CN112647882A - 一种通过微爆炸解封的管柱和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种通过微爆炸解封的管柱，包括洗井及打捞管柱；设置在洗井及打捞管柱下方的油管，所述油管通过悬挂器与所述洗井及打捞管柱相连，并且所述油管上通过若干封隔器分隔成若干段，每段上均设置有注水及生产开关；其中，所述封隔器通过送入管柱下入预定井深的位置后发生变形，从而密封油管和套管之间的环空；并且所述封隔器上设置有微型爆炸装置，所述微型爆炸装置通过地面控制发生爆炸将所述封隔器炸碎从而完成解封。本发明采用微爆炸解封的完井，解决了深井或者水平井分段完井作业难解封的问题，降低打捞风险，提高作业时率。

Description

一种通过微爆炸解封的管柱和方法

技术领域

本发明涉及一种通过微爆炸解封的管柱和方法，属于完井工具及方法领域。

背景技术

石油天然气开采过程中往往需要分段注水、分段开采，一般是使用套管封隔器将套管与油管之间的环空进行封堵，然后实施分段注水或找堵水等作业。通过送入管柱将封隔器下入预定井深后，通过液压力、机械力等方式使胶筒鼓胀变形，从而密封油套环空。作业一段时间后，该管柱一般需要通过上提的方式进行解封封隔器，然后才能起出，进行管柱更换或其他作业。然而现阶段随着油气开采向着更深、更远的地层钻进，深井越来越多，长水平段的井也越来越多，这给管柱的上提解封造成了很大困难，经常会出现管柱无法解封，从而造成卡管柱的现象。因此，对于深井及长水平井，现有的二次分段完井管柱及方法无法满足使用要求，作业困难，需开发一种全新的二次分段完井管柱及方法。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种通过微爆炸解封的管柱，采用微爆炸解封的完井，解决了深井或者水平井分段完井作业难解封的问题，降低打捞风险，提高作业时率。

为了实现以上发明目的，本发明的一个方面，提出了一种通过微爆炸解封的管柱，包括：

洗井及打捞管柱；

设置在洗井及打捞管柱下方的油管，所述油管通过悬挂器与所述洗井及打捞管柱相连，并且所述油管上通过若干封隔器分隔成若干段，每段上均设置有注水及生产开关；

其中，所述封隔器通过送入管柱下入预定井深的位置后发生变形，从而密封油管和套管之间的环空；并且所述封隔器上设置有微型爆炸装置，所述微型爆炸装置通过地面控制发生爆炸将所述封隔器炸碎从而完成解封。

本发明的进一步改进在于，所述洗井及打捞管柱的上端设置有井口装置，所述井口装置上连接有控制所述微型爆炸装置发生爆炸的控制器。

本发明的进一步改进在于，所述控制器为微波发生器，所述微波发生器通过所述洗井及打捞管柱将微波传递到井下，并通过微波引爆所述微型爆炸装置。

本发明的进一步改进在于，所述封隔器包括包覆在所述油管外壁上的封隔器胶筒，微型爆炸装置包括设置在所述封隔器的胶筒内的若干火药筒，所述火药筒内填充有火药；所述火药筒上设置有控制所述火药筒引爆的控制阀。

本发明的进一步改进在于，所述控制阀包括电路板，所述电路板连接有点火装置，所述点火装置连接所述火药筒；所述电路板上设置有接收所述微波的微波接收装置；

其中，所述微波接收装置接收到微波信号后，所述电路板控制所述点火装置点燃所述火药筒内的火药，引爆所述微型爆炸装置。

本发明的进一步改进在于，所述火药筒采用柔性材质制成，并沿周向均匀设置在所述封隔器胶筒内。

本发明的进一步改进在于，所述火药筒为圆筒状结构，其两端和远离所述封隔器胶筒中心轴的方向设置有若干孔。

本发明的进一步改进在于，所述油管的端部设置有反洗井滑套。

本发明的另一个方面，提出了一种完井方法，其包括：

将油管下入到预定的位置后，悬挂器坐封将油管的上端固定在套管上。之后将开启封隔器将油管分隔为若干段，油管各段中的注水及生产开关分别开启进行注水或生产；

解封时，所述封隔器内的微型爆炸装置被引爆，并且微型爆炸装置将封隔器炸碎，完成解封。

本发明的进一步改进在于，在引爆微型爆炸装置时，通过控制器发出微波信号通过洗井及打捞管柱传递至井下，微波信号引爆所述微型爆炸装置，将封隔器炸碎。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的一种通过微爆炸解封的管柱，采用微爆炸解封的完井，解决了深井或者水平井分段完井作业难解封的问题，降低打捞风险，提高作业时率。其实现了可靠地解封，打捞更为方便。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：

图1所示为本发明的一个实施例的通过微爆炸解封的管柱的结构示意图；

图2所示为本发明的一个实施例的封隔器的结构示意图，显示了微型爆炸装置的安装位置；

图3是图2是A-A剖视图；

图4所示为本发明的一个实施例的微型爆炸装置的结构示意图；

附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

在附图中各附图标记的含义如下：1、油管，2、悬挂器，3、封隔器，4、注水及生产开关，5、反洗井滑套，6、洗井及打捞管柱，7、套管，8、井口装置，9、控制器，11、微型爆炸装置，12、火药筒，13、控制阀，14、点火装置，15、电路板，16、微电池，17、火药，18、孔。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。

图1示意性地显示了根据本发明的一个实施例的通过微爆炸解封的管柱。根据本发明的通过微爆炸解封的管柱，采用微爆炸解封的完井，解决了深井或者水平井分段完井作业难解封的问题，降低打捞风险，提高作业时率。

图1示意性地显示了根据本发明的一个实施例的一种通过微爆炸解封的管柱，其包括洗井及打捞管柱6。洗井及打捞管柱6的下方设置有油管1，油管1的上端设置有悬挂器2，所述悬挂器2将所述油管1的上端固定在套管7上。所述油管1上还设置有若干封隔器3，所述封隔器3在送入管柱下入预定井深的位置后发生变形，从而密封油管1和套管7之间的环空。这样，所述封隔器3将油管1分隔成为若干段，两个封隔器3之间形成一段。在本实施例中，油管1的每一段上均设置有注水及生产开关4，通过注水及生产开关4进行注水、生产。解封时，所述封隔器3上设置有微型爆炸装置11，所述微型爆炸装置11通过地面控制发生爆炸将所述封隔器3炸碎从而完成解封。在本实施例中，“上”方为靠近井口的方向，“下”方为远离井口的方向。

在根据本实施例所述的通过微爆炸解封的管柱中，通过微型爆炸装置11对封隔器3进行解封，解决了深井或者水平井分段完井作业难解封的问题，降低打捞风险，提高作业时率。其实现了可靠地解封，打捞更为方便。

在一个实施例中，所述洗井及打捞管柱6的上端设置有井口装置8，所述井口装置8上连接有控制所述微型爆炸装置11发生爆炸的控制器9。井上的人员通过控制器9能够控制所述封隔器3内的微型爆炸装置11发生爆炸，从而控制封隔器3解封。在本实施例中，通过在井上设置控制器9，能够完成井下解封操作。

在一个实施例中，所述控制器9为微波发生器，所述微波发生器通过所述洗井及打捞管柱6将微波传递到井下，并通过微波引爆所述微型爆炸装置11。通过微波的方式将引爆指令传递到井下，不需要线缆或其他投放装置来传输控制指令，不仅传输速度快、成本低，而且控制更加精确，不容易出现误操作而提前发生爆炸的问题。

在一个优选的实施例中，如图2和图3所示，所述封隔器3包括封隔器3胶筒，分割器胶筒为圆筒状的结构，其包覆在油管1外，构成具有弹性的封隔器3，填充在油管1和套管7之间。微型爆炸装置11包括若干火药筒12，火药筒12设置在封隔器3胶筒内。在本实施例中，火药筒12为管状的结构，其内部填充有火药17。微型爆炸装置11还包括控制阀13，控制阀13也设置在封隔器3胶筒内，并且与火药筒12相连。控制阀13能够控制引爆火药筒12。

在一个优选的实施例中，如图4所示，所述控制阀13包括电路板15和点火装置14，所述点火装置14的点火端对准所述火药筒12，另一端连接有微电池16。微电池16为点火装置14提供电源，在电路板15的控制下，点火装置14发出电火花，从而点燃火药筒12内的火药，火药筒12发生爆炸，从而将封隔器3炸碎。在本实施例中，电路板15上设置有微波接收装置，微波接收装置能够接收到地面的微波发生器发出的微波信号。电路板15接收到微波信号后控制微电池16向点火装置14提供电流，从而使点火装置14发出电火花，进而引爆火药筒12。

在一个实施例中，所述火药筒12采用柔性材质制成，其能够发生变形。在封隔器3胶筒发生变形而封隔油管1和套管7时，火药筒12可随封隔器3胶筒一同发生变形。优选地，所述火药筒12的数量为3至8个，火药筒12与油管1中心轴平行设置，并分别设置在封隔器3胶筒的周向上。如图3所示，火药筒12的数量为四个，分别以九十度分别设置在封隔器3胶筒的周向上。通过在封隔器3胶筒的周向上设置若干火药筒12，在发生爆炸时更加均匀，能够将封隔器3胶筒更加彻底地碎除。

在一个实施例中，所述火药筒12为圆筒状结构，火药筒12的表面设置有若干小孔18，小孔18均匀设置在火药筒12的两端以及火药筒12的一侧面，其中，小孔18设置在火药筒12上远离封隔器3胶筒中心轴的一侧。

在根据本实施例所述的通过微爆炸解封的管柱中，微型爆炸装置11的火药筒12均匀设置在封隔器3胶筒内，在发生爆炸时，以油管1为中心其周向上均发生爆炸，能够使封隔器3胶筒碎除更为均匀、彻底。火药筒12上设置若干小孔18，能够在封隔器3胶筒内释放爆炸产生的冲击力。由于小孔设置在火药筒12的两端和远离所述封隔器3胶筒中心轴的一侧，这样能够避免爆炸破坏油管1。在一个实施例中，所述油管1的端部设置有反洗井滑套5。

根据本发明的另一个方面还提出了一种完井方法，所述方法根据上述实施例的通过微爆炸解封的管柱实现。本实施例中所述方法包括以下步骤：

将油管1下入到预定的位置后，悬挂器2坐封将油管1的上端固定在套管7上。之后将开启封隔器3将油管1分隔为若干段，油管1各段中的注水及生产开关4分别开启进行注水或生产；

解封时，所述封隔器3内的微型爆炸装置11被引爆，并且微型爆炸装置11将封隔器3炸碎，完成解封。

在一个实施例中，通过控制器9发出微波信号通过洗井及打捞管柱6传递至井下，微波信号引爆所述微型爆炸装置11，将封隔器3炸碎。具体来说，首先下入洗井或打捞管柱，将洗井及打捞管柱6的下端与悬挂器2对接，在地面发出微波信号通过洗井及打捞管柱6传递至井下，微波接收装置接收到微波信号，并通过电路板15控制微电池16为点火装置14提供电源，点火装置14产生电火花从而点燃火药筒12内的火药17。这时微型爆炸装置11发生爆炸，将封隔器3炸碎，完成解封

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种通过微爆炸解封的管柱，其特征在于，包括：

洗井及打捞管柱(6)；

设置在洗井及打捞管柱(6)下方的油管(1)，所述油管(1)通过悬挂器(2)与所述洗井及打捞管柱(6)相连，并且所述油管(1)上通过若干封隔器(3)分隔成若干段，每段上均设置有注水及生产开关(4)；

其中，所述封隔器(3)通过送入管柱下入预定井深的位置后发生变形，从而密封油管(1)和套管(7)之间的环空；并且所述封隔器(3)上设置有微型爆炸装置(11)，所述微型爆炸装置(11)通过地面控制发生爆炸将所述封隔器(3)炸碎从而完成解封。

2.根据权利要求1所述的通过微爆炸解封的管柱，其特征在于，所述洗井及打捞管柱(6)的上端设置有井口装置(8)，所述井口装置(8)上连接有控制所述微型爆炸装置(11)发生爆炸的控制器(9)。

3.根据权利要求2所述的通过微爆炸解封的管柱，其特征在于，所述控制器(9)为微波发生器，所述微波发生器通过所述洗井及打捞管柱(6)将微波传递到井下，并通过微波引爆所述微型爆炸装置(11)。

4.根据权利要求3所述的通过微爆炸解封的管柱，其特征在于，所述封隔器(3)包括包覆在所述油管(1)外壁上的封隔器(3)胶筒，微型爆炸装置(11)包括设置在所述封隔器(3)的胶筒内的若干火药筒(12)，所述火药筒(12)内填充有火药(17)；所述火药筒(12)上设置有控制所述火药筒(12)引爆的控制阀(13)。

5.根据权利要求4所述的通过微爆炸解封的管柱，其特征在于，所述控制阀(13)包括电路板(15)，所述电路板(15)连接有点火装置(14)，所述点火装置(14)连接所述火药筒(12)；所述电路板(15)上设置有接收所述微波的微波接收装置；

其中，所述微波接收装置接收到微波信号后，所述电路板(15)控制所述点火装置(14)点燃所述火药筒(12)内的火药，引爆所述微型爆炸装置(11)。

6.根据权利要求4或5所述的通过微爆炸解封的管柱，其特征在于，所述火药筒(12)采用柔性材质制成，并沿周向均匀设置在所述封隔器(3)胶筒内。

7.根据权利要求6所述的通过微爆炸解封的管柱，其特征在于，所述火药筒(12)为圆筒状结构，其两端和远离所述封隔器(3)胶筒中心轴的方向设置有若干孔(18)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的通过微爆炸解封的管柱，其特征在于，所述油管(1)的端部设置有反洗井滑套(5)。

9.使用根据权利要求1至8中任一项所述的通过微爆炸解封的管柱的微爆炸解封的完井方法，其特征在于，包括：

将油管(1)下入到预定的位置后，悬挂器(2)坐封将油管(1)的上端固定在套管(7)上。之后将开启封隔器(3)将油管(1)分隔为若干段，油管(1)各段中的注水及生产开关(4)分别开启进行注水或生产；

解封时，所述封隔器(3)内的微型爆炸装置(11)被引爆，并且微型爆炸装置(11)将封隔器(3)炸碎，完成解封。

10.根据权利要求6所述的完井方法，其特征在于，在引爆微型爆炸装置(11)时，通过控制器(9)发出微波信号通过洗井及打捞管柱(6)传递至井下，微波信号引爆所述微型爆炸装置(11)，将封隔器(3)炸碎。

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