，通过控制阀门可在抽、注功能之间切换。
利用本发明装置可以实现环空保护液的取样和更替两种功能。
环空保护液取样方法包括如下步骤：
A、关闭地面注入装置和注入阀门；
B、打开返排管线闸阀，使环空与大气连通；
C、打开法兰式平行闸阀和抽汲阀门；
D、启动地面抽汲装置，通过寄生管和抽注管线抽取适量环空保护液样本用于检测；
E、待取样结束后，关闭返排管线闸阀、法兰式平行闸阀和抽汲阀门以及地面抽汲装置。
环空保护液更替方法包括如下步骤：
A、关闭地面抽汲装置和抽汲阀门；
B、打开返排管线闸阀，使环空与返排管线连通；
C、打开法兰式平行闸阀和注入阀门；
D、启动地面注入装置，并观察流量计，使预定体积的新环空保护液通过抽注管线和寄生管注入环空，原环空保护液通过返排管线被顶替排出；
E、待更替过程结束后，关闭返排管线闸阀、法兰式平行闸阀和注入阀门以及地面注入装置。本发明由于采取以上技术方案，具有以下优点：
(1)寄生管固定、下入方式简单可靠；管末段弯曲朝上，可防止流体对管壁和封隔器的冲蚀；末端口装有过滤网，可避免杂质堵塞管道；与地面抽注管线连接接头耐高压、密封性好；
(2)形成一套独立、安全的管路系统，可定期对环空保护液进行取样，监测保护液的性能变化，也可对油套环空保护液进行更替，施工过程简单方便，不影响井的生产和其他作业。
附图说明
图1是环空保护液更替装置组成正面示意图。
其中图中：1、地层，2、固井水泥，3、封隔器，4、油层套管，5、油管，6、油套环空保护液，7、寄生管末端口过滤网，8、管卡，9、寄生管短节锥度密封接头，10、寄生管，11、套管头四通锥度密封接头，12、具有锥度密封接口的套管头四通，13、返排管线闸阀，14、返排管线
图2是环空保护液更替装置组成侧面示意图。
其中图中：15、法兰式平行闸阀，16、法兰连接头，17、抽注管线，18、流量计，19、抽汲阀门，20、地面抽汲装置，21、注入阀门，22、地面注入装置
图3是管卡示意图。
图4是寄生管末端结构图。
图5是锥度密封接头结构图。
其中图中：12、具有锥度密封接口的套管头四通，27、环形斜坡面，28、调整环，29、锁紧母，30、管密封接头
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细的描述。
如图2所示，一种用于气井油套环空保护液更替的装置包括：连通油套环空与地面抽注装置并由多节短管连接组成的寄生管10、设于寄生管10末端的过滤网7、用于固定寄生管10于油管接头下部的管卡8、寄生管10与地面抽注管线17连接的套管头四通锥度密封接头11、依次设于抽注管线17上的法兰式平行闸阀15、法兰连接接头16、流量计18、地面抽汲装置20、抽汲阀门19、地面注入装置22、注入阀门21。
如图3所示，管卡8固定寄生管10的方法如下：通过销子23张开卡体24，先将寄生管10卡入小卡孔中，再将油管5卡入大卡孔，通过螺杆25、螺母26固紧管卡在油管5上，防止管卡8的脱落和松动下滑。
寄生管10安装过程如下：在下第一根油管5时，将寄生管10末段按图4所示用管卡8固定在油管5适当位置，将寄生管10末段弯曲朝上，再用管卡8将其弯曲朝上段固紧，可防止流体对管壁和封隔器3的冲蚀。寄生管10末端口装有过滤网7，避免杂质堵塞管道。此后每下入一根油管5时，都用管卡8将寄生管10固紧于该油管接头下部，防止下入油管5时管卡意外遇阻上滑。
利用本发明装置可以实现环空保护液的取样和更替两种功能。
环空保护液取样方法包括如下步骤：
步骤一、关闭地面注入装置22和注入阀门21；
步骤二、打开返排管线闸阀13，使环空与大气连通；
步骤三、打开法兰式平行闸阀15和抽汲阀门19；
步骤四、启动地面抽汲装置20，通过寄生管10和抽注管线17抽取适量环空保护液样本用于检测；
步骤五、待取样结束后，关闭返排管线闸阀13、法兰式平行闸阀15和抽汲阀门19以及地面抽汲装置20。
环空保护液更替方法包括如下步骤：
步骤一、关闭地面抽汲装置20和抽汲阀门19；
步骤二、打开返排管线闸阀13，使环空与返排管线14连通；
步骤三、打开法兰式平行闸阀15和注入阀门21；
步骤四、启动地面注入装置22，并观察流量计18，使预定体积的新环空保护液通过抽注管线17和寄生管10注入环空，原环空保护液通过返排管线14被顶替排出；
步骤五、待更替过程结束后，关闭返排管线闸阀13、法兰式平行闸阀15和注入阀门21以及地面注入装置22。

Claims (5)

1.一种用于气井油套环空保护液更替的装置，其特征在于：包括设于油管(5)外壁的寄生管(10)、设于寄生管(10)末端的过滤网(7)、寄生管(10)通过管卡(8)与油管(5)固定、寄生管(10)与地面抽注管线(17)通过套管头四通锥度密封接头(11)连接、依次设于抽注管线(17)上的法兰式平行闸阀(15)、法兰连接接头(16)和流量计(18)、设于抽注管线(17)末端的地面抽汲装置(20)、抽汲阀门(19)以及地面注入装置(22)、注入阀门(21)。
2.如权利要求1所述的一种用于气井油套环空保护液更替的装置，其特征在于：寄生管(10)通过管卡(8)与油管固定，管卡(8)安装在每根油管接头的下部，可防止下入油管(5)时管卡(8)意外遇阻上滑。
3.如权利要求1所述的一种用于气井油套环空保护液更替的装置，其特征在于：所述寄生管(10)采用耐蚀合金材料制造，由长约10米左右的短节连接组成，寄生管(10)末端弯曲朝上固定，末端口装有过滤网(7)。
4.采用如权利要求1所述的一种用于气井油套环空保护液更替的装置，实现对环空保护液取样的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、关闭地面注入装置(22)和注入阀门(21)；
步骤二、打开返排管线闸阀(13)，使环空与大气连通；
步骤三、打开法兰式平行闸阀(15)和抽汲阀门(19)；
步骤四、启动地面抽汲装置(20)，通过寄生管(10)和抽注管线(17)抽取适量环空保护液样本用于检测；
步骤五、待取样结束后，关闭返排管线闸阀(13)、法兰式平行闸阀(15)和抽汲阀门(19)以及地面抽汲装置(20)。
5.采用如权利要求1所述的一种用于气井油套环空保护液更替的装置，实现对环空保护液更替的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、关闭地面抽汲装置(20)和抽汲阀门(19)；
步骤二、打开返排管线闸阀(13)，使环空与返排管线(14)连通；
步骤三、打开法兰式平行闸阀(15)和注入阀门(21)；
步骤四、启动地面注入装置(22)，并观察流量计(18)，使预定体积的新环空保护液通过抽注管线(17)和寄生管(10)注入环空，原环空保护液通过返排管线(14)被顶替排出；
步骤五、待更替过程结束后，关闭返排管线闸阀(13)、法兰式平行闸阀(15)和注入阀门(21)以及地面注入装置(22)。
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