CN111236886B - 浮式旋转滑动防砂井口装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种浮式旋转滑动防砂井口装置及方法。其技术方案是：包括滑动井口、旋转井口、连接管汇和施工控制管汇，所述的滑动井口包括下接头、底法兰、快装帽、中心管，中心管穿过快装帽穿过底法兰与下接头连接，下接头的另一端连接施工油管，底法兰连接施工井口法兰，使井内油套环空形成一个封闭的空间，中心管上端连接井控阀门；所述的旋转井口包括油管短节、旋转短节、承重旋转接头，井控阀门上端连接油管短节，油管短节上端连接旋转短节，所述的旋转短节的上端连接承重旋转接头；有益效果是：具有更好的耐压旋转和滑动效果；可灵活转向，且抗冲击、抗震动，耐高温高压；适用于多个油层的分层充填防砂，减少施工工序，安全可靠，无卡砂隐患。
Description
技术领域
本发明涉及一种油气井压裂充填反洗防砂装置，特别涉及一种浮式旋转滑动防砂井口装置及方法。
背景技术
随着油田开发进入中后期，地层出砂日益加剧。而细分层系的调整开发，使得多层井数量大大增加，分层压裂防砂工艺能够有针对性的对整个地层进行区别改造和防砂施工，并确保各层之间相互独立，已被大范围推广。
目前，压裂防砂作业用的井口均为固定井口，存在安装、拆卸复杂等一系列问题。当在压裂充填结束后需要倒管线反洗井，单层充填需要上提管柱丢手，分层防砂需要起管柱换层施工，固定井口显然无法满足要求。首先，固定井口存在操作不便且存在施工安全隐患。其次，分层防砂换层施工中，起管柱时需要拆装底座法兰，工作量大、耗时较长，且有砂卡管柱风险，安全隐患大。第三，单层充填中若出现反洗不通，需快速起管柱情况时，现有井口结构无法满足要求。
如中国专利号为CN201720431193.5（公开号为CN206785337U）的中国实用新型专利《挤压循环一体化防砂滑动井口组件管汇》披露了一种挤压循环一体化防砂滑动井口组件管汇，可以提高油井高压挤压、循环充填、反洗井施工各施工步骤的安全性，降低现场施工人员的工作强度，但仍然存在以下缺点：
1、井上连接管汇部分为高压软管连接，实际无法承受高压挤压作业，存在一定的安全隐患，且不耐高温，对于某些高温高压井并不能满足要求；
2、变向三通接头实际使用时需封堵顶部，再连接提升短节，该设计降低液体过流能力，增加摩擦阻力和压差阻力，从而加大压力损失，降低施工效率。
再如中国专利号为CN201720377510.X（公开号为CN206668317U）的中国实用新型专利《防砂充填一体化井口装置》披露了一种挤压循环一体化防砂滑动井口组件管汇，可以提高油井高压挤压、循环充填、反洗井施工各施工步骤的安全性，降低现场施工人员的工作强度。以上公开技术同样无法解决本申请要解决的技术问题。
综上所述，现有油田防砂井口还有进一步改进的空间。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种免拆卸可浮式旋转上下滑动的浮式旋转滑动防砂井口装置及方法, 具有更好的耐压旋转和滑动效果, 降低施工人员工作强度，安全可靠，无卡砂隐患。
本发明提到的一种浮式旋转滑动防砂井口装置，其技术方案是：包括滑动井口（A）、旋转井口（B）、连接管汇（C）和施工控制管汇（D），所述的滑动井口（A）包括下接头（1）、底法兰（2）、快装帽（3）、中心管（4），中心管（4）穿过快装帽（3）穿过底法兰（2）与下接头（1）连接，下接头（1）的另一端连接施工油管，底法兰（2）连接施工井口法兰，使井内油套环空形成一个封闭的空间，中心管（4）上端连接井控阀门（5）；
所述的旋转井口（B）包括油管短节（6）、旋转短节（7）、承重旋转接头（8），井控阀门（5）上端连接油管短节（6），油管短节（6）上端连接旋转短节（7），所述的旋转短节（7）的上端连接承重旋转接头（8）；
所述的连接管汇（C）包括第一高压活动弯头（9）、第一油管（10）、第二高压活动弯头（11）、第二油管（12），承重旋转接头（8）通过第一高压活动弯头（9）跟第一油管（10）连接，所述的第一油管（10）通过第二高压活动弯头（11）跟第二油管（12）连接；
所述的施工控制管汇（D）包括由壬变径接头（13）、第一组三通管汇（14）、第一旋塞阀（15）、第二旋塞阀（16）、由壬短节（17）、第二组三通管汇（18），所述的第二油管（12）通过由壬变径接头（13）跟第一组三通管汇（14）连接；所述的第一组三通管汇（14）另外两端分别连接第一旋塞阀（15）、第二旋塞阀（16），所述第二旋塞阀（16）通过由壬短节（17）连接第二组三通管汇（18）。
优选的，上述的旋转短节（7）包括密封装置（71）、不锈钢球（72）、密封油脂充填口（73）和短节主体（74），所述短节主体（74）的上下两端分别设有母扣，在上侧设有密封油脂充填口（73），且短节主体（74）的上端通过密封装置（71）、不锈钢球（72）与承重旋转接头（8）连接，且通过密封油脂充填口（73）注入油脂，所述短节主体（74）的下端与油管短节（6）螺纹连接。
优选的，上述的中心管（4）的表面镀钨合金材料，形成一层强化层，其耐磨、耐腐蚀，并且硬度高。
优选的，上述的第一高压活动弯头（9）、第二高压活动弯头（11）由三排高强度不锈钢球支撑旋转。
优选的，上述的第二组三通管汇（18）的一端设有套管闸门接口（G），另一端设有反洗出口（H）。
优选的，上述的第一旋塞阀（15）的外端连接防砂管线（I）。
本发明提到的浮式旋转滑动防砂井口装置的使用方法，包括以下过程：
首先，滑动井口（A）跟施工井口连接：中心管（4）穿过快装帽（3）穿过底法兰（2）与下接头（1）连接，下接头（1）的另一端连接施工油管，底法兰（2）连接施工井口法兰，使井内油套环空形成一个封闭的空间；
其次，旋转井口（B）通过井控阀门（5）跟所述的滑动井口（A）连接：中心管（4）上端连接井控阀门（5），所述的井控阀门（5）可以快速启闭阀门，防止井喷等安全事故。井控阀门（5）上端连接油管短节（6），所述的油管短节（6）调节补偿井下施工节点位置。油管短节（6）上端连接旋转短节（7），所述的旋转短节（7）通过不锈钢球（72）连接承重旋转接头（8）；
然后，施工控制管汇（D）通过连接管汇（C）跟所述的旋转井口（B）连接：承重旋转接头（8）通过第一高压活动弯头（9）跟第一油管（10）连接，所述的第一油管（10）通过第二高压活动弯头（11）跟第二油管（12）连接，所述的第二油管（12）通过由壬变径接头（13）跟第一组三通管汇（14）连接。所述的第一组三通管汇（14）另外两端分别连接第一旋塞阀（15）、第二旋塞阀（16），所述第二旋塞阀（16）通过由壬短节（17）连接第二组三通管汇（18）；
最后，浮式旋转滑动防砂井口跟施工泵车组连接：第一套管闸门（E）连接反洗泵车，第一旋塞阀（15）连接防砂管线，第二组三通管汇（18）一端连接第二套管闸门（F），另一端连接地面配液池。
本发明的有益效果是：该井口带有钢球旋转部件，具有更好的耐压旋转和滑动效果；井上连接部分有高压活动弯头，可灵活转向，且抗冲击、抗震动，耐高温高压；井口整体为流线型设计，流阻小；连接方式为由壬连接，拆装方便。可以适用于多个油层的分层充填防砂，不需要配套安装地面管汇，下一趟管柱，即可实现多层充填防砂作业，减少施工工序，节省作业时间，不用拆卸连接管线即可进行反洗井，降低施工人员工作强度，安全可靠，无卡砂隐患。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图；
附图2为本发明滑动井口的半剖视图；
附图3为本发明旋转井口的半剖视图；
附图4为连接管汇剖视图；
附图5为施工控制管汇示意图；
上图中：滑动井口（A）、旋转井口（B）、连接管汇（C）和施工控制管汇（D）、第一套管闸门（E）、第二套管闸门（F）、套管闸门接口（G）、反洗出口（H）、防砂管线（I），下接头（1）、底法兰（2）、快装帽（3）、中心管（4）、井控阀门（5）、油管短节（6）、旋转短节（7）、承重旋转接头（8）、第一高压活动弯头（9）、第一油管（10）、第二高压活动弯头（11）、第二油管（12）、壬变径接头（13）、第一组三通管汇（14）、第一旋塞阀（15）、第二旋塞阀（16）、由壬短节（17）、第二组三通管汇（18）；密封装置71、不锈钢球72、密封油脂充填口73、短节主体（74）。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
参照附图1-5，本发明提到的一种浮式旋转滑动防砂井口装置，包括滑动井口（A）、旋转井口（B）、连接管汇（C）和施工控制管汇（D），所述的滑动井口（A）包括下接头（1）、底法兰（2）、快装帽（3）、中心管（4），中心管（4）穿过快装帽（3）穿过底法兰（2）与下接头（1）连接，下接头（1）的另一端连接施工油管，底法兰（2）连接施工井口法兰，使井内油套环空形成一个封闭的空间，中心管（4）上端连接井控阀门（5）；
所述的旋转井口（B）包括油管短节（6）、旋转短节（7）、承重旋转接头（8），井控阀门（5）上端连接油管短节（6），油管短节（6）上端连接旋转短节（7），所述的旋转短节（7）的上端连接承重旋转接头（8）；
所述的连接管汇（C）包括第一高压活动弯头（9）、第一油管（10）、第二高压活动弯头（11）、第二油管（12），承重旋转接头（8）通过第一高压活动弯头（9）跟第一油管（10）连接，所述的第一油管（10）通过第二高压活动弯头（11）跟第二油管（12）连接；
所述的施工控制管汇（D）包括由壬变径接头（13）、第一组三通管汇（14）、第一旋塞阀（15）、第二旋塞阀（16）、由壬短节（17）、第二组三通管汇（18），所述的第二油管（12）通过由壬变径接头（13）跟第一组三通管汇（14）连接；所述的第一组三通管汇（14）另外两端分别连接第一旋塞阀（15）、第二旋塞阀（16），所述第二旋塞阀（16）通过由壬短节（17）连接第二组三通管汇（18）。
优选的，上述的旋转短节（7）包括密封装置（71）、不锈钢球（72）、密封油脂充填口（73）和短节主体（74），所述短节主体（74）的上下两端分别设有母扣，在上侧设有密封油脂充填口（73），且短节主体（74）的上端通过密封装置（71）、不锈钢球（72）与承重旋转接头（8）连接，且通过密封油脂充填口（73）注入油脂，所述短节主体（74）的下端与油管短节（6）螺纹连接。
作为本发明的一种改进，所述的中心管，表面镀钨合金材料，其作用在于使中心管表面获得一层强化层，耐磨、耐腐蚀，并且硬度高，可以提高中心管的机械性能与强度，减少施工安全隐患，防止落井事故。
作为本发明的又一种改进，所述的井控阀门和施工控制管汇均由旋塞阀控制，其作用在于耐高温高压，流体阻力小，启闭迅速、轻便，并且拆装、换向方便。
作为本发明的又一种改进，所述的旋转井口、高压活动弯头由三排高强度不锈钢球支撑旋转，其作用在于在高压下旋转更加灵活、稳定，而且抗冲击、抗震动性能好。
作为本发明的又一种改进，所述的浮式旋转滑动防砂井口整体为流线型设计，其作用在于减少管道内的摩擦阻力和压差阻力，降低压力损失，提高施工生产效率。
作为本发明的又一种改进，所述的三通管汇由三通、由壬帽和由壬变径接头组成，其作用在于拆装方便，省时省力，节省施工人员劳动强度。
另外，本发明提到的浮式旋转滑动防砂井口装置的使用方法，包括以下过程：
首先，滑动井口（A）跟施工井口连接。中心管（4）穿过快装帽（3）穿过底法兰（2）与下接头（1）连接，下接头（1）的另一端连接施工油管，底法兰（2）连接施工井口法兰，使井内油套环空形成一个封闭的空间。
其次，旋转井口（B）通过井控阀门（5）跟所述的滑动井口（A）连接。中心管（4）上端连接井控阀门（5），所述的井控阀门（5）可以快速启闭阀门，防止井喷等安全事故。井控阀门（5）上端连接油管短节（6），所述的油管短节（6）调节补偿井下施工节点位置。油管短节（6）上端连接旋转短节（7），所述的旋转短节（7）通过不锈钢球（72）连接承重旋转接头（8）。
然后，施工控制管汇（D）通过连接管汇（C）跟所述的旋转井口（B）连接。承重旋转接头（8）通过第一高压活动弯头（9）跟第一油管（10）连接，所述的第一油管（10）通过第二高压活动弯头（11）跟第二油管（12）连接，所述的第二油管（12）通过由壬变径接头（13）跟第一组三通管汇（14）连接。所述的第一组三通管汇（14）另外两端分别连接第一旋塞阀（15）、第二旋塞阀（16），所述第二旋塞阀（16）通过由壬短节（17）连接第二组三通管汇（18）。
最后，浮式旋转滑动防砂井口跟施工泵车组连接。第一套管闸门（E）连接反洗泵车，第一旋塞阀（15）连接防砂管线，第二组三通管汇（18）一端连接第二套管闸门（F），另一端连接地面配液池。
还需要说明的是：
工作原理1：压裂充填作业施工
打开井控阀门（5）、第一旋塞阀（15），关闭第二旋塞阀（16）、第一套管闸门、第二套管闸门，发动泵车组进行压裂充填施工，泵入的含砂液达到设计要求时，完成压裂充填作业施工。
工作原理2：循环充填作业施工
在完成压裂充填施工后，继续保持第一旋塞阀（15）开启，打开第二套管闸门，脱砂液流经第二组三通管汇（18）反出地面配液池，完成循环充填过程，流入地面配液池的液体经泵车组再次泵入井内进行重复充填。
工作原理3：反洗井作业施工
在循环充填作业施工结束后需要快速反洗井时，关闭第二套管闸门、第一旋塞阀（15），然后打开第一套管闸门、第二旋塞阀（16），发动反洗泵车实现快速反洗井作业施工。
工作原理4：上提管柱作业施工
打开快装帽（4），上提承重旋转接头（8）至设计位置，井下管柱因井底压力、扭矩而自动旋转泄力，然后关闭快装帽，施工完毕。
工作原理5：多油层作业施工
将施工管柱下放至设计井深，重复工作原理1到工作原理4，即可实现多个油层的分层压裂充填防砂。
以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。
Claims (1)
1.一种浮式旋转滑动防砂井口装置的使用方法，其特征是：浮式旋转滑动防砂井口装置包括滑动井口（A）、旋转井口（B）、连接管汇（C）和施工控制管汇（D），所述的滑动井口（A）包括下接头（1）、底法兰（2）、快装帽（3）、中心管（4），中心管（4）穿过快装帽（3）穿过底法兰（2）与下接头（1）连接，下接头（1）的另一端连接施工油管，底法兰（2）连接施工井口法兰，使井内油套环空形成一个封闭的空间，中心管（4）上端连接井控阀门（5）；
所述的旋转井口（B）包括油管短节（6）、旋转短节（7）、承重旋转接头（8），井控阀门（5）上端连接油管短节（6），油管短节（6）上端连接旋转短节（7），所述的旋转短节（7）的上端连接承重旋转接头（8）；
所述的连接管汇（C）包括第一高压活动弯头（9）、第一油管（10）、第二高压活动弯头（11）、第二油管（12），承重旋转接头（8）通过第一高压活动弯头（9）跟第一油管（10）连接，所述的第一油管（10）通过第二高压活动弯头（11）跟第二油管（12）连接；
所述的施工控制管汇（D）包括由壬变径接头（13）、第一组三通管汇（14）、第一旋塞阀（15）、第二旋塞阀（16）、由壬短节（17）、第二组三通管汇（18）；
所述的旋转短节（7）包括密封装置（71）、不锈钢球（72）、密封油脂充填口（73）和短节主体（74），所述短节主体（74）的上下两端分别设有母扣，在上侧设有密封油脂充填口（73），且短节主体（74）的上端通过密封装置（71）、不锈钢球（72）与承重旋转接头（8）连接，且通过密封油脂充填口（73）注入油脂，所述短节主体（74）的下端与油管短节（6）螺纹连接；
所述的中心管（4）的表面镀钨合金材料，形成一层强化层，其耐磨、耐腐蚀，并且硬度高；
所述的第一高压活动弯头（9）、第二高压活动弯头（11）由三排高强度不锈钢球支撑旋转；
所述的第二组三通管汇（18）的一端设有套管闸门接口（G），另一端设有反洗出口（H）；
所述的第一旋塞阀（15）的外端连接防砂管线（I）；
其中，浮式旋转滑动防砂井口装置的使用方法，包括以下过程：
首先，滑动井口（A）跟施工井口连接：中心管（4）穿过快装帽（3）穿过底法兰（2）与下接头（1）连接，下接头（1）的另一端连接施工油管，底法兰（2）连接施工井口法兰，使井内油套环空形成一个封闭的空间；
其次，旋转井口（B）通过井控阀门（5）跟所述的滑动井口（A）连接：中心管（4）上端连接井控阀门（5），所述的井控阀门（5）可以快速启闭阀门，防止井喷等安全事故；井控阀门（5）上端连接油管短节（6），所述的油管短节（6）调节补偿井下施工节点位置；油管短节（6）上端连接旋转短节（7），所述的旋转短节（7）通过不锈钢球（72）连接承重旋转接头（8）；
然后，施工控制管汇（D）通过连接管汇（C）跟所述的旋转井口（B）连接：承重旋转接头（8）通过第一高压活动弯头（9）跟第一油管（10）连接，所述的第一油管（10）通过第二高压活动弯头（11）跟第二油管（12）连接，所述的第二油管（12）通过由壬变径接头（13）跟第一组三通管汇（14）连接；所述的第一组三通管汇（14）另外两端分别连接第一旋塞阀（15）、第二旋塞阀（16），所述第二旋塞阀（16）通过由壬短节（17）连接第二组三通管汇（18）；
最后，浮式旋转滑动防砂井口跟施工泵车组连接：第一套管闸门（E）连接反洗泵车，第一旋塞阀（15）连接防砂管线，第二组三通管汇（18）一端连接第二套管闸门（F），另一端连接地面配液池。
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