CN104963655B - 一种带热力学隔板的分段释放井下工具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种带热力学隔板的分段释放井下工具，包括工作外筒、固体化学块和热力学隔板，工作外筒内从上到下等距离间隔设有多个热力学隔板，热力学隔板沿径向与工作外筒的内壁密封接触，相邻的热力学隔板之间设有放置在下方热力学隔板上表面的固体化学块。本发明提供的这种带热力学隔板的分段释放井下工具，可根据油井液量、药剂投加浓度等确定固体化学块的数量，通过控制热力学隔板的溶解速度，使固体化学块分段溶解释放，延长药剂作用时间、保证药剂效果，控制因腐蚀、结垢、成蜡等原因造成的油井故障，进而延长油井检泵周期。
Description
技术领域
本发明属于油田采油技术领域，具体涉及一种带热力学隔板的分段释放井下工具。
背景技术
油井结蜡、结垢、腐蚀、泵卡、管杆腐蚀断脱等问题普遍存在，成为影响油田稳产的重要因素。目前针对油井结蜡、结垢、腐蚀等问题主要以油套环空投加化学药剂和井下配套工具为主。
一般井油套环空加药很难按时、按量投加，部分油井实施隔采或是控制套压生产，投加药品很难到达井下有效部位，影响药剂使用效果。
井下工具主要以点滴加药装置和带有外筒的注塑成型的固体化学药剂为主。
井下点滴加药装置，利用密度差扩散原理，使储药管内的液体连续不断的流入井筒，但药剂下流速度受井筒压力的影响，加药器的药流速度无法实现自控；
井下智能点滴加药装置，虽然可以控制加药速度，但是受限于尾管数量和电池使用寿命，清蜡剂等用量较大的化学药剂不能实现长时间连续投加；
化学药剂与高聚物质复配、加热、注塑成型，然后装进特制外筒，安装在抽油泵与筛管之间，虽然可以解决人工加药的弊端，但是注塑成型的固体化学块完全暴露在井下液体中，且不同层位井的温度差异较大，溶解释放量难以控制，溶解不均匀易造成油流通道堵塞，有效期较短。
发明内容
本发明的目的是解决现有的清除油井结蜡、结垢、腐蚀等问题时，存在的清理不彻底、操作复杂、药剂作用时间短、效果差的问题。
为此，本发明提供了一种带热力学隔板的分段释放井下工具，包括工作外筒，工作外筒内从上到下等距离间隔设有多个热力学隔板，热力学隔板沿径向与工作外筒的内壁密封接触，相邻的热力学隔板之间设有放置在下方热力学隔板上表面的固体化学块。
所述热力学隔板由双层多孔骨架板和双层多孔骨架板内的热力学溶蚀支架组成。
所述双层多孔骨架板由上层多孔骨架板和下层多孔骨架板组成，上层多孔骨架板和下层多孔骨架板之间通过物理压制或者粘结剂连接，上层多孔骨架板由纵横交叉的支撑板形成的网状结构组成，下层多孔骨架板由倾斜的且互相平行放置的多个支撑板组成，且固体化学块放置在上层多孔骨架板的上表面。
所述热力学溶蚀支架由多个等距离间隔排列的支撑架和连接件组成，每个支撑架的一端与连接件固定连接，另外一端与工作外筒的内壁固定连接，且连接件与工作外筒同轴。
所述热力学溶蚀支架固定在上层多孔骨架板的网状结构内。
所述支撑架为3个。
所述热力学隔板的材料的成分主要包括主剂70～80份，致孔剂10～15份，加重剂5～10份，粘合剂5～20份，掩蔽剂5～10份；
所述的主剂是改性聚丙烯酰胺、酸溶树脂、聚丙烯酸树脂、聚乳酸中的一种；
所述致孔剂是聚乙醇、聚乙烯吡咯烷酮中的一种；
所述加重剂是碳酸钙；
所述粘合剂是聚丙烯酰胺；
所述掩蔽剂是乙二胺四乙酸二钠盐、烷基磺酸盐、烷基磺酸脂中的一种；
热力学隔板是由上述重量份的成分均匀混合后压制而成的圆片膜层。
所述固体化学块采用固体防蜡块或者固体防垢块，固体防蜡块由以下重量份的组分组成，主剂70～90份，载体80～100份，所述的主剂是甲基丙烯酸高级酯-马来酸酐-苯乙烯，所述载体是高压聚乙烯；
固体防垢块由以下重量份的组分组成，主剂70～90份，载体80～100份，所述的主剂是有机磷酸酯或磷酸盐，所述载体是高分子聚丙烯酰胺，分子量900～1600万；
固体化学块是由上述重量份的组分均匀混合后压制而成的圆柱块。
所述热力学溶蚀支架采用牺牲阳极材料制成。
本发明的有益效果：本发明提供的这种带热力学隔板的分段释放井下工具，可根据油井液量、药剂投加浓度等确定固体化学块的数量，通过控制热力学隔板的溶解速度，使固体化学块分段溶解释放，延长药剂作用时间、保证药剂效果，进而延长油井检泵周期。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是带热力学隔板的分段释放井下工具的结构示意图。
图2是热力学隔板的结构示意图。
图3是热力学溶蚀支架的结构示意图。
附图标记说明：1、工作外筒；2、热力学隔板；3、固体化学块；4、支撑板；5、热力学溶蚀支架；501、支撑架；502、连接件；6、双层多孔骨架板；601、上层多孔骨架板；602、下层多孔骨架板。
具体实施方式
以下将结合附图进一步对本发明提供的带热力学隔板的分段释放井下工具作详细的说明。
实施例1：
如图1所示，本发明提供了一种带热力学隔板的分段释放井下工具，包括工作外筒1，工作外筒1内从上到下等距离间隔设有多个热力学隔板2，热力学隔板2沿径向与工作外筒1的内壁密封接触，相邻的热力学隔板2之间设有放置在下方热力学隔板2上表面的固体化学块3。
热力学隔板2在与水作用一定时间反应放热将热力学隔板2溶解后，固体化学块3失去热力学隔板2的支撑作用，在重力作用下固体化学块3掉入井底与液体接触，缓慢释放发挥其化学作用。
热力学隔板2层数和固体化学块3的块数根据现场实际情况确定，工作外筒1连接在管串的最下端，工作外筒1选用外径为54mm～114mm的空心钢管，且上下钢管之间采用接箍、丝扣连接。
热力学隔板不受井筒产出液体的成分、矿化度影响，在PH值为5～8的水介质中，与水接触后发生化学热力学反应，特定的时间（7d～9d）内可溶于水，这样就可以延长化学药剂分散性和作用时间，延长油井检泵周期。本发明提供的这种带热力学隔板的分段释放井下工具，可根据油井液量、药剂投加浓度等确定固体化学块的数量，通过控制热力学隔板的溶解速度，使固体化学块分段溶解释放，延长药剂作用时间、保证药剂效果，进而延长油井检泵周期。
实施例2：
在实施例1的基础上，需要说明的是，如图2所示，所述热力学隔板2由双层多孔骨架板6和双层多孔骨架板6内的热力学溶蚀支架5组成。
热力学溶蚀支架5用于支撑双层多孔骨架板6上的固体化学块3，热力学隔板2在与水作用一定时间反应放热将双层多孔骨架板6溶解后，热力学溶蚀支架5与水接触并溶解，固体化学块3失去热力学溶蚀支架5的支撑作用，在重力作用下固体化学块3掉入井底与液体接触，缓慢释放发挥其化学作用。
实施例3：
在实施例2的基础上，如图2所示，所述双层多孔骨架板6由上层多孔骨架板601和下层多孔骨架板602组成，上层多孔骨架板601和下层多孔骨架板602之间通过物理压制或者粘结剂连接，上层多孔骨架板601由纵横交叉的支撑板4形成的网状结构组成，下层多孔骨架板602由倾斜的且互相平行放置的多个支撑板4组成，且固体化学块3放置在上层多孔骨架板601的上表面。如图3所示，所述热力学溶蚀支架5由多个等距离间隔排列的支撑架501和连接件502组成，每个支撑架501的一端与连接件502固定连接，另外一端与工作外筒1的内壁固定连接，且连接件502与工作外筒1同轴。
具体的，双层多孔骨架板6将固体化学块3与井下液体隔开，热力学溶蚀支架5固定在工作外筒1上支撑上部的固体化学块3，热力学隔板2在与水作用一定时间将双层多孔骨架板6的下层多孔骨架板602溶解后，上层多孔骨架板601与水作用也被溶解，热力学溶蚀支架5与水接触并溶解，固体化学块3失去热力学溶蚀支架5的支撑作用，在重力作用下固体化学块3掉入井底与液体接触，缓慢释放发挥其化学作用。
实施例4：
在实施例3的基础上，需要特别说明的是，为了更好的支撑固体化学块3，所述热力学溶蚀支架5固定在上层多孔骨架板601的网状结构内。
实施例5：
在实施例3的基础上，所述支撑架501为3个，3个支撑架501形成的结构更加稳固牢靠。
实施例6：在实施例1的基础上，所述热力学隔板2的材料成分主要包括主剂70～80份，致孔剂10～15份，加重剂5～10份，粘合剂5～20份，掩蔽剂5～10份；所述的主剂是改性聚丙烯酰胺、酸溶树脂、聚丙烯酸树脂、聚乳酸中的一种；所述致孔剂是聚乙醇、聚乙烯吡咯烷酮中的一种；所述加重剂是碳酸钙；所述粘合剂是聚丙烯酰胺；所述掩蔽剂是乙二胺四乙酸二钠盐、烷基磺酸盐、烷基磺酸脂中的一种；热力学隔板是由上述重量份的组分均匀混合后压制而成的圆片膜层。
聚丙烯酰胺的分子量200～900万，热力学隔板2的圆片膜层的厚度是8mm～10mm，且其孔隙比例为30%～50%，透水性好，溶解周期为3～5天。
热力学隔板2不受井筒产出液体的成分、矿化度影响，在pH值为5～8的油水介质中，与水接触后发生化学热力学反应，特定的时间（7d～9d）内可溶于水，这样就可以延长化学药剂分散性和作用时间，延长油井检泵周期。
实施例7：
在实施例6的基础上，具体的，所述热力学隔板2的材料成分主要包括主剂70份，致孔剂10份，加重剂5份，粘合剂5份，掩蔽剂5份，所述的主剂选用改性聚丙烯酰胺，致孔剂选用聚乙醇，加重剂选用碳酸钙，粘合剂选用聚丙烯酰胺，掩蔽剂选用乙二胺四乙酸二钠盐，热力学隔板是由上述重量份的组分均匀混合后压制而成的圆片膜层。
上述的主剂也可以是酸溶树脂、聚丙烯酸树脂、聚乳酸中的一种；致孔剂可以是聚乙烯吡咯烷酮；掩蔽剂也可以选用烷基磺酸盐、烷基磺酸脂中的一种；
聚丙烯酰胺的分子量200～900万，热力学隔板2的圆片膜层的厚度是8mm～10mm，且其孔隙比例为30%～50%，透水性好，溶解周期为3～5天。
实施例8：
在实施例6的基础上，具体的，所述热力学隔板2的材料成分主要包括主剂75份，致孔剂12份，加重剂8份，粘合剂15份，掩蔽剂7份，所述的主剂是酸溶树脂；致孔剂是聚乙烯吡咯烷酮；加重剂是碳酸钙；粘合剂是聚丙烯酰胺；掩蔽剂是烷基磺酸盐；热力学隔板是由上述重量份的组分均匀混合后压制而成的圆片膜层。
上述的主剂也可以是改性聚丙烯酰胺、聚丙烯酸树脂、聚乳酸中的一种；致孔剂可以是聚乙醇；掩蔽剂也可以选用乙二胺四乙酸二钠盐、烷基磺酸脂中的一种；
聚丙烯酰胺的分子量200～900万，热力学隔板2的圆片膜层的厚度是8mm～10mm，且其孔隙比例为30%～50%，透水性好，溶解周期为3～5天。
实施例9：
在实施例6的基础上，具体的，所述热力学隔板2的材料成分主要包括主剂80份，致孔剂15份，加重剂10份，粘合剂20份，掩蔽剂10份，所述的主剂选用聚丙烯酸树脂，致孔剂选用聚乙醇，加重剂选用碳酸钙，粘合剂选用聚丙烯酰胺，掩蔽剂选用烷基磺酸脂，热力学隔板是由上述重量份的组分均匀混合后压制而成的圆片膜层。
上述的主剂也可以是改性聚丙烯酰胺、酸溶树脂、聚乳酸中的一种；致孔剂可以是聚乙烯吡咯烷酮；掩蔽剂也可以选用乙二胺四乙酸二钠盐、烷基磺酸盐中的一种；
聚丙烯酰胺的分子量200～900万，热力学隔板2的圆片膜层的厚度是8mm～10mm，且其孔隙比例为30%～50%，透水性好，溶解周期为3～5天。
实施例10：
在实施例1的基础上，所述固体化学块3采用固体防蜡块或者固体防垢块，固体防蜡块由以下重量份的组分组成，主剂70～90份，载体80～100份，所述的主剂是甲基丙烯酸高级酯-马来酸酐-苯乙烯，所述载体是高压聚乙烯；固体防垢块由以下重量份的组分组成，主剂70～90份，载体80～100份，所述的主剂是有机磷酸酯或磷酸盐，所述载体是高分子聚丙烯酰胺，分子量900～1600万；固体化学块3是由上述重量份的组分均匀混合后压制而成的圆柱块。
固体化学块3的直径比工作外筒1的内径小10mm～20mm，以便重力作用下能顺利落入井筒中，其高度为200mm～600mm。
实施例11：
在实施例10的基础上，所述固体化学块3采用固体防蜡块，固体防蜡块由以下重量份的组分组成，主剂70份，载体80份，所述的主剂是甲基丙烯酸高级酯-马来酸酐-苯乙烯，所述载体是高压聚乙烯；固体化学块3是由上述重量份的组分均匀混合后压制而成的圆柱块。
固体化学块3的直径比工作外筒1的内径小10mm～20mm，以便重力作用下能顺利落入井筒中，其高度为200mm～600mm。选用的高压聚乙烯即为低密度聚乙烯，通常用高压法(147.17～196.2MPa)生产，故又称为高压聚乙烯，其特性是密度小，熔融温度低。
实施例12：
在实施例10的基础上，所述固体化学块3采用固体防蜡块，固体防蜡块由以下重量份的组分组成，主剂80份，载体90份，所述的主剂是甲基丙烯酸高级酯-马来酸酐-苯乙烯，所述载体是高压聚乙烯；固体化学块3是由上述重量份的组分均匀混合后压制而成的圆柱块。
固体化学块3的直径比工作外筒1的内径小10mm～20mm，以便重力作用下能顺利落入井筒中，其高度为200mm～600mm。选用的高压聚乙烯即为低密度聚乙烯，通常用高压法(147.17～196.2MPa)生产，故又称为高压聚乙烯，其特性是密度小，熔融温度低。
实施例13：
在实施例10的基础上，所述固体化学块3采用固体防蜡块，固体防蜡块由以下重量份的组分组成，主剂90份，载体100份，所述的主剂是甲基丙烯酸高级酯-马来酸酐-苯乙烯，所述载体是高压聚乙烯；固体化学块3是由上述重量份的组分均匀混合后压制而成的圆柱块。
固体化学块3的直径比工作外筒1的内径小10mm～20mm，以便重力作用下能顺利落入井筒中，其高度为200mm～600mm。选用的高压聚乙烯即为低密度聚乙烯，通常用高压法(147.17～196.2MPa)生产，故又称为高压聚乙烯，其特性是密度小，熔融温度低。
实施例14：
在实施例1的基础上，所述固体化学块3采用固体防垢块，固体防垢块由以下重量份的组分组成，主剂70份，载体80份，所述的主剂是有机磷酸酯，所述载体是高分子聚丙烯酰胺，分子量900～1600万；固体化学块3是由上述重量份的组分均匀混合后压制而成的圆柱块。
上述主剂也可选用磷酸盐。
固体化学块3的直径比工作外筒1的内径小10mm～20mm，以便重力作用下能顺利落入井筒中，其高度为200mm～600mm。
实施例15：
在实施例1的基础上，所述固体化学块3采用固体防垢块，固体防垢块由以下重量份的组分组成，主剂80份，载体90份，所述的主剂是磷酸盐，所述载体是高分子聚丙烯酰胺，分子量900～1600万；固体化学块3是由上述重量份的组分均匀混合后压制而成的圆柱块。
上述主剂也可选用有机磷酸酯。
固体化学块3的直径比工作外筒1的内径小10mm～20mm，以便重力作用下能顺利落入井筒中，其高度为200mm～600mm。
实施例16：
在实施例1的基础上，所述固体化学块3采用固体防垢块，固体防垢块由以下重量份的组分组成，主剂90份，载体100份，所述的主剂是磷酸盐，所述载体是高分子聚丙烯酰胺，分子量900～1600万；固体化学块3是由上述重量份的组分均匀混合后压制而成的圆柱块。
上述主剂也可选用有机磷酸酯。
固体化学块3的直径比工作外筒1的内径小10mm～20mm，以便重力作用下能顺利落入井筒中，其高度为200mm～600mm。
实施例17：
在实施例4的基础上，所述热力学溶蚀支架5采用牺牲阳极材料制成。牺牲阳极材料可以是镁、锌等牺牲阳极材料组成，也可以是纯锌、镁或锌系多元合金阳极、镁系合金阳极。
本发明提供的这种带热力学隔板的分段释放井下工具，可根据油井液量、药剂投加浓度等确定固体化学块的数量，通过控制热力学隔板的溶解速度，使固体化学块分段溶解释放，延长药剂作用时间、保证药剂效果，进而延长油井检泵周期。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
Claims (7)
1.一种带热力学隔板的分段释放井下工具，其特征在于：包括工作外筒（1），工作外筒（1）内从上到下等距离间隔设有多个热力学隔板（2），热力学隔板（2）沿径向与工作外筒（1）的内壁密封接触，相邻的热力学隔板（2）之间设有放置在下方热力学隔板（2）上表面的固体化学块（3）；
所述热力学隔板（2）由双层多孔骨架板（6）和双层多孔骨架板（6）内的热力学溶蚀支架（5）组成；
所述双层多孔骨架板（6）由上层多孔骨架板（601）和下层多孔骨架板（602）组成，上层多孔骨架板（601）和下层多孔骨架板（602）之间通过物理压制或者粘结剂连接，上层多孔骨架板（601）由纵横交叉的支撑板（4）形成的网状结构组成，下层多孔骨架板（602）由倾斜的且互相平行放置的多个支撑板（4）组成，且固体化学块（3）放置在上层多孔骨架板（601）的上表面。
2.如权利要求1所述的一种带热力学隔板的分段释放井下工具，其特征在于：所述热力学溶蚀支架（5）由多个等距离间隔排列的支撑架（501）和连接件（502）组成，每个支撑架（501）的一端与连接件（502）固定连接，另外一端与工作外筒（1）的内壁固定连接，且连接件（502）与工作外筒（1）同轴。
3.如权利要求1或2所述的一种带热力学隔板的分段释放井下工具，其特征在于：所述热力学溶蚀支架（5）固定在上层多孔骨架板（601）的网状结构内。
4.如权利要求2所述的一种带热力学隔板的分段释放井下工具，其特征在于：所述支撑架（501）为3个。
5.如权利要求1所述的一种带热力学隔板的分段释放井下工具，其特征在于：所述热力学隔板（2）的材料的成分包括主剂70～80份，致孔剂10～15份，加重剂5～10份，粘合剂5～20份，掩蔽剂5～10份；
所述的主剂是改性聚丙烯酰胺、酸溶树脂、聚丙烯酸树脂、聚乳酸中的一种；
所述致孔剂是聚乙醇、聚乙烯吡咯烷酮中的一种；
所述加重剂是碳酸钙；
所述粘合剂是聚丙烯酰胺；
所述掩蔽剂是乙二胺四乙酸二钠盐、烷基磺酸盐、烷基磺酸脂中的一种；
热力学隔板（2）是由上述重量份的成分均匀混合后压制而成的圆片膜层。
6.如权利要求1所述的一种带热力学隔板的分段释放井下工具，其特征在于：所述固体化学块（3）采用固体防蜡块或者固体防垢块，固体防蜡块由以下重量份的组分组成，主剂70～90份，载体80～100份，所述的主剂是甲基丙烯酸高级酯-马来酸酐-苯乙烯，所述载体是高压聚乙烯；
固体防垢块由以下重量份的组分组成，主剂70～90份，载体80～100份，所述的主剂是有机磷酸酯或磷酸盐，所述载体是高分子聚丙烯酰胺，分子量900～1600万；
固体化学块（3）是由上述重量份的组分均匀混合后压制而成的圆柱块。
7.如权利要求3所述的一种带热力学隔板（2）的分段释放井下工具，其特征在于：所述热力学溶蚀支架（5）采用牺牲阳极材料制成。
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