CN107939331B - 一种注水井井口保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种注水井井口保护装置，包括支脚固定支架及固定安装于支脚固定支架上的液压马达和液压油缸，所述液压马达上部安装有吊环，液压马达底端与液压油缸顶端相连，液压油缸底端通过井口连接法兰连接有滑管，滑管的下端依次套接有封隔器、弹簧扭矩套及通井规，所述通井规底部通过剪切销钉连接有防脱螺母。该装置安装在注水井井口上方，可将滑管下放至井口以下的指定位置，并使封隔其坐封，确保作业液体不通过井口就可以直接注入井内，同时，井口保护装置可代替井口进行承压，提高井口承压等级，实现注水井措施改造过程中无需对作业井口进行更换。实现注水井措施作业的安全注入，提高作业效率。

Description

一种注水井井口保护装置

技术领域

本发明属于注水井作业设备技术领域，具体涉及一种注水井井口保护装置。

背景技术

超前注水是低渗透油藏开发的关键技术之一，注水井注入量的高低直接关系到油井的产量。注水井在长期生产后均会出现不同程度的欠注情况，需定期进行降压增注措施改造。由于注水井多为250型井口采油树，同时，注水井井口长期处于高压生产的情况，作业过程经常出现井口刺漏、闸门密封不严等情况，因此，在改造前需对水井井口进行更换，造成了措施周期的增长和措施成本的增加。

现有的针对井口保护装置，主要用于油气井压裂、酸化作业中的保护或生产井的简单防护，不能有效解决注水井长期作业后井筒及油管内壁结垢严重，中心管无法下入、封隔器坐封不严等问题，同时，该类型保护器未涉及相关结构，在保护器起出过程中确保不出现卡钻现象，现场作业存在较大的风险。

发明内容

本发明的目的是为了将注水井井口进行封隔，作业液体无需通过井口即可注入井内，而设计的一种注水井井口保护装置。

本发明的技术方案为：

一种注水井井口保护装置，包括支脚固定支架，及固定安装于支脚固定支架上的液压马达和液压油缸，所述液压马达上部安装有吊环，液压马达底端与液压油缸顶端相连，液压油缸底端通过井口连接法兰连接有滑管，滑管的下端依次套接有封隔器、弹簧扭矩套及通井规。

所述通井规的底部通过剪切销钉连接有防脱螺母。

所述液压马达的顶端安装有螺旋编码器。

所述通井规至少包括本体，所述本体上开设有导流通孔，本体的外表面凸设有多个刮削齿，多个刮削齿沿本体周向均匀排布。

所述刮削齿自本体的一端向本体的另一端斜向排布在本体上。

所述刮削齿呈螺旋状排布在本体的外表面上。

所述本体的底部开设有螺纹销钉孔。

所述液压油缸的一侧自上而下依次连接有采油树压力传感器、联通阀及油管压力传感器。

所述液压油缸的侧面设有注入口。

该装置还包括远程控制器，远程控制器用于对该保护装置的封隔情况及工作状态进行实时监控，所述液压马达、液压油缸均由远程控制器控制，所述螺旋编码器、采油树压力传感器、油管压力传感器分别通过无线通信方式与远程控制器进行通信。

所述液压马达、液压油缸、滑管、封隔器及通井规的轴线在一条直线上。

本发明的有益效果为：

本发明安装在注水井井口上方，可将滑管下放至井口以下的指定位置，坐封后封隔井口与油管环空，使注水井措施改造液体无需通过井口即可注入地层，避免了液体与井口直接接触，提高井口安全性，同时，该井口保护装置可代替井口进行承压，提高井口承压等级，实现注水井措施改造过程中无需对作业井口进行更换，实现注水井措施作业的安全注入，提高作业效率。

滑管的下入、坐封、解封均可采用液压控制系统自动完成，施工过程中的各项参数可通过远程控制器实时监控，井筒内及井口的实时压力，滑管和封隔器的位置，滑管对中情况等参数均可在远程控制器的控制面板上实时显示；同时，在滑管的下端套接弹簧扭矩套和通径规，确保井口及油管的结构不会影响该保护装置的下入和坐封，采用防脱螺母的设计确保当保护装置起出过程中遇阻时，将封隔器从井口保护装置上脱离，保护装置可正常从井内起出，避免施工复杂的发生。从而达到安全、高效、完成注水井作业的目的。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为通井规的结构示意图。

附图标记说明：

1、吊环；2、螺旋编码器；3、液压马达；4、液压油缸；5、支脚固定支架；6、注入口；7、采油树压力传感器；8、联通阀；9、油管压力传感器；10、井口连接法兰；11、滑管；12、封隔器；13、弹簧扭矩套；14、通井规；15、防脱螺母；16、本体；17、刮削齿；18、螺纹销钉孔；19、导流通孔。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种注水井井口保护装置，包括支脚固定支架5，及固定安装于支脚固定支架5上的液压马达3和液压油缸4，所述液压马达3上部安装有吊环1，液压马达3底端与液压油缸4顶端相连，液压油缸4底端通过井口连接法兰10连接有滑管11，滑管11的下端依次套接有封隔器12、弹簧扭矩套13及通井规14，所述通井规14的底部通过剪切销钉连接有防脱螺母15。

其中，吊环1主要用于该井口保护装置的吊索的安装和起吊，支脚固定支架5用于安装该井口保护装置的三角形固定支脚，作业过程中，将井口保护装置通过井口连接法兰10安装在注水井井口上方，打开井口闸门后，通过液压油缸4将滑管11连同滑管下端的封隔器12、弹簧扭矩套13、通井规14一同下如至井口下端油管内指定位置，通过液压马达3控制封隔器12进行旋转坐封，坐封完成后，将井口压力降低至0MPa；作业结束后通过液压马达3进行旋转解封，解封后，通过液压油缸4上提滑管11至上极限位置，而后起出井口保护装置，结束作业。

本发明所述井口保护装置安装在注水井井口上方，可将滑管11下放至井口以下的指定位置，坐封后封隔井口与油管环空，使注水井措施改造液体无需通过井口即可注入地层，提高井口安全性，同时，井口保护装置可代替井口进行承压，提高井口承压等级，实现注水井措施改造过程中无需对作业井口进行更换。实现注水井措施作业的安全注入，提高作业效率。

实施例2

在实施例1的基础上，所述通井规的底部通过剪切销钉连接有防脱螺母，防脱螺母安装在本发明所述保护装置的最下端，主要用于防止弹簧扭矩套、封隔器等工具脱落至井内，同时，若起出保护器时遇阻，加大拉力，可将防脱螺母的销钉剪短，将防脱螺母、封隔器、弹簧扭矩套等工具留在井内，确保保护装置可正常起出，避免施工复杂的发生，提高作业安全性。

实施例3

在上述实施例的基础上，所述通井规14是根据注水井内油管结垢严重的情况专门设计加工的，如图2所示，所述通井规14至少包括本体16，所述本体16上开设有导流通孔19，本体16的外表面凸设有多个刮削齿17，多个刮削齿17沿本体16周向均匀排布，基于刮削齿17具有足够的强度考虑，刮削齿17可以与本体16一体成型制造，所述本体16的底部开设有螺纹销钉孔18。所述刮削齿17可对油管内壁进行刮削处理，并有效清除油管内壁的结垢；所述导流通孔19用于将沉积物导出通井规本体。

所述刮削齿17自本体16的一端向本体16的另一端斜向排布在本体16上，刮削齿17的首尾并不在一条铅垂线上，这样就使得刮削齿17整体上可以呈现出流线型，以更好地对油管的内壁进行刮削。进一步地所述刮削齿17也可以呈螺旋状排布在所述本体1的表面上，例如，该刮削齿17可以自所述本体1的一端向本体1的另一端呈螺旋状连续环绕在本体1上；当然该刮削齿2也可以自所述本体1的一端向本体1的另一端呈螺旋状间断地环绕在本体1上，本申请对此也不做任何限制，本领域技术人员可以根据通径规实际对油管内壁的刮削力度进行合理设置。

在上提油管的过程中，通径规相对油管下落，同时由于旋转力的作用下使得通径规在油管内进行旋转。这样使得通径规在油管内整体上的运动轨迹呈现出螺旋状态，可以对油管内壁进行刮削，同时，油管内的脏物可以伴随通径规下落过程附着在通径规的刮削齿17上，进而被带出油管，至此完成油管刮削全过程。

实施例4

在上述实施例的基础上，所述液压马达3的顶端安装有螺旋编码器2。所述液压油缸4的侧面设有注入口6，且所述液压油缸4的一侧自上而下依次连接有采油树压力传感器7、联通阀8及油管压力传感器9。

该装置还包括远程控制器，远程控制器用于对该保护装置的封隔情况及工作状态进行实时监控，所述液压马达3、液压油缸4均由远程控制器控制，所述螺旋编码器2、采油树压力传感器7、油管压力传感器9分别通过无线通信方式与远程控制器进行通信。所述通信可采用RS485通信协议，确保工作过程中数据传输稳定、正常。

作业过程中，将井口保护装置通过井口连接法兰10安装在注水井井口上方，打开井口闸门后，通过液压油缸4将滑管11连同滑管下端的封隔器12、弹簧扭矩套13、防脱螺母14、特制通井规15一同下如至井口下端油管内指定位置，通过液压马达3控制封隔器12进行旋转坐封，螺旋编码器2实时记录封隔器转动圈数，坐封完成后，关闭联通阀8，并将井口压力降低至0MPa，通过观察油管压力传感器9和采油树压力传感器7的压力变化情况，确定封隔器坐封情况。作业结束后通过液压马达3进行旋转解封，油管压力传感器9和采油树压力传感器7的压力变化情况可实时反映封隔器是否已完全解封，解封后，通过液压油缸4上提滑管11至上极限位置，而后起出井口保护装置，结束作业。

实施例5

本发明的应用方式为：

1).关闭注水井井口1#闸门，打开测试闸门(测试闸门位于注水井井口上)，通过井口联接法兰10将该井口保护装置与采油树顶部连接，然后通过支脚固定架5将保护装置固定，避免出现倾倒；

2).将作业管线的一端与作业设备连接，另一端与注入口6连接，连接好后即可进行管线和接口的作业前试压；

3).打开注水井井口1号闸门，控制液压油缸4缓慢向下移动，将滑管11连同滑管下端的封隔器12、弹簧扭矩套13、通井规14、防脱螺母15一同下入指定位置，此时远程控制器上的下极限灯会亮起；

4).若下入过程遇阻，则控制液压油缸4上下活动滑管11，看是否能通过遇阻位置；若仍无法下入，则采用液压马达3控制滑管11进行转动，此时，连接在滑管11底部的通井规14可对油管内壁进行刮削处理，有效清除油管内壁的结垢；

5).滑管11下入指定位置后，采用液压马达3进行坐封作业；液压马达3顺时针旋转，并带动滑管11随液压马达3同步旋转，通过紧贴在注水井内油管内壁的弹簧扭矩套13(弹簧扭矩套下入井内后卡在油管内壁上，当液压马达旋转时，弹簧扭矩套不随中心管转动)，提供阻止弹簧扭矩套13的反扭矩，此时，滑管11转动而弹簧扭矩套13不转，这就使得扭矩套13沿轴向向上移动，将封隔器12压缩并迫使其产生形变，当封隔器12的轴向压缩量达到一定程度时，封隔器12的外表面将贴紧油管的内壁而实现初始座封，此时，螺旋编码器2实时记录滑管11的旋转及对中情况；

6).坐封完成，关闭联通阀8；

7).将注水井井口压力放至0MPa，观察采油树压力传感器7和油管压力传感器9的压力变化情况，若采油树压力传感器7压力下降为0而油管压力传感器9压力无变化，则证明封隔器12已完全坐封；

8).进行注水井措施作业；

9).作业结束后打开联通阀8，使井口和油管压力平衡；

10).液压马达3逆时针转动，扭矩套13沿轴向向下移动，释放被压缩的封隔器12，封隔器12由于自身的弹性而回弹到座封前的状态而解封；

11).操纵液控油缸4使滑管11向上移动，当滑管11到达液压油缸4的上极限位置时，滑管11的底部就处于1#主阀的上方；

12).若封隔器不能解封，则操作液压油缸4上行，当拉力达到一定程度时，防脱螺母15在拉力作用下会剪短销钉，带着封隔器12一同落入井中，滑管11随液压油缸4一同向上移动，滑管11顶部处于1#主阀上方；

13).关闭注水井井口1#阀门，拆除保护装置，结束作业。

Claims (8)

1.一种注水井井口保护装置，其特征在于：所述保护装置包括支脚固定支架(5)，及固定安装于支脚固定支架(5)上的液压马达(3)和液压油缸(4)，所述液压马达(3)上部安装有吊环(1)，液压马达(3)底端与液压油缸(4)顶端相连，液压油缸(4)底端连接井口连接法兰，液压油缸(4)可使滑管(11)穿过井口连接法兰上下移动，滑管(11)的下端依次套接有封隔器(12)、弹簧扭矩套(13)及通井规(14)；所述通井规(14)至少包括本体(16)，所述本体(16)上开设有导流通孔(19)，本体(16)的外表面凸设有多个刮削齿(17)，刮削齿（17）与本体（16）一体成型制造，所述本体（16）的底部开设有螺纹销钉孔（18），所述通井规(14)的底部通过剪切销钉连接有防脱螺母(15)；所述的防脱螺母(15)安装在所述保护装置的最下端，用于防止弹簧扭矩套(13)、封隔器(12)脱落至井内，同时，若起出保护装置时遇阻，加大拉力，将防脱螺母(15)的销钉剪断，将防脱螺母(15)、封隔器(12)、弹簧扭矩套(13)留在井内，确保保护装置可正常起出。

2.根据权利要求1所述的一种注水井井口保护装置，其特征在于：所述液压马达(3)的顶端安装有螺旋编码器(2)。

3.根据权利要求1所述的一种注水井井口保护装置，其特征在于：所述多个刮削齿(17)沿本体(16)周向均匀排布。

4.根据权利要求3所述的一种注水井井口保护装置，其特征在于：所述刮削齿(17)自本体(16)的一端向本体(16)的另一端斜向排布在本体(16)上。

5.根据权利要求2所述的一种注水井井口保护装置，其特征在于：所述液压油缸(4)的一侧自上而下依次连接有采油树压力传感器(7)、联通阀(8)及油管压力传感器(9)。

6.根据权利要求1所述的一种注水井井口保护装置，其特征在于：所述液压油缸(4)的侧面设有注入口(6)。

7.根据权利要求5所述的一种注水井井口保护装置，其特征在于：该装置还包括远程控制器，远程控制器用于对该保护装置的封隔情况及工作状态进行实时监控，所述液压马达(3)、液压油缸(4)均由远程控制器控制，所述螺旋编码器(2)、采油树压力传感器(7)、油管压力传感器(9)分别通过无线通信方式与远程控制器进行通信。

8.根据权利要求1所述的一种注水井井口保护装置，其特征在于：所述液压马达(3)、液压油缸(4)、滑管(11)、封隔器(12)及通井规(14)的轴线在一条直线上。