CN108625830A - 投球式分层防砂工艺管柱及其方法 - Google Patents

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CN108625830A CN201710177398.XA CN201710177398A CN108625830A CN 108625830 A CN108625830 A CN 108625830A CN 201710177398 A CN201710177398 A CN 201710177398A CN 108625830 A CN108625830 A CN 108625830A
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王增林
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李常友
陈刚
马丁
王东
魏庆彩
张锡娟
高雪峰
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China Petroleum and Chemical Corp
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Abstract

本发明公开了投球式分层防砂工艺管柱及其方法,管柱,包括防砂外管和置于防砂外管内部的防砂内管,所述防砂外管包括自上而下依次连接的顶部悬挂坐封机构、反洗井装置、外充填装置、筛管、丝堵,所述防砂内管包括自上而下依次连接的丢手机构、内充填装置、开关机构、底部定位装置,所述内充填装置设置的数量与位于各油层的外充填装置一致,并且在径向上相互对应;所述内充填装置两两之间安装内洗井阀;本发明既可以实现一趟管柱完成多层井的分层防砂施工,确保各层之间的独立性,充分发挥各小层产能,达到最佳的防砂生产效果。

Description

投球式分层防砂工艺管柱及其方法
技术领域
[0001]本发明涉及井下石油开采作业管柱,具体地说是投球式分层防砂工艺管柱及其方 法。
背景技术
[0002] 疏松砂岩多薄层稠油油藏具有油稠、层多、层间跨度大、非均质性强、渗透率较低 等特点,防砂工艺实施难度大,笼统防砂难以充分发挥长井段开采的产量优势,不能有针对 性的对整个地层进行分段区别改造和防砂施工。目前的分层防砂工艺与笼统防砂相比可实 现一趟管柱完成多个层段的分段防砂,并确保各段之间相互独立,但其换层施工需要活动 管柱,使内管柱滑动到施工位置,带来了较大的不便和安全风险;为确保内管柱滑动后位置 准确,需在内外管柱上设计定位指示装置以便井口判断,但多层施工中,由于定位装置的增 多,往往信号指示混乱,令施工人员难以判断,故原有的分层管柱存在操作复杂、施工风险 大、施工效率低等问题。
[0003] 经过检索,公开(公告)号104775802A,公开(公告)日2015-07-15公开了热采井分 层压裂防砂管柱及其防砂方法,属油田开发中的防砂技术领域。管柱包括防砂外管和工艺 内管两层管柱,防砂外管包括顶部封隔器、反洗装置、压裂密封工具、压裂充填外工具、单向 密封工具、筛管、外定位装置、层间封隔器和丝堵;工艺内管包括丢手工具、压裂充填装置、 滑套开关、定位工具和压裂充填转换装置。其防砂步骤是:坐封顶部封隔器;丢手;座封层间 封隔器;下放工艺内管,进行下部射孔井段的压裂防砂充填施工;打开循环通道,进行循环 充填;反洗井;上提工艺内管,对其它射孔井段进行压裂充填施工和循环充填施工。由于使 用了反洗装置、压裂充填转换装置等工具,具有不动管柱反洗井、无套压压裂和防返吐等优 势。
[0004] 本发明专利申请内容与2015-07-15公开的热采井分层压裂防砂管柱及其防砂方 法主要区别在于:公开的工艺管柱主要采用内外两层管柱结构组成,其实施的方式采用拖 动内管由下至上逐层进行各层的防砂施工,属于活动内管的防砂方式,该专利中提到的“本 发明具有不动管柱反洗井”仅为充填防砂工艺过程中的一步反循环洗井工序,常规充填防 砂的工序主要包括坐封、丢手、挤压、循环充填、反洗井等工序。其具体实施过程为:坐封顶 部封隔器;丢手;上提内管柱坐封层间封隔器;下放工艺内管柱,进行下部射孔井段的压裂 防砂充填施工;打开循环通道,进行循环充填;反洗井;上提工艺内管,对其它射孔井段进行 压裂充填施工和循环充填施工。整体管柱结构复杂且实施工艺较为繁琐,实施风险相对较 尚。
[0005] 投球式分层防砂工艺管柱及其方法是在井口处将内外管柱预先配合好后,整体下 入井筒中,达到设计位置后不再活动管柱,只是通过投球的方式实现每一个油层的地层挤 压充填防砂施工,具体实施方式为下入管柱、一次坐封完成顶部封隔工具及层间封隔工具 (区别于检索专利),继续升压打开下层内充填口(与外充填口位置在井口处已提前对接 好),进行下层挤压充填施工,施工结束后不动管柱反洗井(该处于检索专利功能相同但实 施方式有区别:本专利经过一号反洗通道4、液流转换通道44、反洗井孔18、上部的上层筛管 27及内洗井阀54上的液流孔A56,和液流孔B59进入油管内部,将多余的砂子洗出);下层施 工结束(本发明无需进行内管柱转化进行循环充填降低了施工风险、减少了施工程序,确保 了施工安全);投入钢球49 (本专利是通过投球的方式实现换层施工,检索专利为上提内管 二次对接内外充填口实现工序复杂、存在井控等风险),打开上层内充填滑套,与外充填口 25已经处于连通状态);上层挤压充填施工,施工结束后不动管柱反洗井;洗井结束后,丢 手,起出内管完成两层防砂施工。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供投球式分层防砂工艺管柱及其方法,既可以实现一趟管柱 完成多层井的分层防砂施工,确保各层之间的独立性,充分发挥各小层产能,达到最佳的防 砂生产效果;同时,该管柱通过优化结构设计,简化了施工工序,大大提高了施工效率及施 工成功率,降低了作业成本,延长了防砂井寿命。
[0007] 为了达成上述目的,本发明采用了如下技术方案,投球式分层防砂工艺管柱,包括 防砂外管和置于防砂外管内部的防砂内管,所述防砂外管包括自上而下依次连接的顶部悬 挂坐封机构、反洗井装置、外充填装置、筛管、丝堵,所述外充填装置和筛管作为一组单元至 少要设置两组,并且两组单元两两之间设置有层间封隔装置,自上而下第一组单元位于第 一油层,第二单元位于第二油层,以此类推;所述防砂内管包括自上而下依次连接的丢手机 构、内充填装置、开关机构、底部定位装置,所述内充填装置设置的数量与位于各油层的外 充填装置一致,并且在径向上相互对应;第一油层中的上层内充填装置开设上层内充填口 对应第一油层中的外充填装置开设的外充填口,第二油层中的下层内充填装置也开设充填 口对应第二油层中的外充填装置开设的外充填口,所述下层内充填装置两两之间安装内洗 井阀;所述内充填装置下端内部设置坐封滑块开启装置;所述顶部悬挂坐封机构上端连接 在丢手机构的丢手头上。
[0008] 所述顶部悬挂坐封机构包括悬挂头、固定装置、支撑管、密封卡瓦、上部胶筒、活 塞,所述悬挂头上设有一号反洗通道,可作为反洗的液流通孔,密封卡瓦套在支撑管外部, 密封卡瓦上下两端均通过连接销钉连接固定装置,上端的固定装置上部与悬挂头通过螺纹 连接,下端的固定装置下部设置挡环,所述上部胶筒、活塞也套在支撑管外侧,所述上部胶 筒上端为挡环,下端连接活塞,所述支撑管上设有坐封通道。
[0009] 所述悬挂头设置了防旋销钉固定在丢手机构的丢手头上,悬挂头设置了拔断销钉 固定在打捞筒上。
[0010] 所述活塞上设有剪断销钉固定在反洗井装置上。
[0011] 所述反洗井装置包括连接件、压帽、弹簧,连接件上设有反洗井孔,连接件外侧套 有用来封堵反洗井孔的压帽,压帽底端设置弹簧,弹簧下端抵接在挡环上,挡环套接在连接 件上,连接件上端连接所述支撑管,连接件下端连接外充填装置上端的接头上。
[0012] 所述丢手机构包括自上而下依次连接的丢手头、连接管、坐封通道装置,所述坐封 通道装置设有轴向的液流转换通道及径向的坐封通道,所述坐封通道装置的坐封通道与支 撑管上的坐封通道相通,所述坐封通道装置下端连接内充填装置;丢手头采用反扣形式与 悬挂坐封机构的悬挂头相连,实现正转丢手功能。
[0013] 所述外充填装置包括外充填装置本体、关闭装置,所述外充填装置本体开设径向 的外充填口,所述外充填装置本体内部套装一个滑套,该滑套为关闭外充填口的关闭装置。
[0014] 所述第一油层中的上层内充填装置包括内充填装置本体、分层单元滑块装置,所 述内充填装置本体上设有上层内充填口,所述分层单元滑块装置通过销钉连接在内充填装 置本体上暂时封堵住上层内充填口,所述分层单元滑块装置中心腔上端口开设成用来承接 钢球的锥形口,分层单元滑块装置与钢球配合作用并在液压作用下实现上层内充填口的开 启。
[0015] 所述第一油层中的上层内充填装置本体下端依次通过内充填装置接头、转换接 头、冲管接头、冲管与内洗井阀上端连接,第二油层中的内充填装置上端连接内洗井阀下 端。
[0016] 所述第二油层中的内充填装置开设的下层内充填口处通过剪钉安装坐封滑套开 启装置,所述坐封滑套开启装置为一堵头,一方面完全封堵住第二油层中的内充填装置内 中心腔,另一方面半封堵住径向的第二油层中的内充填装置开设的下层内充填口。
[0017] 最底部一层的油层中的内充填装置下端连接承托装置,该承托装置也为一堵头, 完全封堵住最底部一层的油层中的内充填装置内中心腔。
[0018] 所述内洗井阀包括连接本体、固定部件、滑块,所述连接本体、固定部件均为管状 体,所述连接本体套在固定部件外侧且两者之间形成环空,该环空内设置滑块,所述连接本 体和固定部件均开设径向的液流孔,连接本体上的液流孔高于固定部件上的液流孔,所述 滑块底部设置内洗井阀弹簧,内洗井阀弹簧底部抵接在弹簧挡套上。
[0019] 所述层间封隔装置包括连接头、密封支撑件、挤压件、下部胶筒,所述挤压件设置 在密封支撑件外部,挤压件上端和连接头相连接,下端顶住下部胶筒上端面,所述层间封隔 装置上端通过连接头与上部油管螺纹连接,其下端通过接头与下层外充填装置螺纹连接。
[0020] 所述开关机构包括束爪、开关机构本体,所述束爪上端连接在开关机构本体外壁 上,所述开关机构通过开关机构本体与上部油管螺纹连接,下部通过开关机构本体与定位 装置螺纹连接。
[0021] 所述底部定位装置通过螺纹与开关机构本体连接。
[0022] 为了达成上述另一目的,本发明采用了如下技术方案,投球式分层防砂工艺方法, 油管下入到设计位置,从油管灌液加压,一次性坐封悬挂坐封机构及层间封隔装置,继续升 高压力,将坐封滑块开启装置上的销钉剪断,滑块下行将下层内充填装置的下层内充填口 露出,下层内充填口与二号反洗通道处于开启状态,此时将携砂流体通过油管泵入即可进 行第二油层即下层充填防砂施工;施工结束后,从套管荥入洗井液,经过一号反洗通道、液 流转换通道、反洗井孔、第一油层的上层筛管、液流推动内洗井阀上的滑块下行,使得连接 本体上的液流孔、固定部件上的液流孔开启,液流从中通过进入油管内部,将多余的砂子洗 出,实现反循环洗井功能;投入钢球,油管灌液加压剪断分层单元滑块装置的固定销钉,分 层单元滑块装置作为滑套下移,使第一油层中的上层内充填装置的上层内充填口与第一油 层中的上层外充填装置的上层外充填口处于连通状态,此时即可进行上层充填防砂施工, 充填施工后即可实现反洗井功能,反洗井时洗井液体经过一号反洗通道、液流转换通道、反 洗井孔、及第一油层中的上层外充填装置的上层外充填口及第一油层中的上层内充填装置 的上层内充填口进入油管内部,建立反循环通道;洗井结束后,通过正转油管,将丢手头上 的防旋销钉剪断后,上提油管,将防砂内管起出,即可进行下一步施工。
[0023]相较于现有技术,本发明具有以下有益效果:
[0024] 将防砂外管安装在套管内的油层井段,防砂内管安装在防砂外管内,在顶部封隔 器上端通过丢手工具把防砂外管和内管连接在一起,内外管底部通过定位装置将高压充填 装置及内充填装置提前配合在一起,形成一个密封充填单元,根据层数多少,安装相应个数 的密封单元,具体施工过程中采用逐级投球的方式打开每一层位于内充填装置上充填滑 套,实现各小层地层的挤压充填防砂施工,施工结束后,上提出内充填管柱,将高压充填装 置、筛管等留在井筒中即可实现挡砂功能。该管柱可一次完成2层以上的分层挤压充填防砂 施工,实现了各小层有效改造,确保了多层井的均衡动用。
[0025] 本发明优势:
[0026] 1、采用井口事先将内外管柱对接完成后下入设计位置,通过投球的方式开启各层 的充填施工,操作简单,安全可靠。
[0027]与检索专利相比,检索专利采用上提下放内管方式对接内外充填口,对接准确后 在进行各层挤压充填施工,管柱及工具结构复杂、操作繁琐,风险较高,也正是基于该原因 研发了这项不动管柱投球方式分层充填防砂技术。
[0028] 2、本发明对各小层只需进行挤压充填防砂施工,通过控制施工过程的操作方法实 现环空充填密实,减少了施工工序,避免了因挤压与循环充填转换过程对施工带来的风险。 [0029] 3、本发明在实施过程中,无需拆装井口、起下油管,确保高压地层防砂施工过程因 地层能量充足造成的井控安全,更符合安全环保的要求。
[0030] 4、本发明具备不动管柱反洗井功能,该功能确保了施工过程中或施工结束后因反 洗不及时造成的砂卡管柱,其实施方式与检索设计存在较大区别。
[0031] 5、本发明设计了具有可重复开关机构具有重复开启关闭功能,可实现二次重复充 填施工,能够满足稠油热采井多轮次注汽防砂井补砂需求。
[0032]总之,(1) 一趟管柱可完成2层的大排量的分层挤压或压裂充填防砂施工。(2)采用 投球方式,进行逐级充填施工,无需活动管柱即可实现各小层的有效改造,施工操作简单, 安全可靠。(3)反洗井装置实现了不动管柱快速反洗井功能,确保了实施过程安全可靠。(4) 开关机构具有重复开启关闭功能,可实现二次重复充填施工,能够满足稠油热采井多轮次 注汽防砂井补砂需求。
附图说明
[0033]图1为本发明投球式分层防砂工艺管柱及其方法简化结构示意图;
[0034]图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11依次为本发明投球式分层防砂工 艺管柱自上而下分段放大图。
[0035]图中:悬挂坐封机构1、防旋销钉2、悬挂头3、一号反洗通道4、拔断销钉5、打捞筒6、 固定装置7、支撑管8、连接销钉9、密封卡瓦1〇、挡环11、上部胶筒I2、活塞13、剪断销钉14、一 号坐封通道15、反洗井装置16、连接件I7、反洗井孔I8、压帽19、弹簧2〇、挡套21、上层外充填 装置接头22、上层外充填装置M、外充填装置本体24、上层外充填口四、关闭装置26、上层筛 管27、油管28、层间封隔装置29、连接头3〇、密封支撑件31、挤压件32,下部胶筒33,下层外充 填装置接头34,下层外充填装置邪,二号反洗通道%,油管接箍37,下层筛管狀,丝堵39、丢 手机构40、丢手头41、连接管42、坐封通道装置43、液流转换通道44、二号坐封通道45、上层 内充填装置46、内充填装置本体47、分层单元滑块装置48,钢球49,上层内充填口 50,内充填 装置接头51、转换接头52,冲管接头53,内洗井阀54、连接本体55、液流孔56、固定部件57、滑 块58、液流孔59、内洗井阀弹簧60、坐封滑套开启装置61,下层内充填装置62、承托装置63, 开关机构64,束爪65,开关机构本体66,底部定位装置67。
具体实施方式
[0036] 有关本发明的详细说明及技术内容,配合附图说明如下,然而附图仅提供参考与 说明之用,并非用来对本发明加以限制。
[0037] 根据图1以及图2至图11,投球式分层防砂工艺管柱,主要有防砂外管和防砂内管 两层管柱,防砂外管主要由顶部悬挂坐封机构1、反洗井装置16、外充填装置23、上层筛管 27、层间封隔装置29及丝堵39组成;内管柱主要由丢手机构40、内洗井阀54、坐封滑块开启 装置56、开关机构63、上层内充填装置46、分层单元滑块装置47、钢球49及底部定位装置59 组成。如遇多个层的充填可增加层间封隔装置29、外充填装置23、上层筛管27、内洗井阀54 (开启压差有变化)、上层内充填装置46、分层单元滑块装置48 (尺寸有变化)及钢球49 (尺寸 有变化)即可。但要考虑施工过程中所要达到的施工排量等规模因素,从而确定分层数。 [0038] 顶部悬挂坐封机构1由悬挂头3、固定装置7、支撑管8、密封卡瓦10、挡环11、上部胶 筒12、活塞13组成。其中悬挂头3上设有一号反洗通道4,可作为反洗的液流通孔,同时设置 了防旋销钉2、拔断销钉5,防旋销钉2用于与内管柱相连,拔断销钉5用于与打捞筒6连接。连 接管42上部与悬挂头3通过螺纹连接,其下部与密封卡瓦10通过连接销钉9相连接。支撑管8 上设有一号坐封通道15。活塞13上设有剪断销钉14。顶部悬挂坐封机构1与Y445坐封悬挂方 式、坐封原理一致。
[0039] 反洗井装置16由连接件17、压帽19、弹簧20及挡环21构成,其上设有反洗井孔18。 反洗井装置16上端与顶部悬挂坐封机构1下端螺纹连接,下端与外充填装置23通过上层外 充填装置接头22螺纹连接。
[0040]上层外充填装置23由外充填装置本体24及关闭装置26构成,其上设有外充填口 25。上层外充填装置23下端与油管通过接头螺纹连接。
[0041] 层间封隔装置29由连接头30、密封支撑件31、挤压件32、下部胶筒33组成。层间封 隔装置29上端通过连接头30与上部油管28螺纹连接,其下端通过接头与下层外充填装置35 螺纹连接。
[0042] 丢手机构40主要由丢手头41、连接管42与坐封通道装置43构成,通过连接管42将 丢手头41与坐封通道装置43连接在一起。坐封通道装置43设有液流转换通道44 (4个均布) 及二号坐封通道45 (4个均布),内管柱在坐封滑块开启装置9作用下处于密封状态,油管灌 液加压时通过二号坐封通道45可实现顶部悬挂坐封机构1坐封,坐封原理与Y445封隔器坐 封原理相似;坐封通道装置43下端采用油管螺纹连接与上层内充填装置46相连;丢手头41 采用反扣形式与悬挂坐封机构1的悬挂头3相连,可实现正转丢手功能。
[0043] 上层内充填装置46由上层内充填装置本体47及分层单元滑块装置48构成。上层内 充填装置46上设有上层内充填口 50。分层单元滑块装置48通过销钉连接在上层内充填装置 本体47上,分层单元滑块装置48与钢球49配合作用并在液压作用下,可实现上层内充填口 50的开启。上层内充填装置46下端通过内充填装置接头51与转换接头52连接。
[0044]内洗井阀54由连接本体55、固定部件57、滑块58构成。其上设有液流孔56和液流孔 59和内洗井阀弹簧60。内洗井阀54上下端通过接头与冲管螺纹连接。
[0045] 本发明在现场使用时,按如下操作程序进行:
[0046] 以两层分层防砂施工为例:将投球式分层防砂工艺管柱及其方法按图示顺序连接 好,用油管下入到设计位置,从油管灌液加压,一次性坐封悬挂坐封机构1及层间封隔装置 29,继续升高压力,将坐封滑块开启装置56上的销钉剪断,滑块下行将下层内充填装置充填 口露出,内外充填口处于开启状态,此时将携砂流体通过油管泵入即可进行下层充填防砂 施工。施工结束后,从套管泵入洗井液,经过一号反洗通道4、液流转换通道44、反洗井孔18、 上部的上层筛管27及内洗井阀54上的液流孔51和液流孔54进入油管内部,将多余的砂子洗 出,实现反循环洗井功能。下层反洗井结束后,投入钢球49,油管灌液加压剪断分层单元滑 块装置48的固定销钉,滑套下移,使上层内充填口 49与外充填口 25处于连通状态,此时即可 进行上层充填防砂施工,充填施工后即可实现反洗井功能,反洗井时洗井液体经过一号反 洗通道4、液流转换通道44、反洗井孔18、及上层外充填装置23的外充填口 25及上层内充填 装置46的上层内充填口 50进入油管内部,建立反循环通道。洗井结束后,通过正转油管,将 丢手头41上的防旋销钉2剪断后,上提油管,将防砂内管起出,即可进行下一步施工。
[0047] 本专利也可实现2层以上分层充填防砂施工,但层数越多对分层充填施工排量等 规模有一定的影响,如需多层施工,可重复操作上层施工过程,最后进行丢手及起出中心管 施工。
[0048] 本发明专利申请内容与2015-07-15公开的热采井分层压裂防砂管柱及其防砂方 法主要区别在于:公开的工艺管柱主要采用内外两层管柱结构组成,其实施的方式采用拖 动内管由下至上逐层进行各层的防砂施工,属于活动内管的防砂方式,该专利中提到的“本 发明具有不动管柱反洗井”仅为充填防砂工艺过程中的一步反循环洗井工序,常规充填防 砂的工序主要包括坐封、丢手、挤压、循环充填、反洗井等工序。其具体实施过程为:坐封顶 部封隔器;丢手;上提内管柱坐封层间封隔器;下放工艺内管柱,进行下部射孔井段的压裂 防砂充填施工;打开循环通道,进行循环充填;反洗井;上提工艺内管,对其它射孔井段进行 压裂充填施工和循环充填施工。整体管柱结构复杂且实施工艺较为繁琐,实施风险相对较 局。
[0049] 投球式分层防砂工艺管柱及其方法是在井口处将内外管柱预先配合好后,整体下 入井筒中,达到设计位置后不再活动管柱,只是通过投球的方式实现每一个油层的地层挤 压充填防砂施工,具体实施方式为下入管柱、一次坐封完成顶部封隔工具及层间封隔工具 (区别于检索专利),继续升压打开下层内充填口(与外充填口位置在井口处已提前对接 好),进行下层挤压充填施工,施工结束后不动管柱反洗井(该处于检索专利功能相同但实 施方式有区别:本专利经过一号反洗通道4、液流转换通道44、反洗井孔18、上层筛管27及内 洗井阀54上的液流孔56,和液流孔58进入油管内部,将多余的砂子洗出);下层施工结束(本 发明无需进行内管柱转化进行循环充填降低了施工风险、减少了施工程序,确保了施工安 全);投入钢球49 (本专利是通过投球的方式实现换层施工,检索专利为上提内管二次对接 内外充填口实现工序复杂、存在井控等风险),打开上层内充填滑套,与外充填口 25已经处 于连通状态);上层挤压充填施工,施工结束后不动管柱反洗井;洗井结束后,丢手,起出内 管完成两层防砂施工。
[0050] 本发明优势: 、
[0051] 1、采用井口事先将内外管柱对接完成后下入设计位置,通过投球的方式开启各层 的充填施工,操作简单,安全可靠。
[0052] 与检索专利相比,检索专利采用上提下放内管方式对接内外充填口,对接准确后 在进行各层挤压充填施工,管柱及工具结构复杂、操作繁琐,风险较高,也正是基于该原因 研发了这项不动管柱投球方式分层充填防砂技术。
[0053] 2、本发明对各小层只需进行挤压充填防砂施工,通过控制施工过程的操作方法实 现环空充填密实,减少了施工工序,避免了因挤压与循环充填转换过程对施工带来的风险。 [0054] 3、本发明在实施过程中,无需拆装井口、起下油管,确保高压地层防砂施工过程因 地层能量充足造成的井控安全,更符合安全环保的要求。
[0055] 4、本发明具备不动管柱反洗井功能,该功能确保了施工过程中或施工结束后因反 洗不及时造成的砂卡管柱,其实施方式与检索设计存在较大区别。
[0056] 5、本发明设计了具有可重复开关机构具有重复开启关闭功能,可实现二次重复充 填施工,能够满足稠油热采井多轮次注汽防砂井补砂需求。
[0057]以上所述仅为本发明的较佳实施例,非用以限定本发明的专利范围,其他运用本 发明的专利精神的等效变化,均应倶属本发明的专利范围。

Claims (16)

1. 投球式分层防砂工艺管柱,包括防砂外管和置于防砂外管内部的防砂内管,其特征 在于,所述防砂外管包括自上而下依次连接的顶部悬挂坐封机构、反洗井装置、外充填装 置、筛管、丝堵,所述外充填装置和筛管作为一组单元至少要设置两组,并且两组单元两两 之间设置有层间封隔装置,自上而下第一组单元位于第一油层,第二单元位于第二油层,以 此类推;所述防砂内管包括自上而下依次连接的丢手机构、内充填装置、开关机构、底部定 位装置,所述内充填装置设置的数量与位于各油层的外充填装置一致,并且在径向上相互 对应;第一油层中的上层内充填装置开设上层内充填口对应第一油层中的外充填装置开设 的外充填口,第二油层中的下层内充填装置也开设下层充填口对应第二油层中的下层外充 填装置开设的下层外充填口,所述内充填装置两两之间安装内洗井阀;所述内充填装置下 端内部设置坐封滑块开启装置;所述顶部悬挂坐封机构上端连接在丢手机构的丢手头上。
2. 根据权利要求1所述的投球式分层防砂工艺管柱,其特征在于,所述顶部悬挂坐封机 构包括悬挂头、固定装置、支撑管、密封卡瓦、上部胶筒、活塞,所述悬挂头上设有一号反洗 通道,可作为反洗的液流通孔,密封卡瓦套在支撑管外部,密封卡瓦上下两端均通过连接销 钉连接固定装置,上端的固定装置上部与悬挂头通过螺纹连接,下端的固定装置下部设置 挡环,所述上部胶筒、活塞也套在支撑管外侧,所述上部胶筒上端为挡环,下端连接活塞,所 述支撑管上设有坐封通道。
3. 根据权利要求2所述的投球式分层防砂工艺管柱,其特征在于,所述悬挂头设置了防 旋销钉固定在丢手机构的丢手头上,悬挂头设置了拔断销钉固定在打捞筒上。
4. 根据权利要求2所述的投球式分层防砂工艺管柱,其特征在于,所述活塞上设有剪断 销钉固定在反洗井装置上。
5. 根据权利要求2所述的投球式分层防砂工艺管柱,其特征在于,所述反洗井装置包括 连接件、压帽、弹簧,连接件上设有反洗井孔,连接件外侧套有用来封堵反洗井孔的压帽,压 帽底端设置弹簧,弹簧下端抵接在挡环上,挡环套接在连接件上,连接件上端连接所述支撑 管,连接件下端连接外充填装置上端的接头上。
6. 根据权利要求2所述的投球式分层防砂工艺管柱,其特征在于,所述丢手机构包括自 上而下依次连接的丢手头、连接管、坐封通道装置,所述坐封通道装置设有轴向的液流转换 通道及径向的坐封通道,所述坐封通道装置的坐封通道与支撑管上的坐封通道相通,所述 坐封通道装置下端连接内充填装置;丢手头采用反扣形式与悬挂坐封机构的悬挂头相连, 实现正转丢手功能。
7. 根据权利要求1所述的投球式分层防砂工艺管柱,其特征在于,所述外充填装置包括 外充填装置本体、关闭装置,所述外充填装置本体开设径向的外充填口,所述外充填装置本 体内部套装一个滑套,该滑套为关闭外充填口的关闭装置。
8. 根据权利要求7所述的投球式分层防砂工艺管柱,其特征在于,所述第一油层中的上 层内充填装置包括内充填装置本体、分层单元滑块装置,所述上层内充填装置本体上设有 上层内充填口,所述分层单元滑块装置通过销钉连接在内充填装置本体上暂时封堵住上层 内充填口,所述分层单元滑块装置中心腔上端口开设成用来承接钢球的锥形口,分层单元 滑块装置与钢球配合作用并在液压作用下实现上层内充填口的开启。
9. 根据权利要求8所述的投球式分层防砂工艺管柱,其特征在于,所述第一油层中的内 充填装置本体下端依次通过内充填装置接头、转换接头、冲管接头、冲管与内洗井阀上端连 接,第二油层中的下层内充填装置上端连接内洗井阀下端。
10. 根据权利要求7所述的投球式分层防砂工艺管柱,其特征在于,所述第二油层中的 下层内充填装置开设的下层内充填口处通过剪钉安装坐封滑套开启装置,所述坐封滑套开 启装置为一堵头,一方面完全封堵住第二油层中的下层内充填装置内中心腔,另一方面半 封堵住径向的第二油层中的下层内充填装置开设的下层内充填口。
11. 根据权利要求10所述的投球式分层防砂工艺管柱,其特征在于,最底部一层的油层 中的下层内充填装置下端连接承托装置,该承托装置也为一堵头,完全封堵住最底部一层 的油层中的下层内充填装置内中心腔。
12. 根据权利要求1所述的投球式分层防砂工艺管柱,其特征在于,所述内洗井阀包括 连接本体、固定部件、滑块,所述连接本体、固定部件均为管状体,所述连接本体套在固定部 件外侧且两者之间形成环空,该环空内设置滑块,所述连接本体和固定部件均开设径向的 液流孔,连接本体上的液流孔高于固定部件上的液流孔,所述滑块底部设置内洗井阀弹簧, 内洗井阀弹簧底部抵接在弹簧挡套上。
13. 根据权利要求1所述的投球式分层防砂工艺管柱,其特征在于,所述层间封隔装置 包括连接头、密封支撑件、挤压件、下部胶筒,所述挤压件设置在密封支撑件外部,挤压件上 端和连接头相连接,下端顶住下部胶筒上端面,所述层间封隔装置上端通过连接头与上部 油管螺纹连接,下端通过接头与下层外充填装置螺纹连接。
14. 根据权利要求1所述的投球式分层防砂工艺管柱,其特征在于,所述开关机构包括 束爪、开关机构本体,所述束爪上端连接在开关机构本体外壁上,所述开关机构通过开关机 构本体与上部油管螺纹连接,下部通过开关机构本体与定位装置螺纹连接。
15. 根据权利要求1所述的投球式分层防砂工艺管柱,其特征在于,所述底部定位装置 通过螺纹与开关机构本体连接。 I6 •投球式分层防砂工艺方法,其特征在于,油管下入到设计位置,从油管灌液加压,一 次性坐封悬挂坐封机构及层间封隔装置,继续升高压力,将坐封滑块开启装置上的销钉剪 断,滑块下行将下层内充填装置的下层内充填口露出,下层内充填口与二号反洗通道处于 开启状态,此时将携砂流体通过油管泵入即可进行第二油层即下层充填防砂施工;施工结 束后,从套管栗入洗井液,经过一号反洗通道、液流转换通道、反洗井孔、第一油层的上层筛 管、液流推动内洗井阀上的滑块下行,使得连接本体上的液流孔、固定部件上的液流孔开 启,液流从中通过进入油管内部,将多余的砂子洗出,实现反循环洗井功能;投入钢球,油管 灌液加压剪断分层单元滑块装置的固定销钉,分层单元滑块装置作为滑套下移,使第一油 层中的上层内充填装置的上层内充填口与第一油层中的上层外充填装置的上层外充填口 处于连通状态,此时即可进行上层充填防砂施工,充填施工后即可实现反洗井功能,反洗井 时洗井液体经过一号反洗通道、液流转换通道、反洗井孔、及第一油层中的上层外充填装置 的上层外充填口及第一油层中的上层内充填装置的上层内充填口进入油管内部,建立反循 环通道;洗井结束后,通过正转油管,将丢手头上的防旋销钉剪断后,上提油管,将防砂内管 起出,即可进行下一步施工。
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