CN108204226B - 防砂管柱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防砂管柱，该防砂管柱包括：套管，位于所述套管下方的多个筛管，多个冲洗打捞器，其位于所述套管与位于最上端的筛管之间，以及相邻两个所述筛管之间；其中，所述冲洗打捞器自上而下的启动压力依次递增；第一丝堵，其连接在最下端的筛管的下端；所述冲洗打捞器包括：上接头，内管，其上端与所述上接头下端的内侧相固定；外管，其上端与所述上接头下端的外侧相固定；滑动机构，其设置在所述外管与所述内管之间，当所述滑动机构在预定压力下启动时，所述内管与所述外管相连通。本发明能够增加洗井液对地层砂的冲洗效果，并且打捞时不需要讲防砂管柱进行分段打捞，减少了作业时间，节约作业成本。

Description

防砂管柱

技术领域

本发明涉及油水井井下作业工具技术领域，特别涉及一种防砂管柱。

背景技术

在稠油开采过程中，由于地层胶结疏松，易于出砂，筛管防砂作为最主要的防砂方式的到广泛的应用。

请结合参阅图1A，在油井直井先期防砂方式中，一般是下入油层套管，射孔连通油层后，在套管1内下入防砂管柱。生产一段时间后，筛管2与射孔套管3间的环形空间会充满地层砂。由于后期生产作业需要或者更换筛管2，常需要将防砂管柱起出，而筛套环空的地层砂使得防砂管柱起出作业十分困难。

目前的解决方法主要有两种。请结合图1A所示，方案一是在井口往筛管2内注入洗井液，保持压力，边冲洗边利用打捞矛5活动防砂管柱。由于筛管2挡砂间隙较小，过流能力较弱，对筛管2与射孔套管3之间环空中的地层砂冲洗能力较弱，地层砂不易被冲洗松动，作业时间较长，效果不好。

请结合图1B所示，方案二是在每一根筛管2间连接安全接头4，在井口利用打捞矛5对防砂管柱施加拉力，安全接头4在拉力大于某一数值时会自动断开，将此断开安全接头4上面一节筛管2起出地面，然后以此类推，将防砂管柱一节一节起出。该方法应用较多，但当井深较大时，上下反复起出筛管2，造成作业时间过程，增加了施工成本。

为此，研发一种在直井中可以打捞的防砂管柱，可以减少作业时间，节约作业成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种防砂管柱，能够克服现有技术中的缺陷，在洗井液压力作用下冲洗打捞器开启后，可以对环空内的堆积地层砂进行冲击和冲洗，增加了洗井液对地层砂的冲洗效果，并且打捞时不需要讲防砂管柱进行分段打捞，减少了作业时间，节约作业成本。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种防砂管柱，其包括：

套管，

位于所述套管下方的多个筛管，

多个冲洗打捞器，其位于所述套管与位于最上端的筛管之间，以及相邻两个所述筛管之间；其中，所述冲洗打捞器自上而下的启动压力依次递增；

第一丝堵，其连接在最下端的筛管的下端；

所述冲洗打捞器包括：上接头，内管，其上端与所述上接头下端的内侧相固定；外管，其上端与所述上接头下端的外侧相固定；滑动机构，其设置在所述外管与所述内管之间，当所述滑动机构在预定压力下启动时，所述内管与所述外管相连通。

在一个优选的实施方式中，所述筛管与所述冲洗打捞器连接形成的管柱位于射孔套管内，所述射孔套管的下端设置有第二丝堵，所述射孔套管外为油层。

在一个优选的实施方式中，相邻两个冲洗打捞器的开启压力间隔3兆帕至5兆帕，相邻两个冲洗打捞器间隔距离为5米至6米。

在一个优选的实施方式中，所述滑动机构包括：滑动套、滑块和弹簧，所述滑动套设置在所述内管和外管之间，所述外管上设置有第一开孔，所述内管上设置有与所述第一开孔相对的第二开孔，所述滑动套上设置有第三开孔，

当所述滑块在液压作用下压缩弹簧向下移动时，带动所述滑动套下移，所述第三开孔与所述第二开孔、第一开孔对齐，形成冲洗通道。

在一个优选的实施方式中，所述上接头与所述外管的外径相等。

本发明的特点和优点是：本申请所提供的防砂管柱，通过套管与筛管之间以及筛管与筛管之间连接冲洗打捞器，其中，冲洗打捞器设置的滑动机构，在洗井液压力作用下开启后，可以对环空内的堆积地层砂进行冲击和冲洗，增加了洗井液对地层砂的冲洗效果，使其松动，甚至带出地面。在打捞时，整个上提管柱，一次完成，避免了筛管间连接多个安全短接后需多次分段起出防砂管柱，减少了作业时间，节约了作业成本。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

图1A是一种现有技术中打捞防砂管柱的方式示意图；

图1B是另一种现有技术中打捞防砂管柱的方式示意图；

图2是本申请实施方式中一种防砂管柱的结构示意图；

图3是本申请实施方式中一种冲洗打捞器关闭状态的示意图；

图4是本申请实施方式中一种冲洗打捞器开启状态的示意图。

附图标记说明：

1-套管；2-筛管；3-射孔套管；4-安全接头；5-打捞矛；6a-第一冲洗打捞器、6b-第二冲洗打捞器、6c-第三冲洗打捞器、6d-第四冲洗打捞器；7-筛套环空；8-第一丝堵；9-第二丝堵；61-上接头；62-内管；63-外管；64-中心管；65-滑块；66-滑动套；67-弹簧；630-第一开孔；620-第二开孔；660-第三开孔、640-第四开孔；641-打压孔。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

本发明提供一种防砂管柱，能够克服现有技术中的缺陷，在洗井液压力作用下冲洗打捞器开启后，可以对环空内的堆积地层砂进行冲击和冲洗，增加了洗井液对地层砂的冲洗效果，并且打捞时不需要讲防砂管柱进行分段打捞，减少了作业时间，节约作业成本。

请参阅图2至图4，本申请实施方式中提供一种防砂管柱，其可以包括：套管1，位于所述套管1下方的多个筛管2，多个冲洗打捞器，其位于所述套管1与位于最上端的筛管2之间，以及相邻两个所述筛管2之间；其中，所述冲洗打捞器自上而下的启动压力依次递增；第一丝堵8，其连接在最下端的筛管2的下端；所述冲洗打捞器包括：上接头61，内管62，其上端与所述上接头61下端的内侧相固定；外管63，其上端与所述上接头61下端的外侧相固定；滑动机构，其设置在所述外管63与所述内管62之间，当所述滑动机构在预定压力下启动时，所述内管62与所述外管63相连通。

本申请所提供的防砂管柱主要为针对直井的可打捞防砂管柱，该防砂管柱的主要结构包括：套管1，筛管2，在套管1和筛管2之间、筛管2和筛管2之间连接冲洗打捞器。

在本实施方式中，所述筛管2与所述冲洗打捞器连接形成的管柱位于射孔套管3内，所述射孔套管3的下端设置有第二丝堵9，所述射孔套管3外为油层。该射孔套管3与油层通过射孔孔道相连通，即油层中的油、砂等可以通过该射流孔道进入射孔套管3中。

在本实施方式中，所述冲洗打捞器的个数可以为多个，该冲洗打捞器的个数可以根据油层厚度等条件确定。例如，相邻两个冲洗打捞器间隔距离为6米左右。如图2所示，沿着井筒的延伸方向自上而下包括：第一冲洗打捞器6a、第二冲洗打捞器6b、第三冲洗打捞器6c、第四冲洗打捞器6d。所述冲洗打捞器自上而下的启动压力依次递增。具体的，相邻两个冲洗打捞器的开启压力间隔3兆帕至5兆帕。

目前，筛管2打捞井一般为直井，考虑成本因素作业设备一般为小修作业机。正常起下油管的长度为9-11左右，由于小修井架高度不能长于11米。另外由于冲洗打捞器冲洗的是其以上部位筛管2和射孔套管3之间环空的地层砂。如果冲洗打捞器之间距离太长，即每根筛管2长度过长，那么每一个冲洗打捞器需冲洗的筛管2和套管1环空间的地层砂的长度就过长，不易冲洗干净或者冲不动。现场实践得知，筛套环空7的地层砂大于6m(米)，冲砂将比较困难；同时，由于冲洗作业时，管线流阻以及压力波动会有1-3Mpa的波动，所以第一级冲洗打捞器的开启压力，即冲洗打捞器的最小开启压力一般应大于5Mpa，但作业过程中整个管线承压基本要小于30Mpa，所以如果冲洗打捞器过多，不仅造成工具浪费，而且各级冲洗打捞器的开启压力差值变小，作业过程中压力不好控制。兼顾到油层的厚度，即需下入筛管2总的长度，可以优选每级筛管2长度，即冲洗打捞器的间距为6m左右，例如可以为5米至6米之间，每一级冲洗打捞器的压力差值为5Mpa左右。如果油层过长，需要总筛管2长度增加，可增加冲洗打捞器，将每一级冲洗打捞器压力差值减小至最小3Mpa左右。如果仍然不满足油层筛管2需要，可适当增加每一级冲洗打捞器之间的长度，但不应大于11m。

请结合参阅图3和图4，在本申请中核心部件为冲洗打捞器。该冲洗打捞器可以包括：上接头61，内管62，其上端与所述上接头61下端的内侧相固定；外管63，其上端与所述上接头61下端的外侧相固定；滑动机构，其包括：滑动套66、滑块65和弹簧67，所述滑动套66设置在所述内管62和外管63之间，所述外管63上设置有第一开孔630，所述内管62上设置有与所述第一开孔630相对的第二开孔620，所述滑动套66上设置有第三开孔660，当所述滑块65在液压作用下压缩弹簧67向下移动时，带动所述滑动套66下移，所述第三开孔660与所述第二开孔620、第一开孔630对齐，形成冲洗通道。

在本实施方式中，所述冲洗打捞器的外壁光滑无凸起或者凹陷。具体的，所述上接头61与所述外管63的外径相等，从而便于后续被打捞起出。在本实施方式中所述冲洗打捞器的各个部件之间固定的方式可以为螺纹连接，当然，并不排除还可以通过其他方式进行连接，或者采用一体成型的方式设置，本申请在此并不作具体的限定。

在一个实施方式中，所述内管62的外侧与所述滑动套66的内侧之间设置有第一密封圈。所述第一密封圈用于保证所述内管62与所述滑动套66之间的密封性。具体的，所述第一密封圈的个数可以为两个，以从发保证所述内管62与所述滑动套66之间的密封性。

在一个实施方式中，所述内管62的内侧还设置有中心管64，所述中心管64上设置有与所述第二开孔620对齐的第四开孔640，所述中心管64的外侧形成有用于套设所述弹簧67的限位部，所述弹簧67的一端与所述限位部相抵靠，另一端与所述滑块65相抵靠，所述中心管64的下侧还设置有打压孔641，带压流体流经所述中心管64后，能够通过所述打压孔641作用在所述滑块65的上端面，以启动所述滑动机构。

进一步的，所述中心管64与所述内管62之间可以设置有第二密封圈，以便保证所述中心管64与所述内管62之间的密封性。所述滑动套66与所述中心管64之间可以设置有第三密封圈，以便保证所述滑动套66与所述中心管64之间的密封性。

使用时，筛管2自井口打入洗井液，冲洗打捞器在压力作用下滑块65压缩弹簧67，滑动套66移动，滑动套66上的第三开孔660与其他开孔对齐，洗井液冲击筛套环空7地层砂，将其松动甚至带出地面。其中，冲洗打捞器开启状态如图4所示。

在一个具体的使用场景下，以图3、图4为例，该防砂管柱设置有四个冲洗打捞器，分别为：第一冲洗打捞器6a至第四冲洗打捞器6d。每个冲洗打捞器内弹簧67决定冲洗打捞器的开启压力。具体的，四个冲洗打捞器的开启压力分别可以设置为10Mpa(兆帕)、15Mpa、20Mpa、25Mpa。

如压力上升至25兆帕出现明显泄压，则说明筛管2环空地层砂堆积至第四冲洗打捞器6d和第三冲洗打捞器6c之间，需稳压在20Mpa到25Mpa之间。此时，第四冲洗打捞器6d处于关闭状态，第一冲洗打捞器6a至第三冲洗打捞器6c处于开启状态。冲洗时，冲洗液流经第三冲洗打捞器6c的连通孔对筛套环空7堆积地层砂进行冲洗。直到压力再次出现明显泄压，说明第三冲洗打捞器6c以上地层砂已被冲洗干净或明显松动。此时，可以将泵入压力降至15Mpa到20Mpa之间，相应的，第三冲洗打捞器6c关闭，第一冲洗打捞器6a和第二打捞器处于开启状态。通过这两个冲洗打捞器的连通孔对筛套环空7地层砂进行冲洗。以此类推，直到将筛套环空7内地层砂冲洗干净或明显松动，上提管柱，将该防砂管柱提出地面。

本申请所提供的防砂管柱，通过套管1与筛管2之间以及筛管2与筛管2之间连接冲洗打捞器，其中，冲洗打捞器设置的滑动机构在洗井液压力作用下开启后，可以对环空内的堆积地层砂进行冲击和冲洗，增加了洗井液对地层砂的冲洗效果，使其松动，甚至带出地面。在打捞时，整个上提管柱，一次完成，避免了筛管2间连接多个安全短接后需多次分段起出防砂管柱，减少了作业时间，节约了作业成本。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

本文披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。

以上所述仅为本发明的几个实施方式，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。

Claims (5)

1.一种防砂管柱，其特征在于，包括：

套管，

位于所述套管下方的多个筛管，

多个冲洗打捞器，其位于所述套管与位于最上端的筛管之间，以及相邻两个所述筛管之间；其中，所述冲洗打捞器自上而下的启动压力依次递增；

第一丝堵，其连接在最下端的筛管的下端；

所述冲洗打捞器包括：上接头，内管，其上端与所述上接头下端的内侧相固定；外管，其上端与所述上接头下端的外侧相固定；滑动机构，其设置在所述外管与所述内管之间，当所述滑动机构在预定压力下启动时，所述内管与所述外管相连通。

2.如权利要求1所述的防砂管柱，其特征在于，所述筛管与所述冲洗打捞器连接形成的管柱位于射孔套管内，所述射孔套管的下端设置有第二丝堵，所述射孔套管外为油层。

3.如权利要求2所述的防砂管柱，其特征在于，相邻两个冲洗打捞器的开启压力间隔3兆帕至5兆帕，相邻两个冲洗打捞器间隔距离为5米至6米。

4.如权利要求2所述的防砂管柱，其特征在于，所述滑动机构包括：滑动套、滑块和弹簧，所述滑动套设置在所述内管和外管之间，所述外管上设置有第一开孔，所述内管上设置有与所述第一开孔相对的第二开孔，所述滑动套上设置有第三开孔，

当所述滑块在液压作用下压缩弹簧向下移动时，带动所述滑动套下移，所述第三开孔与所述第二开孔、第一开孔对齐，形成冲洗通道。

5.如权利要求1所述的防砂管柱，其特征在于，所述上接头与所述外管的外径相等。