CN106285541A - 一种井口大通径连续捕球器及其控制方法 - Google Patents

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本发明提供了一种井口大通径连续捕球器，包括一圆筒形的管段，管段右侧连接井口管线，管段沿井口管线垂直方向下倾10°～15°，管段上自右向左依次设置有安全旋塞阀、隔离旋塞阀和收球旋塞阀，安全旋塞阀和隔离旋塞阀之间的管段内部设置有筛管，筛管的表面设置有多个过流孔，收球旋塞阀左侧连接排出管线，筛管中部的管段上连接放喷管线。该发明克服了现有技术的缺陷，原理可靠，结构简单，捕球方法切实可行，能够实现连续、高效的回收憋压球，满足油气田安全生产要求，为多级投球分段压裂的顺利施工提供了有力保障。

Description

一种井口大通径连续捕球器及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种钻井装置，具体涉及一种井口大通径连续捕球器及其控制方法。
背景技术
国内很多油气藏具有多层系发育的特点，实践表明多层动用能有效发挥各产层贡献进而提高单井产量，多层分压已成为该类油气藏提高单井产量的关键。
多级投球分段压裂技术是多层分压的常用技术手段，该技术是通过投入相应尺寸的憋压球打开封闭压裂段的滑套，憋压球和滑套球座则向下滑落并封堵已压裂层段。作为开启滑套的憋压球是技术实施的重要工具，随着压裂层段的增多，憋压球的数量也相应增多、尺寸差异更大，如果憋压球由井筒排出时不能顺利捕捉回收，会造成井筒不畅，严重时会堵死泄流通道，直接影响油气井排液和正常生产。因此，形成一套高效率的捕球器及方法就显得尤为重要。
目前使用的捕球器及方法明显存在以下缺点：
（1）安装于井口内或者横向连接于井口侧翼，当憋压球排出后容易因撞击而再次落入井内，造成捕球失败，降低捕球效率，并且采气树侧向法兰通径较小，难以通过大直径憋压球，限制了投球分段压裂级数。
（2）垂直沉降式捕球器的沉降管易被返排支撑剂充填而占据大量捕球空间，减少捕球数量，降低捕球效率。
（3）弹簧爪式捕球器的核心部件弹簧爪持续受到冲击，极易变形损坏，降低使用寿命，增加生产成本。
（4）圆孔筛管式捕球器的泄流面积较小，捕获的憋压球直接填堵筛管圆孔，造成井口憋压，导致后续憋压球不能顺畅排出。
（5）卸载捕获的憋压球时，需要关闭井口并拆卸捕球器，造成捕球不连续，增加工作周期，降低捕球效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种井口大通径连续捕球器及其控制方法，能够连续高效的捕捉憋压球，并且满足油气田安全生产要求。
本发明的技术方案是提供了一种井口大通径连续捕球器，包括一圆筒形的管段，所述管段右侧连接井口管线，所述管段沿井口管线垂直方向下倾10°～15°，所述管段上自右向左依次设置有安全旋塞阀、隔离旋塞阀和收球旋塞阀，所述安全旋塞阀和隔离旋塞阀之间的管段内部设置有筛管，所述筛管的表面设置有多个过流孔，所述收球旋塞阀左侧连接排出管线，所述筛管中部的管段上连接放喷管线。
上述隔离旋塞阀和收球旋塞阀之间的管段内部设置有弹簧片。
上述筛管与管段之间通过密封圈密封固定。
上述过流孔为菱形。
上述过流孔沿筛管轴向和周向均匀分布。
上述过流孔的平行对边之间的距离为20～23mm,菱形边锐角夹角为40～45°。
上述筛管的内径为85～90mm。
另外，本发明还提供了一种井口大通径连续捕球器的控制方法，包括如下步骤：
1)保持安全旋塞阀、隔离旋塞阀和收球旋塞阀处于关闭状态，将井口管线与采气树在竖直方向上通过上法兰连接；
2)开启采气树的放喷流程，打开安全旋塞阀，开始井内憋压球和返排液的返排；
3)放喷15分钟后，打开隔离旋塞阀，保持5秒钟，再次关闭隔离旋塞阀；
4)开启收球旋塞阀，在排出管线处回收返排出来的憋压球；
5)重复步骤3)和步骤4),直至回收井内的全部憋压球。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明提供的这种井口大通径连续捕球器的井口管线与采气树通过上法兰连接，有效避免憋压球因撞击而再次落入井内，提高捕球效率，并且可以通过大直径憋压球，不限制投球分段压裂级数。
(2)本发明提供的这种井口大通径连续捕球器的管段与井口管线有一定的倾斜角度，有利于返排支撑剂回流进入放喷管线，提供更大捕球空间，增大捕球数量，提高捕球效率。
(3)本发明提供的这种井口大通径连续捕球器采用菱形过流孔的筛管，最大限度增大返排液过流面积，有效避免由于憋压球封堵过流孔，井口压力升高而造成后续憋压球不能顺畅排出。
(4)本发明提供的这种井口大通径连续捕球器的弹簧片得到上游隔离旋塞阀的保护，间歇受到冲击，延长使用寿命，降低生产成本。
(5)本发明提供的这种井口大通径连续捕球器利用隔离旋塞阀分隔憋压球排出管线与返排液放喷管线，实现捕球、放喷连续作业；同时实现了连续、高效的回收憋压球，满足油气田安全生产要求，为多级投球分段压裂的顺利施工提供了有力保障。
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是本发明井口大通径连续捕球器的结构安装示意图。
附图标记说明：1、管段；2、井口管线；3、安全旋塞阀；4、筛管；5、过流孔；6、隔离旋塞阀；7、弹簧片；8、收球旋塞阀；9、排出管线；10、密封圈；11、放喷管线；12、上法兰；13、采气树。
具体实施方式
实施例1：
为了克服现有捕球器及其使用方法中存在的缺陷，本实施例提供了一种如图1所示的井口大通径连续捕球器，包括一圆筒形的管段1，所述管段1右侧连接井口管线2，所述管段1沿井口管线2垂直方向下倾10°～15°，所述管段1上自右向左依次设置有安全旋塞阀3、隔离旋塞阀6和收球旋塞阀8，所述安全旋塞阀3和隔离旋塞阀6之间的管段1内部设置有筛管4，所述筛管4的表面设置有多个过流孔5，所述收球旋塞阀8左侧连接排出管线9，所述筛管4中部的管段1上连接放喷管线11。
其中，所述筛管4的内径为85～90mm。
该发明中管段1沿井口管线2垂直方向下倾10°～15°有利于憋压球向出口方向汇集，以及返排支撑剂回流进入放喷管线11，并且确保憋压球顺利通过隔离旋塞阀6，提供更大捕球空间，增大捕球数量，提高捕球效率。
安全旋塞阀3能够实现当下游流程出现异常时快速封隔井口流体，确保油气安全生产。
隔离旋塞阀6主要用于分隔憋压球排出管线9与返排液放喷管线11，实现捕球、放喷连续作业；筛管4用于分离憋压球和返排液。
本发明提供的这种井口大通径连续捕球器结构简单，能够实现连续、高效的回收憋压球，满足油气田安全生产要求，为多级投球分段压裂的顺利施工提供了有力保障。
实施例2：
在实施例1的基础上，所述隔离旋塞阀6和收球旋塞阀8之间的管段1内部设置有弹簧片7，弹簧片7主要用于防止通过隔离旋塞阀6的憋压球随返排液回流，大幅提升捕球的成功率；同时弹簧片7设置在隔离旋塞阀6的左侧下游，能得到右侧上游的隔离旋塞阀6保护，间歇受到冲击，延长使用寿命，降低生产成本。
而为了筛管4和管段1之间的稳定性和密封性，所述筛管4与管段1之间通过密封圈10密封固定。
所述过流孔5为菱形，过流孔5的平行对边之间的距离为20～23mm,菱形边锐角夹角为40～45°，过流孔5沿筛管4轴向和周向均匀分布。相对于现有的圆孔形的过流孔而言，菱形的过流孔5可在筛管4上分布的数量更多，这样可最大限度增大返排液的过流面积，有效避免由于憋压球封堵过流孔5，井口压力升高而造成后续憋压球不能顺畅排出。
实施例3：
在实施例1和实施例2的基础上，本实施例提供了一种井口大通径连续捕球器的控制方法，包括如下步骤：
1)保持安全旋塞阀3、隔离旋塞阀6和收球旋塞阀8处于关闭状态，将井口管线2与采气树13在竖直方向上通过上法兰12连接。
2)开启采气树13的放喷流程，打开安全旋塞阀3，开始井内憋压球和返排液的返排。
3)放喷15分钟后，打开隔离旋塞阀6，保持5秒钟，再次关闭隔离旋塞阀6。
4)开启收球旋塞阀8，在排出管线9处回收返排出来的憋压球。
5)重复步骤3)和步骤4),直至回收井内的全部憋压球。
本发明中井口管线2与采气树13通过上法兰12连接，可有效避免憋压球因撞击而再次落入井内，提高捕球效率，并且可以通过大直径憋压球，不限制投球分段压裂级数。
综上所述，本发明提供的这种井口大通径连续捕球器及其控制方法，克服了现有技术的缺陷，原理可靠，结构简单，捕球方法切实可行，能够实现连续、高效的回收憋压球，满足油气田安全生产要求，为多级投球分段压裂的顺利施工提供了有力保障。
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。

Claims (8)

1.一种井口大通径连续捕球器，其特征在于：包括一圆筒形的管段(1)，所述管段(1)右侧连接井口管线(2)，所述管段(1)沿井口管线(2)垂直方向下倾10°～15°，所述管段(1)上自右向左依次设置有安全旋塞阀(3)、隔离旋塞阀(6)和收球旋塞阀(8)，所述安全旋塞阀(3)和隔离旋塞阀(6)之间的管段(1)内部设置有筛管(4)，所述筛管(4)的表面设置有多个过流孔(5)，所述收球旋塞阀(8)左侧连接排出管线(9)，所述筛管(4)中部的管段(1)上连接放喷管线(11)。
2.如权利要求1所述的井口大通径连续捕球器，其特征在于：所述隔离旋塞阀(6)和收球旋塞阀(8)之间的管段(1)内部设置有弹簧片(7)。
3.如权利要求1所述的井口大通径连续捕球器，其特征在于：所述筛管(4)与管段(1)之间通过密封圈(10)密封固定。
4.如权利要求1所述的井口大通径连续捕球器，其特征在于：所述过流孔(5)为菱形。
5.如权利要求1所述的井口大通径连续捕球器，其特征在于：所述过流孔(5)沿筛管(4)轴向和周向均匀分布。
6.如权利要求4所述的井口大通径连续捕球器，其特征在于：所述过流孔(5)的平行对边之间的距离为20～23mm,菱形边锐角夹角为40～45°。
7.如权利要求1所述的井口大通径连续捕球器，其特征在于：所述筛管(4)的内径为85～90mm。
8.一种如权利要求1所述的井口大通径连续捕球器的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)保持安全旋塞阀(3)、隔离旋塞阀(6)和收球旋塞阀(8)处于关闭状态，将井口管线(2)与采气树(13)在竖直方向上通过上法兰(12)连接；
2)开启采气树(13)的放喷流程，打开安全旋塞阀(3)，开始井内憋压球和返排液的返排；
3)放喷15分钟后，打开隔离旋塞阀(6)，保持5秒钟，再次关闭隔离旋塞阀(6)；
4)开启收球旋塞阀(8)，在排出管线(9)处回收返排出来的憋压球；
5)重复步骤3)和步骤4),直至回收井内的全部憋压球。
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