CN111005703A - 一种海上油田分层防砂分层注水一体化管柱及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上油田分层防砂分层注水一体化管柱及方法，一体化管柱包括防砂管柱、注水管柱，所述防砂管柱、注水管柱均为独立管柱，所述注水管柱位于防砂管柱内部，所述防砂管柱、注水管柱上端同时连接穿越型Y445丢手封隔器。本发明通过一体化的总体设计，实现海上油田一步法的防砂注水要求，设置穿越型Y445悬挂丢手封隔器将防砂管柱与注水管柱独立，实现注水管柱后期的独立检换，同时两种管柱均采用平衡式设计，降低管柱蠕动。

Description

一种海上油田分层防砂分层注水一体化管柱及方法

技术领域

本发明涉及石油开采井下注水管柱，具体地说是一种海上油田分层防砂分层注水一体化管柱及方法。

背景技术

目前注水开发是海上主导开发方式，据不完全统计水驱产量占总产量85％以上，高效注水对海上油田稳产上产具有重要的意义。对于出砂油藏，高效防砂对于延长注水管柱寿命，降低后期作业封风险为重要。目前对于此类油藏，采用化学防砂和机械防挂滤砂两种工艺。在应用中，化学防砂井有效期较短，防砂失效后往往造成砂堵、砂埋，注水效果较差，后期检修成本较高。因此较多地采用机械挂滤防砂，该工艺完井工艺需要两步，首先下入防砂管柱，然后再下入注水管柱。该工艺施工周期较长，需要三天左右，尤其对于海上油田来说，开发成本较高。

经过检索，发现公开(公告)号CN2804381Y，公开(公告)日2006-08-09的公开文献公开了一种小直径分防分注一体化管柱，包括防砂工艺管柱和注水工艺管柱，所述的防砂工艺管柱包括悬挂封隔器、滤砂管、分层封隔器、洗井阀、安全接头以及丝堵，注水工艺管柱包括配水器、注水芯子、测试工作筒、洗井阀芯、双向流动阀。该专利从管柱结构上实现了小直径井筒分层防砂的同时进行分层注水的目的。但是该技术依然采用的两步法防砂注水工艺，首先下入防砂工艺管柱，防砂管柱内设置坐封分层防砂封隔器的坐封管柱，封隔器坐封后再丢手，最后下入注水工艺管柱。其次，该工艺在注水管柱中下入注水芯子，分层级数受限，而且下层流量无法进行地面控制，没有达到根据地质配注进行分层注水的目的。

经过检索，发现公开(公告)号2503206Y，公开(公告)日2002-07-31的公开文献公开了一种注水防砂一体化管柱，包括油管、分层封隔器、夹壁注水防砂装置、封闭注水防砂装置、注水阀装置和配水器装置。该管柱兼顾了注水管柱及防砂管柱，结构紧凑，实现了注水防砂一体化设计，但是该管柱密封部件较多，结构较为复杂，现场应用可靠性较差。重要的是，该装置未设置反洗井结构，不符合海上油田后期维护的要求。此外，该装置在后期检修注水管柱时，也要将防砂管柱一块起出，一定程度上造成防砂管柱的资源浪费。

经过检索，发现2017年2月《内江科技》公开的非专利文献《海上油田长效分层防砂分层注水工艺技术研究》，该工艺按照作业施工设计连接防砂管柱，接至悬挂封隔器时，将防砂管柱悬挂于井口，将配套的坐封内管按设计要求调配好插入防砂管柱内腔，最后用悬挂丢手封隔器把内外管连接起来；坐封油管锚，上提、下放管柱加压8～10t，完成油管锚坐封；坐封封隔器，分时段打压完成Y445丢手封隔器、Y341分层封隔器坐封，打开定压滑套；④投Φ45mm钢球，待钢球到达丢手封隔器球座位置，正打压至压力突降，完成丢手封隔器丢手；若打压丢手困难，正转管柱20圈以上完成丢手，起出坐封管柱；再次下入注水管柱。该工艺施工工序比较繁琐，对于海上油田的快速安全生产不大相符。

经过检索，发现2010年11月《石油机械》期刊公开的非专利文献《冀东油田分层防砂分层注水一体化技术研究》，该管柱采用悬挂滤砂管分层防砂方式，1次丢手管柱可实现多层系分层防砂。管柱丢手后，坐封内管随丢手管柱起出地面，留井防砂外管形成主通径108mm的防砂完井井眼，再用小直径偏心分层注水工艺管柱进行分层注水。虽然考虑到了洗井通道大，可全井筒大排量反洗井的优点，但是施工如上述文献，防砂管柱跟注水管柱需要分两次下入，施工工序繁琐，而且施工成功较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海上油田分层防砂分层注水一体化管柱及方法，该管柱通过一体化的总体设计，实现海上油田一步法的防砂注水要求，设置穿越型Y445悬挂丢手封隔器将防砂管柱与注水管柱独立，实现注水管柱后期的独立检换，同时两种管柱均采用平衡式设计，降低管柱蠕动。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种海上油田分层防砂分层注水一体化管柱，包括防砂管柱、注水管柱，所述防砂管柱、注水管柱均为独立管柱，所述注水管柱位于防砂管柱内部，所述防砂管柱、注水管柱上端同时连接穿越型Y445丢手封隔器，所述防砂管柱包括自上而下间隔设置在套管上的至少两个分别对应不同油层的滤砂管，所述滤砂管两两之间、最上方的滤砂管上方、最下方的滤砂管下方均设置Y341封隔器，Y341封隔器设置在套管上，所述注水管柱包括自上而下间隔设置在油管上的至少两个分别对应不同油层的可调配水器，每一个可调配水器的上方和下方均设置液控分层封隔器，液控分层封隔器设置在油管上，液控管线穿过穿越型Y445丢手封隔器与每一个液控分层封隔器连接。

所述油管上还设置井下安全阀、可洗井安全封隔器，井下安全阀位于可洗井安全封隔器上方，可洗井安全封隔器位于穿越型Y445丢手封隔器上方，所述井下安全阀、可洗井安全封隔器分别连接各自的液控管线。

所述注水管柱上还设置有水下开关，水下开关位于液控分层封隔器两两之间。

所述注水管柱上还设置可锁定补偿器，可锁定补偿器位于穿越型Y445丢手封隔器下方。

所述穿越型Y445丢手封隔器包括上接头、上中心管、下中心管、密封体、坐卡封管、坐封胶筒机构、锚定卡封机构、双向双活塞驱动机构、下接头，所述上中心管下端与下中心管上端通过密封体连接，所述坐卡封管空套在上中心管和下中心管外部，所述坐封胶筒机构、锚定卡封机构、双向双活塞驱动机构均套装在坐卡封管外壁，所述双向双活塞驱动机构位于坐封胶筒机构、锚定卡封机构之间，所述坐卡封管与上中心管之间构成第一环空，坐卡封管与下中心管之间构成第二环空，所述密封体内壁与上中心管、下中心管密封，密封体外壁与坐卡封管内壁密封，所述密封体开设互不连通的密封体轴向通道、密封体径向通道，所述密封体轴向通道上端连通第一环空，下端连通第二环空，所述密封体径向通道使上中心管内腔及下中心管内腔与双向双活塞驱动机构连通，所述上中心管上端及坐封胶筒机构上端同时连接上接头，上接头开设轴向的上接头轴向通道，所述锚定卡封机构下端连接下接头，下接头和下中心管之间构成第三环空，所述上接头轴向通道、第一环空、密封体轴向通道、第二环空、第三环空自上而下依次连通构成液控管线的穿越通道。

所述坐封胶筒机构包括胶筒、坐封筒，所述胶筒套装在坐卡封管外壁，胶筒上端顶住打捞头下端，打捞头上端丝扣式连接上接头，打捞头下端内壁丝扣式连接坐卡封管，所述锚定卡封机构包括上锥体、下锥体、卡瓦、卡瓦套、板簧，所述卡瓦位于上锥体和下锥体之间，所述板簧设置在卡瓦凹槽内，所述卡瓦设置在卡瓦套开设的径向贯通的导向安装槽内，下锥体外壁套接托环，卡瓦套下端丝扣式连接托环，卡瓦套上端通过锚定剪钉固定在上锥体上，所述双向双活塞驱动机构包括缸套、上活塞、下活塞，所述上活塞和下活塞均安装在缸套内，所述缸套下端内壁与下活塞丝扣式连接，下活塞下端连接上锥体，上活塞上端对应坐封筒下端，所述密封体径向通道连通至上活塞和下活塞之间的空间。

所述坐封筒外壁还套装锁环套，锁环套通过坐封剪钉固定在坐封筒上，所述缸套上端丝扣式连接锁环套螺纹连接，锁环置于锁环套与缸套内部台阶之间，所述的坐封筒外部以及锁环内部均设置马牙扣，并相互连接。所述上活塞和坐卡封管之间还设置一个锁块。所述下锥体下端通过连接套连接解封环，解封环通过解封剪钉固定在下接头上。

所述上接头开设反洗通道，反洗通道连通至第一环空。

所述可锁定补偿器包括外筒、锁定补偿杆、上接头、锁定套，所述外筒下端和锁定补偿杆外壁同时丝扣式连接锁定套，外筒与锁定补偿杆之间形成环空，锁定补偿杆上端外壁与外筒内壁密封，外筒上端丝扣式连接上接头。

所述的上接头下端外部与外筒之间设置组合密封，所述的自锁补偿杆上端外壁与外筒内壁之间设置多道组合密封；所述自锁补偿杆外部设置1m以上的自锁螺纹，所述锁定套内部设置能够与之匹配的自锁螺纹。

所述注水管柱最下端安装小丝堵，小丝堵上方连接反洗阀，所述防砂管柱的最下端安装大丝堵。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种海上油田分层防砂分层注水一体化施工方法，施工过程中，根据油层段的深度，依次下入防砂管柱各个工具，下至穿越型Y445丢手封隔器之前，根据防砂工具串位置，调整下入注水工具，其中通过调整可锁定补偿器能够更加精确地调配注水工具深度，具体操作是通过旋转外筒，从而实现外筒与锁定补偿器相对位移的变化，锁定补偿器带动注水工具深度变化，而且这种变化一旦确定后，不再随注水工况变化而发生变化，使之牢固坐在更为合适的位置，然后接穿越型Y445丢手封隔器，液控管线从此处整体穿出，之后整体下入，液控管线捆绑至油管上，直至装井口悬挂器；

正常注入时，打开井下安全阀，地面液控管线打压，液控分层封隔器坐封，然后经过地面注水泵从油管打压，坐封Y341封隔器，下入测调一体化仪器，根据地层配注量，调节可调配水器；当需要反循环洗井时，从地面将液控分层封隔器泄压，封隔器解封，经过地面控制柜将可洗井安全封隔器洗井滑套打开，实现大排量反洗井要求，使井筒得以安全清洗；

当注水发生异常时，将所述液控管线卸压，井下安全阀在弹簧作用下，活塞回缩，阀板自动关闭，此时可洗井安全封隔器依然处于坐封状态，实现异常情况下的整个井筒的迅速关闭，满足海上安全环保要求；

后期检修时，只需要正转油管，穿越型Y445丢手封隔器上接头与下端管柱脱离，此时防砂管柱与注水管柱脱离，上提油管，便可以直接检换注水管柱，由于注水管柱上设置了可锁定补偿器，能够消除封隔器解封不彻底或者封隔器结垢施工的扭矩，确保能够安全倒开。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

(1)该管柱整体采用一体化设计，摈弃了目前先期防砂、后期注水两步法的施工工序，施工工序较为简单；

(2)通过旋转穿越型Y445丢手封隔器及可锁定补偿器，能够将防砂管柱及注水管柱脱离，实现注水管柱的单独检修，节省施工成本；

(3)可锁定补偿器代替目前常规的伸缩补偿类补偿器，防止注水工况变化时管柱蠕动的问题；

(4)该套管柱的油套环空及油管两个通道都能够单独控制，意外情况发生时，都能够迅速关闭，能够适应目前较高的安全环保要求；

(5)注水管柱及防砂管柱都采用平衡式设计，消除注水过程中的活塞效应；

(6)洗井时能够地面液控管线打压，滑套开启，过流面积较大，能够实现大排量的反洗井要求。

附图说明

图1为本发明的一种海上油田分层防砂分层注水一体化管柱结构示意图；

图2为穿越型Y445丢手封隔器工具示意图；

图3为可锁定补偿器示意图；

图4为穿越型Y445丢手封隔器工具A-A剖视图；

图5为密封体512工具的剖视图。

图中：液控管线1、井下安全阀2、可洗井安全封隔器3、油管4、穿越型Y445丢手封隔器5、套管6、可锁定补偿器7、液控分层封隔器8、可调配水器9、井下开关10、滤砂管11、Y341封隔器12、反洗阀13、小丝堵14、大丝堵15；

上接头501、穿越通道5011、反洗通道5012、上中心管502、打捞头503、胶筒504、隔环505、坐封筒506、坐封剪钉507、锁环套508、锁环509、缸套510、坐卡封管511、密封体512、胶圈513、上活塞514、锁块515、下活塞516、上锥体517、锚定剪钉518、板簧519、卡瓦520、卡瓦套521、托环522、下锥体523、连接套524、解封环525、解封剪钉526、下接头527、下中心管528、液控管线529；

上接头701、聚四氟乙烯垫环702、胶圈703、外筒704、锁定补偿杆705、自锁螺纹7051、锁定套706。

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做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。

请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：一种海上油田分层防砂分层注水一体化管柱，包括防砂管柱、注水管柱，所述防砂管柱、注水管柱均为独立管柱，所述注水管柱位于防砂管柱内部，所述防砂管柱、注水管柱上端同时连接穿越型Y445丢手封隔器5，所述防砂管柱包括自上而下间隔设置在套管上的至少两个分别对应不同油层的滤砂管11，所述滤砂管两两之间、最上方的滤砂管上方、最下方的滤砂管下方均设置Y341封隔器12，Y341封隔器设置在套管6上，所述注水管柱包括自上而下间隔设置在油管上的至少两个分别对应不同油层的可调配水器9，每一个可调配水器的上方和下方均设置液控分层封隔器8，液控分层封隔器设置在油管4上，液控管线穿过穿越型Y445丢手封隔器与每一个液控分层封隔器连接。

所述油管上还设置井下安全阀2、可洗井安全封隔器3，井下安全阀位于可洗井安全封隔器上方，可洗井安全封隔器位于穿越型Y445丢手封隔器上方，所述井下安全阀、可洗井安全封隔器分别连接各自的液控管线。

所述注水管柱上还设置有水下开关10，水下开关位于液控分层封隔器两两之间，井下开关设置于液控封隔器的中间，当液控封隔器坐封之后，由于下井前井下开关处于开启状态，油管内部打压，达到一定压力时，防砂管柱的Y341封隔器坐封，其后油管内部泄压，内部轨道自动实现换向，关闭井下开关，该工具类似于目前的轨道式配水器，只不过是个相反的动作过程。其实，此处的井下开关也可以用常用的节流器代替。

所述注水管柱上还设置可锁定补偿器7，可锁定补偿器位于穿越型Y445丢手封隔器下方。

所述穿越型Y445丢手封隔器包括上接头501、上中心管502、下中心管528、密封体512、坐卡封管511、坐封胶筒机构、锚定卡封机构、双向双活塞驱动机构、下接头527，所述上中心管下端与下中心管上端通过密封体连接，所述坐卡封管空套在上中心管和下中心管外部，所述坐封胶筒机构、锚定卡封机构、双向双活塞驱动机构均套装在坐卡封管外壁，所述双向双活塞驱动机构位于坐封胶筒机构、锚定卡封机构之间，所述坐卡封管与上中心管之间构成第一环空，坐卡封管与下中心管之间构成第二环空，所述密封体内壁与上中心管、下中心管密封，密封体外壁与坐卡封管内壁密封，所述密封体开设互不连通的密封体轴向通道、密封体径向通道，所述密封体轴向通道上端连通第一环空，下端连通第二环空，所述密封体径向通道使上中心管内腔及下中心管内腔与双向双活塞驱动机构连通，所述上中心管上端及坐封胶筒机构上端同时连接上接头，上接头开设轴向的上接头轴向通道，所述锚定卡封机构下端连接下接头，下接头和下中心管之间构成第三环空，所述上接头轴向通道、第一环空、密封体轴向通道、第二环空、第三环空自上而下依次连通构成液控管线的穿越通道5011。

所述坐封胶筒机构包括胶筒504、坐封筒506，所述胶筒套装在坐卡封管511外壁，胶筒上端顶住打捞头503下端，打捞头上端丝扣式连接上接头501，打捞头下端内壁丝扣式连接坐卡封管，所述锚定卡封机构包括上锥体517、下锥体523、卡瓦520、卡瓦套521、板簧519，所述卡瓦位于上锥体和下锥体之间，所述板簧设置在卡瓦凹槽内，所述卡瓦设置在卡瓦套开设的径向贯通的导向安装槽内，下锥体外壁套接托环522，卡瓦套下端丝扣式连接托环，卡瓦套上端通过锚定剪钉518固定在上锥体上，所述双向双活塞驱动机构包括缸套510、上活塞514、下活塞516，所述上活塞和下活塞均安装在缸套内，所述缸套下端内壁与下活塞丝扣式连接，下活塞下端连接上锥体，上活塞上端对应坐封筒下端，所述密封体径向通道连通至上活塞和下活塞之间的空间。

所述坐封筒外壁还套装锁环套508，锁环套通过坐封剪钉固定在坐封筒上，所述缸套上端丝扣式连接锁环套，锁环509置于锁环套与缸套内部台阶之间，所述的坐封筒外壁以及锁环内壁均设置马牙扣，并相互连接。锁环套下端与缸套螺纹连接，内部放置锁环，缸套下端与下活塞螺纹连接，当达到一定压力时，上活塞上移，推动坐封筒整体上移，而坐封筒外端设置马牙扣，能够与整体下行的锁环产生锁紧。

所述上活塞和坐卡封管之间还设置一个锁块515。锁块的作用就是防止下井过程中锚定卡封机构中途坐封，具体做法是在下活塞上端圆周上设置四个轴向通孔，在坐卡封管上对应的位置处设置一圈凹槽，然后将锁块置于通孔内，至凹槽内，将下端的锚定卡封机构暂时挂住，直至上活塞上行后，将位置让出，锁块脱出，下活塞开始下移。

所述下锥体下端通过连接套连接解封环525，解封环通过解封剪钉526固定在下接头上。

所述上接头开设反洗通道5012，反洗通道连通至第一环空。

反洗时，洗井液从反洗通道依次经过第一环空、密封体的轴向通孔、第二环空以及第三环空，下至油套环空，最终通过底部的反洗阀流至油管内部，直至返出井口完成一个循环的反洗井。

所述可锁定补偿器包括外筒704、锁定补偿杆705、上接头701、锁定套706，所述外筒下端和锁定补偿杆外壁同时丝扣式连接锁定套，外筒与锁定补偿杆之间形成环空，锁定补偿杆上端外壁与外筒内壁密封，外筒上端丝扣式连接上接头。

所述的上接头下端外部与外筒之间设置组合密封，所述的自锁补偿杆上端外壁与外筒内壁之间设置多道组合密封；所述自锁补偿杆外部设置1m以上的自锁螺纹7051，所述锁定套内部设置能够与之匹配的自锁螺纹。

所述注水管柱最下端安装小丝堵14，小丝堵上方连接反洗阀13，所述防砂管柱的最下端安装大丝堵15。

本发明管柱通过一体化的总体设计，实现海上油田一步法的防砂注水要求，设置穿越型Y445丢手封隔器将防砂管柱与注水管柱独立，实现注水管柱后期的独立检换，同时两种管柱均采用平衡式设计，降低管柱蠕动。

一种海上油田分层防砂分层注水一体化管柱，包括独立的防砂管柱、注水管柱、穿越型Y445丢手封隔器以及安全控制装置，所述防砂管柱包括Y341封隔器12、滤砂管11、套管6、大丝堵15组成，所述的注水管柱包括液控分层封隔器8、可调配水器9、井下开关10、可锁定补偿器7、反洗阀13以及小丝堵14组成，所述的穿越型Y445丢手封隔器5将防砂管柱与注水管柱连接成一体，所述的安全控制装置通过油管5与下端的一体化管柱连接。

所述的安全控制装置包括井下安全阀2、可洗井安全封隔器3。

所述的可洗井安全封隔器设置锁紧机构，一旦封隔器坐封，便永久坐封，能够保障各种情况下的套管环空封闭。这种锁紧机构为本技术领域封隔器中的常规技术。

所述的液控分层封隔器8、可洗井安全封隔器3通过所述的液控管线串联至井口，所述的可洗井安全封隔器的洗井机构通过另一根液控管线至井口，所述的井下安全阀通过一根液控管线至井口。

所述的穿越型Y445丢手封隔器置于油层的顶界，包括液控管线穿越机构、坐封机构、锚定结构以及解封机构，具体地包括上接头501、上中心管502、打捞头503、胶筒504、隔环505、坐封筒506、坐封剪钉507、锁环套508、锁环509、缸套510、坐卡封管511、密封体512、胶圈513、上活塞514、锁块515、下活塞516、上锥体517、锚定剪钉518、板簧519、卡瓦520、卡瓦套521、托环522、下锥体523、连接套524、解封环525、解封钉526、下接头527、下中心管528、液控管线529，所述的上接头501设置液控管线穿越通道，所述的密封体512将所述的上中心管502与下中心管528连接，所述的上接头内部与上中心管螺纹连接，同时上接头与打捞头503反扣连接，便于后期检修时倒扣脱离，所述的中心管与打捞头螺纹连接，所述的胶筒504、隔环505、坐封筒506依次置于坐卡封管511外部，所述的锁环套508、锁环509置于坐封筒506外部，并配钻坐封剪钉507，所述的上活塞514、锁块515、下活塞516共同置于坐卡封管511上，所述的缸套510与锁环套508螺纹连接，所述的下活塞与缸套螺纹连接，所述的上锥体517与下活塞螺纹连接，卡瓦套与上锥体通过锚定剪钉连接，所述的卡瓦520、板簧519置于卡瓦套521内，所述的托环522置于所述的下锥体外边，与下锥体台阶接触，同时与所述的卡瓦套521螺纹连接，所述的连接套524与下锥体下端螺纹连接，所述的下接头与中心管螺纹连接，所述的解封环525与连接套524下端螺纹连接，同时与下接头通过解封剪钉连接，所述的液控管线从坐卡封管与上中心管及下中心管的环空中整体穿越。

所述的坐封筒外部以及锁环内部均设置马牙扣，并相互连接。这种锁紧机构为本技术领域封隔器中的常规技术。

所述的密封体轴向上设置多个轴向通道，实现液控管线穿越以及反洗井功能。同时径向上设置多个径向通孔，实现油管内的压力传递，确保封隔器坐封以及锚定。

所述的密封体外表面上下端分别设置所述的胶圈，确保该处的密封。

所述的解封剪钉的剪切力大于所述的坐封剪钉以及所述的锚定剪钉的剪切力。

所述的可锁定补偿器包括上接头701、胶圈703、聚四氟乙烯垫环702、外筒704、锁定补偿杆705、锁定套706、自锁螺纹7051等组成，所述的上接头701与外筒704螺纹连接，所述的锁定补偿杆705置于所述外筒704的内部，所述锁定套706与外筒704螺纹连接。上接头701，锁定补偿杆705之间设置聚四氟乙烯垫环702、胶圈703。

设置的聚四氟乙烯垫环主要是防止锁定补偿杆在活动拉伸中将胶圈割坏，这种设置主要是为了保护胶圈，提高密封性能。

所述的上接头下端外部设置组合密封，所述的自锁补偿杆设置多道组合密封，所述的组合密封包括所述的胶圈以及所述的聚四氟乙烯垫环。

所述的自锁补偿杆外部设置1m以上的自锁螺纹，所述的锁定套内部设置能够与之匹配的自锁螺纹。

所述的Y341封隔器分隔各个地层，管柱底端也设置Y341封隔器，消除防砂管柱的活塞效应。

每个Y341封隔器上下各设置一个所述的液控封隔器，液控封隔器之间设置一个所述的井下开关。该开关在Y341封隔器坐封过程中，保持水嘴开启，再次打压时，通过变换轨道，保持水嘴关闭。Y341封隔器也就是平衡封隔器。

每个油层均设置一个所述的可调配水器，能够实现后期注水过程中的边测边调。每个滤砂管对准每个油层。

施工过程中，根据油层段的深度，依次下入防砂管柱各个工具，下至穿越型Y445丢手封隔器之前，根据防砂工具串位置，调整下入注水工具，其中通过调整可锁定补偿器能够更加精确地调配注水工具深度，具体操作是通过旋转外筒，从而实现外筒与锁定补偿器相对位移的变化，锁定补偿器带动注水工具深度变化，而且这种变化一旦确定后，不再随注水工况变化而发生变化，使之牢固坐在更为合适的位置，然后接穿越型Y445丢手封隔器，液控管线从此处整体穿出，之后整体下入，液控管线捆绑至油管上，直至装井口悬挂器。

正常注入时，打开井下安全阀，地面液控管线打压，液控分层封隔器坐封，然后经过地面注水泵从油管打压，坐封Y341封隔器，下入测调一体化仪器，根据地层配注量，调节可调配水器。当需要反循环洗井时，从地面将液控分层封隔器泄压，封隔器解封，经过地面控制柜将可洗井安全封隔器洗井滑套打开，实现大排量反洗井要求，使井筒得以安全清洗。

当注水发生异常时，经过地面控制柜将所述液控管线自动卸压，井下安全阀在弹簧作用下，活塞回缩，阀板自动关闭，此时可洗井安全封隔器依然处于坐封状态，实现异常情况下的整个井筒的迅速关闭，满足海上安全环保要求。

后期检修时，只需要正转油管，穿越型Y445丢手封隔器上接头与下端管柱脱离，此时防砂管柱与注水管柱脱离，上提油管，便可以直接检换注水管柱，由于注水管柱上设置了可锁定补偿器，能够消除封隔器解封不彻底或者封隔器结垢施工的扭矩，确保能够安全倒开。

本发明的另一实施例，通过采用常规类的可洗井封隔器，代替本发明所述的液控分层封隔器，也可以实施分层防砂分层注水一体化工艺技术。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位指示或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种海上油田分层防砂分层注水一体化管柱，包括防砂管柱、注水管柱，其特征在于，所述防砂管柱、注水管柱均为独立管柱，所述注水管柱位于防砂管柱内部，所述防砂管柱、注水管柱上端同时连接穿越型Y445丢手封隔器，所述防砂管柱包括自上而下间隔设置在套管上的至少两个分别对应不同油层的滤砂管，所述滤砂管两两之间、最上方的滤砂管上方、最下方的滤砂管下方均设置Y341封隔器，Y341封隔器设置在套管上，所述注水管柱包括自上而下间隔设置在油管上的至少两个分别对应不同油层的可调配水器，每一个可调配水器的上方和下方均设置液控分层封隔器，液控分层封隔器设置在油管上，液控管线穿过穿越型Y445丢手封隔器与每一个液控分层封隔器连接。

2.根据权利要求1所述的一种海上油田分层防砂分层注水一体化管柱，其特征在于，所述油管上还设置井下安全阀、可洗井安全封隔器，井下安全阀位于可洗井安全封隔器上方，可洗井安全封隔器位于穿越型Y445丢手封隔器上方，所述井下安全阀、可洗井安全封隔器分别连接各自的液控管线。

3.根据权利要求1或2所述的一种海上油田分层防砂分层注水一体化管柱，其特征在于，所述注水管柱上还设置有水下开关，水下开关位于液控分层封隔器两两之间。

4.根据权利要求1或2所述的一种海上油田分层防砂分层注水一体化管柱，其特征在于，所述注水管柱上还设置可锁定补偿器，可锁定补偿器位于穿越型Y445丢手封隔器下方。

5.根据权利要求1或2所述的一种海上油田分层防砂分层注水一体化管柱，其特征在于，所述穿越型Y445丢手封隔器包括上接头、上中心管、下中心管、密封体、坐卡封管、坐封胶筒机构、锚定卡封机构、双向双活塞驱动机构、下接头，所述上中心管下端与下中心管上端通过密封体连接，所述坐卡封管空套在上中心管和下中心管外部，所述坐封胶筒机构、锚定卡封机构、双向双活塞驱动机构均套装在坐卡封管外壁，所述双向双活塞驱动机构位于坐封胶筒机构、锚定卡封机构之间，所述坐卡封管与上中心管之间构成第一环空，坐卡封管与下中心管之间构成第二环空，所述密封体内壁与上中心管、下中心管密封，密封体外壁与坐卡封管内壁密封，所述密封体开设互不连通的密封体轴向通道、密封体径向通道，所述密封体轴向通道上端连通第一环空，下端连通第二环空，所述密封体径向通道使上中心管内腔及下中心管内腔与双向双活塞驱动机构连通，所述上中心管上端及坐封胶筒机构上端同时连接上接头，上接头开设轴向的上接头轴向通道，所述锚定卡封机构下端连接下接头，下接头和下中心管之间构成第三环空，所述上接头轴向通道、第一环空、密封体轴向通道、第二环空、第三环空自上而下依次连通构成液控管线的穿越通道。

6.根据权利要求5所述的一种海上油田分层防砂分层注水一体化管柱，其特征在于，所述坐封胶筒机构包括胶筒、坐封筒，所述胶筒套装在坐卡封管外壁，胶筒上端顶住打捞头下端，打捞头上端丝扣式连接上接头，打捞头下端内壁丝扣式连接坐卡封管，所述锚定卡封机构包括上锥体、下锥体、卡瓦、卡瓦套、板簧，所述卡瓦位于上锥体和下锥体之间，所述板簧设置在卡瓦凹槽内，所述卡瓦设置在卡瓦套开设的径向贯通的导向安装槽内，下锥体外壁套接托环，卡瓦套下端丝扣式连接托环，卡瓦套上端通过锚定剪钉固定在上锥体上，所述双向双活塞驱动机构包括缸套、上活塞、下活塞，所述上活塞和下活塞均安装在缸套内，所述缸套下端内壁与下活塞丝扣式连接，下活塞下端连接上锥体，上活塞上端对应坐封筒下端，所述密封体径向通道连通至上活塞和下活塞之间的空间。

7.根据权利要求6所述的一种海上油田分层防砂分层注水一体化管柱，其特征在于，所述坐封筒外壁还套装锁环套，锁环套通过坐封剪钉固定在坐封筒上，所述缸套上端丝扣式连接锁环套螺纹连接，锁环置于锁环套与缸套内部台阶之间，所述的坐封筒外部以及锁环内部均设置马牙扣，并相互连接；所述上活塞和坐卡封管之间还设置一个锁块；所述下锥体下端通过连接套连接解封环，解封环通过解封剪钉固定在下接头上。

8.根据权利要求5所述的一种海上油田分层防砂分层注水一体化管柱，其特征在于，所述上接头开设反洗通道，反洗通道连通至第一环空。

9.根据权利要求4所述的一种海上油田分层防砂分层注水一体化管柱，其特征在于，所述可锁定补偿器包括外筒、锁定补偿杆、上接头、锁定套，所述外筒下端和锁定补偿杆外壁同时丝扣式连接锁定套，外筒与锁定补偿杆之间形成环空，锁定补偿杆上端外壁与外筒内壁密封，外筒上端丝扣式连接上接头。

10.根据权利要求9所述的一种海上油田分层防砂分层注水一体化管柱，其特征在于，所述的上接头下端外部与外筒之间设置组合密封，所述的自锁补偿杆上端外壁与外筒内壁之间设置多道组合密封；所述自锁补偿杆外部设置1m以上的自锁螺纹，所述锁定套内部设置能够与之匹配的自锁螺纹。

11.根据权利要求1或2所述的一种海上油田分层防砂分层注水一体化管柱，其特征在于，所述注水管柱最下端安装小丝堵，小丝堵上方连接反洗阀，所述防砂管柱的最下端安装大丝堵。

12.一种海上油田分层防砂分层注水一体化施工方法，其特征在于，施工过程中，根据油层段的深度，依次下入防砂管柱各个工具，下至穿越型Y445丢手封隔器之前，根据防砂工具串位置，调整下入注水工具，其中通过调整可锁定补偿器能够更加精确地调配注水工具深度，具体操作是通过旋转外筒，从而实现外筒与锁定补偿器相对位移的变化，锁定补偿器带动注水工具深度变化，而且这种变化一旦确定后，不再随注水工况变化而发生变化，使之牢固坐在更为合适的位置，然后接穿越型Y445丢手封隔器，液控管线从此处整体穿出，之后整体下入，液控管线捆绑至油管上，直至装井口悬挂器；

正常注入时，打开井下安全阀，地面液控管线打压，液控分层封隔器坐封，然后经过地面注水泵从油管打压，坐封Y341封隔器，下入测调一体化仪器，根据地层配注量，调节可调配水器；当需要反循环洗井时，从地面将液控分层封隔器泄压，封隔器解封，经过地面控制柜将可洗井安全封隔器洗井滑套打开，实现大排量反洗井要求，使井筒得以安全清洗；

当注水发生异常时，将所述液控管线卸压，井下安全阀在弹簧作用下，活塞回缩，阀板自动关闭，此时可洗井安全封隔器依然处于坐封状态，实现异常情况下的整个井筒的迅速关闭，满足海上安全环保要求；

后期检修时，只需要正转油管，穿越型Y445丢手封隔器上接头与下端管柱脱离，此时防砂管柱与注水管柱脱离，上提油管，便可以直接检换注水管柱，由于注水管柱上设置了可锁定补偿器，能够消除封隔器解封不彻底或者封隔器结垢施工的扭矩，确保能够安全倒开。

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