CN110630218B - 一种插管采油井机械控制连续加药管柱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油气田开采技术领域内一种插管采油井机械控制连续加药管柱，包括设置于井下套管内的插管桥塞组件，插管桥塞组件的采油通道内设有加药管柱，加药管柱从下向上依次包括溶药段和若干密封储药段，溶药段和各密封储药段内分别封装有固体药剂，溶药段的加药管柱设有透水孔，溶药段与最下侧的密封储药段及各相邻的密封储药段之间设有可溶密封隔板，加药管柱的顶部设有用于密封最顶段密封储药段的密封加重塞，所述密封加重塞与加药管柱之间设有若干道密封圈。本发明的连续加药管柱可实现固体药剂从下侧开始向上逐段溶解释放，溶解过程不受上侧管柱沉积砂层的影响，药剂被限制在下层的溶药筛管内，避免了药剂溶解过快悬浮的药块堵塞采油通道。
Description
技术领域
本发明涉及油气田开采技术领域内一种用于井下防腐防垢的插管采油井机械控制连续加药管柱。
背景技术
目前，国内许多油田已经进入开发中后期，随着综合含水的上升，井筒结垢、腐蚀严重，严重影响了油田的正常生产。许多油井都需要加入清蜡剂、阻垢剂和缓蚀剂等化学药剂来进行井筒防腐和防垢治理。
随着国内许多油田已经进入开发中后期，套损井越来越多，对于封上采下的油井，治理套管大段破漏或多点出水的问题油井，目前应用最广泛的是插管采油技术。该技术通过使用桥塞或封隔器，封隔上部井内的出水层位及套管破漏，实现改善产液结构、降低无效产水的目的。该工艺需要先下入坐封工具和桥塞实施坐封，桥塞坐封后，起出管柱，再连接插管及抽吸泵插入桥塞封堵出水层位进行开采。但是部分插管采油井易结蜡、易结垢、易腐蚀的问题，由于无法加药，无法实施热洗，油井维护措施频率高，严重影响生产，增加生产成本。
常规加药方法，将化学药品注塑成圆环型，放入钢制的工作筒中，结合检泵，接在筛管以上泵以下，通过油流冲刷缓慢释放药性。这种方法存在问题：一是不同区块药品溶解温度控制难度大，管柱所有药剂的同时参与溶解，井温较高，溶解快时，一个月固化药剂能够全部溶解，满足不了现场油井加药连续要求；二是固化化学药剂在尾管中溶解后，溶解快时，易出现块状结构，堵塞油流通道，导致油井不能正常生产；三是此加药方式只有结合小修作业才能实施。这种方法只有针对管柱带封隔器封上采下的油井才适用，而对于插管采油井不适用，桥塞坐封在井下一般5-6年，不取出，甚至有些井10年以上，才取出。
井下智能点滴加药技术可以按照程序设置加药过程，但是电池寿命短，储药管的长度受到智能加药原理以及泵与井底的距离所限制，不能实现几年连续加药，而且费用昂贵，该技术不适用插管采油井。并且该技术只能接在桥塞下，桥塞坐封在井下一般5-6年，不取出，甚至有些井10年以上，才取出，无法进行补充药剂，是一次性的。
发明内容
本发明针对现有技术中插管采油井防垢防蜡加药方法存在的问题，提供一种插管采油井机械控制连续加药管柱，通过改变加药管柱的溶药释放顺序实现井下防腐加药的有序控制。
本发明的目的是这样实现的，一种插管采油井机械控制连续加药管柱，包括设置于井下套管内的插管桥塞组件，所述插管桥塞组件的采油通道内设有加药管柱，所述加药管柱从下向上依次包括溶药段和若干密封储药段，所述溶药段和各密封储药段内分别封装有固体药剂，所述溶药段的加药管柱设有透水孔，所述溶药段与最下侧的密封储药段之间及各相邻的密封储药段之间均设有可溶密封隔板，所述加药管柱的顶部设有用于密封最顶段密封储药段的密封加重塞，所述密封加重塞与加药管柱之间设有若干道密封圈。
本发明的插管采油井机械控制连续加药管柱，将加药管柱设置在插管桥塞组件的采油通道内，可以设置于桥塞上部，桥塞组件用于封隔上部的套管和油管的通道，实现封上采下用目的，插管桥塞组件封隔后随采油管柱一块下入井下，也可以设置于桥塞下部，随插管桥塞组件的座封管柱一趟下入井下。加药管柱通过可溶密封隔板密封分隔设置多段密封储药段，下入井下后，只有最下层溶药段内的固体药剂先与井下液接触溶解并释放药性，并随采油通道的液流流动，实现采油通道内防垢防结蜡处理过程；在溶药段内的药剂释放过程中，溶药段上侧的可溶密封隔板与井下液接触后也开始降解，直至降解至密封部位失效，紧邻的上侧的密封储药段开始进水释放药性，随着溶解时间的延长，从下向上的各密封储药段的固体药剂逐段有序的溶解释放药性，实现井下长效有序的连续加药过程。本发明的连续加药管柱固体药剂从下侧开始溶解释放，并从侧向的液流向上沿采油通道分散，上部的密封储药段不参与溶解过程，当加药管柱上部沉积砂层时，不影响下侧溶药释放的速度，药剂被限制在下层的溶药筛管内，避免了药剂溶解过快悬浮的药块堵塞采油通道。
为便于将加药管柱设置于插管桥塞上部的采油通道内，所述加药管柱外周环空设有外管，所述外管与油井套管之间有环空，所述加药管柱底部连接有支撑架，所述支撑架与外管固定连接；所述加药管柱的顶部设有居中架，所述居中架与外管固定连接，所述外管的上端与采油泵连通，所述外管的下端与插管桥塞组件的中心通道连通。
为便于将加药管柱设置于插管桥塞的下部，所述加药管柱设置于插管桥塞组件下部的采油通道内，所述加药管柱的上侧依次向上连接有筛管和油管，所述油管上部与插管桥塞的中心通道连通。
作为本发明的可溶密封隔板密封结构的一种优选，所述可溶密封隔板与加药管柱滑动密封配合，可溶密封隔板与加药管柱配合的周向设有密封圈，各密封储药段和溶药段轴向中心支撑设有可溶支杆。
为便于分段封装各密封储药段，所述加药管柱分段设置，各分段通过外管接箍连接。
作为本发明的可溶密封隔板密封结构的另种优选，所述加药管柱内配合设置可溶密封隔板的环周设有环形凹槽，所述可溶密封隔板与环形凹槽配合卡装，所述可溶密封隔板与环形凹槽配合的周部设有密封圈。
作为本发明的优选，所述可溶密封隔板的材料为可降解的铝镁合金。
为适应不同的井段防腐需求，所述密封储药段的轴向长度相等或不等，所述可溶密封隔板的板厚根据各密封储药段内药剂的溶药释放时效设定，可溶密封隔板外周的密封圈根据密封时效设置一道或以上。
附图说明
图1为本发明的插管采油井机械控制连续加药管柱的第一种实施例的结构示意图。
图2为本发明的插管采油井机械控制连续加药管柱的第二种实施例的结构示意图。
1、丝堵；2、筛管；3、单流阀；4、下侧油管；5、插管桥塞；6、O型密封圈；7、桥塞中心管；8、插管；9、外管；10透水孔；11固体药剂；12外管接箍；13加药管柱；14居中架；15采油泵；16套管；17抽油杆；18上侧油管；19密封胶筒；20支撑架；21可溶支杆；22密封圈；23可溶密封隔板；24密封圈；25密封加重塞。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施方式，但本发明并不限于下述实施方式。
实施例1
如图1为本实施例的插管采油井机械控制连续加药管柱，包括设置于井下套管16内的插管桥塞组件，该插管桥塞组件用于密封分隔上层和下层的套管通道，实现封上采下的的目的，该插管桥塞组件具体包括：插管桥塞5，桥塞中心管7和插管8，插管8与桥塞中心管7之间设有O型密封圈6，插管桥塞的外周与套管之间设有密封胶筒19，其中插管用于连通插管桥塞组件下侧的采油通道，插管桥塞组件上侧的采油通道内设有加药管柱，该加药管柱13从下向上依次包括溶药段和若干密封储药段，溶药段和各密封储药段内分别封装有固体药剂11，溶药段的加药管柱设有透水孔10，溶药段与最下侧的密封储药段及各相邻的密封储药段之间设有可溶密封隔板23，该可溶密封隔板的材料为可降解的铝镁合金；加药管柱13的顶部设有用于密封最顶段密封储药段的密封加重塞25，密封加重塞25与加药管柱13之间设有若干道密封圈24。
加药管柱13外周环空设有外管9，外管9与套管16环空设置，加药管柱13底部连接有支撑架20，支撑架20与外管9固定连接；加药管柱13的顶部设有居中架14，居中架14与外管9固定连接，通过支撑架20和居中架14的支撑和扶正作用使加药管柱13与外管9稳定的同轴心设置，外管9的上端与采油泵15连通，采油泵上侧连接上侧油管18，上侧油管18内设有抽油杆17，外管9的下端与插管桥塞组件的插管8连通用于连通插管桥塞下部的采油通道，插管桥塞8下部连接有下侧油管4、单流阀3、筛管2和丝堵1。
为便于密封分隔各密封储段，本实施例中的可溶密封隔板23与加药管柱13滑动密封配合，可溶密封隔板23与加药管柱13配合的周向设有密封圈22，各密封储药段和溶药段轴向中心支撑设有可溶支杆21；为方便分段封装各密封储药段，加药管柱13分段设置，每段加药管柱13与每段密封储药段对应，各分段的加药管柱通过外管接箍12连接；为适应不同井段的防腐需求，各密封储药段的轴向长度相等或不等，各层的可溶密封隔板23的板厚根据各密封储药段内药剂的溶药释放时效设定，可溶密封隔板23外周的密封圈22根据密封时效设置一道或一道以上，该密封圈22也可以采用可降解的橡胶材料，根据材料在井液环境中的降解速度设计密封圈22的尺寸。
本发明的插管采油井机械控制连续加药管柱，将加药管柱设置在插管桥塞上部的采油通道内，待桥塞封隔后随采油管柱一块下入井下，加药管柱13通过可溶密封隔板23密封分隔设置为多段密封储药段，下入井下后，在封上采下的采油过程中，地层液从下侧的采射通道进入套管16内，经筛管2和单流阀3进入下侧油管内，经插管8进入加药管柱13外管9的液流通道，流经加药管柱13的的液体，经透水孔10，使溶药段的固体药剂10遇水溶解释放，再经透水孔，扩散至外管的液流通道，经采油泵13进入上侧油管，采输至地面。加药管柱13内，只有最下层溶药段内的固体药剂11先与井下液接触溶解并释放药性，随采油通道的液流流动，实现采油通道内防垢防结蜡处理过程；在溶药段内的药剂释放过程中，溶药段内的可溶支杆21和上侧的可溶密封隔板23与井下液接触后也开始降解，直至降解至密封部位失效，紧邻的上侧的密封储药段开始进水释放药性，随着溶解时间的延长，从下向上的各密封储药段的固体药剂11逐段有序的溶解释放药性，实现井下长效有序的连续加药过程。并且随着采油管柱多趟上下井可以进行多次加药，达到长期防腐、防垢和防蜡效果，本实施例的连续加药管柱内的固体药剂11从下侧开始溶解释放，并从侧向的液流向上沿采油通道分散，上部的密封储药段不参与溶解过程，当加药管柱13上部沉积砂层时，不影响下侧溶药释放的速度，药剂被限制在最下层的加药管柱内，避免了药剂溶解过快悬浮的药块随流堵塞采油通道。本实施例中可溶密封隔板23与加药管柱13内周密封的结构不限于上述密封形式，也可以采用如图2中所示的结构密封结构：在加药管柱内设置卡装可溶密封隔板的环形凹槽，环形凹槽与可溶密封隔板23之间设置密封圈22。
实施例2
如图2所示，本实施例与实施例1不同之外在于，将加药管柱13设置于插管桥塞组件下侧的采油通道内，具体为插管桥塞组件上部设有采油泵15，采油泵15上侧连接上侧油管18和抽油杆17，插管桥塞组件包括插管桥塞5，连接上侧采油管18和下侧采油管4的插管8和封隔上侧套管和下侧套管的密封胶筒19，插管桥塞组件的下部连接有下侧油管4和筛管2，该下侧油管4与中心的插管8连通，以连通桥塞上侧和下侧的采油通道，筛管2的下部连接加药管柱13，该加药管柱13内分隔各密封药段的可溶密封隔板23的环周设有环形凹槽，各可溶密封隔板23与环形凹槽配合卡装，可溶密封隔板23与环形凹槽配合的周部设有密封圈22。本实施例中，各可溶密封隔板23与加药管柱13的密封连接结构也可以采用实施例1中通过密封圈22密封结构及可溶支杆21的支撑，也就是各可溶密封隔板23与加药管柱13之间密封配合并通过可溶支杆21支撑。通过本实施例的加药管柱连接结构，可溶密封隔板23将加药管柱13从上向下分隔为密封储药段和最下层的溶药段，固体药剂11封装于各密封储药段和溶药段内，溶药段的加药管柱设有透水孔10，该可溶密封隔板23的材料也同样采用可降解的铝镁合金；加药管柱13的顶部设有用于密封最顶段密封储药段的密封加重塞25，密封加重塞25与加药管柱13之间设有若干道密封圈24将上侧的筛管2与下侧的加药柱管13密封分隔，防止上侧液体渗入加药管柱13内。本实施例的加药管柱连接结构适合插管桥塞下部的采油层及套管易结垢或结蜡的井下环境中，加药管柱13需随插管桥塞组件的封隔管柱一趟下入，然后启出封隔管柱，再下入采油管柱进行采油施工。加药管柱内的固体药剂11从下向上依次溶解，释放药性，并经筛管2进入采油通道。加药过程同样不采上侧沉砂的影响，也同样不会出现药剂溶解过快而堵塞采油通道的问题。
本发明的插管采油井机械控制连续加药管柱也并不局限于上述实施方式，也可以将上述两种实施方式结合，同时在插管桥塞组件的上侧和下侧的采油通道分别设置加药管柱，进行双层加药措施，以适合桥塞组件上下侧均易结垢或结蜡严重的井段中。总之凡是在插管采油井中按照本发明设计构思，进行变换实现从下向上分段溶药释放的加药管柱结构，均属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种插管采油井机械控制连续加药管柱，包括设置于井下套管内的插管桥塞组件，所述插管桥塞组件的采油通道内设有加药管柱，其特征在于，所述加药管柱从下向上依次包括溶药段和若干密封储药段，所述溶药段和各密封储药段内分别封装有固体药剂，所述溶药段的加药管柱设有透水孔，所述溶药段与最下侧的密封储药段之间及各相邻的密封储药段之间均设有可溶密封隔板，所述加药管柱的顶部设有用于密封最顶段密封储药段的密封加重塞，所述密封加重塞与加药管柱之间设有若干道密封圈；所述加药管柱设置于插管桥塞组件下部的采油通道内，所述加药管柱的上侧依次向上连接有筛管和油管，所述油管上部与插管桥塞的中心通道连通。
2.根据权利要求1所述的插管采油井机械控制连续加药管柱，其特征在于，所述加药管柱外周环空设有外管，所述外管与油井套管之间有环空，所述加药管柱底部连接有支撑架，所述支撑架与外管固定连接；所述加药管柱的顶部设有居中架，所述居中架与外管固定连接，所述外管的上端与采油泵连通，所述外管的下端与插管桥塞组件的中心通道连通。
3.根据权利要求1或2所述的插管采油井机械控制连续加药管柱，其特征在于，所述可溶密封隔板与加药管柱滑动密封配合，可溶密封隔板与加药管柱配合的周向设有密封圈，各密封储药段和溶药段轴向中心支撑设有可溶支杆。
4.根据权利要求1或2所述的插管采油井机械控制连续加药管柱，其特征在于，所述加药管柱分段设置，各分段之间通过外管接箍连接。
5.根据权利要求1或2所述的插管采油井机械控制连续加药管柱，其特征在于，所述加药管柱内配合设置可溶密封隔板的环周设有环形凹槽，所述可溶密封隔板与环形凹槽配合卡装，所述可溶密封隔板与环形凹槽配合的周部设有密封圈。
6.根据权利要求1所述的插管采油井机械控制连续加药管柱，其特征在于，所述可溶密封隔板的材料为可降解的铝镁合金。
7.根据权利要求1所述的插管采油井机械控制连续加药管柱，其特征在于，所述密封储药段的轴向长度相等或不等，所述可溶密封隔板的板厚根据各密封储药段内药剂的溶药释放时效设定，可溶密封隔板外周的密封圈根据密封时效设置一道或一道以上。
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