CN104879089B - 衬管二次固井工艺方法及装置 - Google Patents

衬管二次固井工艺方法及装置 Download PDF

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本发明公开了一种衬管二次固井工艺方法及装置,衬管二次固井装置主要由投送管柱、内管柱及外管柱组成。所述投送管柱主要由与油管Ⅰ丝扣连接的丢手接头上接头及丢手接头下接头组成,所述内管柱主要由依次与丢手接头上接头丝扣连接的油管短节、油管长度补偿器、油管Ⅱ及插管组成。所述外管柱主要由依次与丢手接头下接头丝扣连接的衬管、插管固井阀及锯齿筛管组成。所述采用衬管二次固井装置的衬管二次固井工艺方法包括确定固井井段,依序下入外管柱及内管柱,泵注升压,修井液洗井筒注灰固井,反洗井等步骤。本发明装置结构设计合理,适用范围广,可靠性高,密封性好,工艺简单、确保固井质量,大幅度提高作业效率、降低施工成本。

Description

衬管二次固井工艺方法及装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种衬管二次固井工艺方法及装置,属于油气水井套损治理与完井技 术领域。
背景技术
[0002] 油田开发中经常出现长段套损治理问题,其中较为彻底解决问题的一种治理措施 就是采用长井段衬管二次固井技术。传统工艺是采用液压悬挂器配套套管浮鞋实现衬管丢 手投送及固井目的,该工艺存在工艺装置成本高、操作复杂、可靠性低等缺点。鉴于此发明 一种衬管二次固井工艺方法及装置替代传统工艺技术具有十分重要的社会和经济意义。
发明内容
[0003] 本发明目的在于克服现有技术中衬管二次固井工艺方法及装置结构设计及工艺 技术的不足,提供一种“衬管二次固井工艺方法及装置”,本发明装置结构设计合理,适用范 围广,可靠性高,密封性好,工艺简单、适用,确保固井质量,大幅度提高作业效率、降低施工 成本。
[0004] 为了实现上述目的,本发明是通过以下技术方案来实现的:本发明提供了一种“衬 管二次固井装置”,该装置主要的技术方案是,主要由投送管柱、内管柱及外管柱组成。所述 投送管柱主要由与油管I丝扣连接的丢手接头上接头及丢手接头下接头组成,丢手接头上 接头通过左旋丝扣与丢手接头下接头连接。
[0005] 所述内管柱主要由依次与丢手接头上接头丝扣连接的油管短节、油管长度补偿 器、油管n及插管组成。
[0006] 所述外管柱主要由依次与丢手接头下接头丝扣连接的衬管、插管固井阀及锯齿筛 管组成。
[0007] 进一步技术方案是,所述插管的下部设置为缩径台阶结构,以形成插管缩径段、插 管上台阶及插管下台阶,在所述插管内设有内通孔,在插管外圆上至少嵌设有一道插管0形 密封圈,置于插管缩径段的上端位置。
[0008] 进一步技术方案是,所述插管固井阀主要由固井阀本体、滑套及定压球座部件组 成,所述固井阀本体主要由依次螺纹连接并为中空结构的上接头、中接头及下接头组成。
[0009] 所述滑套可轴向滑移设置在上接头与中接头结合部位所构成的凹槽与滑套座之 间,通过滑套剪钉与固井阀本体固接。
[0010] 所述定压球座部件设置在下接头的内腔中,置于与插管及滑套同一轴中心线位 置。
[0011] 进一步技术方案是,所述插管与滑套对应配合设置。
[0012] 进一步技术方案是,在所述滑套的上端部位置设有与滑套为一体结构并与插管缩 径段长度相适配的环形爪簧,在滑套上部位置分别设有与插管上台阶及插管下台阶相对应 的滑套上台阶及滑套下台阶;
[0013] 在滑套上设置有与阀体泄液口相配合以实现开或关状态的滑套泄液口;
[0014] 在阀体泄液口的上下两端各嵌设有两道滑套0形密封圈。
[0015] 进一步技术方案是,所述定压球座部件主要由定压球座及钢球组成,定压球座通 过球座剪钉与下接头连接;
[0016] 在定压球座的外圆上嵌设有球座0形密封圈。
[0017] 进一步技术方案是,由定压球与滑套座共同形成阀体空腔,在下接头的上端内壁 位置设置有分别与阀体泄液口和阀体空腔相通的液流通道。
[0018] 进一步技术方案是,在丢手接头上接头的上下端内壁分别设置有与油管I和油管 短节丝扣连接的油管扣I和油管扣n,在下端外壁位置设置有与丢手接头下接头连接的左 旋丝扣公扣。
[0019] 进一步技术方案是,在丢手接头下接头的上下端外壁上分别设置有与丢手接头上 接头连接的左旋丝扣母扣和与衬管丝扣连接的衬管扣。
[0020] 本发明进一步提供了一种采用衬管二次固井装置的衬管二次固井工艺方法,该方 法包括如下步骤:
[0021] 1)根据前期作业及测井结果,确定需要进行衬管固井的井段,并备足衬管;
[0022] 2)依序下入锯齿筛管、插管固井阀、衬管和丢手接头下接头,将丢手接头下接头 坐于井口吊卡之上;
[0023] 3)在衬管内依序下入插管、油管若干和油管长度补偿器,之后继续下入油管短节 以调配内管柱长度,需要保证在丢手接头上接头分别与丢手接头下接头和油管短节连接完 毕后,油管长度补偿器仍有50cm以上的可伸长量;
[0024] 4)将投送的油管与丢手接头上接头相连,并将内管柱及外管柱送入井内直至井 底;
[0025] 5)探得人工井底后,在加压20kN的情况下正转管柱,直至丢手接头上、下接头脱 开;
[0026] 6)地面连接管线完毕后,打开进出口闸门,从油管内栗注修井液观察栗车是否起 压,出口是否返水,若泵车起压且出口无返水,则说明插管密封性能良好,此状态下继续栗 注升压,直至定压球座脱落,泵压突降、出口返水;
[0027] 7)修井液洗净井筒后,进行注灰固井作业,注灰量于前端过替0.2-0.5m3,内管柱 油管内留浆0.2-0.5m3,以保证衬管上下两端灰浆的密度从而提高固井质量;
[0028] 8)注灰完毕后,上提内管柱2m使插管彻底离开插管固井阀,并大排量进行反洗井, 洗净内管柱内及丢手接头上接头上部环形空间的残留灰浆;
[0029] 9)提出投入管柱、丢手接头上接头、内管柱,关井候凝,完成衬管二次固井工艺。
[0030]本发明所设计的衬管二次固井工艺方法及装置与现有技术相比,具有如下优点: [0031] 1、本发明装置结构设计合理,适用范围广,可靠性高,密封性好,工艺简单、适用, 确保固井质量,大幅度提高作业效率、降低施工成本。
[0032] 2、因在插管外圆上、阀体泄液口的上下两端及定压球座的外圆上均嵌设有〇形密 封圈,确保有效实现密封循环替浆固井技术目的。
[0033] 3、因设置有定压球座部件,施工前可以验证插管密封性,不会出现因井下密封性 无法判断导致返工以及发生工程事故,使用安全可靠。
[0034] 4、本发明装置成本低,配套装置一套仅需10000元左右。
[0035] 5、本发明工艺路线设计合理,作业无返工、确保施工安全,极大的节约了施工时间 及施工成本,按每口井需要衬管固井5〇〇m计算,每口井可节约施工时间5天,施工成本10万。
附图说明
[0036]图1是本发明的衬管二次固井装置剖视结构示意图。
[0037]图2是本发明的丢手接头上接头的剖视结构示意图。
[0038]图3是本发明的丢手接头下接头的剖视结构示意图。
[0039]图4是本发明的插管固井阀剖视结构示意图。
[0040]图中:1、油管1,2、套管,3、投送管柱,31、丢手接头上接头,311、油管扣1,312、油管 扣n,313、左旋丝扣公扣,32、丢手接头下接头,321、左旋丝扣母扣,322、衬管扣,4、油管短 节,5、衬管,6、油管长度补偿器,7、油管II,8、插管,811、插管0形密封圈,812、插管缩径段, 813、插管上台阶,814、插管下台阶,9、插管固井阀体,91、上接头,92、中接头,93、下接头, 94、阀体泄液口,95、液流通道,96、阀体空腔,97、滑套,971、环形爪簧,972、滑套上台阶, 973、滑套下台阶,974、滑套泄液口,975、滑套0形密封圈,976、滑套座,977、滑套剪钉,98、定 压球座,981、钢球,982、球座0形密封圈,983、球座剪钉,10、锯齿筛管。
具体实施方式
[0041] 下面通过非限制性实施例,进一步阐述本发明,理解本发明。 实施例
[0042]如图1、图2、图3、图4所示,本发明提供了一种衬管二次固井装置,主要由在套管2 内设置的投送管柱、内管柱及外管柱组成。所述投送管柱主要由与油管I丝扣连接的丢手接 头上接头及丢手接头下接头组成,丢手接头上接头通过左旋丝扣与丢手接头下接头连接。 [0043]所述内管柱主要由依次与丢手接头上接头丝扣连接的油管短节、油管长度补偿 器、油管n及插管组成。
[0044] 所述外管柱主要由依次与丢手接头下接头丝扣连接的衬管、插管固井阀及锯齿筛 管组成。
[0045] 所述插管的下部设置为缩径台阶结构,以形成插管缩径段、插管上台阶及插管下 台阶,在所述插管内设有内通孔,在插管外圆上设5道插管〇形密封圈,置于插管缩径段的上 端位置。
[0046] 所述插管固井阀主要由固井阀本体、滑套及定压球座部件组成,所述固井阀本体 主要由依次螺纹连接并为中空结构的上接头、中接头及下接头组成。
[0047] 所述滑套可轴向滑移设置在上接头与中接头结合部位所构成的凹槽与滑套座之 间,通过滑套剪钉与固井阀本体固接。
[0048] 所述定压球座部件设置在下接头的内腔中,置于与插管及滑套同一轴中心线位 置。
[0049] 所述插管与滑套对应配合设置。
[0050] 在所述滑套的上端部位置设有与滑套为一体结构并与插管缩径段长度相适配的 环形爪簧,将插管提出时环形爪簧处于插管缩径段中,在滑套上部位置分别设有与插管上 台阶及插管下台阶相对应的滑套上台阶及滑套下台阶;
[0051]在滑套上设置有与阀体泄液口相配合以实现开或关状态的滑套泄液口;
[0052]在阀体泄液口的上下两端各嵌设有两道滑套0形密封圈。
[0053]所述定压球座部件主要由定压球座及钢球组成,定压球座通过球座剪钉与下接头 连接;
[0054]在定压球座的外圆上嵌设有2道球座0形密封圈。
[0055]由定压球与滑套座共同形成阀体空腔,在下接头的上端内壁位置设置有分别与阀 体泄液口和阀体空腔相通的液流通道。
[0056]本发明进一步提供了一种采用衬管二次固井装置的衬管二次固井工艺方法,该方 法包括如下步骤:
[0057] 1)根据前期作业及测井结果,确定需要进行衬管固井的井段,并备足衬管;
[0058] 2)依序下入锯齿筛管、插管固井阀、衬管和丢手接头下接头,将丢手接头下接头坐 于井口吊卡之上;
[0059] 3)在衬管内依序下入插管、油管若干和油管长度补偿器,之后继续下入油管短节 以调配内管柱长度,需要保证在丢手接头上接头分别与丢手接头下接头和油管短节连接完 毕后,油管长度补偿器仍有50cm以上的可伸长量;
[0060] 4)将投送的油管与丢手接头上接头相连,并将内管柱及外管柱送入井内直至井 底;
[0061] 5)探得人工井底后,在加压20kN的情况下正转管柱,直至丢手接头上、下接头脱 开;
[0062] 6)地面连接管线完毕后,打开进出口闸门,从油管内泵注修井液观察栗车是否起 压,出口是否返水,若泵车起压且出口无返水,则说明插管密封性能良好,此状态下继续栗 注升压,直至定压球座脱落,栗压突降、出口返水;
[0063] 7)修井液洗净井筒后,进行注灰固井作业,注灰量于前端过替0.2-0.5m3,内管柱 油管内留浆0.2-0.5m3,以保证衬管上下两端灰浆的密度从而提高固井质量;
[0064] 8)注灰完毕后,上提内管柱2m使插管彻底离开插管固井阀,并大排量进行反洗井, 洗净内管柱内及丢手接头上接头上部环形空间的残留灰浆;
[0065] 9)提出投入管柱、丢手接头上接头、内管柱,关井候凝,完成衬管二次固井工艺。
[0066] 下面结合附图对本发明各部件参数及设置理由作进一步说明。
[0067] —、丢手接头:
[0068] 1)丢手接头上接头:如图1、图2所示,311为〇73mm与油管I连接的油管扣1,312为 〇60mm与油管短节连接的油管扣n,外壁设置的313为095 X 1.5mm与丢手接头下接头连接 的左旋丝扣公扣。
[0069] 2)丢手接头上下接头:如图3所示,321为〇 95 X 1.5mm与丢手接头下接头连接的左 旋丝扣母扣,322为〇 101 • 6mm与衬管连接的衬管扣。
[0070] 二、插管:
[0071] 如图4所示,插管外径为048mm,中间为密封圈槽,嵌设有插管〇形密封圈,用以实 现插管与滑套间的密封。 LUU"」二、插官固井阀:如图4所不,本体外径为114mm,环形爪簧的作用是在插管拔出时 可使滑套随插管上移至一定高度后,向外张开,既能使插管不被卡在插管固井阀内,又能使 滑套上移得以关闭滑套开关;而当密封插管插入插管固井阀时,插管下台阶顶住滑套下行, 插管的插管0形密封圈进入插管固井阀密封腔,滑套泄流口与对应连通,滑套开关打开,液 流侍以进入插管固井阀的液流通道,并将液流下行传至定压球座,待地面继续泵注则定压 球座处出现憋压,持续泵注直至13MPa,定压球座下方的球座剪钉被剪断,定压球座及钢球 脱落,液流得以下行并流至环空。插管固井阀下接头为<D73mra油管扣,用以连接锯齿筛管。 [0073]四、油管长度补偿器:〇60mm油管短节无法完全满足丢手接头上接头既能与丢手 接头下接头连接,又能保证插管的加压吨位,油管长度补偿器能很好的解决这一问题;入井 时压缩或半压缩状态的油管长度补偿器因为丢手作业完成后管柱轻微上移,导致自身伸长 并始终保证插管留于插管固井阀的密封段,保证密封性能不受影响。
[0074] 五、锯齿筛管:
[0075]增加丢手时下部衬管的反扭矩力,保证丢手作业更易完成;锯齿筛管打孔段增加 了液流面积,减小了施工中的截流效应。衬管二次固井装置
[0076]采用本发明所设计制造的衬管二次固井装置及工艺方法,通过对长段套损井现场 安装实施,完全能达到本发明的技术目的,有效提高油田采收率。
[0077]综上所述,本发明装置结构设计合理,适用范围广,可靠性高,密封性好,工艺简 单、适用,确保固井质量,大幅度提高作业效率、降低施工成本。

Claims (8)

  1. i .一种衬管二次固井装置,主要由投送管柱(3)、内管柱及外管柱组成,其特征在于,所 述投送管柱(3)主要由与油管I (1)丝扣连接的丢手接头上接头(31)及丢手接头下接头(32) 组成,丢手接头上接头(31)通过左旋丝扣与丢手接头下接头(32)连接,所述内管柱主要由 依次与丢手接头上接头(31)丝扣连接的油管短节(4)、油管长度补偿器¢)、油管n (7)及插 管(8)组成,所述外管柱主要由依次与丢手接头下接头(32)丝扣连接的衬管(5)、插管固井 阀及锯齿筛管(10)组成,所述插管固井阀主要由固井阀本体(9)、滑套(97)及定压球座部件 组成,所述固井阀本体(9)主要由依次螺纹连接并为中空结构的上接头(91)、中接头(92)及 下接头(93)组成,所述滑套(97)可轴向滑移设置在上接头(91)与中接头(92)结合部位所构 成的凹槽与滑套座(976)之间,通过滑套剪钉(977)与固井阀本体(9)固接,所述定压球座部 件设置在下接头(93)的内腔中,置于与插管(8)及滑套(97)同一轴中心线位置,在所述滑套 (97)的上端部位置设有与滑套(97)为一体结构并与插管缩径段(812)长度相适配的环形爪 簧(971),在滑套(97)上部位置分别设有与插管上台阶(813)及插管下台阶(S14)相对应的 滑套上台阶(972)及滑套下台阶(973),在滑套(97)上设置有与阀体泄液口 ©4)相配合以实 现开或关状态的滑套泄液口(974),在阀体泄液口(94)的上下两端各嵌设有两道滑套〇形 密封圈(975)。
  2. 2. 根据权利要求1所述的一种衬管二次固井装置,其特征在于,所述插管(8)的下部设 置为缩径台阶结构,以形成插管缩径段(812)、插管上台阶(813)及插管下台阶(814),在所 述插管(8)内设有内通孔,在插管(8)外圆上至少嵌设有一道插管0形密封圈(811),置于插 管缩径段(812)的上端位置。
  3. 3. 根据权利要求1所述的一种衬管二次固井装置,其特征在于,所述插管(8)与滑套 (97)对应配合设置。
  4. 4. 根据权利要求1所述的一种衬管二次固井装置,其特征在于,所述定压球座部件主 要由定压球座(98)及钢球(981)组成,定压球座(98)通过球座剪钉(983)与下接头(93)连 接,在定压球座(98)的外圆上嵌设有球座0形密封圈(982)。
  5. 5. 根据权利要求4所述的一种衬管二次固井装置,其特征在于,由定压球座部件与滑套 座(976)共同形成阀体空腔(96),在下接头(93)的上端内壁位置设置有分别与阀体泄液口 (94)和阀体空腔(96)相通的液流通道(95)。
  6. 6. 根据权利要求1所述的一种衬管二次固井装置,其特征在于,在丢手接头上接头 (31) 的上下端内壁分别设置有与油管1(1)和油管短节(4)丝扣连接的油管扣IC311)和油管 扣II (312),在下端外壁位置设置有与丢手接头下接头(32)连接的左旋丝扣公扣(313)。
  7. 7. 根据权利要求1所述的一种衬管二次固井装置,其特征在于,在丢手接头下接头 (32) 的上下端外壁上分别设置有与丢手接头上接头(31)连接的左旋丝扣母扣(321)和与衬 管(5)丝扣连接的衬管扣(322)。
  8. 8.—种采用权利要求1所述的衬管二次固井装置的衬管二次固井工艺方法,其特征在 于,该方法包括如下步骤: 1) 根据前期作业及测井结果,确定需要进行衬管固井的井段,并备足衬管; 2) 依序下入锯齿筛管、插管固井阀、衬管和丢手接头下接头,将丢手接头下接头坐于 井口吊卡之上; 3) 在衬管内依序下入插管、油管若干和油管长度补偿器,之后继续下入油管短节以调 配内管柱长度,需要保证在丢手接头上接头分别与丢手接头下接头和油管短节连接完毕 后,油管长度补偿器仍有50cm以上的可伸长量; 4) 将投送的油管与丢手接头上接头相连,并将内管柱及外管柱送入井内直至井底; 5) 探得人工井底后,在加压20kN的情况下正转管柱,直至丢手接头上、下接头脱开; 6) 地面连接管线完毕后,打开进出口闸门,从油管内栗注修井液观察栗车是否起压, 出口是否返水,若栗车起压且出口无返水,则说明插管密封性能良好,此状态下继续栗注升 压,直至定压球座脱落,栗压突降、出口返水; 7) 修井液洗净井筒后,进行注灰固井作业,注灰量于前端过替0.2-0.5m3,内管柱油管 内留浆0.2-0.5m3,以保证衬管上下两端灰浆的密度从而提高固井质量; 8) 注灰完毕后,上提内管柱2m使插管彻底离开插管固井阀,并大排量进行反洗井,洗 净内管柱内及丢手接头上接头上部环形空间的残留灰浆; 9) 提出投入管柱、丢手接头上接头、内管柱,关井候凝,完成衬管二次固井工艺。
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