CN110735618A - 采油及注水管柱 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种采油及注水管柱。采油及注水管柱包括从内向外依次设置的采油管、注水管柱及套管；注水管从上向下依次安装有注水阀、第一封隔器及密封总成；注水阀设有与第一环腔连通的注水通道；第一封隔器将第二环腔分隔成靠近井口的注水空间以及靠近井底的采油空间；密封总成密封第一环腔的下端，且密封总成设有与采油管连通的采油通道；采油通道与采油空间连通，注水阀控制注水通道与注水空间连通；套管设有分别与注水空间和采油空间连通的第一射孔通道以及第二射孔通道。本发明提供的管柱既可以进行注水，也可以进行采油，有利于提高油井利用效率，降低生产成本。

Description

采油及注水管柱

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种采油及注水管柱。

背景技术

随着油井的不断开采，地层能量逐渐降低，导致油井停喷甚至停产。为了提高油井的采收率，地层能量降低后通常采用注水的方式保持甚至提高地层压力，并且利用抽油机开采出井下的原油。

在现有技术中，向一口油井内仅能下入注水管柱进行注水或者下入采油管柱进行采油，对于含有多个开发层系的油藏来说油井利用效率较低。

对于含有多个开发层系的油藏分别下入注水管柱和采油管柱进行注水和采油，仅能实现单一注水或者采油，开采效率低。

发明内容

本发明提供一种采油及注水管柱，以解决现有开采含有多个开发层系的油藏时分别下入注水管柱和采油管柱进行注水和采油，仅能实现单一注水或者采油，开采效率低的技术问题。

本发明提供一种采油及注水管柱，其包括从内向外依次设置的采油管、注水管柱以及套管，所述采油管与所述注水管柱之间的间隙形成第一环腔；所述注水管柱和所述套管之间的间隙形成第二环腔；所述注水管柱包括注水管、注水阀、第一封隔器以及密封总成，所述注水管从上向下依次安装有所述注水阀、所述第一封隔器以及所述密封总成；所述注水阀设有与所述第一环腔连通的注水通道；所述第一封隔器将第二环腔分隔成靠近井口的注水空间以及靠近井底的采油空间；所述密封总成密封所述第一环腔的下端，且所述密封总成设有与所述采油管连通的采油通道；所述采油通道与所述采油空间连通，所述注水阀控制所述注水通道与所述注水空间连通；所述套管设有分别与所述注水空间和所述采油空间连通的第一射孔通道以及第二射孔通道。

如上所述的采油及注水管柱，其中，所述注水阀包括第一接头、中心管以及滑套；所述第一接头的上端与所述注水管固定连接，且所述第一接头设有与所述注水管连通的第一通道；所述第一接头的下端套设在所述中心管的外侧，且与所述中心管固定连接，所述中心管与所述第一通道连通；所述中心管靠近所述第一接头的一端设有注水孔；所述滑套套设在所述第一接头和所述中心管的注水孔的外侧，且所述滑套的上端通过第一销钉与所述第一接头的下端固定连接；所述滑套的内侧面向外凹陷形成台阶面，所述台阶面和所述第一接头的下端端面形成冲击空间，所述冲击空间与所述注水孔连通；预设压力流体通过所述注水孔进入所述冲击空间，剪断所述第一销钉以使所述滑套沿所述中心管的轴向向下滑动，使所述注水孔与所述注水空间连通；所述注水通道包括所述第一通道、所述中心管以及所述注水孔。

如上所述的采油及注水管柱，其中，所述滑套与所述中心管之间设置有第一密封圈；所述滑套与所述第一接头之间设置有第二密封圈，且所述第二密封圈位于所述第一销钉的下方。

如上所述的采油及注水管柱，其中，所述密封总成包括上接头、下接头以及密封插管，所述上接头分别与所述注水管和所述下接头固定连接；所述上接头设有与所述注水管连通的上通道，所述下接头设有与所述上通道连通的下通道；所述上通道和所述下通道连接处设有密封组件；所述密封插管的上端与所述采油管固定连接，且所述密封插管内设有所述采油通道；所述密封插管的下端与所述密封组件过盈连接，将所述第一环腔的下端密封。

如上所述的采油及注水管柱，其中，所述密封组件包括连接套以及盘根密封圈；所述连接套卡接在所述上接头和所述下接头形成的卡接空间内；所述盘根密封圈设置在所述连接套的内表面，所述盘根密封圈与所述密封插管过盈连接。

如上所述的采油及注水管柱，其中，所述采油管内从上向下依次设置有抽油杆组件以及抽油泵。

如上所述的采油及注水管柱，其中，所述抽油杆组件包括从上向下依次固定连接的多根抽油杆，且所述多根抽油杆的直径从上向下逐渐减小。

如上所述的采油及注水管柱，其中，所述注水管柱还包括与所述注水管固定连接的第二封隔器；所述第二封隔器位于所述注水阀的上方，所述第二封隔器和所述第一封隔器之间形成所述注水空间。

如上所述的采油及注水管柱，其中，所述注水管柱还包括第一水力锚和第二水力锚；所述第一水力锚与所述注水管固定连接，且位于所述第一封隔器和所述注水阀之间；所述第二水力锚与所述注水管固定连接，且位于所述第二封隔器的上端。

如上所述的采油及注水管柱，其中，所述注水管柱还包括与所述注水管固定连接的伸缩管，所述伸缩管位于所述第二水力锚的上方。

本发明采油及注水管柱，通过在套管内设置注水管柱、在注水管柱内设置采油管，并通过密封总成将注水管柱和采油管之间的第一环腔的下端密封，使得注入的水依次通过第一环腔、注水通道、注水空间、第一射孔通道进入注水层，采油层的石油依次通过第二射孔通道、采油空间、采油通道以及采油管到达地面。本发明提供的注水及采油一体化管柱既可以进行注水，在注水同时还能进行采油，有利于提高油井利用效率，还能够降低生产成本。

附图说明

通过参照附图的以下详细描述，本发明实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中，将以示例以及非限制性的方式对本发明的多个实施例进行说明，其中：

图1为本发明采油及注水管柱的结构示意图；

图2为本发明采油及注水管柱注水时液体流向示意图；

图3为本发明采油及注水管柱采油时液体流向示意图；

图4为本发明采油及注水管柱注水阀的结构示意图；

图5为本发明采油及注水管柱密封管的结构示意图；

图6为本发明采油及注水管柱密封插管的结构示意图。

附图标记说明：

1：油管挂；2：注水管；3：采油管；4：抽油泵；5：伸缩管；6：第二水力锚；7：第二封隔器；8：注水阀；9：第一水力锚；10：第一封隔器；11：密封总成；12：第一射孔通道；13：第二射孔通道；14：抽油杆；15：套管；16：第一环腔；17：注水空间；18：采油空间；19：上部环腔；

81：第一接头；811：第一通道；82：中心管；821：中心通道；822：注水孔；83：滑套；84：第二接头；841：第二通道；85：第一销钉；86：冲击空间；87：第一密封圈；88：第二密封圈；89：第三密封圈；

111：上接头；1111：上通道；112：下接头；1121：下通道；113：连接套；1131：第一连接套；1132：第二连接套；114：盘根密封圈；115：球座；116：坐封球；117：第二销钉；118：密封插管；1181：连接部；1182：密封部；1183：采油通道。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

需要理解的是，在本发明中，方位词“上”、“顶”指的是靠近所述井口的一侧，方位词“下”、“底”指的是靠近所述井底的一侧。

图1为本发明采油及注水管柱的结构示意图；图2为本发明采油及注水管柱注水时液体流向示意图；图3为本发明采油及注水管柱采油时液体流向示意图；图4为本发明采油及注水管柱注水阀的结构示意图；图5为本发明采油及注水管柱密封管的结构示意图；图6为本发明采油及注水管柱密封插管的结构示意图。

参照图1至图6，本发明实施例提供一种采油及注水管柱，其包括从内向外依次设置的采油管3、注水管柱以及套管15，采油管3与注水管柱之间的间隙形成第一环腔16；注水管柱和套管15之间的间隙形成第二环腔；注水管柱包括注水管2、注水阀8、第一封隔器10以及密封总成11，注水管2从上向下依次安装有注水阀8、第一封隔器10以及密封总成11；注水阀8设有与第一环腔16连通的注水通道；第一封隔器10将第二环腔分隔成靠近井口的注水空间17以及靠近井底的采油空间18；密封总成11密封第一环腔16的下端，且密封总成11设有与采油管3连通的采油通道1183；采油通道1183与采油空间18连通，注水阀8控制注水通道与注水空间17连通；套管15设有分别与注水空间17和采油空间18连通的第一射孔通道12以及第二射孔通道13。

套管15与井壁接触，注水管柱位于套管15内，且注水管柱和套管15之间的间隙形成第二环腔；采油管3位于注水管柱内，且采油管3和注水管柱之间的间隙形成第一环腔16。本发明实施例对套管15和采油管3的具体结构尺寸不做限定。采油管3上端与油管挂1螺纹连接。

注水管2上端与油管挂1固定连接，注水管2上从上向下依次安装注水阀8、第一封隔器10以及密封总成11。注水管2与油管挂1、注水阀8、第一封隔器10以及密封总成1可以均通过螺纹连接，在此不做限定。

第一封隔器10可以是现有的自验封封隔器等，在此不做限定。从井口向注水管2内注入液体至预设压力，使第一封隔器10坐封，将第二环腔分隔成上下两个环腔，其中上环腔为注水空间17，下环腔为采油空间18。并且，位于注水空间17内的套管15设有第一射孔通道12，位于采油空间18内的套管15设有第二射孔通道13。

注水阀8设有与第一环腔16连通的注水通道，用于向油井的注水层注入液体。密封总成11将第一环腔16的下端密封，注水时，第一环腔16内的水不会进入采油空间18；采油时，采油空间18内的石油只能通过采油通道1183进入采油管3，而不会进入注水管2内，本发明实施例注水及采油一体化管柱既可以进行注水又可以进行采油，提高油井开采效率。

本发明实施例具体使用时，先将注水管2、注水阀8以及第一封隔器10下入到油井中，然后在注水管2内注入液体至预设压力，使第一封隔器10坐封，并对第一封隔器10验封；然后下入采油管3以及密封总成11，将第一环腔16的下端密封，在采油管3内下入采油装置。注水时，在井口向第一环腔16内注入水，水通过注水阀的注水通道进入注水空间17，然后通过第一射孔通道12进入注水层；采油时，在采油装置的作用下，油层的石油经过第二射孔道13进入采油空间18，然后经过采油通道1183进入采油管3内，最后到达地面。

需要说明的是，本发明实施例提供的采油及注水管柱可以应用在砂岩油藏类型井中，也可以应用在其他油藏类型井中。

本发明实施例提供的注水及采油一体化管柱，通过在套管内设置注水管柱、在注水管柱内设置采油管，并通过密封总成将注水管柱和采油管之间的第一环腔的下端密封，使得注入的水依次通过第一环腔、注水通道、注水空间、第一射孔通道进入注水层，采油层的石油依次通过第二射孔通道、采油空间、采油通道以及采油管到达地面。本发明实施例提供的注水及采油一体化管柱既可以进行注水，在注水同时能进行采油，有利于提高油井利用效率，还能够降低开采成本。

参照图4，注水阀8包括第一接头81、中心管82以及滑套83；第一接头81的上端与注水管2固定连接，且第一接头81设有与注水管2连通的第一通道811；第一接头81的下端套设在中心管82的外侧，且与中心管82固定连接，中心管82与第一通道811连通；中心管82靠近第一接头81的一端设有注水孔822；滑套83套设在第一接头81和中心管82的注水孔822的外侧，且滑套83的上端通过第一销钉85与第一接头81的下端固定连接；滑套83的内侧面向外凹陷形成台阶面，台阶面和第一接头81的下端端面形成冲击空间86，冲击空间86与注水孔822连通；预设压力流体通过注水孔822进入冲击空间86，能够剪断第一销钉84以使滑套83沿中心管82的轴向向下滑动，从而使注水孔822与注水空间17连通；注水通道包括第一通道811、中心管82的中心通道821以及注水孔822。

具体地，注水阀8包括第一接头81、中心管82、滑套83以及第二接头84。第一接头81的上端与注水管2固定连接，第一接头81上端可以设置有锥形螺纹孔，与注水管2设置的锥形外螺纹连接。第一接头81的下端套设在中心管82上端的外侧，可选地，第一接头81的下端和中心管82上端配合的位置设有密封圈，提高连接的密封性。中心管82的下端与第二接头84固定连接，可选地，中心管82的下端设有锥形外螺纹，与第二接头84上端设置的锥形内螺纹连接，第二接头84的下端与下段的注水管2螺纹连接。优选地，第二接头84的上端和中心管82的下端之间设置有第三密封圈89，提高连接的密封性。第一接头81设有第一通道811，中心管82设有中心通道821，第二接头84设有第二通道841，注水管2、第一通道811、中心通道821以及第二通道841依次连通，并且注水管2、第一通道811、中心通道821以及第二通道841同轴。

滑套83套设在第一接头81和中心管82的连接处外侧，并且滑套83的下端超过注水孔822的位置，滑套83的上端通过第一销钉85与第一接头81固定连接。其中，第一销钉85可以设置一个，第一销钉85也可以设置多个，沿第一接头81的圆周方向间隔设置，本发明实施例对第一销钉的数量不做限定。滑套83的内侧面向外凹陷形成台阶面，台阶面和第一接头81的下端端面形成冲击空间86，冲击空间86与注水孔822连通。

其中，注水孔822可以设置一个，也可以设置多个，例如两个、三个、四个等，多个注水孔822沿中心管82的圆周方向间隔设置。

在下放安装注水管柱以及第一封隔器10坐封、验封的过程中，滑套83套设在第一接头81和中心管82的连接处外侧，滑套83阻隔注水孔822与注水空间17连通；当进行注水时，在第一环腔16内注入流体至预设压力，压力流体通过注水孔822进入冲击空间86，分别向第一接头81的下端端面和台阶面施加压力，在该压力的作用下，第一销钉84被剪断，滑套83沿中心管82的轴向向下滑动，注水孔822与注水空间17连通，第一环腔16内的水依次通过第一通道811、中心通道821以及注水孔822进入注水空间17，然后经过第一射孔通道12进入注水层，实现注水。

进一步地，为了保证在下放安装注水管柱以及第一封隔器10坐封、验封的过程中注水阀8的密封性，滑套83与中心管82之间设置有第一密封圈87；滑套83与第一接头81之间设置有第二密封圈88，且第二密封圈88位于第一销钉85的下方。

在冲击空间86的上下两端分别设有第一密封圈87和第二密封圈88。第一密封圈87设置在滑套83与中心管82之间，具体地，滑套83的内侧面设有密封圈安装槽，第一密封圈87安装在该安装槽内。第一密封圈87可以设置一个，第一密封圈87也可以设置多个，例如两个、三个等，多个第一密封圈87沿中心管82的轴向间隔设置。第二密封圈88设置在滑套83和第一接头81之间，且第二密封圈88位于第一销钉85的下端。具体地，第一接头81的外侧面设有安装槽，第二密封圈88安装在该安装槽内。第二密封圈88可以设置一个，第二密封圈88也可以设置多个，例如两个、三个等，多个第二密封圈88沿中心管82的轴向间隔设置。第一密封圈87和第二密封圈88可以是现有的密封圈结构，本发明实施例对第一密封圈和第二密封圈的数量以及类型不做限定。

在上述实施例的基础上，参照图5和图6，密封总成11包括上接头111、下接头112以及密封插管118，上接头111分别与注水管2和下接头112固定连接；上接头111设有与注水管2连通的上通道1111，下接头112设有与上通道1111连通的下通道1121；上通道1111和下通道1121连接处设有密封组件；密封插管118的上端与采油管3固定连接，且密封插管118内设有采油通道1183；密封插管118的下端与密封组件过盈连接，将第一环腔16的下端密封。

具体地，密封总成11包括密封管以及密封插管118，密封管包括上接头111、下接头113以及密封组件，上接头111的上端与注水管2可以通过螺纹连接，上接头111的下端与下接头112的上端可以通过螺纹连接。密封组件设置在上通道1111和下通道1121连接处，密封组件可以包括密封圈，与密封插管118过盈连接。

在安装管柱时，密封插管118与采油管3螺纹连接后下入到井内。具体地，密封插管118包括连接部1181以及密封部1182，连接部1181与采油管3螺纹连接，密封部1182与密封组件过盈连接，密封第一环腔16的下端。注水时，第一环腔16内的水不会进入采油空间18；采油时，采油空间18内的油只能通过采油通道1183进入采油管3，而不会进入注水管2内。

一般地，注入水温度较地层温度低使管柱缩短，或者，产出的流体温度较高使管柱伸长，或者其他原因导致管柱缩短或者伸长。因此，密封插管118的密封部1182的轴向长度应当考虑注水和采油过程中管柱的伸缩，密封部1182预留出足够的长度，始终保证密封部1182与密封组件过盈连接，避免因密封部1182过短与密封组件脱离，造成工艺失败。本发明实施例对密封部1182的轴向长度不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况设计。

进一步地，密封组件包括连接套113以及盘根密封圈114；连接套113卡接在上接头111和下接头112形成的卡接空间内；盘根密封圈114设置在连接套113的内表面，盘根密封圈114与密封插管118过盈连接。

具体地，连接套113包括固定连接的第一连接套1131和第二连接套1132，第一连接套1131的下端和第二连接套1132的上端可以通过螺纹连接。上接头111的内侧面向外凹陷形成上台阶面，下接头112的内侧面向外凹陷形成下台阶面，在上台阶面和下台阶面之间形成卡接空间，第一连接套1131的上端端面与上台阶面抵接，第二连接套1132的下端端面与下台阶面抵接。第一连接套1131和第二连接套1132的内表面设有安装槽，盘根密封圈114安装在安装槽内。盘根密封圈114可以是现有的结构，在此不做限定。

可选地，第一连接套1131和第二连接套1132之间设置有密封圈，第一连接套1131和上接头111之间设置有密封圈，第一连接套1131和下接头112之间设置有密封圈，第二连接套1132和下接头112之间设置有密封圈，保证密封管的密封性。

更进一步地，本实施例密封管还包括球座115，球座115位于下接头112的下通道1121内，在密封组件的下端。球座115通过第二销钉117与下接头112固定连接，本发明实施例对第二销钉117的数量不做限定。球座115的上端为锥面，以便更好的与坐封球116接触。球座115与下接头112还可以设置密封圈进行密封。

在油井中下入注水管2、注水阀8以及第一封隔器10之后，对第一封隔器10坐封和验封的具体操作为：在注水管2内投入坐封球116，待坐封球116与球座115的锥面接触时，向注水管2内注入液体至预设压力，随着注水管2内压力的升高，第一封隔器10坐封，然后继续向注水管2内注入液体至预设压力，使注水管2内压力达到第一封隔器10验封的设定值，打开第一封隔器10的验封通道，对第一封隔器10进行验封，保证第一封隔器10的密封性，保证封隔器的密封性。

在第一封隔器10验封后，继续向注水管2内注入液体至预设压力，剪断第二销钉117，将球座115和坐封球116打掉。然后，下入采油管3、采油装置以及密封插管118，使得密封插管118的密封部1182与盘根密封圈114过盈连接，密封第一环腔16的下端，进行注水及采油。

在采油过程中，采油装置可以是有杆泵，也可以是螺杆泵、射流泵等无杆泵。优选地，本发明实施例注水及采油一体化管柱采用杆式抽油泵。具体地，采油管3内从上向下依次设置有抽油杆组件以及抽油泵4。地面抽油机通过抽油杆组件将动力传递给抽油泵4，抽油泵4将油管内的石油抽吸到地面。抽油泵4可以包括拉杆、泵筒、柱塞、进油阀、出油阀等，本发明实施例对抽油泵的具体结构不做限定。

可选地，抽油杆组件包括从上向下依次固定连接的多根抽油杆14，且多根抽油杆14的直径从上向下逐渐减小。

多根抽油杆14可以通过接箍螺纹连接。抽油杆14的结构可以是现有的抽油杆结构，本发明实施例在此不做限定。抽油杆组件还包括光杆，最靠近井口的抽油杆14通过光杆与抽油机连接。本发明实施例对抽油杆14的数量不做限定，本领域技术人员可以根据井深进行设计。例如，抽油杆组件包括从上向下依次螺纹连接第一抽油杆、第二抽油杆以及第三抽油杆，第一抽油杆、第二抽油杆以及第三抽油杆的外径的直径依次减小，保证深井下的抽油杆的结构强度，避免抽油杆强度不够而断裂。

在上述实施例的基础上，继续参照图1至图3，本实施例注水管柱还包括与注水管2固定连接的第二封隔器7；第二封隔器7设置注水阀8的上方，第二封隔器7和第一封隔器10之间形成注水空间17。

为了避免对非注水层套管的腐蚀，本实施例注水管柱还包括第二封隔器7，第二封隔器7和第一封隔器10与注水管2可以螺纹连接。第二封隔器7和第一封隔器10将第二环腔分隔成靠近井底的采油空间18、靠近井口的上部环腔19以及采油空间18和上部环腔19中间的注水空间17。第二封隔器7可以是现有的常规液压封隔器、自验封封隔器等，在此不做限定。第二封隔器7可以防止注入水进入上部环腔19，避免上部环腔19内的套管15被腐蚀，充分保障井筒的完整性。

优选地，第一封隔器10为自验封封隔器。在对两个封隔器进行坐封验封时，向注水管2内注入液体至预设压力，随着注水管2内压力的升高，第一封隔器10和第二封隔器7坐封；然后继续向注水管2内注入液体至预设压力，使注水管2内压力达到第一封隔器10验封的设定值，打开第一封隔器10的验封通道，对第一封隔器10进行验封；再然后，在第二环腔内注入液体至预设压力，对第二封隔器7进行验封。

为了防止第一封隔器10和第二封隔器7在作业过程中解封，注水管柱还包括第一水力锚9和第二水力锚6；第一水力锚9与注水管2固定连接，且位于第一封隔器10和注水阀8之间；第二水力锚6与注水管2固定连接，且位于第二封隔器7上端。

第一水力锚9和第二水力锚6可以是现有的水力锚结构，在此不做限定。第一水力锚9和第二水力锚6与注水管2可以通过螺纹连接。当注水管2内的压力高于注水管2外的压力时，第一水力锚9和第二水力锚6处于工作状态，将注水管2锚定在套管15的内壁上，防止第一封隔器10和第二封隔器7解封。封隔器的解封为预定载荷的作用下，封隔器解除工作状态，即胶筒不再密封套管15的内壁。

更进一步地，注水管柱还包括与注水管2固定连接的伸缩管5，伸缩管5位于第二水力锚6的上方。伸缩管5可以是现有的伸缩管结构，在此不做限定。伸缩管的根数以及长度可根据管柱在自身重力以及注水时管柱的伸缩量进行设计。

继续参照图1至图6，下面具体说明本发明实施例采油及注水管柱的注水和采油过程：

向油井中下入注水管柱，注水管柱包括从上向下依次通过螺纹连接的注水管2、伸缩管5、第二水力锚6、第二封隔器7、注水阀8、第一水力锚9、第一封隔器10以及密封管。

在上述管柱下入到设定位置时，在注水管2内投入坐封球116，待坐封球116与球座115的锥面接触时，向注水管2内注入流体至预设压力，随着注水管2内压力的升高，第二水力锚6和第一水力锚9的锚爪伸开，将注水管2锚定在套管15的内壁上；随着注水管2内压力的继续升高，伸缩管5的销钉被剪断，使伸缩管5处于可伸缩状态，并且第二封隔器7和第一封隔器10坐封，此时，封隔器的胶筒被锁紧件锁紧在套管15的内壁，胶筒始终处于密封状态。

第二封隔器7和第一封隔器10坐封后，可以对封隔器进行验封，验证封隔器的分隔密封效果是否达到预设要求。具体操作为，继续向注水管2内注入流体至预设压力，使注水管2内压力达到第一封隔器10验封的设定值，打开第一封隔器10的验封通道，对第一封隔器10进行验封；第一封隔器10验封合格后将注水管2内泄压至零。然后，在第二环腔内注入流体至预设压力，对第二封隔器7进行验封。例如，第二环腔的压力为10MPa，稳压15min，压降0.5MPa为验封合格。第一封隔器10和第二封隔器7验封合格后，继续向注水管2内注入流体至预设压力，剪断第二销钉117，将球座115和坐封球116打掉。

采油管3的上端与油管挂1螺纹连接，采油管2的下端与密封插管118螺纹连接，在注水管柱内下入采油管3以及密封插管118，并使密封插管118的密封部1182与盘根密封圈114过盈连接，密封第一环腔16的下端。采油管2的尺寸比注水管2的尺寸小，并且采油管3和注水管2同轴。例如，采油管2为2 7/8″油管，注水管2为41/2″油管。优选地，注水管2为外径114.3mm的加厚油管，采油管3为外径73mm的加厚油管。

采油管3下入到设定位置后，坐挂油管挂1，并将井口的防喷器拆下，安装好采油树。一般地，油管挂1包括注水管油管挂和采油管油管挂，注水管与注水管油管挂连接，采油管与采油管油管挂连接。

在采油管3内依次下入抽油泵以及抽油杆组件，然后安装抽油机。抽油机和抽油杆之间连接光杆，光杆可以与采油树上端的光杆密封盒之间实现密封。

优选地，抽油杆组件包括第一抽油杆、第二抽油杆、第三抽油杆通过丝扣进行连接；第一抽油杆、第二抽油杆、第三抽油杆的直径逐渐增大，第一抽油杆、第二抽油杆、第三抽油杆的长度可根据抽油泵的具体下入深度进行适当调整。

优选地，采油管3和注水管柱的下入速度低于120m/h；抽油杆组件的下入速度低于150m/h，保证作业安全和施工质量。

向第一环腔16内注水，当压力达到注水阀8上固定滑套83的第一销钉84的剪断力时，第一销钉84被剪断，滑套83沿中心管82的轴向向下滑动，注水孔822与注水空间17连通，第一环腔16的内水依次通过第一通道811、中心通道821以及注水孔822进入注水空间17，然后经过第一射孔通道12进入注水层，实现注水。

在下入注水管柱之前，对油井的井筒进行一下处理：

先通过节流管汇释放采油管内的石油、泄压，防止采油管或者油套环腔内溢流。压力到达零之后观察3～5h；节流管汇无流溢，则可以采用不压井作业；若节流管汇溢流不止，则根据设计要求密度的压井液压井。其中，压井作业就是将地面配置好的压井液通过压井管汇循环注入至井底，使得井筒内的液柱压力高于地层压力，防止溢流、井喷等。

确认井口无溢流后下入油管堵塞阀，并按规定正打压5MPa，稳压30min，进行试压，保证施工安全。试压合格后拆采油树，安装防喷器组；其中，正打压的压力及稳压时间不以此为限。

起出井内管柱，认真检查油管腐蚀和结垢情况及油管丝扣损坏情况，检查防砂管积砂情况，并进行详细记录，保证资料齐全，为后期的决策做准备。

在套管中下入通井管柱进行通井操作，保证套管通畅。通井管柱包括由上至下依次连接的钻杆、通井规，通井规的长度需大于入井工具串中长度最大的工具，通井规的外径需大于入井工具串中外径最大的工具。

在套管中下入刮壁管柱进行刮壁操作，保证套管内壁干净。清除套管壁上的泥浆等残留物，刮壁管柱包括由上至下依次连接的钻杆、刮壁器，刮壁过程中在封隔器坐封的井段上下50m范围内反复刮壁3次。

刮壁器至人工井底，开泵，大排量注入洗井液循环洗井至进出口液体颜色、粘度、密度等一致。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在以上描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种采油及注水管柱，其特征在于，包括从内向外依次设置的采油管、注水管柱以及套管，所述采油管与所述注水管柱之间的间隙形成第一环腔；所述注水管柱和所述套管之间的间隙形成第二环腔；

所述注水管柱包括注水管、注水阀、第一封隔器以及密封总成，所述注水管从上向下依次安装有所述注水阀、所述第一封隔器以及所述密封总成；所述注水阀设有与所述第一环腔连通的注水通道；所述第一封隔器将第二环腔分隔成靠近井口的注水空间以及靠近井底的采油空间；所述密封总成密封所述第一环腔的下端，且所述密封总成设有与所述采油管连通的采油通道；所述采油通道与所述采油空间连通，所述注水阀控制所述注水通道与所述注水空间连通；

所述套管设有分别与所述注水空间和所述采油空间连通的第一射孔通道以及第二射孔通道。

2.根据权利要求1所述的采油及注水管柱，其特征在于，所述注水阀包括第一接头、中心管以及滑套；

所述第一接头的上端与所述注水管固定连接，且所述第一接头设有与所述注水管连通的第一通道；所述第一接头的下端套设在所述中心管的外侧，且与所述中心管固定连接，所述中心管与所述第一通道连通；

所述中心管靠近所述第一接头的一端设有注水孔；

所述滑套套设在所述第一接头和所述中心管的注水孔的外侧，且所述滑套的上端通过第一销钉与所述第一接头的下端固定连接；所述滑套的内侧面向外凹陷形成台阶面，所述台阶面和所述第一接头的下端端面形成冲击空间，所述冲击空间与所述注水孔连通；

预设压力流体通过所述注水孔进入所述冲击空间，剪断所述第一销钉以使所述滑套沿所述中心管的轴向向下滑动，使所述注水孔与所述注水空间连通；

所述注水通道包括所述第一通道、所述中心管以及所述注水孔。

3.根据权利要求2所述的采油及注水管柱，其特征在于，所述滑套与所述中心管之间设置有第一密封圈；

所述滑套与所述第一接头之间设置有第二密封圈，且所述第二密封圈位于所述第一销钉的下方。

4.根据权利要求1所述的采油及注水管柱，其特征在于，所述密封总成包括上接头、下接头以及密封插管，所述上接头分别与所述注水管和所述下接头固定连接；

所述上接头设有与所述注水管连通的上通道，所述下接头设有与所述上通道连通的下通道；

所述上通道和所述下通道连接处设有密封组件；

所述密封插管的上端与所述采油管固定连接，且所述密封插管内设有所述采油通道；所述密封插管的下端与所述密封组件过盈连接，将所述第一环腔的下端密封。

5.根据权利要求4所述的采油及注水管柱，其特征在于，所述密封组件包括连接套以及盘根密封圈；

所述连接套卡接在所述上接头和所述下接头形成的卡接空间内；

所述盘根密封圈设置在所述连接套的内表面，所述盘根密封圈与所述密封插管过盈连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的采油及注水管柱，其特征在于，所述采油管内从上向下依次设置有抽油杆组件以及抽油泵。

7.根据权利要求6所述的采油及注水管柱，其特征在于，所述抽油杆组件包括从上向下依次固定连接的多根抽油杆，且所述多根抽油杆的直径从上向下逐渐减小。

8.根据权利要求1-5任一项所述的采油及注水管柱，其特征在于，所述注水管柱还包括与所述注水管固定连接的第二封隔器；

所述第二封隔器位于所述注水阀的上方，所述第二封隔器和所述第一封隔器之间形成所述注水空间。

9.根据权利要求8所述的采油及注水管柱，其特征在于，所述注水管柱还包括第一水力锚和第二水力锚；

所述第一水力锚与所述注水管固定连接，且位于所述第一封隔器和所述注水阀之间；

所述第二水力锚与所述注水管固定连接，且位于所述第二封隔器的上端。

10.根据权利要求9所述的采油及注水管柱，其特征在于，所述注水管柱还包括与所述注水管固定连接的伸缩管，所述伸缩管位于所述第二水力锚的上方。

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