CN109403908A - 一种速度管柱防砂式堵塞工具及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种速度管柱防砂式堵塞工具及使用方法，该工具至少包括连接在速度管柱最下端的内接管，内接管是管柱状结构，内接管的下部固定有导向头，内接管的内腔设有堵头，堵头通过销钉和内接管固定，内接管的外壁沿其周向固定有防砂护罩，堵头下方的内接管侧壁上以及防砂护罩的对应位置上均开设有进气割缝。结构方便，密封可靠。堵头连接在速度管柱下部，严密封隔住气体进入速度管柱的通道，密封垫与速度管柱内壁形成可靠密封，堵头上部设有上下密封套，密封可靠；剪断销钉打掉堵头后，堵头落入导向头内，气体由防砂护罩的隔缝进入，实现有效防砂；适用范围广，本发明管柱中的各部件可以承受高压，适用于在深井或高压气井内工作。
Description
技术领域
本发明涉及气田开发技术领域，尤其是涉及一种速度管柱防砂式堵塞工具及使用方法，适用于气田开发所有直井、定向井。
背景技术
速度管柱排水采气是气田常用的一种工艺技术，其原理是缩小管径，提高气体流速，从而达到改善气井携液能力的目的。目前在下入速度管柱施工时，底部连接堵头，下到合适位置并悬挂好速度管柱后，打掉堵头，开井生产。这种技术主要存在一个问题：对于出砂井，当气流速度增大后，会携带砂砾出井口，刺漏地面管线阀门及其他装置，造成安全隐患，从而影响气井正常生产。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种速度管柱防砂式堵塞工具，通过设计一种速度管柱，管柱底部带有堵头及割缝式防砂器。将割缝式防砂器连接到速度管柱底部入口处，在下入速度管柱时，一起下入油管内。下入过程中由于堵头的封隔作用，气井内部的气体不能进入速度管柱，可方便速度管柱顺利下入井底内部，待井口悬挂固定好速度管柱后，通过井口打压将高压气体注入速度管柱内，剪断堵头下方销钉，堵头下落入导向头内，因此井底气体进入速度管柱的通道打开，开井后气体进入速度管柱，气井正常生产。由于堵头外部安装有割缝式防砂器，细小的隔缝完全可以阻挡地层及井底砂砾进入速度管柱及生产管线内，起到了阻止井筒砂砾进入速度管柱的作用，从而保证了气井正常生产。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种速度管柱防砂式堵塞工具，它至少包括连接在速度管柱最下端的内接管，其特征是：所述内接管是管柱状结构，内接管的下部固定有导向头，内接管的内腔设有堵头，堵头通过销钉和内接管固定，内接管的外壁沿其周向固定有防砂护罩，堵头下方的内接管侧壁上以及防砂护罩的对应位置上均开设有进气割缝。
所述销钉沿内接管的直径方向与内接管可拆卸连接。
所述内接管滚压连接在速度管柱的最下端。
所述速度管柱下端面通过密封垫和防砂护罩上端面固定连接，其中密封垫套接固定在内接管的外壁上。
所述密封垫的上沿延伸至速度管柱内壁且和速度管柱固定，密封垫的下沿延伸至防砂护罩内壁且和防砂护罩固定。
所述密封垫下端的内接管外壁上还依次固定有上密封套、下密封套，其中下密封套位于堵头上部。
所述堵头的上端和下密封套活动连接，堵头的下端通过销钉和内接管固定，所述堵头的侧壁沿径向向外设置有凸缘。
所述上密封套的一端和密封垫固定连接，上密封套的另一端和下密封套上沿固定连接，下密封套下沿和堵头外部的凸缘卡接。
所述导向头的底端是封堵的锥形结构。
一种速度管柱防砂式堵塞工具的使用方法，其特征是：使用时，将内接管连接到速度管柱下方，速度管柱下方的内接管外部再套接上密封垫，密封垫下方的内接管外部套接上防砂护罩，内接管的下端固定连接导向头，防砂护罩的下沿延伸至导向头外壁，内接管外部的密封垫起到密封作用；内接管连接上密封套，上密封套连接下密封套，下密封套连接堵头，堵头下部安装有销钉；堵头在正常状态中是密封状态，起到封隔气层和速度管柱的作用；待速度管柱在井口密封悬挂完毕，通过将气井套管内的高压气体引入速度管柱内部，然后利用速度管柱与原油管环空生产，使内接管内腔的堵头上、下产生压力差，从而剪断销钉进而打掉堵头，当销钉剪断、堵头被打掉后，气层进入速度管柱的通道被打开，可正常生产；内接管外部连接防砂护罩，起到封隔砂砾进入速度管柱的作用。
本发明的有益效果如下：
（1）结构方便，密封可靠。堵头连接在速度管柱下部，严密封隔住气体进入速度管柱的通道。密封垫与速度管柱内壁形成可靠密封，堵头上部设有上下密封套，密封可靠。
（2）防砂方便，不需外力。剪断销钉打掉堵头后，堵头落入导向头内，气体由防砂护罩的隔缝进入，实现有效防砂。
（3）适用范围广。本发明管柱中的各部件可以承受高压，适用于在深井或高压气井内工作。也可以用于斜井中采气。
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说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，其中：
图1是本发明的整体结构图。
图中：1、速度管柱；2、内接管；3、密封垫；4、上密封套；5、防砂护罩；6、下密封套；7、堵头；8、销钉；9、导向头；10、进气割缝。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种速度管柱防砂式堵塞工具，它至少包括连接在速度管柱1最下端的内接管2，其特征是：所述内接管2是管柱状结构，内接管2的下部固定有导向头9，内接管2的内腔设有堵头7，堵头7通过销钉8和内接管2固定，内接管2的外壁沿其周向固定有防砂护罩5，堵头7下方的内接管2侧壁上以及防砂护罩5的对应位置上均开设有进气割缝10。
如图1所示，产水气井生产过程中，为缩小管径增大气体流速帮助气井携液，需要采取速度管柱排水采气技术。使用时，将内接管2连接到速度管柱1下方，速度管柱1下方的内接管2外部再套接上密封垫3，密封垫3下方的内接管2外部套接上防砂护罩5，内接管2的下端固定连接导向头9，防砂护罩5的下沿延伸至导向头9外壁，内接管2外部的密封垫3起到密封作用；内接管2连接上密封套4，上密封套4连接下密封套6，下密封套6连接堵头7，堵头7下部安装有销钉8。堵头7在正常状态中是密封状态，起到封隔气层和速度管柱1的作用；待速度管柱1在井口密封悬挂完毕，通过将气井套管内的高压气体引入速度管柱1内部，然后利用速度管柱1与原油管环空生产，使内接管2内腔的堵头7上、下产生压力差，从而剪断销钉8进而打掉堵头7，当销钉8剪断、堵头7被打掉后，气层进入速度管柱的通道被打开，可正常生产。内接管2外部连接防砂护罩5，起到封隔砂砾进入速度管柱1的作用，避免刺漏管线阀门，为气井安全生产起到保障作用。
本发明操作简便，节约了生产成本，避免了在生产过程中井筒内砂砾进入速度管柱内造成刺漏阀门等安全隐患，保证了气井正常生产。本发明专利可用于各类高、低压气井。
实施例2
如图1所示，它是在实施例1的基础上改进，所述销钉8沿内接管2的直径方向与内接管2可拆卸连接。通过销钉8将堵头7固定在内接管2上，此时堵头7是密封状态，起到封隔气层和速度管柱1的作用；产水气井生产过程中，利用速度管柱1与原油管环空生产，使内接管2内腔的堵头7上、下产生压力差，从而剪断销钉8进而打掉堵头7，此时堵头7密封状态解除，生产管道开启生产模式。此时可拆卸连接方式方便生产，节省人工成本，生产效率高。
所述内接管2滚压连接在速度管柱1的最下端。采用滚压连接方式，弹性变形小，密封性好，屈服强度高，连接性能高。
所述速度管柱1下端面通过密封垫3和防砂护罩5上端面固定连接，其中密封垫3套接固定在内接管2的外壁上。
所述密封垫3的上沿延伸至速度管柱1内壁且和速度管柱1固定，密封垫3的下沿延伸至防砂护罩5内壁且和防砂护罩5固定。
所述密封垫3下端的内接管2外壁上还依次固定有上密封套4、下密封套6，其中下密封套6位于堵头7上部。
所述堵头7的上端和下密封套6活动连接，堵头7的下端通过销钉8和内接管2固定，所述堵头7的侧壁沿径向向外设置有凸缘。凸缘的设计便于安装和固定，稳定性好。
所述上密封套4的一端和密封垫3固定连接，上密封套4的另一端和下密封套6上沿固定连接，下密封套6下沿和堵头7外部的凸缘卡接。
使用时，密封垫3提高了速度管柱1和防砂护罩5之间的密封性能，同时密封垫3下端的内接管2外壁上依次固定的上密封套4、下密封套6，使得内接管2和防砂护罩5之间的弹性变形小，密封性能好，同时上密封套4、下密封套6分开使用，便于安装，密封可靠，连接牢固。
实施例3
如图1所示，它是在实施例1或实施例2的基础上改进，所述导向头9的底端是封堵的锥形结构。锥形结构比较符合空气动力学结构对产品形状的要求，在产水气井生产过程中，空气阻力减小，方便使用。
所述进气割缝10有若干个，若干个进气割缝10沿内接管2以及防砂护罩5的对应位置上周向均匀排列。
使用时，通过将气井套管内的高压气体引入速度管柱1内部，然后利用速度管柱1与原油管环空生产，使内接管2内腔的堵头7上、下产生压力差，从而剪断销钉8进而打掉堵头7，形成速度管柱1的第一道生产通道，堵头7下方的内接管2和防砂护罩5侧壁上开有进气割缝10，若干个进气割缝10便于井底产出的天然气进入速度管柱1内的第一道生产通道。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“ 第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
Claims (10)
1.一种速度管柱防砂式堵塞工具，它至少包括连接在速度管柱（1）最下端的内接管（2），其特征是：所述内接管（2）是管柱状结构，内接管（2）的下部固定有导向头（9），内接管（2）的内腔设有堵头（7），堵头（7）通过销钉（8）和内接管（2）固定，内接管（2）的外壁沿其周向固定有防砂护罩（5），堵头（7）下方的内接管（2）侧壁上以及防砂护罩（5）的对应位置上均开设有进气割缝（10）。
2.根据权利要求1所述的一种速度管柱防砂式堵塞工具，其特征是：所述销钉（8）沿内接管（2）的直径方向与内接管（2）可拆卸连接。
3.根据权利要求1所述的一种速度管柱防砂式堵塞工具，其特征是：所述内接管（2）滚压连接在速度管柱（1）的最下端。
4.根据权利要求1所述的一种速度管柱防砂式堵塞工具，其特征是：所述速度管柱（1）下端面通过密封垫（3）和防砂护罩（5）上端面固定连接，其中密封垫（3）套接固定在内接管（2）的外壁上。
5.根据权利要求4所述的一种速度管柱防砂式堵塞工具，其特征是：所述密封垫（3）的上沿延伸至速度管柱（1）内壁且和速度管柱（1）固定，密封垫（3）的下沿延伸至防砂护罩（5）内壁且和防砂护罩（5）固定。
6.根据权利要求4或5所述的一种速度管柱防砂式堵塞工具，其特征是：所述密封垫（3）下端的内接管（2）外壁上还依次固定有上密封套（4）、下密封套（6），其中下密封套（6）位于堵头（7）上部。
7.根据权利要求6所述的一种速度管柱防砂式堵塞工具，其特征是：所述堵头（7）的上端和下密封套（6）活动连接，堵头（7）的下端通过销钉（8）和内接管（2）固定，所述堵头（7）的侧壁沿径向向外设置有凸缘。
8.根据权利要求7所述的一种速度管柱防砂式堵塞工具，其特征是：所述上密封套（4）的一端和密封垫（3）固定连接，上密封套（4）的另一端和下密封套（6）上沿固定连接，下密封套（6）下沿和堵头（7）外部的凸缘卡接。
9.根据权利要求1所述的一种速度管柱防砂式堵塞工具，其特征是：所述导向头（9）的底端是封堵的锥形结构。
10.一种速度管柱防砂式堵塞工具的使用方法，其特征是：使用时，将内接管连接到速度管柱下方，速度管柱下方的内接管外部再套接上密封垫，密封垫下方的内接管外部套接上防砂护罩，内接管的下端固定连接导向头，防砂护罩的下沿延伸至导向头外壁，内接管外部的密封垫起到密封作用；内接管连接上密封套，上密封套连接下密封套，下密封套连接堵头，堵头下部安装有销钉；堵头在正常状态中是密封状态，起到封隔气层和速度管柱的作用；待速度管柱在井口密封悬挂完毕，通过将气井套管内的高压气体引入速度管柱内部，然后利用速度管柱与原油管环空生产，使内接管内腔的堵头上、下产生压力差，从而剪断销钉进而打掉堵头，当销钉剪断、堵头被打掉后，气层进入速度管柱的通道被打开，可正常生产；内接管外部连接防砂护罩，起到封隔砂砾进入速度管柱的作用。
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