CN108868673B

CN108868673B - 多级封隔器丢手管柱及其起下方法

Info

Publication number: CN108868673B
Application number: CN201810691770.3A
Authority: CN
Inventors: 王金忠; 贾征; 刘宇飞; 薛成; 黄晓蒙; 郑学鑫; 付军; 王朋
Original assignee: TANGSHAN JIDONG PETROLEUM MACHINERY CO Ltd; Petrochina Co Ltd
Current assignee: TANGSHAN JIDONG PETROLEUM MACHINERY CO Ltd; Petrochina Co Ltd
Priority date: 2018-06-28
Filing date: 2018-06-28
Publication date: 2021-03-19
Anticipated expiration: 2038-06-28
Also published as: CN108868673A

Abstract

本发明涉及一种多级封隔器丢手管柱及其起下方法。该工艺管柱包括投球丢手、多组管柱单元、固定球座、筛管、丝堵，管柱单元之间通过滑套式逐级解封丢手串联连接，管柱需要起出时，将捞锚下至投球丢手鱼顶内部，卡住鱼顶内壁的同时密封中心管，油管内投入钢球、憋压，逐级解锁并开启各级滑套式逐级解封丢手，泄压，上提管柱，滑套式逐级解封丢手伸长，为上级封隔器提供足够解封行程，使上级封隔器单独解封，减小了解封负荷，当起管遇卡时，上提管柱，滑套式逐级解封丢手实现丢手，提出上部管柱，再下入捞锚打捞起出下部管柱，避免了大修作业，提高了多级封隔器丢手管柱起管工艺的可靠性。

Description

多级封隔器丢手管柱及其起下方法

技术领域

本发明涉及一种油气田作业井下施工方法，尤其涉及采油领域多级封隔器丢手管柱施工方法，具体是一种多级封隔器丢手管柱及其起下方法。

背景技术

油田多数区块属多油层、非均质、复杂断块油藏，由于油层层系多，油气水分布及油水井对应关系复杂，经过一段时间的开发，由于窜槽、注入水突进等原因，进入高含水开发阶段，为了减少采出原油的含水量，实现油田的稳产、高产，通常利用多种找水方法，找出出水层位，采取相应的多级封隔器丢手管柱进行堵水，目前常用的多级封隔器丢手管柱，主要由油管、封隔器、扶正器、投球丢手、打压球座等组成，该管柱在现场应用中，存在起管时多级封隔器同时解封，解封负荷较大的问题；如遇出砂、结垢等原因管柱遇卡，则解封负荷更大，出现解封失败，造成大修，增加油田生产成本，上述不足在深井且大斜度井中表现更加明显，因此，为提高多级封隔器丢手管柱的可靠性，减少大修作业风险，亟需研究多级封隔器丢手管柱安全起下的有效方法。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，从而提供一种能够减小解封负荷、提高解封成功率、减小大修率的多级封隔器丢手管柱及其起下方法。

本发明解决所述问题，采用的技术方案是：

一种多级封隔器丢手管柱，包括投球丢手、多组管柱单元、开关阀、固定球座、筛管、丝堵，每组管柱单元均包括由上而下依次串联连接的封隔器、扶正器，管柱单元之间通过滑套式逐级解封丢手串联连接。

一种如上所述的多级封隔器丢手管柱的起下方法，包括如下步骤：

第一步，工艺管柱组配：在地面完成由投球丢手、多组管柱单元、固定球座、筛管、丝堵由上而下依次串联而成的工艺管柱组配，其中每组管柱单元均由封隔器、扶正器由上而下依次串联而成，各组管柱单元之间通过滑套式逐级解封丢手串联连接，其中生产层位需要在滑套式逐级解封丢手与扶正器之间串联连接开关阀;

第二步，下管作业：将组配好的工艺管柱按照工程设计要求下入油井的设计位置；

第三步，坐封封隔器：油管内打压坐封各封隔器；

第四步，丢手：油管内投钢球至投球丢手内部球座，打压，投球丢手实现丢手，提出油管及投球丢手上部，将投球丢手下部的鱼顶及以下所有工具留在设计位置；

第五步，投产：打开开关阀，下入抽油杆柱，投产采油；

第六步，起管作业：

A投捞：用油管先将捞锚下入鱼顶内部并且卡住鱼顶；

B投球：从油管内投放钢球，落到最上面的滑套式逐级解封丢手的滑套的球座上；

C解锁：油管内打压，钢球带动最上面的滑套式逐级解封丢手的滑套下移，剪断开锁剪钉，最上面的滑套式逐级解封丢手被解锁，钢球带动滑套继续下移至其下接头的释放腔内，滑套下端球座失去周向束缚而张开，释放钢球，钢球下落到下面的滑套式逐级解封丢手的滑套的球座上，油管内继续打压，重复上面动作，由上而下逐级解锁各级滑套式逐级解封丢手，最后钢球落入筛管；

D启动：油管内继续憋压，在压力作用下，滑套式逐级解封丢手的活塞上行，剪断滑套式逐级解封丢手的开启剪钉，活塞继续上行，连接爪失去支撑而张开，释放连接头，为实现伸长做准备；

E解封：油管泄压并上提工艺管柱，最上面的一组管柱单元的封隔器单独解封，同时其下端的滑套式逐级解封丢手的解封丢手上接头、解封丢手外套、连接爪、螺帽上行，使滑套式逐级解封丢手伸长，为上面一组管柱单元的封隔器解封提供足够的解封距离，使其单独解封，继续上提工艺管柱，同样方法，由上而下分别单独解封下面各管柱单元的封隔器，降低了解封载荷；

G起管：上提起出工艺管柱，如果工艺管柱遇卡，继续上提工艺管柱，滑套式逐级解封丢手的解封丢手上接头、解封丢手外套、连接爪、螺帽继续上行，丢手剪钉被剪断，解封丢手中心管与螺帽脱离，实现丢手，然后进行分段打捞，先起出上部工艺管柱，此时鱼顶为滑套式逐级解封丢手的解封丢手中心管，再下入捞锚打捞管柱。

优选地，第六步中的捞锚包括上接头、外套、第一O形密封圈、解封销钉、弹簧轴座、弹簧、弹簧套、分瓣打捞爪、密封尾管、第二O形密封圈，上接头与外套的上端通过螺纹结构连接并通过第一O形密封圈进行密封，外套与弹簧轴座通过解封销钉固定连接并通过第一O形密封圈进行密封，外套的下端与弹簧套通过螺纹结构连接，弹簧套与弹簧轴座之间装有弹簧和分瓣打捞爪，弹簧套与分瓣打捞爪的上端通过内外台肩结构连接，分瓣打捞爪的下端套在密封尾管上端外圆上，密封尾管上端与弹簧轴座的下端通过螺纹结构连接，其下端外圆上装有两道第二O形密封圈；用油管将可密封尾管解封捞锚下放至丢手管柱鱼顶上部时，由于鱼顶的孔口尺寸小于分瓣打捞爪的外径而遇阻，继续下行，阻力作用下，分瓣打捞爪使弹簧轴向收缩，同时自身失去密封尾管上端外圆的支撑，发生径向收缩，直径变小，从而进入鱼顶的内腔，在弹簧的弹力作用下，推动分瓣打捞爪复位，外径恢复原来尺寸，卡住鱼顶的内台阶，同时密封尾管下到鱼顶的中心管密封面处并借助两道第二O形密封圈密封，使油管内部可以承压，便于进行其他需要憋压的作业施工；如果由于某种原因需要放弃打捞，则向油管内部投入钢球，落在弹簧轴座的锥面上并与之密封；油管打压，钢球带动弹簧轴座、密封尾管下行，剪断解封销钉，油管泄压；油管内部液体重力作用使钢球、弹簧轴座、密封尾管继续下行，弹簧被压缩同时密封尾管从分瓣打捞爪的里孔脱出，分瓣打捞爪由于失去支撑外径缩小，上提油管，退出分瓣打捞爪和密封尾管，继续上提油管起出可密封尾管解封捞锚，可密封尾管解封捞锚具备轴向和径向双向收缩及复位功能，提高打捞成功率；增加密封尾管，使油管内部可以承压，便于进行其他需要憋压的作业施工；具备可退功能，在必要情况下能够放弃打捞；结构设计合理，安全可靠，操作方便。

采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其突出的特点是：

解决了现有多级封隔器丢手管柱起管时因解封载荷过大造成解封失败、大修作业的问题，可以使多级封隔器逐级解封，降低解封负荷，当多级封隔器丢手管柱遇卡时，可实现丢手，再用分段打捞方式起出管柱，满足了深井、大斜度井多级封隔器丢手管柱的安全起出需求，提高了解封成功率，减小了大修率，提高了多级封隔器丢手管柱起管工艺的可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例工艺管柱的结构示意图；

图2是本发明实施例捞锚的结构示意图；

图3 是图2中A的局部放大结构示意图；

图4 是图2中B的局部放大结构示意图；

图5 是图2中C的局部放大结构示意图；

图6 是本发明实施例丢手管柱鱼顶的结构示意图；

图7 是本发明实施例滑套式逐级解封丢手的结构示意图；

图中：丝堵1；筛管2；固定球座3；一级扶正器4；一级封隔器5；第一滑套式逐级解封丢手6；二级扶正器7；二级封隔器8；第二滑套式逐级解封丢手9；开关阀10；三级扶正器11；三级封隔器12；第三滑套式逐级解封丢手13；四级扶正器14；四级封隔器15；投球丢手16；捞锚上接头17；捞锚外套18；第一O 形密封圈19；解封销钉20；弹簧轴座21；锥面22；弹簧23；弹簧套24；分瓣打捞爪25；密封尾管26；第二O形密封圈27；内台阶28；中心管密封面29；解封丢手上接头30；解封丢手外套31；活塞32；开启剪钉33；开锁剪钉34；连接爪35；连接头36；丢手剪钉37；解封丢手中心管38；钢球39；滑套40；螺帽41；解封丢手下接头42；释放腔43。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步说明，目的仅在于更好地理解本发明内容，因此，所举之例并不限制本发明的保护范围。

参见图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7，一种多级封隔器丢手管柱，包括投球丢手16、管柱单元、开关阀10、固定球座3、筛管2、丝堵1，管柱单元之间通过滑套式逐级解封丢手串联连接。

本实施例中，管柱单元设置四组，分别包括一级管柱单元、二级管柱单元、三级管柱单元、四级管柱单元；一级管柱单元包括一级扶正器4、一级封隔器5；二级管柱单元包括二级扶正器7、二级封隔器8；三级管柱单元包括三级扶正器11、三级封隔器12；四级管柱单元包括四级扶正器14、四级封隔器15；滑套式逐级解封丢手包括第一滑套式逐级解封丢手6、第二滑套式逐级解封丢手9、第三滑套式逐级解封丢手13；投球丢手16、四级封隔器15、四级扶正器14、第三滑套式逐级解封丢手13、三级封隔器12、三级扶正器11、开关阀10、第二滑套式逐级解封丢手9、二级封隔器8、二级扶正器7、第一滑套式逐级解封丢手6、一级封隔器5、一级扶正器4、固定球座3、筛管2、丝堵1由上而下依次串联连接。

上述多级封隔器丢手管柱的起下方法，采用上述多级封隔器丢手管柱配备捞锚具体实施，其中：捞锚包括捞锚上接头17、捞锚外套18、第一O形密封圈19、解封销钉20、弹簧轴座21、弹簧23、弹簧套24、分瓣打捞爪25、密封尾管26、第二O形密封圈27，捞锚上接头17与捞锚外套18的上端通过螺纹结构连接并通过第一O形密封圈19进行密封，捞锚外套18与弹簧轴座21通过解封销钉20固定连接并通过第一O形密封圈19进行密封，捞锚外套18的下端与弹簧套24通过螺纹结构连接，弹簧套24与弹簧轴座21之间装有弹簧23和分瓣打捞爪25，弹簧套24与分瓣打捞爪25的上端通过内外台肩结构连接，分瓣打捞爪25的下端套在密封尾管26上端外圆上，密封尾管26上端与弹簧轴座21的下端通过螺纹结构连接，其下端外圆上装有两道第二O形密封圈27。

弹簧轴座21为管状零件，内设通孔，内孔上部设有锥面22，其外圆上部设有一道用于安装解封销钉20的环槽，两道用于安装第一O形密封圈19的环槽，其外圆下端设置外螺纹。

密封尾管26为管状零件，内设通孔，其上端设置的内螺纹与弹簧轴座21的下端设置的外螺纹连接，其上端外圆设置阶梯结构，与分瓣打捞爪25下端里孔紧密配合，其下端外圆上装有两道第二O形密封圈27。

多级封隔器丢手管柱的起下方法包括如下步骤：

第一步，管柱组配：在地面完成由投球丢手16、四级封隔器15、四级扶正器14、第三滑套式逐级解封丢手13、三级封隔器12、三级扶正器11、开关阀10、第二滑套式逐级解封丢手9、二级封隔器8、二级扶正器7、第一滑套式逐级解封丢手6、一级封隔器5、一级扶正器4、固定球座3、筛管2、丝堵1由上而下依次串联而成的工艺管柱组配。

第二步，下管作业：将组配好的工艺管柱按照工程设计要求下入油井的设计位置，安装丝堵1一端朝下，四级扶正器14、三级扶正器11、二级扶正器7、一级扶正器4用于扶正工艺管柱，使四级封隔器15、三级封隔器12、二级封隔器8、一级封隔器5在井筒内居中，保护胶筒面受磕碰或磨损。

第三步，坐封封隔器：油管内打压坐封各封隔器。

第四步，丢手：油管内投钢球至投球丢手16内部球座，打压，投球丢手16实现丢手，提出油管及投球丢手16上部，将投球丢手16下部（即鱼顶）及以下所有工具留在设计位置。

第五步，投产：打开开关阀10，下入抽油杆柱，投产采油。

第六步，起管作业：

A投捞：用油管先将捞锚下放至丢手管柱鱼顶上部，由于鱼顶的孔口尺寸小于分瓣打捞爪25的外径而遇阻，继续下行，阻力作用下，分瓣打捞爪25使弹簧23轴向收缩，同时自身失去密封尾管26上端外圆的支撑，发生径向收缩，直径变小，从而进入鱼顶的内腔，在弹簧23的弹力作用下，推动分瓣打捞爪25复位，外径恢复原来尺寸，卡住鱼顶的内台阶28，同时密封尾管26下到鱼顶的中心管密封面29处并借助两道第二O形密封圈27密封，使油管内部可以承压，便于进行其他需要憋压的作业施工；

B投球：从油管内投放钢球39，落到第三滑套式逐级解封丢手13的滑套40的球座上；

C解锁：油管内打压，钢球39带动第三滑套式逐级解封丢手13的滑套40下移，剪断开锁剪钉34，第三滑套式逐级解封丢手13被解锁，钢球39带动第三滑套式逐级解封丢手13的滑套40继续下移至第三滑套式逐级解封丢手13的下接头42的释放腔43内，滑套40下端球座失去轴向束缚而张开，释放钢球39，钢球39下落到第二滑套式逐级解封丢手10的滑套40的球座上，油管内继续打压，重复上面动作，逐级解锁第二滑套式逐级解封丢手10、第一滑套式逐级解封丢手6,最后钢球落入筛管；

D启动：油管内继续憋压，在压力作用下，第一滑套式逐级解封丢手6、第二滑套式逐级解封丢手10和第三滑套式逐级解封丢手13的活塞32上行，剪断第一滑套式逐级解封丢手6、第二滑套式逐级解封丢手10和第三滑套式逐级解封丢手13的开启剪钉33，第一滑套式逐级解封丢手6、第二滑套式逐级解封丢手10和第三滑套式逐级解封丢手13的活塞32继续上行，连接爪35失去支撑而张开，释放连接头36，为实现伸长做准备；

E解封：油管泄压并上提工艺管柱，四级封隔器15单独解封，同时第三滑套式逐级解封丢手13的解封丢手上接头30、解封丢手外套31、连接爪35、螺帽41上行，使第三滑套式逐级解封丢手13伸长，为其上面的四级封隔器15解封提供足够的解封距离，使其单独解封，继续上提工艺管柱，同样方法，分别逐级解封三级封隔器12、二级封隔器8、一级封隔器5，降低了解封载荷；

G起管：上提起出工艺管柱；

遇卡起管作业：

（1）丢手：如果工艺管柱遇卡，执行第六步A-E，但封隔器不能解封，那么继续上提工艺管柱，滑套式逐级解封丢手的解封丢手上接头30、解封丢手外套31、连接爪35、螺帽41继续上行，丢手剪钉37被剪断，解封丢手中心管38与螺帽34脱离，实现丢手；

（2）分段打捞：先起出上部工艺管柱，此时鱼顶为滑套式逐级解封丢手的解封丢手中心管38，再下入捞锚打捞工艺管柱，避免了大修作业，节约生产成本，安全可靠。

上述捞锚打捞过程中，如果由于某种原因需要放弃打捞，则向油管内部投入钢球39，落在弹簧轴座21的锥面22上并与之密封；油管打压，钢球39带动弹簧轴座21、密封尾管26下行，剪断解封销钉20，油管泄压；油管内部液体重力作用使钢球39、弹簧轴座21、密封尾管26继续下行，弹簧23被压缩同时密封尾管26从分瓣打捞爪25的里孔脱出，分瓣打捞爪25由于失去支撑外径缩小，上提油管，退出分瓣打捞爪25和密封尾管26，继续上提油管起出可密封尾管解封捞锚，可密封尾管解封捞锚具备轴向和径向双向收缩及复位功能，提高打捞成功率；增加密封尾管26，使油管内部可以承压，便于进行其他需要憋压的作业施工；具备可退功能，在必要情况下能够放弃打捞；结构设计合理，安全可靠，操作方便。

本发明可为上级封隔器单独解封提供足够的解封行程，可以使多级封隔器逐级解封，降低解封负荷，当工艺管柱遇卡时，可实现丢手，再用分段打捞方式起出工艺管柱，满足了深井、大斜度井多级封隔器丢手管柱的安全起出需求，提高了解封成功率，减小了大修率。

以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及其附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims

1.一种多级封隔器丢手管柱的起下方法，多级封隔器丢手管柱包括投球丢手、多组管柱单元、开关阀、固定球座、筛管、丝堵，每组管柱单元均包括由上而下依次串联连接的封隔器、扶正器，管柱单元之间通过滑套式逐级解封丢手串联连接，其特征在于，包括如下步骤：

第三步，坐封封隔器：油管内打压坐封各封隔器；

第五步，投产：打开开关阀，下入抽油杆柱，投产采油；

第六步，起管作业：

A投捞：用油管先将捞锚下入鱼顶内部并且卡住鱼顶；

G起管：上提起出工艺管柱，如果工艺管柱遇卡，继续上提工艺管柱，滑套式逐级解封丢手的解封丢手上接头、解封丢手外套、连接爪、螺帽继续上行，丢手剪钉被剪断，解封丢手中心管与螺帽脱离，实现丢手，然后进行分段打捞，先起出上部工艺管柱，此时鱼顶为滑套式逐级解封丢手的解封丢手中心管，再下入捞锚打捞管柱；

第六步中的捞锚包括捞锚上接头、捞锚外套、第一O形密封圈、解封销钉、弹簧轴座、弹簧、弹簧套、分瓣打捞爪、密封尾管、第二O形密封圈，捞锚上接头与捞锚外套的上端通过螺纹结构连接并通过第一O形密封圈进行密封，捞锚外套与弹簧轴座通过解封销钉固定连接并通过第一O形密封圈进行密封，捞锚外套的下端与弹簧套通过螺纹结构连接，弹簧套与弹簧轴座之间装有弹簧和分瓣打捞爪，弹簧套与分瓣打捞爪的上端通过内外台肩结构连接，分瓣打捞爪的下端套在密封尾管上端外圆上，密封尾管上端与弹簧轴座的下端通过螺纹结构连接，其下端外圆上装有两道第二O形密封圈；用油管将捞锚下放至丢手管柱鱼顶上部时，由于鱼顶的孔口尺寸小于分瓣打捞爪的外径而遇阻，继续下行，阻力作用下，分瓣打捞爪使弹簧轴向收缩，同时自身失去密封尾管上端外圆的支撑，发生径向收缩，直径变小，从而进入鱼顶的内腔，在弹簧的弹力作用下，推动分瓣打捞爪复位，外径恢复原来尺寸，卡住鱼顶的内台阶，同时密封尾管下到鱼顶的中心管密封面处并借助两道第二O形密封圈密封，使油管内部可以承压，便于进行其他需要憋压的作业施工；如果由于某种原因需要放弃打捞，则向油管内部投入钢球，落在弹簧轴座的锥面上并与之密封；油管打压，钢球带动弹簧轴座、密封尾管下行，剪断解封销钉，弹簧轴座、密封尾管继续下行，弹簧被压缩同时密封尾管从分瓣打捞爪的里孔脱出，分瓣打捞爪由于失去支撑而外径缩小，上提油管，分瓣打捞爪和密封尾管从鱼腔退出，继续上提油管起出捞锚。