CN108019178B - 一种对生产管柱进行管内带压封堵的施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种对生产管柱进行管内带压封堵的施工方法,其利用带压投送保护井口装置通过依次进行的带压投送、封隔器坐封、泵注施工、封隔器解封、带压起出五个步骤将其封堵在生产管柱预设位置的内壁处实现带压施工作业,相应配套装置通过游动锁紧机构和固定锁紧机构分别与投送油管在双级液压推动器作用下相互配合,实现在采油树带压情况下将过油管封隔器投送至生产管柱内部预定位置,而后通过坐封/解封控制装置使过油管封隔器的坐封,进而对整个投送装置进行双向限位固定以完成整个带压投送装置的投送作业工序;该施工方法能够实现有效隔离采油树上挂,提高泵注时地面施工压力限制,减少压井作业带来的储层污染,保证油田开发获得良好效果。

Description

一种对生产管柱进行管内带压封堵的施工方法
技术领域
本发明涉及油田注水井带压作业技术领域,特别涉及一种对生产管柱进行管内带压封堵的施工方法。
背景技术
在石油天然气勘探开发过程中,高压油气井生产管柱从井里起出或处理井下复杂事故等多种工况下需要对生产管柱进行管内封堵。由于地层压力过高,井筒内流体具有很高压力。采用放喷泄压的方法,不仅会破坏地层,降低地层能量,而且井筒内压力短时间内不会降低到零,前期的注水效果也会付之东流;而采用高密度压井液压井方法进行作业,可能污染且危害地层,降低地层孔隙渗透率,影响后期注水效果;因此,最理想的方法是进行带压作业。然而,带压作业的首要前提是通过带压投送装置将过油管封隔器投送至生产管柱内部的预定位置并坐封以隔离生产管柱内部的压力通道,实现生产管柱的内部封堵;在生产管柱完成封堵后再进行井口加压,检测并确定过油管封隔器的密封情况良好后,即可进行正常的生产作业。
在带压作业过程中使用的带压投送装置常采用钢丝,电缆或连续油管将过油管封隔器投送至生产管柱内部预定位置后实现坐封。然而一旦在作业过程中一旦发生钢丝断裂就会造成重大井下作业事故。另外,由于电缆自身的弹性及井内高压,易造成油管堵塞器中途坐封,引发重大事故,而且需要在每段油管连接的位置安装电缆保护器以保护电缆,导致施工工序增加;此外,由于长时间电缆作业对井控安全要求较高,进而导致作业成本较高;而选择连续油管作业则需要耗费大量人力物力,作业成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种实现安全低成本施工同时能够有效提高泵注时地面施工压力限制的对生产管柱进行管内带压封堵的施工方法。
为此,本发明技术方案如下:
一种对生产管柱进行管内带压封堵的施工方法,该施工方法利用一种带压投送保护井口装置,通过依次进行带压投送、封隔器坐封、泵注施工、封隔器解封、带压起出五个步骤实现;
其中,带压投送保护井口装置包括能够插装为一体的上部机构和下部机构;其中,所述上部机构投送油管、坐封/解封控制装置和过油管封隔器;所述下部机构包括游动锁紧机构、固定锁紧机构、双级防喷管、采油树防喷管和双级液压推动器;其中,所述投送油管包括内投送油管和以存在缝隙的形式套装在所述内投送油管外侧的外投送油管;在所述外投送油管的外壁上自上而下开设有间隔设置的第一环形凹槽、第二环形凹槽、第三环形凹槽和第四环形凹槽;所述内投送油管的长度大于所述外投送油管的长度,使所述坐封/解封控制装置和所述过油管封隔器分别套装在所述内投送油管上部外侧和下部外侧,且所述坐封/解封控制装置的底端和所述过油管封隔器的顶端分别抵在所述外投送油管的顶面和底面上,通过所述坐封/解封控制装置控制内投送油管的上行或下行使所述过油管封隔器处于坐封状态或解封状态;所述游动锁紧机构设置并固定在一移动架的中心通孔内,所述固定锁紧机构设置并固定在固定梁的中心通孔内;所述固定梁平行于所述移动架并间隔设置在所述移动架的下方;游动锁紧机构6与第一环形凹槽4c对准并锁定时,固定锁紧机构7锁定在第二环形凹槽4d处;游动锁紧机构6锁定在第三环形凹槽4e处时,固定锁紧机构7锁定在第四环形凹槽4f处;所述固定锁紧机构、所述双级防喷管和所述采油树防喷管依次连接;所述双级防喷管套装在所述外投送油管的外壁上,且与所述外投送油管之间形成密封;所述双级液压推动器包括固定在所述的移动架两侧的两根液压活塞杆、固定在固定梁两侧的两个液压缸筒和两个分别连接在液压活塞杆底端的液压活塞;液压活塞将液压缸筒分隔为两个密闭空间,且在邻近两个液压缸筒顶端和底端的侧壁分别开设有第一进油口A、第二进油口P、第三进油口B和第四进油口T。
进一步地,所述坐封/解封控制装置包括自上而下依次套装在所述内投送油管外侧且依次螺纹连接的上端盖、筒形壳体和下端盖,筒形壳体内设置有一同样套装并固定在所述内投送油管外侧的活塞,活塞将壳体内部空间分隔为位于上部解封腔和位于下部的坐封腔,并在位于壳体的顶端侧壁上开设有一个与解封腔连通的解封控制端口,在位于壳体的底端侧壁上开设有一个与坐封腔连通的坐封控制端口;所述过油管封隔器包括自上而下依次套装在所述内投送油管外侧的上挡环、胶筒、下挡环和压帽;所述压帽螺纹连接在所述内投送油管的外壁上。
进一步地,所述上端盖和所述下端盖的内壁上设置有密封圈,使所述上端盖和所述下端盖分别与所述内投送油管外壁之间形成密封。
进一步地,在壳体的上侧内壁上和下侧内壁上分别设有上行环形限位凸起和下行环形限位凸起。
进一步地,所述内投送油管的顶端至所述活塞固定处的长度大于所述上端盖的顶面至下行环形限位凸起处的间距。
进一步地,所述双级防喷管包括筒形壳体和设置在筒形壳体内侧且自上而下依次紧密套装在所述外投送油管外壁上的第一级防喷密封芯和第二级防喷密封芯,所述第一级防喷密封芯和所述第二级防喷密封芯间隔设置;其中,在所述第一级防喷密封芯和所述第二级防喷密封芯的顶端侧壁上分别套装有至少一道第一级O形圈和至少一道第二级O形密封圈,在位于所述第一级防喷密封芯和所述第二级O形密封圈之间的筒形壳体侧壁上开设有一个安全孔。
进一步地,在所述双级防喷管外壁上固定有一液压换向阀,液压换向阀上设有转动手柄S;第一进油口A、第二进油口P、第三进油口B和第四进油口T分别通过管路与所述双级防喷管形成连通,并能够通过手柄S,实现将与液压换向阀连接的液压泵与第一进油口A和第二进油口P连通,或与第三进油口B和第四进油口T连通。
进一步地,该带压投送保护井口装置还包括防脱落管;所述防脱落管螺纹连接在所述坐封/解封控制装置的顶端,且在所述防脱落管的对侧侧壁上和所述固定梁的对侧侧壁上各设置有两个第一挂耳和第二挂耳;两个所述第一挂耳上分别固定有第一钢丝绳绳索和第二钢丝绳绳索,两个所述第二挂耳上分别固定有第三钢丝绳绳索和第四钢丝绳绳索,所述第一钢丝绳绳索与所述第二钢丝绳绳索之间、所述第三钢丝绳绳索与所述第四钢丝绳绳索之间分别通过锁具连接固定。
进一步地,在防脱落管的顶端还螺纹连接有上接头。
一种利用上述带压投送保护井口装置实现对生产管柱进行管内带压封堵的施工方法,具体施工步骤如下:
S1、准备工序:将解封控制端口和坐封控制端口分别通过液压软管与外部液压泵连接,并通过解封控制端口泵入液压油,使胶筒处于放松状态;然后将液压换向阀的进油口和出油口分别与外部液压泵连接;然后通过控制液压换向阀控制液压活塞杆带动游动锁紧机构上行或下行运动至第三环形凹槽处并将游动锁紧机构锁定在投送油管上的第三环形凹槽处,进而带动与游动锁紧机构锁定的投送油管上行或下行运动,使投送油管上的第四环形凹槽对准固定锁紧机构并将固定锁紧机构锁定在投送油管上的第四环形凹槽处;
S2、带压投送:令游动锁紧机构松开投送油管并控制转动液压换向阀使液压泵与第三进油口和第四进油口T分别形成连通,使液压油注入至液压缸筒的下部空间内并推动液压活塞杆上行至游动锁紧机构与第一环形凹槽对准并锁定;然后令固定锁紧机构松开投送油管并控制液压换向阀使液压泵与第一进油口和第二进油口P分别形成连通,使液压油注入至液压缸筒的上部空间内,推动液压活塞杆带动游动锁紧机构下行,游动锁紧机构同时带动投送油管、过油管封隔器下行至投送油管的第一环形凹槽对准固定锁紧机构,将固定锁紧机构锁定在第二环形凹槽处,此时,过油管封隔器达到生产管柱预定位置;
S3、封隔器坐封:自坐封控制端口注入液压油至坐封腔以推动活塞上行,内投送油管随之向上移动并与外投送油管产生相对位移,挤压过油管封隔器的胶筒压缩扩径,过油管封隔器坐封在生产管柱内壁上形成封堵;
S4、泵注施工:通过在与采油树小四通的侧翼连接管路的闸门上安装的压力表的压力显示数值验证过油管封隔器的坐封密封性是否符合施工要求,然后即可进行相应的泵注施工或其他施工操作;
S5、封隔器解封:液压油从解封控制端口注入至解封腔以推动活塞下行,内投送油管随之向下移动并与外投送油管产生相对位移,胶筒失去外投送油管底端挤压作用力,胶筒恢复原状,过油管封隔器解封;
S6、带压起出:令固定锁紧机构松开投送油管并控制转动液压换向阀与第三进油口和第四进油口T形成连通,使液压油注入至液压缸筒的下部空间内并推动液压活塞杆带动游动锁紧机构上行,游动锁紧机构同时带动投送油管、过油管封隔器上行至投送油管的第四环形凹槽对准固定锁紧机构,将固定锁紧机构锁定在第四环形凹槽处;然后令游动锁紧机构松开投送油管并控制转动液压换向阀使液压泵与第一进油口和第二进油口P分别形成连通,使液压油注入至液压缸筒的上部空间内,推动液压活塞杆带动游动锁紧机构下行至与投送油管的第三环形凹槽对准并锁定;接着关闭采油树清蜡阀门,泄压后拆除设备,带压作业完成。
该对生产管柱进行管内带压封堵的施工方法利用带压投送保护井口装置通过依次进行的带压投送、封隔器坐封、泵注施工、封隔器解封、带压起出五个步骤将其封堵在生产管柱预设位置的内壁处实现带压施工作业,有效隔离采油树上挂,提高泵注时地面施工压力限制,减少压井作业带来的储层污染,保证油田开发获得良好效果。
附图说明
图1为本发明的对生产管柱进行管内带压封堵的施工方法的流程示意图;
图2为本发明的对生产管柱进行管内带压封堵的施工方法的带压投送保护井口装置的上部机构的结构示意图;
图3为本发明的对生产管柱进行管内带压封堵的施工方法的带压投送保护井口装置的下部机构的结构示意图;
图4为本发明的对生产管柱进行管内带压封堵的施工方法的带压投送保护井口装置的双级防喷管的结构示意图;
图5为本发明的对生产管柱进行管内带压封堵的施工方法的带压投送保护井口装置与采油树连接的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明,但下述实施例绝非对本发明有任何限制。
如图1所示,该生产管柱进行管内带压封堵的施工方法通过依次进行的带压投送、封隔器坐封、泵注施工、封隔器解封、带压起出五个步骤实现;
其中,如图2~3所示,该带压投送保护井口装置包括能够插装为一体的上部机构和下部机构;其中,所述上部机构包括上接头1、防脱落管2、投送油管4、坐封/解封控制装置3和过油管封隔器5;所述下部机构包括游动锁紧机构6、固定锁紧机构7、双级防喷管8、采油树防喷管9和双级液压推动器10。
具体地,如图2所示,在该带压投送保护井口装置到的上部机构中:
防脱落管2包括筒形本体2a和设置在筒形本体2a对侧侧壁上两个挂耳2b;在防脱落管2顶端还螺纹连接有上接头1。
投送油管4包括内投送油管4a和以存在缝隙的形式套装在内投送油管4a外侧的外投送油管4b;在外投送油管4b的外壁上自上而下开设有间隔设置的第一环形凹槽4c、第二环形凹槽4d、第三环形凹槽4e和第四环形凹槽4f;
坐封/解封控制装置3包括自上而下依次螺纹连接的上端盖3b、筒形壳体3a和下端盖3c,以及设置在壳体3a内侧的活塞3d;活塞3d将壳体3a壳体3a的内部空间分隔为上部的解封腔3g和位于下部的坐封腔3h,对应地,在位于壳体3a的顶端侧壁上开设有一个与解封腔3g连通的解封控制端口3e,在位于壳体3a的底端侧壁上开设有一个与坐封腔3h连通的坐封控制端口3f;其中,上端盖3b、活塞3d和下端盖3c的中心处均开设有与内投送油管4a的外径相适应的通孔,使坐封/解封控制装置3套装在内投送油管4a的上部外侧,活塞3d与内投送油管4a螺纹连接固定,使内投送油管4a能够随活塞3d的上下运动;上端盖3b和下端盖3c的内壁上设置有密封圈,使二者分别与内投送油管4a外壁之间形成密封;外投送油管4b的顶端螺纹连接在下端盖3c的底部;
使用时,利用液压软管将解封控制端口3e和坐封控制端口3f与液压泵连接,通过控制液压油流向解封腔3g或坐封腔3h,实现通过控制活塞3d的上下移动带动内投送油管4a随之上上下移动;其中,为了保证内投送油管4a的顶端在上下移动中一直位于上端盖3b的上方,内投送油管4a顶端至活塞3d的螺纹连接处的长度大于上端盖3b顶面至活塞下行最低点处的距离;同时,在壳体3a的上、下侧内壁上分别设有环形限位凸起,作为活塞3d在壳体3a内部上行限位点和下行限位点;
过油管封隔器5包括自上而下依次套装在内投送油管4a底端外侧侧壁上的上挡环5a、胶筒5b、下挡环5c和压帽5d;其中,压帽5d螺纹连接在内投送油管4a的外壁上,使上挡环5a抵在外投送油管4b的底面上;
如图3所示,在该带压投送保护井口装置的下部机构中:
游动锁紧机构6设置并固定在一移动架11的中心通孔内;固定锁紧机构7设置并固定在一固定梁12的中心通孔内;游动锁紧机构6和固定锁紧机构7均包括内径与外投送油管4b的外径相适应的管体,在管体侧壁上沿圆周方向均布开设有四个分别插装有螺栓的螺孔,螺栓的外侧端部设有旋转手柄,通过旋转螺栓的旋转手柄增加螺栓拧入螺孔中的深度实现改变管体的内径;
其中,游动锁紧机构6、固定锁紧机构7和投送油管4的中轴线重合,且开设在投送油管4上的第一环形凹槽4c、第二环形凹槽4d、第三环形凹槽4e和第四环形凹槽4f分别能够配合游动锁紧机构6和固定锁紧机构7实现投送管4与移动梁11和固定梁12的固定与脱离;具体地,使用时通过转动游动锁紧机构6和固定锁紧机构7的螺栓手柄,实现将游动锁紧机构6固定在外投送油管4b的第一环形凹槽4c中或第三环形凹槽4e中,将固定锁紧机构7固定在外投送油管4b的第二环形凹槽4d中或第四环形凹槽4f中;
另外第一环形凹槽4c、第二环形凹槽4d、第三环形凹槽4e和第四环形凹槽4f在投送油管4上的开设位置与设置在内投送油管4a上的过油管封隔器5预设下入生产管柱内的位置相适应,即当游动锁紧机构6和固定锁紧机构7分别锁定在第一环形凹槽4c和第二环形凹槽4d上时,内投送油管4a上的过油管封隔器5位于生产管柱内侧的预设位置上;而当游动锁紧机构6和固定锁紧机构7分别锁定在第三环形凹槽4e和第四环形凹槽4f上时,过油管封隔器5与生产管柱相脱离;
如图4所示,双级防喷管8包括筒形壳体8e和设置在筒形壳体8e内侧且自上而下依次紧密套装在外投送油管4b外壁上的第一级防喷密封芯8b和第二级防喷密封芯8d,第一级防喷密封芯8b和第二级防喷密封芯8d间隔设置;其中,在第一级防喷密封芯8b和第二级防喷密封芯8d的顶端侧壁上还分别套装有两道第一级O形圈8a和两道第二级O形密封圈8c,使外投送油管4b的外壁分别与第一级防喷密封芯8b和第二级防喷密封芯8d的内壁之间形成密封,筒形壳体8e的内壁分别与第一级防喷密封芯8b和第二级防喷密封芯8d的外壁之间形成密封;在位于第一级防喷密封芯8b和第二级防喷密封芯8d之间的筒形壳体8e的侧壁上开设有一个用于检测是否密封严密的安全孔8f,用于检测第一级防喷密封芯8b或第二级防喷密封芯8d是否出现失效的问题;
固定锁紧机构7、双级防喷管8的筒形壳体8e和采油树防喷管9依次螺纹连接固定;采油树防喷管9底端与采油树清蜡阀门16螺纹连接固定;
双级液压推动器10包括对称设置的两根液压活塞杆10a、分别连接在两根活塞杆10a底端的两个液压活塞10c和分别套装在位于同侧液压活塞杆10a和液压活塞10c外侧的两个液压缸筒10b;其中,两根液压活塞杆10a的顶端分别通过螺栓13固定在移动架11的两端;两个液压缸筒10b分别插装并固定在邻近固定梁12两端开设的两个通孔内,且在邻近两个液压缸筒10b顶端和底端的侧壁分别开设有第一进油口A、第二进油口P、第三进油口B和第四进油口T,通过控制液压油的注入口使两个液压活塞10c带动两根液压活塞杆10a上下运动,进一步带动整个下部机构实现上下运动;
为便于控制双级液压推动器10的液压活塞杆10a的上行运动和下行运动,在第一进油口A、第二进油口P、第三进油口B和第四进油口T分别连接有连通管路,四条管路的另一端汇聚至固定在双级防喷管8外壁上的在液压换向阀15处且分别与液压换向阀15的四个端口连接形成连通;液压换向阀15与外置的液压泵通过液压软管连通,另外,液压换向阀15外侧设置有手柄S,实现通过转动手柄S将液压泵与第一进油口A和第二进油口P连通,或将液压泵与第三进油口B和第四进油口T连通,即实现液压油流向换向。
为了避免具有插装关系的上部机构和下部机构之间滑脱,在固定梁12的两端端壁对称设置有两个第二挂耳12a;对应地,在两个第一挂耳2b上分别固定有第一钢丝绳绳索14a和第二钢丝绳绳索14b,在两个第二挂耳12a上分别固定有第三钢丝绳绳索14c和第四钢丝绳绳索14d,所述第一钢丝绳绳索14a与所述第二钢丝绳绳索14b之间、所述第三钢丝绳绳索14c与所述第四钢丝绳绳索14d之间分别通过锁具连接固定;其中,第一钢丝绳绳索14a和第三钢丝绳绳索14c的总长度与第二钢丝绳绳索14b和第四钢丝绳绳索14d的总长度一致,且总长度要满足双级液压推动器10的活塞运动最大行程的要求,即不能影响双级液压推动器10的液压活塞的运动。
该对生产管柱进行管内带压封堵的施工方法利用上述带压投送保护井口装置,通过依次进行的带压投送、封隔器坐封、泵注施工、封隔器解封、带压起出五个步骤完成带压施工作业;实现隔离采油树上挂,提高泵注时地面施工压力限制的目的。
具体地,施工步骤如下:
(一)设备安装和准备工作:
如图5所示,采油树主要包括自上而下依次连接采油树清蜡阀门16、采油树小四通17、采油树2号阀门18、采油树1号阀门19、采油树大四通20和油管21。施工前,将该带压投送保护井口装置上部机构中的上接头1与外部高压管线连接,并通过设置在上接头1与高压管线之间的旋塞阀实现连通或闭合;
令设置在上接头1与高压管线之间的旋塞阀处于关闭状态;解封控制端口3e和坐封控制端口3f分别通过液压软管与外部液压泵连接,并通过解封控制端口3e泵入液压油,保证过油管封隔器5的胶筒5b处于放松状态;将液压换向阀15的进油口和出油口分别与外部液压泵连接;依次地,对与液压泵连接的液压管线进行试压,确保液压连接管线封闭盲堵试压20MPa,无渗漏;升降液压缸以检测液压缸运行速度是否符合操作要求,其中液压缸的运行速度依靠设置在液压缸和液压泵之间的限流阀控制调节;对安装在安全孔8f处的管线进行试压,无渗漏为合格;接着,检查各部件之间螺纹连接是否可靠,密封胶圈是否完好,并加涂密封脂;检查旋塞阀是否能够正常开关;
在与采油树小四通17的侧翼连接管路的闸门上加装压力表22;打开侧翼闸门,向连接管内注水至侧翼闸门溢流;起吊带压投送保护井口装置,将采油树防喷管9则与采油树的采油树清蜡阀门16通过螺纹连接固定,同时侧翼闸门安装试压管线,试压压力以采油树承压为标准,检测连接管、防喷管、旋塞阀是否有刺漏现象;向解封腔体内注入10MPa的预置压力,对防喷管进行试压;
接着,调整带压投送保护井口装置的上部机构和下部机构之间的位置;具体地,转动液压换向阀15的手柄S,通过使液压泵与第三进油口B和第四进油口T分别形成连通或使液压泵与第一进油口A和第二进油口P分别形成连通,使液压活塞杆10a带动游动锁紧机构6上行或下行运动至第三环形凹槽4e处,并通过转动游动锁紧机构6上的螺栓手柄使游动锁紧机构6锁定在投送油管4上的第三环形凹槽4e处;然后转动液压换向阀15的手柄S,通过使液压泵与第三进油口B和第四进油口T分别形成连通或使液压泵与第一进油口A和第二进油口P分别形成连通,使液压活塞杆10a带动与游动锁紧机构6锁定的投送油管4上行或下行运动,使投送油管4上的第四环形凹槽4f对准固定锁紧机构7,并通过转动固定锁紧机构7上的螺栓手柄使固定锁紧机构7锁定在投送油管4上的第四环形凹槽4f处;
最后,在在两个第一挂耳2b上和两个第二挂耳12a上分别固定有第一钢丝绳绳索14a、第二钢丝绳绳索14b、第三钢丝绳绳索14c和第三钢丝绳绳索14d,第一钢丝绳绳索14a与第二钢丝绳绳索14b之间、第三钢丝绳绳索14c与第三钢丝绳绳索14d之间分别通过锁具连接固定;然后打开采油树清蜡阀门16,让井内的流体进入双级防喷管17与外投送油管4b之间的环形空间中,使密封胶芯19b受到挤压紧紧抱住投送外层管8b实现密封。
(二)带压投送:
转动游动锁紧机构6上的螺栓手柄使游动锁紧机构6松开投送油管4,然后转动液压换向阀15的手柄S,通过使液压泵与第三进油口B和第四进油口T分别形成连通,使液压油注入至液压缸筒10b的下部空间内并推动液压活塞杆10a上行至游动锁紧机构6与第一环形凹槽4c对准并锁定;接着,转动固定锁紧机构7上的螺栓手柄使固定锁紧机构松开投送油管4,转动液压换向阀15的手柄S,通过使液压泵与第一进油口A和第二进油口P分别形成连通,使液压油注入至液压缸筒10b的上部空间内,推动液压活塞杆10a带动游动锁紧机构6下行,游动锁紧机构6同时带动投送油管4、过油管封隔器5下行至投送油管4的第一环形凹槽4d对准固定锁紧机构7,将固定锁紧机构7锁定在第二环形凹槽4d处,此时,过油管封隔器5达到生产管柱预定位置;
其中,在移动过程中双级防喷管8内的两个密封胶芯密封双级防喷管8的壳体8e与投送油管4之间形成的环形空间,一旦发现壳体8e上的安全孔8f处有液体流出则证明密封胶芯已经损坏,需要停止作业,起出投送管并更换密封胶芯;
(三)封隔器坐封:
解封控制端口3e和坐封控制端口3f分别通过液压软管与外部液压泵连接;坐封时,从坐封控制端口3f注入液压油至坐封腔3h以推动活塞3d向上移动,内投送油管4a随之向上移动并与外投送油管4b产生相对位移,挤压过油管封隔器5的胶筒5b发生压缩扩径,实现过油管封隔器5坐封在生产管柱内壁上形成封堵;封堵完成后在与采油树小四通17的侧翼连接管路的闸门上安装有压力表22,根据压力表22显示的压力数值验证过油管封隔器5的坐封密封性是否符合施工要求;
(四)泵注施工:
坐封后将旋塞阀上部与连接酸压管线连接,打开旋塞阀,即可进行相应酸压施工,或其他施工操作;
(五)封隔器解封:
酸压施工完毕,对过油管封隔器5进行解封操作;具体地,液压油从解封控制端口3e注入至解封腔3g以推动活塞3d下行,内投送油管4a随之向下移动并与外投送油管4b产生相对位移,胶筒5b失去外投送油管4b底端挤压作用力,胶筒恢复原状,过油管封隔器5解封;
(六)带压起出:
确认井内余压在采油树承压范围内,同时关闭旋塞阀,拆除作业管线;打开侧翼闸门,观察压力表读数,向解封腔内注入解封压力解封封隔器,如井内压力不能正常反流到采油树内,可采取利用液压缸上下微动投送管至封隔器上下压力一致;此外,起吊前放空安全孔8f内的残余气体;
转动固定锁紧机构7上的螺栓手柄使固定锁紧机构7松开投送油管4,然后转动液压换向阀15的手柄S,通过使液压泵与第三进油口B和第四进油口T分别形成连通,使液压油注入至液压缸筒10b的下部空间内并推动液压活塞杆10a带动游动锁紧机构6上行,游动锁紧机构6同时带动投送油管4、过油管封隔器5上行至投送油管4的第四环形凹槽4f对准固定锁紧机构7,将固定锁紧机构7锁定在第四环形凹槽4f处;接着,转动游动锁紧机构6上的螺栓手柄使游动锁紧机构6松开投送油管4,并转动液压换向阀15的手柄S,通过使液压泵与第一进油口A和第二进油口P分别形成连通,使液压油注入至液压缸筒10b的上部空间内,推动液压活塞杆10a带动游动锁紧机构6下行至与投送油管4的第三环形凹槽4e对准,并令游动锁紧机构6锁定在第三环形凹槽4e处,上部机构和下部机构的相对位置恢复至初始状态;
最后,确认投送管上行位置超过采油树总闸门后,关闭采油树清蜡阀门16,采油侧翼闸门放压至无溢流,泄压后拆除设备,带压作业完成。

Claims (8)

1.一种对生产管柱进行管内带压封堵的施工方法,其特征在于,该施工方法利用一种带压投送保护井口装置,通过依次进行带压投送、封隔器坐封、泵注施工、封隔器解封、带压起出五个步骤实现;其中,
带压投送保护井口装置包括插装为一体的上部机构和下部机构;其中,所述上部机构包括投送油管(4)、坐封/解封控制装置(3)和过油管封隔器(5);所述下部机构包括游动锁紧机构(6)、固定锁紧机构(7)、双级防喷管(8)、采油树防喷管(9)和双级液压推动器(10);其中,
所述投送油管(4)包括内投送油管(4a)和以存在缝隙的形式套装在所述内投送油管(4a)外侧的外投送油管(4b);在所述外投送油管(4b)的外壁上自上而下开设有间隔设置的第一环形凹槽(4c)、第二环形凹槽(4d)、第三环形凹槽(4e)和第四环形凹槽(4f);
所述内投送油管(4a)的长度大于所述外投送油管(4b)的长度,使所述坐封/解封控制装置(3)和所述过油管封隔器(5)分别套装在所述内投送油管(4a)上部外侧和下部外侧,且所述坐封/解封控制装置(3)的底端和所述过油管封隔器(5)的顶端分别抵在所述外投送油管(4b)的顶面和底面上,通过所述坐封/解封控制装置(3)控制内投送油管(4a)的上行或下行使所述过油管封隔器(5)处于坐封状态或解封状态;
所述游动锁紧机构(6)设置并固定在一移动架(11)的中心通孔内,所述固定锁紧机构(7)设置并固定在固定梁(12)的中心通孔内;所述固定梁(12)平行于所述移动架(11)并间隔设置在所述移动架(11)的下方;游动锁紧机构(6)与第一环形凹槽(4c)对准并锁定时,固定锁紧机构(7)锁定在第二环形凹槽(4d)处;游动锁紧机构(6)锁定在第三环形凹槽(4e)处时,固定锁紧机构(7)锁定在第四环形凹槽(4f)处;所述固定锁紧机构(7)、所述双级防喷管(8)和所述采油树防喷管(9)依次连接;
所述双级防喷管(8)套装在所述外投送油管(4b)的外壁上,且与所述外投送油管(4b)之间形成密封;
所述双级液压推动器(10)包括固定在所述的移动架(11)两侧的两根液压活塞杆(10a)、固定在固定梁(12)两侧的两个液压缸筒(10b)和两个分别连接在液压活塞杆(10a)底端的液压活塞(10c);液压活塞(10c)将液压缸筒(10b)分隔为两个密闭空间,且在邻近两个液压缸筒(10b)顶端和底端的侧壁分别开设有第一进油口(A)、第二进油口(P)、第三进油口(B)和第四进油口(T)。
2.根据权利要求1所述的对生产管柱进行管内带压封堵的施工方法,其特征在于,所述坐封/解封控制装置(3)包括自上而下依次套装在所述内投送油管(4a)外侧且依次螺纹连接的上端盖(3b)、筒形壳体(3a)和下端盖(3c),筒形壳体(3a)内设置有一同样套装并固定在所述内投送油管(4a)外侧的活塞(3d),活塞(3d)将壳体(3a)内部空间分隔为位于上部解封腔(3g)和位于下部的坐封腔(3h),并在位于壳体(3a)的顶端侧壁上开设有一个与解封腔(3g)连通的解封控制端口(3e),在位于壳体(3a)的底端侧壁上开设有一个与坐封腔(3h)连通的坐封控制端口(3f);所述过油管封隔器(5)包括自上而下依次套装在所述内投送油管(4a)外侧的上挡环(5a)、胶筒(5b)、下挡环(5c)和压帽(5d);所述压帽(5d)螺纹连接在所述内投送油管(4a)的外壁上。
3.根据权利要求2所述的对生产管柱进行管内带压封堵的施工方法,其特征在于,所述内投送油管(4a)的顶端至所述活塞(3d)固定处的长度大于所述上端盖(3b)的顶面至下行环形限位凸起处的间距;且在所述上端盖(3b)和所述下端盖(3c)的内壁上设置有密封圈,使所述上端盖(3b)和所述下端盖(3c)分别与所述内投送油管(4a)外壁之间形成密封。
4.根据权利要求2所述的对生产管柱进行管内带压封堵的施工方法,其特征在于,在壳体(3a)的上侧内壁上和下侧内壁上分别设有上行环形限位凸起和下行环形限位凸起。
5.根据权利要求2所述的对生产管柱进行管内带压封堵的施工方法,其特征在于,所述双级防喷管(8)包括筒形壳体(8e)和设置在筒形壳体(8e)内侧且自上而下依次紧密套装在所述外投送油管(4b)外壁上的第一级防喷密封芯(8b)和第二级防喷密封芯(8d),所述第一级防喷密封芯(8b)和所述第二级防喷密封芯(8d)间隔设置;其中,在所述第一级防喷密封芯(8b)和所述第二级防喷密封芯(8d)的顶端侧壁上分别套装有至少一道第一级O形圈(8a)和至少一道第二级O形密封圈(8c),在位于所述第一级防喷密封芯(8b)和所述第二级O形密封圈(8c)之间的筒形壳体(8e)侧壁上开设有一个安全孔(8f)。
6.根据权利要求5所述的对生产管柱进行管内带压封堵的施工方法,其特征在于,在所述双级防喷管(8)外壁上固定有一液压换向阀(15),液压换向阀(15)上设有转动手柄(S);所述双级液压推动器(10)的第一进油口(A)、第二进油口(P)、第三进油口(B)和第四进油口(T)分别通过管路与所述双级防喷管(8)形成连通,并能够通过手柄(S),实现将与液压换向阀(15)连接的液压泵与第一进油口(A)和第二进油口(P)连通,或与第三进油口(B)和第四进油口(T)连通。
7.根据权利要求1所述的对生产管柱进行管内带压封堵的施工方法,其特征在于,该带压投送保护井口装置还包括防脱落管(2);所述防脱落管(2)螺纹连接在所述坐封/解封控制装置(3)的顶端,且在所述防脱落管(2)的对侧侧壁上和所述固定梁(12)的对侧侧壁上各设置有两个第一挂耳(2b)和第二挂耳(12a);两个所述第一挂耳(2b)上分别固定有第一钢丝绳绳索(14a)和第二钢丝绳绳索(14b),两个所述第二挂耳(12a)上分别固定有第三钢丝绳绳索(14c)和第四钢丝绳绳索(14d),所述第一钢丝绳绳索(14a)与所述第二钢丝绳绳索(14b)之间、所述第三钢丝绳绳索(14c)与所述第四钢丝绳绳索(14d)之间分别通过锁具连接固定。
8.根据权利要求6所述的对生产管柱进行管内带压封堵的施工方法,其特征在于,具体施工步骤如下:
S1、准备工序:将解封控制端口(3e)和坐封控制端口(3f)分别通过液压软管与外部液压泵连接,并通过解封控制端口(3e)泵入液压油,使胶筒(5b)处于放松状态;然后将液压换向阀(15)的进油口和出油口分别与外部液压泵连接;然后通过控制液压换向阀(15)控制液压活塞杆(10a)带动游动锁紧机构(6)上行或下行运动至第三环形凹槽(4e)处并将游动锁紧机构(6)锁定在投送油管(4)上的第三环形凹槽(4e)处,进而带动与游动锁紧机构(6)锁定的投送油管(4)上行或下行运动,使投送油管(4)上的第四环形凹槽(4f)对准固定锁紧机构(7)并将固定锁紧机构(7)锁定在投送油管(4)上的第四环形凹槽(4f)处;
S2、带压投送:令游动锁紧机构(6)松开投送油管(4)并控制转动液压换向阀(15)使液压泵与第三进油口(B)和第四进油口(T)分别形成连通,使液压油注入至液压缸筒(10b)的下部空间内并推动液压活塞杆(10a)上行至游动锁紧机构(6)与第一环形凹槽(4c)对准并锁定;然后令固定锁紧机构松开投送油管(4)并控制液压换向阀(15)使液压泵与第一进油口(A)和第二进油口(P)分别形成连通,使液压油注入至液压缸筒(10b)的上部空间内,推动液压活塞杆(10a)带动游动锁紧机构(6)下行,游动锁紧机构(6)同时带动投送油管(4)、过油管封隔器(5)下行至投送油管(4)的第一环形凹槽(4d)对准固定锁紧机构(7),将固定锁紧机构(7)锁定在第二环形凹槽(4d)处,此时,过油管封隔器(5)达到生产管柱预定位置;
S3、封隔器坐封:自坐封控制端口(3f)注入液压油至坐封腔(3h)以推动活塞(3d)上行,内投送油管(4a)随之向上移动并与外投送油管(4b)产生相对位移,挤压过油管封隔器(5)的胶筒(5b)压缩扩径,过油管封隔器(5)坐封在生产管柱内壁上形成封堵;
S4、泵注施工:通过在与采油树小四通(17)的侧翼连接管路的闸门上安装的压力表(22)的压力显示数值验证过油管封隔器(5)的坐封密封性是否符合施工要求,然后即可进行相应的泵注施工或其他施工操作;
S5、封隔器解封:液压油从解封控制端口(3e)注入至解封腔(3g)以推动活塞(3d)下行,内投送油管(4a)随之向下移动并与外投送油管(4b)产生相对位移,胶筒(5b)失去外投送油管(4b)底端挤压作用力,胶筒恢复原状,过油管封隔器(5)解封;
S6、带压起出:令固定锁紧机构(7)松开投送油管(4)并控制转动液压换向阀(15)与第三进油口(B)和第四进油口(T)形成连通,使液压油注入至液压缸筒(10b)的下部空间内并推动液压活塞杆(10a)带动游动锁紧机构(6)上行,游动锁紧机构(6)同时带动投送油管(4)、过油管封隔器(5)上行至投送油管(4)的第四环形凹槽(4f)对准固定锁紧机构(7),将固定锁紧机构(7)锁定在第四环形凹槽(4f)处;然后令游动锁紧机构(6)松开投送油管(4)并控制转动液压换向阀(15)使液压泵与第一进油口(A)和第二进油口(P)分别形成连通,使液压油注入至液压缸筒(10b)的上部空间内,推动液压活塞杆(10a)带动游动锁紧机构(6)下行至与投送油管(4)的第三环形凹槽(4e)对准并锁定;接着关闭采油树清蜡阀门(16),泄压后拆除设备,带压作业完成。
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