CN106285498A - 储气库注采管柱及使用其的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种储气库注采管柱及使用其的方法，属于注采作业领域。该储气库注采管柱包括从下到上依次设置的油管鞋、坐封装置、封隔器、滑套、井下安全阀、油管挂和油管四通，油管鞋、坐封装置、封隔器、滑套、井下安全阀、油管挂两两之间通过油管彼此连接，油管挂悬挂在所述油管四通上，其中，坐封装置包括从下至上依次设置的用于无钢丝投捞坐封的伞式坐封球座和用于钢丝投捞坐封的坐封工作筒。本发明通过在储气库注采管柱上设置伞式坐封球座和坐封工作筒两种坐封装置，实现了储气库注采管柱无投捞坐封封隔器和钢丝投捞堵塞器坐封封隔器，具有使储气库注采管柱坐封简便、快捷、安全、可靠的特点，既缩短了施工周期，又减低了施工成本的效果。

Description

储气库注采管柱及使用其的方法

技术领域

本发明涉及注采作业领域，特别涉及储气库注采管柱及使用其的方法。

背景技术

目前在北美和欧洲一些发达国家储气库建设已较为普遍，这些国家的储气库井浅，地层温度、压力也不高，采用的注采工艺管柱一般配有井下安全阀、循环滑套、封隔器、坐落接头等井下工具。而我国储气库建设刚刚起步，由于受储气库选址的限制，目前一些储气库的储层较深，储层温度、压力也较高，同时大部分注采井需要定向完井，给储气库注采作业带来了极大的困难。

在常规储气库注采工艺管柱作业中需要用钢丝投送堵塞器进行坐封施工，而国内一些储气库是深井、大斜度井，采用钢丝投送堵塞器坐封封隔器难度较大，有时还会出现阻塞现象或阻卡事故。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

(1)由于钢丝投捞作业对油管柱内壁要求较高，不得有结垢、杂质等情况；

(2)对于斜度、深井，因钢丝强度和井斜钢丝摩擦受力等问题，现有的作业条件下无法保证正常的钢丝投捞作业；

(3)普通投球坐封球座对注采管柱通道的严重缩径。

因此，确有必要提供一种储气库注采管柱及使用其的方法。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面，本发明提供了一种储气库注采管柱及使用其的方法。所述技术方案如下：

本发明的一个目的是提供了一种储气库注采管柱。

本发明的还一目的是提供了一种使用上述储气库注采管柱的方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种储气库注采管柱，该储气库注采管柱包括从下到上依次设置的油管鞋、坐封装置、封隔器、滑套、井下安全阀、油管挂和油管四通，所述油管鞋、坐封装置、封隔器、滑套、井下安全阀、油管挂两两之间通过油管彼此连接，所述油管挂悬挂在所述油管四通上，其中，

所述坐封装置包括从下至上依次设置的用于无钢丝投捞坐封的伞式坐封球座和用于钢丝投捞坐封的坐封工作筒。

进一步地，所述坐封装置还包括与所述伞式坐封球座相配合的用于无钢丝投捞坐封的坐封钢球。

具体地，所述伞式坐封球座上下两端设置有油管螺纹，所述伞式坐封球座上下两端分别通过所述油管螺纹与所述油管连接，从而所述伞式坐封球座与所述坐封工作筒和油管鞋上下连接并彼此连通；

所述伞式坐封球座包括从上到下依次设置的上接头、连接筒和下接头，所述连接筒分别与所述上接头和下接头通过螺纹连接。

进一步地，所述伞式坐封球座还包括：

止回插筒，所述止回插筒设置在所述连接筒的内腔中间部位与所述上接头的下端之间；

弹簧，所述弹簧设置在所述止回插筒上的沿径向方向向外突出的环形突出部与所述上接头的下端之间；

伞式弹性密封爪，所述伞式弹性密封爪设置在所述下接头上的沿径向方向向内突出的环形台肩与所述止回插筒的下端端部之间，所述伞式弹性密封爪的上部与在所述连接筒中间的台肩相邻接；

端部密封，所述端部密封设置在所述伞式弹性密封爪的上部，所述端部密封的上面与所述止回插筒的下端端面接触，所述端部密封的侧面与所述连接筒中间的台肩接触；

环形件，所述环形件设置在所述伞式弹性密封爪的下端，且与所述伞式弹性密封爪的下端固定连接。

进一步地，在所述下接头的环形台肩上且紧邻所述环形件的外侧设置有剪切环座，所述剪切环座与所述环形件通过定载剪切销钉固定连接。

具体地，所述伞式弹性密封爪设置有多个密封爪，所述多个密封爪的端部硫化有多个所述端部密封，

在坐封时，所述坐封钢球、端部密封和连接筒形成所述储气库注采管柱的通道密封截面。

进一步地，所述上接头与所述连接筒之间和所述连接筒与下接头之间分别通过密封圈密封连接。

具体地，在坐封时，所述伞式弹性密封爪处于收紧状态，所述坐封钢球放置在端部密封上；

坐封完成后，通过提高在所述储气库注采管柱内泵入的液压的压力，剪断所述定载剪切销钉，使所述伞式弹性密封爪向下落入到所述连接筒的空腔内而处于张开状态，所述坐封钢球穿过所述伞式弹性密封爪落入井中，恢复所述伞式坐封球座的内通径。

进一步地，所述坐封工作筒的上下两端分别设置有油管螺纹，所述坐封工作筒上下两端分别通过所述油管螺纹与所述油管连接，从而所述坐封工作筒与所述伞式坐封球座和封隔器上下连接并彼此连通，所述坐封装置还包括与所述坐封工作筒相配合的用于钢丝投捞坐封的堵塞器。

具体地，所述坐封工作筒内设置有用于所述堵塞器定位的坐封定位凹槽，所述坐封定位凹槽沿所述坐封工作筒内腔的径向方向向外突出。

具体地，所述堵塞器上设置有用于与所述坐封定位凹槽相配合的定位爪，在所述堵塞器的外表面上设置有密封圈，

在坐封时，所述堵塞器上的密封圈与所述坐封工作筒的密封筒壁接触，以形成油管通道密封截面。

根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种使用上述的储气库注采管柱的方法，该方法包括以下步骤：

(1)将所述储气库注采管柱下入井内，并且将储气库注采管柱的油管挂悬挂在油管四通上；

(2)将坐封钢球放置在伞式坐封球座内并与所述伞式坐封球座配合，以进行无钢丝投捞坐封；或

将堵塞器放置在坐封工作筒内并与所述坐封工作筒配合，以进行钢丝投捞坐封。

具体地，采用无钢丝投捞坐封储气库注采管柱的步骤包括：

(a1)从储气库注采管柱的油管四通的一端投入坐封钢球，使所述坐封钢球沿着储气库注采管柱内的通道下落，直到坐落到伞式坐封球座内；

(a2)按照封隔器的坐封要求从井口向储气库注采管柱内泵入液压，使所述储气库注采管柱上的封隔器坐封；

(a3)在封隔器坐封后，向井筒、封隔器和储气库注采管柱外侧围绕的空间泵入液压，验证封隔器坐封效果；

(a4)在封隔器验封后，向储气库注采管柱内泵入液压，直至储气库注采管柱内腔的液压突然下降为止。

进一步地，按照封隔器的额定坐封压力值设定伞式坐封球座的定载剪切销钉的剪断压力值，

其中在步骤(a4)中，在封隔器验封后，向储气库注采管柱泵入液压至设定的伞式坐封球座的定载剪切销钉的剪断压力值，继续提高泵入的液压的压力，至压力突然下降。

进一步地，所述剪断压力值被设定为高于封隔器的额定坐封压力2～10MPa。

具体地，在坐封钢球坐落到伞式坐封球座上时，所述伞式坐封球座中的伞式弹性密封爪处于收紧状态；

在剪断定载剪切销钉后，使所述伞式弹性密封爪向下落入到连接筒的空腔内而处于张开状态，所述坐封钢球通过伞式弹性密封爪落入井中，实现无钢丝投劳坐封储气库注采管柱。

进一步地，采用钢丝投劳坐封储气库注采管柱的步骤包括：

(b1)将堵塞器与钢丝的一端相连接，钢丝的另一端与绞车相连接，绞车驱动钢丝，使与钢丝相连接的堵塞器从油管四通处沿储气库注采管柱内腔下落，直到堵塞器坐落到坐封工作筒的定位凹槽上；

(b2)按照封隔器的坐封要求向储气库注采管柱内泵入液压，使所述储气库注采管柱上的封隔器坐封；

(b3)在封隔器坐封后，向井筒、封隔器和储气库注采管柱外侧围绕的空间泵入液压，验证封隔器坐封效果；

(b4)在封隔器验封后，绞车向上驱动钢丝，将堵塞器从储气库注采管柱内捞出，实现钢丝投劳坐封储气库注采管柱。

本发明提供的技术方案的有益效果是：本发明提供的储气库注采管柱及使用其的方法充分结合了普通投球坐封球座操作简便的特点，同时设计了伞式爪，在封隔器坐封后将伞式爪张开，保持了储气库注采管柱内通径不缩小，不会产生缩径现象。根据本发明提供的储气库注采管柱及使用其的方法具有两种实现储气库注采管柱封隔器坐封的方式，一种是无钢丝投捞坐封方式，另一种是钢丝投劳两种坐封方式。其中，无钢丝投捞坐封方式不用起下钢丝进行作业，具有使储气库注采管柱坐封简便、快捷、安全、可靠的特点。既缩短了施工周期，又减低了施工成本。钢丝投捞坐封可以实现多次投捞堵塞器坐封，可重复使用。本发明为现有的储气库井用注采工艺管柱增加了一种新坐封方式，为储气库井的施工提供安全保障。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的储气库注采管柱的结构示意图；

图2是图1所示的储气库注采管柱在采用无钢丝投捞坐封时的结构示意图；

图3是图2所示的储气库注采管柱中的伞式坐封球座的结构示意图；

图4a是图3所示的伞式坐封球座中设置有端部密封的伞式弹性密封爪处于收紧状态时的结构示意图；

图4b是图3所示的伞式坐封球座中设置有端部密封的伞式弹性密封爪处于张开状态时的结构示意图；

图5是图1所示的储气库注采管柱在采用钢丝投捞坐封时的结构示意图；

图6是图5所示的储气库注采管柱中的坐封工作筒的结构示意图；

图7是图5所示的堵塞器的结构示意图，

图8是使用本发明的储气库注采管柱的方法的流程图。

其中，100储气库注采管柱，10油管鞋，20坐封装置，21伞式坐封球座，211上接头，212连接筒，213下接头，214止回插筒，215弹簧，216伞式坐封球座，217端部密封，218环形件，219密封圈，201止挡件，202台肩，203环形台肩，204环形突出部，206密封爪，208剪切环座，210定载剪切销钉，22坐封工作筒，221定位凹槽，222密封筒壁，23坐封钢球，24堵塞器，241定位爪，242密封圈，243钢丝，244绞车，30封隔器，40滑套，50井下安全阀，60油管挂，70油管四通，80油管，81油管螺纹。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

参见图1，其示出了根据本发明的一个实施例的储气库注采管柱100。储气库注采管柱100包括从下到上依次设置的油管鞋10、坐封装置20、封隔器30、滑套40、井下安全阀50、油管挂60和油管四通70。油管鞋10、坐封装置20、封隔器30、滑套40、井下安全阀50、油管挂60两两之间通过油管80彼此连接，油管80挂悬挂在油管四通70上，具体地，坐封装置20包括从下至上依次设置的用于无钢丝投捞坐封的伞式坐封球座21和用于钢丝投捞坐封的坐封工作筒22。即储气库注采管柱从下到上的连接方式为：油管鞋10连接油管80、油管80连接伞式坐封球座21、伞式坐封球座21连接油管80、油管80连接坐封工作筒22、坐封工作筒22连接油管80、油管80连接封隔器30、封隔器30连接油管80、油管80连接滑套40、滑套40连接油管80、油管80连接井下安全阀50、井下安全阀50连接油管80、油管80连接油管挂60、油管挂60悬挂于油管四通70。

如图2所示，坐封装置20还包括与伞式坐封球座21相配合的用于无钢丝投劳坐封的坐封钢球23。具体参见图3，伞式坐封球座21包括从上到下依次设置的上接头211、连接筒212和下接头213。连接筒212分别与上接头211和下接头213通过螺纹连接，且上接头211与连接筒212之间和下接头213与连接筒212之间分别设置有用于密封连接的密封圈219，由此上接头211、连接筒212和下接头213之间形成了连接筒212的空腔。

结合图2和图3所示，在伞式坐封球座21的上下两端设置有油管螺纹81，即在上接头211的上端和在下接头213的下端分别设置有油管螺纹81，伞式坐封球座21中的上接头211的上端通过油管螺纹81与油管80的一端相连接，该油管80的另一端与坐封工作筒22连接，伞式坐封球座21中的下接头213的下端通过油管螺纹81与另一油管80的一端相连接，该油管80的另一端与油管鞋10连接，这样伞式坐封球座21与坐封工作筒22和油管鞋上下彼此连通。

继续参见图3，伞式坐封球座还包括止回插筒214、弹簧215、伞式弹性密封爪216、端部密封217和环形件218。止回插筒214设置在连接筒212的内腔中间部位与上接头211的下端之间。

在止回插筒214的外侧设置有沿径向向外突出的环形突出部204。在环形突出部204与上接头211的下端之间设置有弹簧215，即弹簧215设置在连接筒212上部与止回插筒214之间的剩余空间中，这样可以防止弹簧215移动，且可以在封隔器30坐封完成后用于推动止回插筒214向下移动。

如图3所示，伞式弹性密封爪216设置在下接头213上的沿径向方向向内突出的环形台肩203与止回插筒214的下端端部之间，伞式弹性密封爪216的上部与在连接筒212中间的台肩202相邻接，这样使得伞式弹性密封爪216的上端被台肩202约束，从而在封隔器30坐封完成前伞式弹性密封爪216始终处于收紧状态。

如图3所示，在伞式弹性密封爪216的上部设置有端部密封217。端部密封217的上面与止回插筒214的下端端面接触，端部密封217的侧面与连接筒212中间的台肩202接触。

具体参见图4a，伞式弹性密封爪216设置有多个密封爪206，多个密封爪206中的每一个都硫化有端部密封217，这样使得在坐封储气库注采管柱100时，由于伞式弹性密封爪216处于收紧状态(如图4a所示)，多个端部密封217彼此紧密相接，在伞式弹性密封爪216的端部形成环形端口，在坐封钢球23放置在该环形端口上时，坐封钢球23、端部密封217和连接筒212形成储气库注采管柱100的通道密封截面。

再次参见图3，止回插筒214的上端与上接头211内腔中的沿径向方向向内突出的止挡件201相接触，止回插筒214的下端与端部密封217的上面相接触，这样可以防止在封隔器30坐封和验封完成前，止回插筒214在伞式坐封球座21内移动。

在伞式弹性密封爪216的下端设置有环形件218，且环形件218与伞式弹性密封爪216的下端之间固定连接。例如伞式弹性密封爪216与环形件218可以彼此焊接连接，也可以通过螺钉固定，还可以使伞式弹性密封爪与环形件一体成型。当然，本领域技术人员还可以采用其他的连接方法进行替代，只要能实现伞式弹性密封爪与环形件固定连接即可。当然，本领域技术人员可以理解本示例仅作为对本发明的一种示例性说明，不能理解为对本发明的一种限制。

在下接头213的环形台肩203上且紧邻环形件218的外侧设置有剪切环座208，剪切环座208与环形件218之间通过定载剪切销钉210固定连接。这样的设计可以使得伞式弹性密封爪216的下端被固定在了下接头213环形台肩203上。

下面通过详细描述伞式坐封球座的坐封原理来进一步说明伞式坐封球座的具体结构。

结合图2、图4a和图4b所示，在坐封伞式坐封球座21时，沿储气库注采管柱100的通道投入坐封钢球23，当坐封钢球23坐落到伞式弹性密封爪216的端部密封217上时，由于伞式弹性密封爪216处于收紧状态(如图4a所示)，且坐封钢球23的直径大于多个端部密封217形成的环形端口的直径，使得坐封钢球23不能继续下落，从而坐封钢球23、端部密封217和连接筒212形成了储气库注采管柱100的通道密封截面，完成伞式坐封球座21的坐封。

在伞式坐封球座21坐封完成后，按封隔器30的额定坐封压力向储气库注采管柱100内泵入液压(参考压力20MPa-40MPa)，使储气库注采管柱100上的封隔器30坐封。在封隔器30坐封后，提高在储气库注采管柱100内泵入液压压力至定载剪切销钉210额定剪断压力(参考压力25MPa～45MPa)，使作用到伞式弹性密封爪216和坐封钢球23的作用力大于定载剪切销钉210的剪切力，定载剪切销钉210被剪断。在定载剪切销钉210被剪断后，剪切环座208与环形件218相脱离，此时由于与伞式弹性密封爪216固定连接的环形件218没有了下接头213的台肩部位203的支撑，使得环形件218和伞式弹性密封爪216一起下行落入到连接筒212的空腔内。而由于环形件218的直径小于下接头213的颈部的直径，使得环形件218和伞式弹性密封爪216下落到下接头213的颈部处的连接筒212的空腔中时不再下落，而被固定到下接头213的颈部处。

在伞式弹性密封爪216落入到连接筒212的空腔内后，伞式弹性密封爪216的上端由于失去了连接筒212的台肩202的约束而张开(如图4b所示)，从而形成的环形端口的多个端部密封217也彼此分开，此时在伞式弹性密封爪216的上端形成的端口的直径大于了坐封钢球23的直径，使得坐封钢球23通过伞式弹性密封爪216而落入到井中，从而恢复了伞式坐封球座21的内通径，为生产通道提供了较大的通径，实现了无钢丝投捞坐封储气库注采管柱100。

其中，在伞式弹性密封爪216与环形件218下行落入到连接筒212的空腔中的同时，止回插筒214在其重力作用和弹簧215的弹力作用下，随着伞式弹性密封爪216一起下落。由于在连接筒212的内腔中设置有台肩202，因此在止回插筒214的环形突出部204落到台肩202上时，止回插筒214停止下落。而此时的伞式弹性密封爪216在下落后处于张开状态，使得止回插筒214的下端伸入到伞式弹性密封爪216的上端端口中，这样的设计有效地防止了伞式弹性密封爪216由于长时间张开或者在受到高温时自行回缩。

参见图5，坐封装置20还包括与坐封工作筒22相配合的用于钢丝投捞的堵塞器24。具体参见图6，在坐封工作筒22的上下两端分别设置有油管螺纹81，坐封工作筒22上端通过油管螺纹81与油管80的一端相连接，该油管80的另一端与封隔器30相连接，坐封工作筒22下端通过油管螺纹81与另一油管80的一端相连接，该油管80的另一端与伞式坐封球座21相连接，这样坐封工作筒22与伞式坐封球座21和封隔器30上下彼此连通。

如图6所示，坐封工作筒22内设置有用于堵塞器24定位的坐封定位凹槽221，坐封定位凹槽221沿坐封工作筒22内腔的径向方向向外突出。参见图7，在堵塞器24设置有用于坐封定位凹槽221向配合的定位爪241，且在堵塞器24的外表面上设置有密封圈242，在坐封时，堵塞器24上的密封圈242与坐封工作筒22的密封筒壁222接触，以形成油管通道密封截面。

下面通过详细描述坐封工作筒的坐封原理来进一步说明坐封工作筒的具体结构。

参见图5，在储气库注采管柱100坐封时，用地面绞车244驱动钢丝243、与钢丝243下端相连接的堵塞器送入工具(未示出)和堵塞器24，从油管四通70处将堵塞器送入工具(未示出)、堵塞器24送入储气库注采管柱100内。堵塞器24坐落到坐封工作筒22内的定位凹槽221上，堵塞器24上密封圈242与坐封工作筒22内的密封筒壁222接触并形成油管通道密封截面，完成坐封工作筒22的坐封。之后将堵塞器送入工具(未示出)与堵塞器24丢手，并将钢丝和堵塞器送入工具(未示出)从井内起出。

在将钢丝243和堵塞器送入工具(未示出)从井内起出之后，向储气库注采管柱100内泵入液压(参考压力20MPa-40MPa)，使储气库注采管柱100上的封隔器30坐封。封隔器30坐封后，再次从油管四通70处下入钢丝243和与钢丝243下端连接的堵塞器打捞器(未示出)。在堵塞器打捞器(未示出)抓住堵塞器24之后，地面绞车244向上驱动钢丝243，将堵塞器24从储气库注采管柱100内捞出，实现钢丝投捞坐封储气库注采管柱100。

在无钢丝投捞坐封储气库注采管柱100的坐封方式和钢丝投捞坐封储气库注采管柱100的坐封方式中，可以选择这两种坐封方式的一种，也可选择无钢丝投捞坐封为优先使用，钢丝投捞坐封为备用使用。其中，无钢丝投捞坐封时仅需从井口投入坐封钢球，然后泵入液压即可完成坐封，其施工过程简便、快捷、时间短、施工成本低，但只能一次使用。钢丝投捞堵塞器坐封施工时要用绞车将堵塞器送入到井内，储气库注采管柱坐封后需再用钢丝将堵塞器打捞出来，可以实现多次投捞堵塞器坐封，可重复使用。

参见图8，其示出了使用储气库注采管柱的方法的流程图。储气库注采管柱的方法包括以下步骤：

(1)将储气库注采管柱下入井内，并且将储气库注采管柱的油管挂悬挂在油管四通上；

(2)将坐封钢球放置在伞式坐封球座内并与伞式坐封球座配合，以进行无钢丝投捞坐封；或

将堵塞器放置在坐封工作筒内并与坐封工作筒配合，以进行钢丝投捞坐封。

其中，在将储气库注采管柱下入井内的步骤包括：

(i)在储气库注采井实施作业前将油管鞋、油管、伞式坐封球座、坐封工作筒、封隔器、滑套、井下安全阀、油管挂、油管四通等物料准备好，并检查合格后实施；

(ii)在将储气库注采管柱下入井前，在地面上将油管鞋与油管、伞式坐封球座与油管、坐封工作筒与油管、封隔器与油管、滑套与油管、井下安全阀与油管分别连接好；

(iii)依次向注采井内下入油管鞋与油管、伞式坐封球座与油管、坐封工作筒与油管、封隔器与油管、滑套与油管、井下安全阀与油管；

(iv)在储气库注采管柱的末端连接油管挂；

(v)将下入井内的储气库注采管柱悬挂在油管四通上。

在坐封储气库注采管柱时可以采用无钢丝投捞坐封方式，该方式的步骤包括：

(a1)从储气库注采管柱的油管四通的一端投入坐封钢球，使坐封钢球沿着储气库注采管柱内的通道下落，直到坐落到伞式坐封球座内；

(a2)按照封隔器的坐封要求从井口向储气库注采管柱内泵入液压，使储气库注采管柱上的封隔器坐封；

(a3)在封隔器坐封后，向井筒、封隔器和储气库注采管柱外侧围绕的空间泵入液压，验证封隔器坐封效果；

(a4)在封隔器验封后，向储气库注采管柱内泵入液压，直至储气库注采管柱内腔的液压突然下降为止。

在将储气库注采管柱下入到井内前，可以按照封隔器的额定坐封压力值设定伞式坐封球座的定载剪切销钉的剪断压力值，且定载剪切销钉的剪断压力值被设定为高于封隔器的额定坐封压力2～10MPa。

在步骤(a1)中，当坐封钢球坐落到伞式坐封球座上时，伞式坐封球座中的伞式弹性密封爪处于收紧状态，使得坐封钢球、端部密封和连接筒形成储气库注采管柱的通道密封截面，完成伞式坐封球座的坐封。

在步骤(a4)，在封隔器验封后，向储气库注采管柱泵入液压至设定的伞式坐封球座的定载剪切销钉的剪断压力值之后，继续提高泵入的液压的压力，至压力突然下降，这时伞式坐封球座的定载剪切销钉被剪断。此时，伞式弹性密封爪向下落入到连接筒的空腔内而处于张开状态，而坐封钢球通过伞式弹性密封爪落入井中，实现无钢丝投劳坐封储气库注采管柱。

坐封储气库注采管柱还可以采用钢丝投劳坐封的方式，该方式的步骤包括：

(b1)将堵塞器与钢丝的一端相连接，钢丝的另一端与绞车相连接，绞车驱动钢丝，使与钢丝相连接的堵塞器从油管四通处沿储气库注采管柱内腔下落，直到堵塞器坐落到坐封工作筒的定位凹槽上；

(b2)按照封隔器的坐封要求向储气库注采管柱内泵入液压，使储气库注采管柱上的封隔器坐封；

(b3)在封隔器坐封后，向井筒、封隔器和储气库注采管柱外侧围绕的空间泵入液压，验证封隔器坐封效果；

(b4)在封隔器验封后，绞车向上驱动钢丝，将堵塞器从储气库注采管柱内捞出，实现钢丝投劳坐封储气库注采管柱。

在上述的实施方式中，可以选择上述两种坐封方式的一种，也可选择无钢丝投捞坐封为优先使用，钢丝投捞坐封为备用使用。

本发明提供的技术方案的有益效果是：本发明提供的储气库注采管柱及使用其的方法充分结合了普通投球坐封球座操作简便的特点，同时设计了伞式爪，在封隔器坐封后将伞式爪张开，保持了储气库注采管柱内通径不缩小，不会产生缩径现象。根据本发明提供的储气库注采管柱具有两种实现储气库注采管柱封隔器坐封的方式，一种是无钢丝投捞坐封方式，另一种是钢丝投劳两种坐封方式。其中，无钢丝投捞坐封方式不用起下钢丝进行作业，具有使储气库注采管柱坐封简便、快捷、安全、可靠的特点。既缩短了施工周期，又减低了施工成本。钢丝投捞坐封可以实现多次投捞堵塞器坐封，可重复使用。本发明为现有的储气库井用注采工艺管柱增加了一种新坐封方式，为储气库井的施工提供安全保障。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种储气库注采管柱，所述储气库注采管柱包括从下到上依次设置的油管鞋、坐封装置、封隔器、滑套、井下安全阀、油管挂和油管四通，所述油管鞋、坐封装置、封隔器、滑套、井下安全阀、油管挂两两之间通过油管彼此连接，所述油管挂悬挂在所述油管四通上，其特征在于，

所述坐封装置包括从下至上依次设置的用于无钢丝投捞坐封的伞式坐封球座和用于钢丝投捞坐封的坐封工作筒。

2.根据权利要求1所述的储气库注采管柱，其特征在于，

所述坐封装置还包括与所述伞式坐封球座相配合的用于无钢丝投捞坐封的坐封钢球。

3.根据权利要求2所述的储气库注采管柱，其特征在于，

所述伞式坐封球座上下两端设置有油管螺纹，所述伞式坐封球座上下两端分别通过所述油管螺纹与所述油管连接，从而所述伞式坐封球座与所述坐封工作筒和油管鞋上下连接并彼此连通；

所述伞式坐封球座包括从上到下依次设置的上接头、连接筒和下接头，所述连接筒分别与所述上接头和下接头通过螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的储气库注采管柱，其特征在于，

所述伞式坐封球座还包括：

止回插筒，所述止回插筒设置在所述连接筒的内腔中间部位与所述上接头的下端之间；

弹簧，所述弹簧设置在所述止回插筒上的沿径向方向向外突出的环形突出部与所述上接头的下端之间；

伞式弹性密封爪，所述伞式弹性密封爪设置在所述下接头上的沿径向方向向内突出的环形台肩与所述止回插筒的下端端部之间，所述伞式弹性密封爪的上部与在所述连接筒中间的台肩相邻接；

端部密封，所述端部密封设置在所述伞式弹性密封爪的上部，所述端部密封的上面与所述止回插筒的下端端面接触，所述端部密封的侧面与所述连接筒中间的台肩接触；

环形件，所述环形件设置在所述伞式弹性密封爪的下端，且与所述伞式弹性密封爪的下端固定连接。

5.根据权利要求4所述的储气库注采管柱，其特征在于，

在所述下接头的环形台肩上且紧邻所述环形件的外侧设置有剪切环座，所述剪切环座与所述环形件通过定载剪切销钉固定连接。

6.根据权利要求5所述的储气库注采管柱，其特征在于，

所述伞式弹性密封爪设置有多个密封爪，所述多个密封爪的端部硫化有多个所述端部密封，

在坐封时，所述坐封钢球、端部密封和连接筒形成所述储气库注采管柱的通道密封截面。

7.根据权利要求3所述的储气库注采管柱，其特征在于，

所述上接头与所述连接筒之间和所述连接筒与下接头之间分别通过密封圈密封连接。

8.根据权利要求2-7中任一项所述的储气库注采管柱，其特征在于，

在坐封时，所述伞式弹性密封爪处于收紧状态，所述坐封钢球放置在端部密封上；

坐封完成后，通过提高在所述储气库注采管柱内泵入的液压的压力，剪断所述定载剪切销钉，使所述伞式弹性密封爪向下落入到所述连接筒的空腔内而处于张开状态，所述坐封钢球穿过所述伞式弹性密封爪落入井中，恢复所述伞式坐封球座的内通径。

9.根据权利要求1所述的储气库注采管柱，其特征在于，

所述坐封工作筒的上下两端分别设置有油管螺纹，所述坐封工作筒上下两端分别通过所述油管螺纹与所述油管连接，从而所述坐封工作筒与所述伞式坐封球座和封隔器上下连接并彼此连通，所述坐封装置还包括与所述坐封工作筒相配合的用于钢丝投捞坐封的堵塞器。

10.根据权利要求9所述的储气库注采管柱，其特征在于，

所述坐封工作筒内设置有用于所述堵塞器定位的坐封定位凹槽，所述坐封定位凹槽沿所述坐封工作筒内腔的径向方向向外突出。

11.根据权利要求10所述的储气库注采管柱，其特征在于，

所述堵塞器上设置有用于与所述坐封定位凹槽相配合的定位爪，在所述堵塞器的外表面上设置有密封圈，

在坐封时，所述堵塞器上的密封圈与所述坐封工作筒的密封筒壁接触，以形成油管通道密封截面。

12.一种使用根据权利要求1-11中任一项所述的储气库注采管柱的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将所述储气库注采管柱下入井内，并且将储气库注采管柱的油管挂悬挂在油管四通上；

(2)将坐封钢球放置在伞式坐封球座内并与所述伞式坐封球座配合，以进行无钢丝投捞坐封；或

将堵塞器放置在坐封工作筒内并与所述坐封工作筒配合，以进行钢丝投捞坐封。

13.根据权利要求12所述的使用储气库注采管柱的方法，其特征在于，

采用无钢丝投捞坐封储气库注采管柱的步骤包括：

(a1)从储气库注采管柱的油管四通的一端投入坐封钢球，使所述坐封钢球沿着储气库注采管柱内的通道下落，直到坐落到伞式坐封球座内；

(a2)按照封隔器的坐封要求从井口向储气库注采管柱内泵入液压，使所述储气库注采管柱上的封隔器坐封；

(a3)在封隔器坐封后，向井筒、封隔器和储气库注采管柱外侧围绕的空间泵入液压，验证封隔器坐封效果；

(a4)在封隔器验封后，向储气库注采管柱内泵入液压，直至储气库注采管柱内腔的液压突然下降为止。

14.根据权利要求13所述的使用储气库注采管柱的方法，其特征在于，

按照封隔器的额定坐封压力值设定伞式坐封球座的定载剪切销钉的剪断压力值，

其中在步骤(a4)中，在封隔器验封后，向储气库注采管柱泵入液压至设定的伞式坐封球座的定载剪切销钉的剪断压力值，继续提高泵入的液压的压力，至压力突然下降。

15.根据权利要求14所述的使用储气库注采管柱的方法，其特征在于，

所述剪断压力值被设定为高于封隔器的额定坐封压力2～10MPa。

16.根据权利要求14所述的使用储气库注采管柱的方法，其特征在于，

在坐封钢球坐落到伞式坐封球座上时，所述伞式坐封球座中的伞式弹性密封爪处于收紧状态；

在剪断定载剪切销钉后，使所述伞式弹性密封爪向下落入到连接筒的空腔内而处于张开状态，所述坐封钢球通过伞式弹性密封爪落入井中，实现无钢丝投劳坐封储气库注采管柱。

17.根据权利要求12所述的使用储气库注采管柱的方法，其特征在于，

采用钢丝投劳坐封储气库注采管柱的步骤包括：

(b1)将堵塞器与钢丝的一端相连接，钢丝的另一端与绞车相连接，绞车驱动钢丝，使与钢丝相连接的堵塞器从油管四通处沿储气库注采管柱内腔下落，直到堵塞器坐落到坐封工作筒的定位凹槽上；

(b2)按照封隔器的坐封要求向储气库注采管柱内泵入液压，使所述储气库注采管柱上的封隔器坐封；

(b3)在封隔器坐封后，向井筒、封隔器和储气库注采管柱外侧围绕的空间泵入液压，验证封隔器坐封效果；

(b4)在封隔器验封后，绞车向上驱动钢丝，将堵塞器从储气库注采管柱内捞出，实现钢丝投劳坐封储气库注采管柱。