CN108798615A - 一种注水井的分注完井管柱及不压井完井工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种注水井的分注完井管柱，属于油田分层注水技术领域。该分注完井管柱包括：多个油管，通过所述油管自上而下顺次连接的多套封隔器和具有带水嘴的堵塞器的配水器，通过所述油管与最下方的配水器连接的具有油管堵塞器的工作筒，以及通过所述油管与所述工作筒连接的防返吐单流阀，其中防返吐单流阀包括：筒体、设置在筒体内部的阀座、可封堵阀座的阀球、以及封堵阀座并顶起阀球的底堵。该分注完井管柱，配合带压作业装置，可以实现带压起出油管和带压下放油管，不但缩短了维修注水井的时间，而且相对于现有的放喷溢流法起出分注完井管柱和采用高密度压井液压井起出分注完井管柱，避免了环境污染和破坏地层。

Description

一种注水井的分注完井管柱及不压井完井工艺

技术领域

本发明涉及油田分层注水技术领域，特别涉及一种注水井的分注完井管柱及不压井完井工艺。

背景技术

随着油田开发的不断深入，油田的油水井检修频率呈持续上升趋势，高压注水井的检修频率更高。

现有的注水井的分注完井管柱，如图1所示，包括：多个油管1，通过油管1自上而下连接的多套封隔器2和具有带水嘴的堵塞器的配水器3，通过油管1与最下方的配水器3连接的筛管6，以及与筛管6连接的丝堵7。由于现有的分注完井管柱不带有封阻油管1内压力的装置，因此，在进行修井作业时，通常采用放喷溢流法将注水井内的压力卸除或高密度压井液压井才能起出分注完井管柱。

放喷溢流法的大致工艺流程为先将注水井关闭，待注水井内的压力自动降低至5MPa，再将注水井内的污水污油排出，然后起出注水井的分注完井管柱，下入新的分注完井管柱，向维修好的注水井内注水。高密度压井液压井的大致工艺流程为将高密度压井液注入注水井内，再起出分注完井管柱。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：放喷溢流的过程中关井自动降压的时间长。如绥靖油田注水井注水压力为10-13MPa，关井降压至5MPa时间平均需要11天，并且降压作业受现场环境、天气、地层等诸多因素的影响，尤其是受地层的影响，有的注水井关井后地层压力降低缓慢，有的甚至一个月压力也降不到5MPa。不仅如此，放喷溢流的过程中排放的污水污油还会造成环境污染。高密度压井液压井作业所使用的高密度压井液会流入到地层中，在一定程度上会堵塞地层的流体通道，影响后期对地层的注水效果。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种注水井的分注完井管柱及不压井完井工艺。

第一方面，本发明提供了一种注水井的分注完井管柱，包括：

多个油管，

通过所述油管自上而下顺次连接的多套封隔器和具有带水嘴的堵塞器的配水器，

通过所述油管与最下方的配水器连接的具有油管堵塞器的工作筒，以及

通过所述油管与所述工作筒连接的防返吐单流阀，

所述防返吐单流阀包括：筒体、设置在所述筒体内部的阀座、可封堵所述阀座的阀球、以及封堵所述阀座并顶起所述阀球的底堵。。

具体地，所述封隔器和所述配水器的套数与需要注水的地层的数量相同。

具体地，所述配水器包括：上接头、与所述上接头连接的管体、以及与所述管体连接的下接头，所述管体设置有注水孔，所述带水嘴的堵塞器设置在所述注水孔对应的所述管体内部。

具体地，所述工作筒包括：壳体、设置于所述壳体中的所述油管堵塞器、以及与所述壳体的下端连接的用于阻止所述油管堵塞器向下运动的挡环。

更具体地，所述壳体包括：上接头和与所述上接头连接的下接头，所述下接头的下端与所述挡环连接。

更优选地，所述油管堵塞器的侧壁上设置有环形锁紧槽，所述环形锁紧槽的下端面平直，

所述下接头设置有多个沿其径向分布的固定孔，所述固定孔内设置有与所述环形锁紧槽配合的锁舌。

更优选地，所述上接头的内壁设置有多个环形凹槽，所述环形凹槽内设置有密封圈。

更具体地，所述油管堵塞器包括：与所述壳体配合的圆柱体部分，以及与所述圆柱体部分的下端连接的椎体部分，所述环形锁紧槽设置在所述圆柱体部分的外侧壁上，所述椎体部分抵顶在所述挡环的内壁上。

具体地，所述分注完井管柱还包括：与所述防返吐单流阀连接的筛管，以及与所述筛管连接的丝堵。

更优选地，所述配水器还具有不带水嘴的堵塞器。

第二方面，本发明提供了一种不压井完井工艺，所述工艺包括：

带压作业装置控制油套环空压力；

修井机下放本发明第一方面提供的分注完井管柱至注水井内的预设位置，所述配水器安装有处于关闭状态的所述带水嘴的堵塞器，所述工作筒没有安装所述油管堵塞器；

启动泵车，向所述分注完井管柱内打液压，并升高泵压至所述封隔器座封在套管上；

开启所述带水嘴的堵塞器，向所述分注完井管柱内注水，从而对地层实现分层注水。

具体地，所述预设位置为所述配水器所对应的地层的位置。

具体地，所述工艺还包括：

停止向所述分注完井管柱内注水；

将安装在所述配水器中的所述带水嘴的堵塞器关闭；

将所述油管堵塞器投放至所述工作筒中，所述带压作业装置控制所述油套环空压力，所述修井机起出所述分注完井管柱。

第三方面，本发明还提供了一种不压井完井工艺，所述工艺包括：

带压作业装置控制油套环空压力；

修井机下放本发明第一方面提供的分注完井管柱至注水井内的预设位置，所述配水器安装有所述不带水嘴的堵塞器，所述工作筒没有安装所述油管堵塞器；

启动泵车，向所述分注完井管柱内打液压，并升高泵压至所述封隔器座封在套管上；

将所述不带水嘴的堵塞器更换为所述带水嘴的堵塞器，向所述分注完井管柱内注水，从而对地层实现分层注水。

具体地，所述工艺还包括：

停止向所述分注完井管柱内注水；

将安装在所述配水器中的所述带水嘴的堵塞器更换为所述不带水嘴的堵塞器；

投放所述油管堵塞器至所述工作筒中，所述带压作业装置控制所述油套环空压力，所述修井机起出所述分注完井管柱。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：利用本发明提供的分注完井管柱，配合带压作业装置，可以实现带压起出油管和带压下放油管，不但缩短了维修注水井的时间，而且相对于现有的放喷溢流法起出分注完井管柱和采用高密度压井液压井起出分注完井管柱，避免了环境污染和破坏地层。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的分注完井管柱的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的的一种注水井的分注完井管柱的结构示意图；

图3和图4为本发明实施例提供的的一种注水井的分注完井管柱的使用状态图；

图5为本发明实施例提供的一种注水井的分注完井管柱中防返吐单流阀的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种注水井的分注完井管柱中配水器的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种注水井的分注完井管柱中工作筒的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种注水井的分注完井管柱中油管堵塞器的结构示意图；

图中的附图标记分别表示：

1、油管；2、封隔器；3、配水器；301、带水嘴的堵塞器；302、上接头；303、管体；3031、注水孔；304、下接头；4、工作筒；401、油管堵塞器；4011、圆柱体部分；40111、环形锁紧槽；401111、环形锁紧槽的下端面；4012、椎体部分；402、壳体；4021、上接头；40211、环形凹槽；4022、下接头；40221、固定孔；403、挡环；404、锁舌；405、密封圈；5、防返吐单流阀；501、筒体；502、阀座；503、阀球；504、底堵；505、销钉；6、筛管；7、丝堵；8、套管；100、分注完井管柱。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

在本发明的第一方面，参见图2，图2为本发明实施例提供的一种注水井的分注完井管柱的结构示意图，该分注完井管柱100，包括：

多个油管1，

通过所述油管1自上而下顺次连接的多套封隔器2和具有带水嘴的堵塞器301的配水器3(如图6所示)，

通过所述油管1与最下方的配水器3连接的具有油管堵塞器401的工作筒4，以及

通过所述油管1与所述工作筒4连接的防返吐单流阀5，

如图5所示，防返吐单流阀5包括：筒体501、设置在所述筒体501内部的阀座502、可封堵所述阀座502的阀球503、以及封堵所述阀座502并顶起所述阀球503的底堵504，底堵504通过销钉505与筒体501固定。

在下放本发明的分注完井管柱100作业时，首先启动带压作业装置，使带压装置控制油管1和套管8之间的空间压力，即油套环空压力，分注完井管柱100和套管8之间的空间不会发生溢流，然后如图3和图5所示，将本发明的分注完井管柱100下放到注水井内的预设位置，分注完井管柱100中的配水器3中的带水嘴的堵塞器301处于关闭状态，工作筒4中没有安装油管堵塞器401，防返吐单流阀5的底堵504封堵阀座502并将阀球503顶起，从而封堵分注完井管柱100的油管1，因此分注完井管柱100不与套管8连通，分注完井管柱100不会出现溢流现象，再启动泵车，向分注完井管柱100内打液压，缓慢升高泵压，受上方的液压作用，如图4所示，防返吐单流阀5的阀球503将固定底堵504的销钉505剪断，底堵504掉落，阀球503座封在阀座502上，防返吐单流阀5仍然封堵油管1，配水器3中的带水嘴的堵塞器301处于关闭状态，在打液压的过程中分注完井管柱100不会发生漏水泄压，继续打液压至压力升高到15-20MPa，封隔器2座封在套管8上，将分注完井管柱100与套管8之间的空间分层隔开，最后开启带水嘴的堵塞器301，向分注完井管柱100中注水，从而对地层实现分层注水。

起出本发明的分注完井管柱100作业时，如图4所示，关闭配水器3中的带水嘴的堵塞器301，将油管堵塞器401投放到工作筒4内，对分注完井管柱100的油管1进行封堵，使得分注完井管柱100与套管8之间不连通，分注完井管柱100不会发生溢流，带压作业装置控制油套环空压力，分注完井管柱100和套管8之间的空间不会发生溢流，起出分注完井管柱100。

由上述叙述可知，本发明实施例提供的注水井的分注完井管柱，配合带压作业装置，可以实现带压起出油管和带压下放油管，不但缩短了维修注水井的时间，而且相对于现有的放喷溢流法起出分注完井管柱和采用高密度压井液压井起出分注完井管柱，避免了环境污染和破坏地层。

带压作业装置是一种特殊修井设备，包括：动力系统、控制系统、井口密封系统、举升系统、工作平台和框架、以及监控系统。

封隔器指具有弹性的密封元件，封隔油管与井眼之间、油套环空，以及隔绝各个地层，以控制产液或注液，保护套管的井下工具。

配水器是指一种井下分层配水工具，可通过更换配水器内不同规格的带水嘴的堵塞器，或调节带水嘴的堵塞器在配水器中的位置，实现地层的差异化配水，分为同心配水器和偏心配水器。如图6所示，配水器3包括：配水器3包括：上接头302、与上接头302连接的管体303、以及与管体303连接的下接头304，管体303设置有注水孔3031，带水嘴的堵塞器301设置在注水孔3031对应的管体303内部。配水器3通过上接头302和下接头304分别与油管1连接，具体地，上接头302的上端具有外螺纹，下接头304的下端具有内螺纹，二者分别与油管1螺纹连接。图6中的配水器3为偏心配水器。

如图2和图7所示，工作筒4包括：壳体402、设置于壳体402中的油管堵塞器401、以及与壳体402的下端连接的用于阻止油管堵塞器401向下运动的挡环403。

工作筒4的壳体402的上端具有与油管1配合的内螺纹，下端具有与油管1配合的外螺纹，使得工作筒4与油管1螺纹连接。

工作筒4的壳体402包括：上接头4021和与上接头4021连接的下接头4022，下接头4022的下端与挡环403连接。具体地，上接头4021的上端具有与油管1配合的内螺纹，下接头4022的下端具有与油管1配合的外螺纹，工作筒4与油管1螺纹连接，并且下接头4022的下端具有与挡环403的上端配合的内螺纹，下接头4022与挡环403螺纹连接。下接头4022与挡环403可通过销钉固定，防止挡环403受油管堵塞器401向下的压力作用，从下接头4022上脱落，油管堵塞器401随之从壳体402中掉落。

为了防止油管堵塞器401受地层的上顶力推动而向上运动，使得油管堵塞器401与壳体402发生分离，工作筒4对油管1封堵不严，导致分注完井管柱100内出现溢流现象，油管堵塞器401的侧壁上设置有环形锁紧槽40111，环形锁紧槽40111的下端面401111平直，下接头4022设置有多个沿其径向分布的固定孔40221，固定孔40221内设置有与环形锁紧槽40111配合的锁舌404，锁舌404可通过顶丝封堵在固定孔40221内，锁舌404与顶丝之间设置有弹簧，锁舌404可在固定孔40221内沿固定孔40221的轴向移动。锁舌404与具有平直的下端面401111的环形锁紧槽40111配合，可有效阻止油管堵塞器401受油管1内地层的上顶力推动而向上运动，使得油管堵塞器401与壳体402紧密接触，封堵油管1，防止在起出分注完井管柱100时油管1内发生溢流现象，以致于危机操作人员的人身安全。

为了加强工作筒4对油管1的封堵效果，上接头4021的内壁设置有多个环形凹槽40211，环形凹槽40211内设置有密封圈405，密封圈405与油管堵塞器401紧密接触，防止油管1内的液体从油管堵塞器401与壳体402的间隙中流过，加强工作筒4对油管1的封堵效果，确保在起出分注完井管柱100时油管1不会出现发生溢流。

如图7和图8所示，油管堵塞器401的具体结构可以包括：与壳体402配合的圆柱体部分4011，以及与圆柱体部分4011的下端连接的椎体部分4012，环形锁紧槽40111设置在圆柱体部分4011的外侧壁上，椎体部分4012抵顶在挡环403的内壁上。

在针对某一注水井实现分层注水时，可以根据需要注水的地层的数量及每层地层所在的位置，设计封隔器2和配水器3的套数及二者下放的位置，二者下放的位置与分注完井管柱下放的位置相对应。配水器3对应所要注水的地层，与该配水器3配合的封隔器2位于该地层的上方，将需要注水的地层分隔开，即一层地层对应一套封隔器2和配水器3。本领域技术人员可以根据不同地层需要的注水量选择不同规格的带水嘴的堵塞器，进行分层注水。当然，若带水嘴的堵塞器在配水器中的位置可调，本领域技术人员也可以通过调节带水嘴的堵塞器在配水器中的位置，调控配水器的出水量，实现根据不同地层需要的注水量，实现分层注水。

为了使本发明的分注完井管柱实现方便的可拆卸连接，各部件之间可以通过螺纹连接，即封隔器2、配水器3、工作筒4、防返吐单流阀5分别与油管1螺纹连接。

在实际应用中，分注完井管柱100还包括：通过油管1与防返吐单流阀5连接的筛管6，以及与筛管6连接的丝堵7。筛管6通常为分布有通孔的油管，可实现油管1与套管8内的流体自由流通，并能在一定程度上阻止套管8内的砂粒进入油管。丝堵7可以防止油管1内的物体落入井底。

在实现本发明的过程中，发明人发现，将分注完井管柱100下放到预设位置后，在泵车打液压的过程中，配水器3中的带水嘴的堵塞器301关闭不严，配水器3会出现漏失的现象，导致分注完井管柱100内的压力上不去，封隔器2无法座封在套管8上，完井失败。为了避免此现象发生，配水器3内先安装不带水嘴的堵塞器，其形状和大小与带水嘴的堵塞器301相同，只是不带有水嘴，在泵车对分注完井管柱100打液压的过程中，配水器3不会发生漏失。待封隔器2座封到套管8上，实现完井后，利用钢丝投捞不带水嘴的堵塞器，根据地层的注水量更换适合的带水嘴的堵塞器301，实现分层注水。

在本发明的第二方面，本发明的实施例还提供了一种不压井完井工艺，该工艺包括：

整理井场，停止向分注完井管柱100内注水；

将安装在配水器3中的带水嘴的堵塞器301关闭；

如图4所示，将油管堵塞器401投放至工作筒4中，带压作业装置控制油套环空压力，修井机从注水井内起出分注完井管柱100；

按照图3所示连接分注完井管柱100，工作筒4没有安装油管堵塞器401，配水器3中的带水嘴的堵塞器301处于关闭状态；

修井机下放分注完井管柱100至配水器3所对应的地层的位置；

启动泵车，向分注完井管柱100内打液压，缓慢升高泵压至防返吐单流阀5中的阀球503将固定底堵504的销钉505剪断，阀球503座封在阀座502上，继续缓慢升高泵压至封隔器2座封在套管8上；

开启带水嘴的堵塞器301，向分注完井管柱100内注水，从而对地层实现分层注水。

在本发明的第三方面，本发明实施例还提供了一种不压井完井工艺，该工艺包括：

整理井场，停止向分注完井管柱100内注水；

用钢丝打捞安装在配水器3中的带水嘴的堵塞器301，再用钢丝下放不带水嘴的堵塞器至配水器3中；

如图4所示，将油管堵塞器401投放至工作筒4中，带压作业装置控制油套环空压力，修井机从注水井内起出分注完井管柱100；

按照图3所示连接分注完井管柱100，修井机下放分注完井管柱100至配水器3所对应的地层的位置，配水器3安装有不带水嘴的堵塞器，工作筒4没有安装油管堵塞器401；

启动泵车，向分注完井管柱100内打液压，缓慢升高泵压至防返吐单流阀5中的阀球503将固定底堵504的销钉505剪断，阀球501座封在阀座502上，继续缓慢升高泵压至封隔器2座封在套管8上；

用钢丝打捞不带水嘴的堵塞器，再用钢丝下放带水嘴的堵塞器301至配水器3中，向分注完井管柱100内注水，从而对地层实现分层注水。

由上述实施例可知，本发明实施例提供的不压井完井工艺，可实现带压起出油管和带压下放油管，并且不会出现配水器漏失的现象，不但缩短了维修注水井的时间，而且相对于现有的放喷溢流法起出分注完井管柱和采用高密度压井液压井起出分注完井管柱，避免了环境污染和破坏地层。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种注水井的分注完井管柱，其特征在于，包括：

多个油管(1)，

通过所述油管(1)自上而下顺次连接的多套封隔器(2)和具有带水嘴的堵塞器(301)的配水器(3)，

通过所述油管(1)与最下方的配水器(3)连接的具有油管堵塞器(401)的工作筒(4)，以及

通过所述油管(1)与所述工作筒(4)连接的防返吐单流阀(5)，

其中所述防返吐单流阀(5)包括：筒体(501)、设置在所述筒体(501)内部的阀座(502)、可封堵所述阀座(502)的阀球(503)、以及封堵所述阀座(502)并顶起所述阀球(503)的底堵(504)。

2.根据权利要求1所述的分注完井管柱，其特征在于，所述封隔器(2)和所述配水器(3)的套数与需要注水的地层的数量相同。

3.根据权利要求1所述的分注完井管柱，其特征在于，所述配水器(3)包括：上接头(302)、与所述上接头(302)连接的管体(303)、以及与所述管体(303)连接的下接头(304)，所述管体(303)设置有注水孔(3031)，所述带水嘴的堵塞器(301)设置在所述注水孔(3031)对应的所述管体(303)内部。

4.根据权利要求1所述的分注完井管柱，其特征在于，所述工作筒(4)包括：壳体(402)、设置于所述壳体(402)中的所述油管堵塞器(401)、以及与所述壳体(402)的下端连接的用于阻止所述油管堵塞器(401)向下运动的挡环(403)。

5.根据权利要求4所述的分注完井管柱，其特征在于，所述壳体(402)包括：上接头(4021)和与所述上接头(4021)连接的下接头(4022)，所述下接头(4022)的下端与所述挡环(403)连接。

6.根据权利要求5所述的分注完井管柱，其特征在于，所述油管堵塞器(401)的侧壁上设置有环形锁紧槽(40111)，所述环形锁紧槽(40111)的下端面(401111)平直，

所述下接头(4022)设置有多个沿其径向分布的固定孔(40221)，所述固定孔(40221)内设置有与所述环形锁紧槽(40111)配合的锁舌(404)。

7.根据权利要求5所述的分注完井管柱，其特征在于，所述上接头(4021)的内壁设置有多个环形凹槽(40211)，所述环形凹槽(40211)内设置有密封圈(405)。

8.根据权利要求6所述的分注完井管柱，其特征在于，所述油管堵塞器(401)包括：与所述壳体(402)配合的圆柱体部分(4011)，以及与所述圆柱体部分(4011)的下端连接的椎体部分(4012)，所述环形锁紧槽(40111)设置在所述圆柱体部分(4011)的外侧壁上，所述椎体部分(4012)抵顶在所述挡环(403)的内壁上。

9.根据权利要求1所述的分注完井管柱，其特征在于，所述分注完井管柱还包括：与所述防返吐单流阀(5)连接的筛管(6)，以及与所述筛管(6)连接的丝堵(7)。

10.根据权利要求1至9任一项所述的分注完井管柱，其特征在于，所述配水器(3)还具有不带水嘴的堵塞器。

11.一种不压井完井工艺，其特征在于，所述工艺包括：

带压作业装置控制油套环空压力；

修井机下放权利要求1至9任一项所述的分注完井管柱(100)至注水井内的预设位置，所述配水器(3)安装有处于关闭状态的所述带水嘴的堵塞器(301)，所述工作筒(4)没有安装所述油管堵塞器(401)；

启动泵车，向所述分注完井管柱(100)内打液压，并升高泵压至所述封隔器(2)座封在套管(8)上；

开启所述带水嘴的堵塞器(301)，向所述分注完井管柱(100)内注水，从而对地层实现分层注水。

12.根据权利要求11所述的不压井完井工艺，其特征在于，所述预设位置为所述配水器(3)所对应的地层的位置。

13.根据权利要求11所述的不压井完井工艺，其特征在于，所述工艺还包括：

停止向所述分注完井管柱(100)内注水；

将安装在所述配水器(3)中的所述带水嘴的堵塞器(301)关闭；

将所述油管堵塞器(401)投放至所述工作筒(4)中，所述带压作业装置控制所述油套环空压力，所述修井机起出所述分注完井管柱(100)。

14.一种不压井完井工艺，其特征在于，所述工艺包括：

带压作业装置控制油套环空压力；

修井机下放权利要求10所述的分注完井管柱(100)至注水井内的预设位置，所述配水器(3)安装有所述不带水嘴的堵塞器，所述工作筒(4)没有安装所述油管堵塞器(5)；

启动泵车，向所述分注完井管柱(100)内打液压，并升高泵压至所述封隔器(2)座封在套管(8)上；

将所述不带水嘴的堵塞器更换为所述带水嘴的堵塞器(301)，向所述分注完井管柱(100)内注水，从而对地层实现分层注水。

15.根据权利要求14所述的不压井完井工艺，其特征在于，所述工艺还包括：

停止向所述分注完井管柱(100)内注水；

将安装在所述配水器(3)中的所述带水嘴的堵塞器(301)更换为所述不带水嘴的堵塞器；

投放所述油管堵塞器(401)至所述工作筒(4)中，所述带压作业装置控制所述油套环空压力，所述修井机起出所述分注完井管柱(100)。