CN112709557A - 一种海上油田安全长效注水管柱及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海上油田安全长效注水管柱及施工方法,包括:防砂管柱、注水管柱,所述注水管柱设置在防砂管柱内部;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,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,每个可调配水器的下方均连接一个坐封开关,每个坐封开关的上方和下方均设置有液控分层封隔器。本发明既能够实现防砂管柱与注水管柱的一次下入,节省单井施工时间,又能够实现海上油田可靠的独立检修,延长防砂管柱的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采井下注水工具技术领域,具体地说是一种海上油田安全长效注水管柱及施工方法。
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,降低后期作业风险为重要。由于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,发现申请号2018111751591发明了一种海上油田分层防砂分层注水一体化管柱,该管柱包括防砂管柱、注水管柱,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。该种管柱在后期检修时,需要正转油管才能实现穿越型Y445丢手封隔器上接头与下端管柱脱离,主要存在两方面的问题:一是海上注水普遍设置环空安全封隔器,由于该封隔器具有锁紧结构,一旦封隔器胶筒坐封,只能上提管柱才能解封,因此正转管柱难度很大;二是在该种管柱中设置了液控管线,再次增加了正转管柱的难度。
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Y 445丢手封隔器、Y 341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。
以上公开技术的技术方案以及所要解决的技术问题和产生的有益效果均与本发明不相同,针对本发明更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果,以上公开技术文件均不存在技术启示。
发明内容
本发明的目的在于提供一种海上油田安全长效注水管柱及施工方法,既能够实现防砂管柱与注水管柱的一次下入,节省单井施工时间,又能够实现海上油田可靠的独立检修,延长防砂管柱的使用寿命。
为了达成上述目的,本发明采用了如下技术方案,一种海上油田安全长效注水管柱,包括:
防砂管柱、注水管柱,所述注水管柱设置在防砂管柱内部;
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,封隔在井筒内壁;
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,每个可调配水器的下方均连接一个坐封开关,每个坐封开关的上方和下方均设置有液控分层封隔器,所述每一个坐封开关所处的高度与所径向对应的Y341封隔器所处的高度相一致,所述的液控分层封隔器设置在油管上,封隔在套管内壁。
进一步地,所述防砂管柱上端、注水管柱上端同时连接悬挂丢手封隔器,在悬挂丢手封隔器下端连接拉套开关,所述悬挂丢手封隔器内部设置液控管线,液控管线穿过悬挂丢手封隔器,并与每一个液控分层封隔器连接。
进一步地,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。
进一步地,所述拉套开关包括上接头、下接头以及剪钉,所述的上接头与下接头螺纹反扣设置,中间连接处通过剪钉连接。
进一步地,所述油管上还设置井下安全阀、环空安全封隔器,所述井下安全阀位于环空安全封隔器上方,环空安全封隔器位于悬挂丢手封隔器上方,所述井下安全阀、环空安全封隔器分别连接各自的液控管线。
进一步地,所述注水管柱上还设置可锁定补偿器,可锁定补偿器位于悬挂丢手封隔器下方。
进一步地,所述井下安全阀为常规液控式阀板安全阀。
进一步地,所述环空安全封隔器包括:
坐封机构,所述坐封机构套装在中心管外部;
所述坐封机构包括:
钢体,所述钢体套装在中心管外部,钢体内壁与中心管外壁之间构成环形间隙,作为洗井下通道;所述钢体还开设偏心的传压通道,传压通道上端口连接第二液控管线;
胶筒,所述胶筒套装在钢体外壁,所述胶筒至少设置两个,胶筒两两之间设置隔环,每个胶筒的内壁均开设内凹环槽,且所有的胶筒开设的内凹环槽大小不一,即自上而下的胶筒的内凹环槽逐级变小。
进一步地,所述坐封机构包括:
坐封活塞,所述坐封活塞设置在缸套内部,所述缸套底部与钢体外壁连接,所述钢体开设径向传压孔,该传压孔使传压通道和缸套内腔即活塞腔连通;
坐封活塞下止件,所述坐封活塞下止件固定在缸套内壁,且设置的位置高于径向传压孔,限制坐封活塞下行,但坐封活塞下止件为轴向贯通件,即坐封活塞下端面与径向传压孔为连通状态;
锁套,所述锁套上端顶住胶筒下端,锁套下端连接坐封活塞。
进一步地,所述坐封机构包括:
锁环,所述锁环装在锁套的外壁,锁环外壁与缸套内壁为马牙扣式连接,使锁套相对于缸套只能单向上行。
进一步地,所述坐封机构包括:
压环,所述压环连接在锁套的上端外壁,压环的下端压住锁环的上端,对锁环轴向限位,所述压环通过坐封剪钉与锁套连接固定。
进一步地,所述钢体外壁设置限位台,该限位台下端面对胶筒上端面轴向限位。
进一步地,还包括:
平衡解封机构,所述平衡解封机构设置在缸套内,且位于坐封活塞下方。
进一步地,所述平衡解封机构包括:
平衡活塞,所述平衡活塞设置在缸套内部,平衡活塞位于坐封活塞下方;
平衡活塞上止件,所述平衡活塞上止件固定在缸套内壁,且设置的位置低于径向传压孔,限制平衡活塞上行,但平衡活塞上止件为轴向贯通件,即平衡活塞上端面与径向传压孔为连通状态;
解封剪钉,所述缸套的底部通过解封剪钉与钢体连接固定。
进一步地,所述平衡解封机构包括:
支撑套,所述支撑套位于缸套内,支撑套上端连接平衡活塞,支撑套下端顶在缸套底部密封环台上端面上。
进一步地,所述平衡解封机构包括:
安全锁块,安全锁块安装在钢体外部的凹槽中,安全锁块对支撑套内壁环台轴向限位,即限制支撑套上行。
进一步地,还包括:
洗井机构,所述洗井机构套装在中心管外部,洗井机构下端连接坐封机构。
进一步地,所述洗井机构包括:
反洗套,所述反洗套中部开设径向贯通的反洗套洗井孔,反洗套上端连接上外套下端,反洗套下端连接下外套;
滑套,所述滑套套装在中心管外部,且滑套内壁与中心管外壁之间构成环形空间,作为洗井上通道,洗井上通道与洗井下通道连通,所述滑套开设径向贯通的滑套洗井孔;
多级组合密封盘根,所述多级组合密封盘根设置在反洗套内壁卡台上,使反洗套内壁与滑套外壁之间密封,所述多级组合密封盘根包括上多级组合密封盘根和下多级组合密封盘根,上多级组合密封盘根位于反洗套洗井孔上方,下多级组合密封盘根位于反洗套洗井孔下方。
进一步地,所述多级组合密封盘根包括:
耐磨耐温胶圈,所述耐磨耐温胶圈安装反洗套内壁;
聚四氟保护圈一,所述聚四氟保护圈一安装在反洗套内壁,且位于耐磨耐温胶圈上端;
聚四氟保护圈二,所述聚四氟保护圈二安装在反洗套内壁,且位于耐磨耐温胶圈下端;
软铜垫圈一,所述软铜垫圈一安装在反洗套内壁,且软铜垫圈一位于聚四氟保护圈一的上端;
软铜垫圈二,所述软铜垫圈二安装在反洗套内壁,且软铜垫圈二位于聚四氟保护圈二下端。
进一步地,所述聚四氟保护圈一下端与耐磨耐温胶圈上端紧密贴合,所述聚四氟保护圈二上端与耐磨耐温胶圈下端紧密贴合。
进一步地,所述洗井机构包括:
柱塞,所述柱塞伸入连接套开设的柱塞孔中,柱塞孔上方为连接套开设的缩颈轴向通孔,连接套外壁与上外套上端连接,连接套内壁与中心管上端连接;
连接体,所述连接体上端连接柱塞下端,连接体下端连接滑套上端。
进一步地,所述洗井机构包括:
复位小弹簧,所述复位小弹簧位于上外套内部,复位小弹簧上端顶住连接体下端,下端顶在上外套内壁开设的轴向限位台上。
进一步地,所述洗井机构包括:
复位大弹簧,所述复位大弹簧位于下外套内部,复位大弹簧上端连接上垫环,所述上垫环上端面顶在滑套外壁的限位台上,复位大弹簧下端连接下垫环,所述下垫环下端面顶在坐封机构的钢体的上端面上。
进一步地,所述洗井机构包括:
上接头,所述上接头下端与连接套连接,上接头开设轴向液控孔,轴向液控孔下端与柱塞孔连通,轴向液控孔上端连接第一液控管线。
进一步地,反洗套通过防转钉与上外套连接固定,反洗套通过防转钉与下外套连接固定。
进一步地,所述悬挂丢手封隔器,包括:
坐封机构,所述坐封机构套装在中心管外部;
悬挂机构,所述悬挂机构套装在中心管外部,悬挂机构上端连接坐封机构下端;
丢手机构,所述丢手机构通过打捞头连接中心管上端,并且坐封机构上端顶在打捞头下端面;
其特征在于,还包括密封管,所述密封管置于中心管内部,且密封管外壁与中心管内壁之间构成管线穿越通道;
所述丢手机构包括丢手棘爪、丢手支撑套,所述丢手棘爪、丢手支撑套均设置在打捞头与密封管之间的空间内,所述丢手棘爪外壁与打捞头内壁为反丝扣连接,所述丢手支撑套内壁与密封管外壁丝扣连接,所述打捞头与丢手支撑套将丢手棘爪夹在中间,所述丢手支撑套开设轴向贯通的液控管线穿越孔;
所述丢手支撑套采用可溶解的镁铝合金材料。
进一步地,所述丢手机构还包括:
防转套,所述防转套连接在打捞头上端,并用防转钉连接固定,所述防转套开设径向贯通的反洗井孔。
进一步地,所述丢手支撑套设置至少一个轴向溶解孔。
进一步地,所述丢手支撑套内壁的连接螺纹,作防腐处理。
进一步地,所述密封管包括上密封短节、密封体、下密封短节,所述上密封短节下端通过密封体连接下密封短节上端,密封体外壁与中心管内壁为密封状态,所述上密封短节上端连接上接头下端,上接头开设液控管线通道,所述丢手棘爪上端内壁棘爪插入上接头外壁的键槽内。
进一步地,所述坐封机构包括:
胶筒,所述胶筒套装在中心管外壁,胶筒上端顶住打捞头下端面,所述胶筒至少设置两个,胶筒两两之间设置隔环,每个胶筒的内壁均开设内凹环槽,且所有的胶筒开设的内凹环槽大小不一,即自上而下的胶筒的内凹环槽逐级变小。
进一步地,所述坐封机构包括:
坐封活塞,所述坐封活塞置于缸体与中心管之间的活塞腔内,所述中心管和密封体同时开设相对应的径向贯通的坐封传压孔,所述密封体既有径向的坐封传压孔,也开设有轴向的液控管线穿越孔及反洗井通道,上述径向孔通道和轴向通道互不相通,使活塞腔与密封管内腔连通;
锁套,所述锁套上端顶住胶筒下端,锁套下端连接坐封活塞。
进一步地,所述坐封机构包括:
锁环,所述锁环装在锁套的外壁,锁环外壁与缸体内壁为马牙扣式连接,使锁套相对于缸体只能单向上行。
进一步地,所述坐封机构包括:
压环,所述压环连接在锁套的上端外壁,压环的下端压住锁环的上端,对锁环轴向限位,所述压环通过坐封剪钉与锁套连接固定。
进一步地,所述悬挂机构包括:
卡瓦,所述卡瓦装入卡瓦套的卡瓦槽内;
上锥体,所述上锥体下端锥面顶住板簧上端,板簧中部顶住卡瓦内壁,上锥体通过锚定剪钉连接卡瓦套上端,所述上锥体上端伸入缸体内部;
下锥体,所述下锥体上端锥面顶住板簧下端,下锥体外壁套装下锥体挡环,卡瓦套下端通过剪钉连接下锥体挡环;
锚定活塞,所述锚定活塞置于缸体内,所述中心管外壁固定安装安全锁块,安全锁块同时对锚定活塞以及坐封活塞轴向限位,即限制坐封活塞下行,限制锚定活塞上行,缸体下端通过剪钉连接锚定活塞,锚定活塞下端通过剪钉连接上锥体上端。
进一步地,所述悬挂机构包括:
解封套,所述解封套上端通过剪钉连接下锥体下端,解封套下端通过解封剪钉连接中心管。
进一步地,所述悬挂机构包括:
解封剪环,所述解封剪环安装在中心管外壁开设的剪环槽内,解封剪环上端面顶住下锥体下端面。
进一步地,所述卡瓦套内壁和上锥体外壁同时开设防轴向脱开的轴向限位台,所述卡瓦套。
进一步地,所述下锥体上端外壁设置外卡台,外卡台卡在下锥体挡环上端面。
进一步地,所述坐封开关包括:
中心管,所述中心管开设径向贯通的打开传压孔和关闭传压孔,所述中心管外部套装外套,外套内壁与中心管外壁之间构成活塞腔;
密封套,所述密封套置于活塞腔中,密封套相当于活塞,处于密封套上方的活塞腔为上活塞腔,处于密封套下方的活塞腔为下活塞腔;上活塞腔与关闭传压孔连通,下活塞腔与打开传压孔连通,所述外套开设径向通孔,中心管外壁安装可溶剪钉,密封套下端顶在可溶剪钉上。
进一步地,所述坐封开关包括:
复位弹簧,所述复位弹簧置于上活塞腔内,复位弹簧下端连接密封套上端。
进一步地,所述坐封开关包括:
上接头,所述上接头下端内壁连接中心管上端,上接头下端外壁连接外套上端,即上接头下端把活塞腔上端封堵,复位弹簧上端顶在上接头下端;
下接头,所述下接头上端内壁连接中心管下端,下接头上端外壁连接外套下端,即下接头上端把活塞腔下端封堵。
进一步地,所述外套内部设置台阶,能够阻挡密封套下滑,所述台阶设置在外套开设的径向通孔下方。
为了达成上述目的,本发明采用了如下技术方案,一种海上油田安全长效注水管柱的施工方法,包括以下步骤:
先后下入外部的防砂管柱,然后下入注水管柱,注水管柱和防砂管柱通过悬挂丢手封隔器连接,通过输送油管一块下入井内,井口部位安装环空安全封隔器及井下安全阀,液控管线分别连接液控分层封隔器、环空安全封隔器及井下安全阀,最后通过井口悬挂器,连接至地面控制柜;
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、环空安全封隔器先后坐封,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,注水过程中,坐封开关的可溶剪钉不断溶解,密封套在复位弹簧作用下下移,将坐封孔堵死,实现密封,同时,悬挂丢手封隔器内部的丢手支撑套也会慢慢腐蚀,失去支撑,实现棘爪自然释放;当需要反循环洗井时,从地面将液控分层封隔器泄压,液控分层封隔器解封,经过地面控制柜将环空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。
进一步地,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,此时环空安全封隔器依然处于锁紧坐封状态,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。
进一步地,后期检修时,不需要旋转管柱,悬挂丢手封隔器丢手支撑套已经溶解彻底,丢手棘爪与打捞头脱离,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。
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)环空安全封隔器、悬挂丢手封隔器的胶筒通过不同的内槽设计,能够解决封隔器单一胶筒坐封,管柱蠕动后两个胶筒都不密封的问题;
(3)环空安全封隔器通过设置小型柱塞结构,开启压力平稳,避免爬坡现象;
(4)环空安全封隔器的洗井滑套部分采用多级组合密封方式,解决了日常洗井过程中密封材料易破坏的情况发生;
(5)悬挂丢手封隔器设置解封剪环及解封剪钉,组成了分步解封机构,能够解决管柱蠕动或者压力变化时,自动解封的问题,同时后期打捞时,能够分步剪断,保障作业的可靠性;
(6)悬挂丢手封隔器、坐封开关均设置了镁铝合金材料,由于可溶性合金材料的溶解时间是可控的,本发明利用可溶性合金材料制作的组成部件,使封隔器由常规的多个部件简化成几个,不但节约制作成本,提高作业效果;
(7)由一对上、下液控分层封隔器及坐封开关组成的密封组件,能够防止单一液控封隔器漏失时密封失效的现象,提高该层的密封效果,实现长效分层注水。
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为环空安全封隔器工具示意图;
图3多级组合盘根剖视示意图;
图4为悬挂丢手封隔器工具示意图;
图5为丢手支撑套结构示意图;
图6为拉套开关结构示意图;
图7为坐封开关结构示意图。
图中:1液控管线、2井下安全阀、3悬挂丢手封隔器、4环空安全封隔器、5输送油管、6套管、7可锁定补偿器、8拉套开关、9可调配水器、10滤砂管、11坐封开关、12Y341封隔器、13液控分层封隔器、14反洗阀、15小丝堵、16大丝堵;
401上接头、402连接套、403柱塞、404中心管、405连接体、406复位小弹簧、407滑套、408上连接套、409多级组合密封盘根、410反洗套、411下连接套、412复位大弹簧、413钢体、414上胶筒、415隔环、416下胶筒、417锁套、418坐封剪钉、419压环、420锁环、421缸套、422坐封活塞、423平衡活塞、424安全锁块、425支撑套、426解封剪钉;
409a软铜垫圈一、409b聚四氟保护圈一、409c耐磨耐温胶圈、409e软铜垫圈二、409d聚四氟保护圈二;
301接箍、302上接头、303液控管线、304防转套、305防转钉、306丢手棘爪、307上密封短节、308丢手支撑套、309打捞头、310上胶筒、311隔环、312下胶筒、313中心管、314锁套、315坐封剪钉、316压环、317锁环、318钢体、319密封体、320坐封活塞、321安全锁块、322锚定活塞、323下密封短节、324上锥体、325锚定剪钉、326卡瓦套、327板簧、328卡瓦、329下锥体、330下锥体挡环、331解封套、332解封剪环、333解封剪钉;
308a溶解孔、308b液控管线穿越孔、308c连接螺纹;
801上接头、802剪钉、803下接头;
1101上接头、1102中心管、1103复位弹簧、1104外套、1105密封套、1106可溶剪钉、1107下接头。
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。
实施例1:
请参阅图1至图7,本发明提供一种技术方案:一种海上油田安全长效注水管柱,包括:
防砂管柱、注水管柱,所述注水管柱设置在防砂管柱内部;
所述防砂管柱包括自上而下间隔设置在套管6上的至少两个分别对应不同油层的滤砂管10,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封隔器设置在套管上,封隔在井筒内壁;
所述注水管柱包括自上而下间隔设置在油管5上的至少两个分别对应不同油层的可调配水器9,每个可调配水器的下方均连接一个坐封开关11,每个坐封开关的上方和下方均设置有液控分层封隔器13,所述每一个坐封开关所处的高度与所径向对应的Y341封隔器所处的高度相一致,所述的液控分层封隔器设置在油管上,封隔在套管内壁。
进一步地,所述防砂管柱上端、注水管柱上端同时连接悬挂丢手封隔器3,在悬挂丢手封隔器下端连接拉套开关8,所述悬挂丢手封隔器内部设置液控管线1,液控管线穿过悬挂丢手封隔器,并与每一个液控分层封隔器连接。
进一步地,所述注水管柱最下端安装小丝堵15,小丝堵上方连接反洗阀14,所述防砂管柱的最下端安装大丝堵16。
进一步地,所述拉套开关包括上接头801、下接头803以及剪钉802,所述的上接头与下接头螺纹反扣设置,中间连接处通过剪钉连接。
进一步地,所述油管上还设置井下安全阀2、环空安全封隔器4,所述井下安全阀位于环空安全封隔器上方,环空安全封隔器位于悬挂丢手封隔器上方,所述井下安全阀、环空安全封隔器分别连接各自的液控管线。
进一步地,所述注水管柱上还设置可锁定补偿器7,可锁定补偿器位于悬挂丢手封隔器下方。
进一步地,所述井下安全阀为常规液控式阀板安全阀。
环空安全封隔器,包括:
坐封机构,所述坐封机构套装在中心管404外部;
所述坐封机构包括:
钢体413,所述钢体套装在中心管外部,钢体内壁与中心管外壁之间构成环形间隙,作为洗井下通道;所述钢体还开设偏心的传压通道,传压通道上端口连接第二液控管线;
胶筒,所述胶筒套装在钢体外壁,所述胶筒至少设置两个,胶筒两两之间设置隔环,每个胶筒的内壁均开设内凹环槽,且所有的胶筒开设的内凹环槽大小不一,即自上而下的胶筒的内凹环槽逐级变小。比如图1中的上胶筒414开设的环槽宽度比下胶筒416开设的环槽的槽宽尺寸大。
进一步地,所述坐封机构包括:
坐封活塞422,所述坐封活塞设置在缸套421内部,所述缸套底部与钢体外壁连接,所述钢体开设径向传压孔,该传压孔使传压通道和缸套内腔即活塞腔连通;
坐封活塞下止件,所述坐封活塞下止件固定在缸套内壁,且设置的位置高于径向传压孔,限制坐封活塞下行,但坐封活塞下止件为轴向贯通件,即坐封活塞下端面与径向传压孔为连通状态;图纸没有给出表示,但这属于本领域中双活塞机构的常规构件。
锁套417,所述锁套上端顶住胶筒下端,锁套下端连接坐封活塞。
进一步地,所述坐封机构包括:
锁环420,所述锁环装在锁套的外壁,锁环外壁与缸套内壁为马牙扣式连接,使锁套相对于缸套只能单向上行。
进一步地,所述坐封机构包括:
压环419,所述压环连接在锁套的上端外壁,压环的下端压住锁环的上端,对锁环轴向限位,所述压环通过坐封剪钉418与锁套连接固定。
进一步地,所述钢体外壁设置限位台,该限位台下端面对胶筒上端面轴向限位。
进一步地,还包括:
平衡解封机构,所述平衡解封机构设置在缸套内,且位于坐封活塞下方。
进一步地,所述平衡解封机构包括:
平衡活塞423,所述平衡活塞设置在缸套内部,平衡活塞位于坐封活塞下方;
平衡活塞上止件,所述平衡活塞上止件固定在缸套内壁,且设置的位置低于径向传压孔,限制平衡活塞上行,但平衡活塞上止件为轴向贯通件,即平衡活塞上端面与径向传压孔为连通状态;图纸没有给出表示,但这属于本领域中双活塞机构的常规构件。
解封剪钉426,所述缸套的底部通过解封剪钉与钢体连接固定。
进一步地,所述平衡解封机构包括:
支撑套425,所述支撑套位于缸套内,支撑套上端连接平衡活塞,支撑套下端顶在缸套底部密封环台上端面上。
进一步地,所述平衡解封机构包括:
安全锁块424,安全锁块安装在钢体外部的凹槽中,安全锁块对支撑套内壁环台轴向限位,即限制支撑套上行。
进一步地,还包括:
洗井机构,所述洗井机构套装在中心管外部,洗井机构下端连接坐封机构。
进一步地,所述洗井机构包括:
反洗套410,所述反洗套中部开设径向贯通的反洗套洗井孔,反洗套上端连接上外套408下端,反洗套下端连接下外套411;
滑套407,所述滑套套装在中心管外部,且滑套内壁与中心管外壁之间构成环形空间,作为洗井上通道,洗井上通道与洗井下通道连通,所述滑套开设径向贯通的滑套洗井孔;
多级组合密封盘根409,所述多级组合密封盘根设置在反洗套内壁卡台上,使反洗套内壁与滑套外壁之间密封,所述多级组合密封盘根包括上多级组合密封盘根和下多级组合密封盘根,上多级组合密封盘根位于反洗套洗井孔上方,下多级组合密封盘根位于反洗套洗井孔下方。
进一步地,所述多级组合密封盘根包括:
耐磨耐温胶圈409c,所述耐磨耐温胶圈安装反洗套内壁;
聚四氟保护圈一409b,所述聚四氟保护圈一安装在反洗套内壁,且位于耐磨耐温胶圈上端;
聚四氟保护圈二409d,所述聚四氟保护圈二安装在反洗套内壁,且位于耐磨耐温胶圈下端;
软铜垫圈一409a,所述软铜垫圈一安装在反洗套内壁,且软铜垫圈一位于聚四氟保护圈一的上端;
软铜垫圈二409e,所述软铜垫圈二安装在反洗套内壁,且软铜垫圈二位于聚四氟保护圈二下端。
进一步地,所述聚四氟保护圈一下端与耐磨耐温胶圈上端紧密贴合,所述聚四氟保护圈二上端与耐磨耐温胶圈下端紧密贴合。
进一步地,所述洗井机构包括:
柱塞403,所述柱塞伸入连接套402开设的柱塞孔中,柱塞孔上方为连接套开设的缩颈轴向通孔,连接套外壁与上外套上端连接,连接套内壁与中心管上端连接;
连接体405,所述连接体上端连接柱塞下端,连接体下端连接滑套上端。
进一步地,所述洗井机构包括:
复位小弹簧406,所述复位小弹簧位于上外套内部,复位小弹簧上端顶住连接体下端,下端顶在上外套内壁开设的轴向限位台上。
进一步地,所述洗井机构包括:
复位大弹簧412,所述复位大弹簧位于下外套内部,复位大弹簧上端连接上垫环,所述上垫环上端面顶在滑套外壁的限位台上,复位大弹簧下端连接下垫环,所述下垫环下端面顶在坐封机构的钢体的上端面上。
进一步地,所述洗井机构包括:
上接头401,所述上接头下端与连接套连接,上接头开设轴向液控孔,轴向液控孔下端与柱塞孔连通,轴向液控孔上端连接第一液控管线。
进一步地,反洗套通过防转钉与上外套连接固定,反洗套通过防转钉与下外套连接固定。
其工作原理是,地面液控管线打压,坐封活塞移动,推动锁套,剪断坐封剪钉,先后推动下胶筒、上胶筒移动,实现封隔器胶筒坐封,同时在锁环及压环作用下,实现胶筒锁定,当需要反洗井作业时,另一根地面液控管线打压,柱塞移动,压缩复位弹簧,推动滑套下移,当反洗套与滑套洗井孔眼重合时,洗井液经过此处,流经环空绕过胶筒,实现此处的反洗井,当出现紧急情况时,地面液控系统泄压,在复位弹簧作业下,滑套回弹,实现迅速关闭,此时,胶筒依然在锁紧状态,实现了全井筒的紧急关闭,保障海上安全生产。
悬挂丢手封隔器,包括:
坐封机构,所述坐封机构套装在中心管313外部;
悬挂机构,所述悬挂机构套装在中心管外部,悬挂机构上端连接坐封机构下端;
丢手机构,所述丢手机构通过打捞头309连接中心管上端,并且坐封机构上端顶在打捞头下端面;
还包括密封管,所述密封管置于中心管内部,且密封管外壁与中心管内壁之间构成液控管线穿越通道;
所述丢手机构包括丢手棘爪306、丢手支撑套308,所述丢手棘爪、丢手支撑套均设置在打捞头与密封管之间的空间内,所述丢手棘爪外壁与打捞头内壁为反丝扣连接,所述丢手支撑套内壁与密封管外壁丝扣连接,即丢手支撑套内壁开设连接螺纹308c,所述打捞头与丢手支撑套将丢手棘爪夹在中间,所述丢手支撑套开设轴向贯通的液控管线穿越孔;
所述丢手支撑套308采用可溶解的镁铝合金材料。
进一步地,所述丢手机构还包括:
防转套304,所述防转套连接在打捞头上端,并用防转钉305连接固定,所述防转套开设径向贯通的反洗井孔。
进一步地,所述丢手支撑套设置至少一个轴向溶解孔308a。
进一步地,所述丢手支撑套内壁的连接螺纹308c,作防腐处理。
进一步地,所述密封管包括上密封短节307、密封体319、下密封短节323,所述上密封短节下端通过密封体连接下密封短节上端,密封体外壁与中心管内壁为密封状态,所述上密封短节上端连接上接头302下端,上接头开设液控管线通道,所述丢手棘爪上端内壁棘爪插入上接头外壁的键槽内。
进一步地,所述坐封机构包括:
胶筒,所述胶筒套装在中心管外壁,胶筒上端顶住打捞头下端面,所述胶筒至少设置两个,胶筒两两之间设置隔环311,每个胶筒的内壁均开设内凹环槽,且所有的胶筒开设的内凹环槽大小不一,即自上而下的胶筒的内凹环槽逐级变小。比如图1中的上胶筒310开设的环槽宽度比下胶筒312开设的环槽的槽宽尺寸大。
进一步地,所述坐封机构包括:
坐封活塞320,所述坐封活塞置于缸体318与中心管之间的活塞腔内,所述中心管和密封体同时开设相对应的径向贯通的坐封传压孔,所述密封体既有径向的坐封传压孔,也开设有轴向的液控管线穿越孔及反洗井通道,上述径向孔通道和轴向通道互不相通,使活塞腔与密封管内腔连通;
锁套314,所述锁套上端顶住胶筒下端,锁套下端连接坐封活塞。
进一步地,所述坐封机构包括:
锁环317,所述锁环装在锁套的外壁,锁环外壁与缸体内壁为马牙扣式连接,使锁套相对于缸体只能单向上行。
进一步地,所述坐封机构包括:
压环316,所述压环连接在锁套的上端外壁,压环的下端压住锁环的上端,对锁环轴向限位,所述压环通过坐封剪钉315与锁套连接固定。
进一步地,所述悬挂机构包括:
卡瓦328,所述卡瓦装入卡瓦套326的卡瓦槽内;
上锥体324,所述上锥体下端锥面顶住板簧上端,板簧中部顶住卡瓦内壁,上锥体通过锚定剪钉连接卡瓦套上端,所述上锥体上端伸入缸体内部;
下锥体329,所述下锥体上端锥面顶住板簧下端,下锥体外壁套装下锥体挡环,卡瓦套下端通过剪钉连接下锥体挡环330;
锚定活塞322,所述锚定活塞置于缸体内,所述中心管外壁固定安装安全锁块321,安全锁块同时对锚定活塞以及坐封活塞轴向限位,即限制坐封活塞下行,限制锚定活塞上行,缸体下端通过剪钉连接锚定活塞,锚定活塞下端通过剪钉连接上锥体上端。
进一步地,所述悬挂机构包括:
解封套331,所述解封套上端通过剪钉连接下锥体下端,解封套下端通过解封剪钉333连接中心管。
进一步地,所述悬挂机构包括:
解封剪环332,所述解封剪环安装在中心管外壁开设的剪环槽内,解封剪环上端面顶住下锥体下端面。
进一步地,所述卡瓦套内壁和上锥体外壁同时开设防轴向脱开的轴向限位台,所述卡瓦套。
进一步地,所述下锥体上端外壁设置外卡台,外卡台卡在下锥体挡环上端面。
该工具的原理是,从油管内部打压,达到一定注水压力时,剪断坐封活塞与锚定坐封之间的临时剪钉,坐封活塞移动,推动锁套,剪断坐封剪钉,先后推动下胶筒、上胶筒移动,实现封隔器胶筒坐封,同时在锁环及压环作用下,实现胶筒锁定,继续提高压力,锚定活塞剪断锚定剪钉,推动上锥体下移,卡瓦在上、下锥体作用下,实现锚定,至此完成了悬挂丢手封隔器的坐封锚定功能;在生产运行过程中,悬挂丢手封隔器内部的丢手支撑套也会慢慢腐蚀,达到一定条件时,丢手支撑套失去支撑,实现棘爪自然释放,自动顺利丢手;后期检修作业时,下入相应的捞锚,上提中心管,剪断解封剪钉,之后继续上提通过空行程后,剪断解封剪环,完成解封套的整体脱落,实现胶筒与卡瓦的解封。
当需要反循环洗井时,从地面将液控分层封隔器泄压,液控分层封隔器解封,经过地面控制柜将环空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。
所述坐封开关包括:
中心管1102,所述中心管开设径向贯通的打开传压孔和关闭传压孔,所述中心管外部套装外套1104,外套内壁与中心管外壁之间构成活塞腔;
密封套1105,所述密封套置于活塞腔中,密封套相当于活塞,处于密封套上方的活塞腔为上活塞腔,处于密封套下方的活塞腔为下活塞腔;上活塞腔与关闭传压孔连通,下活塞腔与打开传压孔连通,所述外套开设径向通孔,中心管外壁安装可溶剪钉1106,密封套下端顶在可溶剪钉上。
进一步地,所述坐封开关包括:
复位弹簧1103,所述复位弹簧置于上活塞腔内,复位弹簧下端连接密封套上端。
进一步地,所述坐封开关包括:
上接头1101,所述上接头下端内壁连接中心管上端,上接头下端外壁连接外套上端,即上接头下端把活塞腔上端封堵,复位弹簧上端顶在上接头下端;
下接头1107,所述下接头上端内壁连接中心管下端,下接头上端外壁连接外套下端,即下接头上端把活塞腔下端封堵。
进一步地,所述外套内部设置台阶,能够阻挡密封套1105下滑,所述台阶设置在外套开设的径向通孔下方。
由于悬挂丢手封隔器内部设置液控管线,在连接悬挂丢手封隔器时不能随意旋转,在悬挂丢手封隔器下端设置拉套开关,最后两种管柱共同通过输送油管下至预定深度,液控管线穿过悬挂丢手封隔器,并与每一个液控分层封隔器连接,直至穿过井口,连接地面的液压控制柜,液控管线通过保护器绑至油管表面;
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;
所述的拉套开关包括上接头、下接头以及剪钉,所述的上接头与下接头螺纹反扣设置,中间通过剪钉连接,能够防止防砂管柱遇卡时,通过上提管柱剪钉剪断,实现分步打捞;
所述油管上还设置井下安全阀、环空安全封隔器,井下安全阀位于环空安全封隔器上方,环空安全封隔器位于悬挂丢手封隔器上方,所述井下安全阀、环空安全封隔器分别连接各自的液控管线,液控管线通过保护器绑至油管表面;
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,具体结构参见专利2018111751591《一种海上油田分层防砂分层注水一体化管柱及方法》;
所述的井下安全阀为常规液控式阀板安全阀;
所述的环空安全封隔器包括上接头、连接套、中心管、洗井机构、坐封机构、平衡解封机构,所述的上接头通过螺纹连接连接套,并配合密封胶圈,所述的中心管与连接套螺纹连接,所述的洗井机构、坐封机构及平衡解封机构依附于中心管外端,所述的洗井机构包括柱塞、连接体、滑套、复位小弹簧、上连接套、反洗套、下连接套、复位大弹簧等组成,所述的柱塞安置于连接套内部,所述的连接体与柱塞通过键槽配合,所述的连接体通过螺纹与滑套连接,所述的复位小弹簧安置于所述的上连接套内部,上连接套与连接体螺纹连接,所述的反洗套与上连接套螺纹连接,所述的反洗套与下连接体螺纹连接,所述的复位大弹簧放置于滑套台阶面上,所述的坐封机构包括钢体、上胶筒、隔环、下胶筒、锁套、坐封剪钉、压环、锁环、缸套、坐封活塞等,所述的钢体与下连接体螺纹连接,所述的上胶筒、隔环、下胶筒锁套依次放置于钢体外侧,所述的锁套与压环通过坐封剪钉临时固定,所述的锁环放置于锁套外侧,所述的坐封活塞放置于锁套下端,所述的压环与缸套内侧螺纹连接,缸套内部设置台阶,将锁环固定在压环与缸套之间,所述的平衡解封机构包括平衡活塞、安全锁块、支撑套、解封剪钉等,所述的平衡活塞放置于坐封活塞下端,所述的安全锁块与钢体外部的凹槽配合,所述的支撑套与平衡活塞螺纹连接,所述的解封剪钉将缸套固定在钢体上。
所述的上接头配钻洗井用的液控管线打压接头;
所述的钢体上下端配钻坐封用的液控管线打压接头;
所述的封隔器上胶筒设置较大的内槽,封隔器下胶筒设置较小的内槽;
所述的连接体配钻两个对称的柱塞孔,可放置柱塞;
所述的反洗套、滑套均设置多个反洗孔;
所述的多级组合密封盘根包括软铜垫圈、聚四氟保护圈、耐磨耐温胶圈,三者组合使用,能够与滑套密封配合。
所述的悬挂丢手封隔器包括液控管线、接箍、上接头、打捞头、中心管、上密封短节、密封体、下密封短节、丢手机构、坐封机构、悬挂机构、解封机构、穿越机构,所述的接箍、上接头、上密封短节、密封体、下密封短节组成悬挂丢手封隔器的内管,所述的接箍与上接头、上接头与上密封短节、上密封短节与密封体、密封体与下密封短节之间通过螺纹丝扣连接,所述的丢手机构包括防转套、防转钉、丢手棘爪、丢手支撑套,所述的丢手支撑套与所述的密封短节螺纹丝扣连接,所述的丢手棘爪从上往下插入上接头的键槽内部,所述的打捞头与丢手支撑套将丢手棘爪夹在中间,并与丢手棘爪外部螺纹连接,所述的防转套与上接头螺纹连接,并通过防转钉与打捞头周向固定,所述的中心管与打捞头螺纹丝扣连接,所述的坐封机构、悬挂机构、解封机构从上往下依次置于中心管外部,所述的坐封机构包括上胶筒、隔环、下胶筒、锁套、压环、锁环、钢体、坐封剪钉、坐封活塞,所述的上胶筒、隔环、下胶筒、锁套从上往下依次置于中心管外部,所述的压环与锁套通过坐封剪钉临时固定,所述的压环与所述的钢体螺纹连接,所述的锁环置于两者之间,所述的锁环与压环之间马牙扣连接,所述的悬挂机构置于坐封机构的下端,其主要包括锚定活塞、安全锁块、上锥体、卡瓦套、板簧、卡瓦、下锥体、下锥体挡环,所述的锚定活塞与坐封活塞通过安全锁块临时锁定,所述的下锥体与锚定活塞螺纹连接,所述的卡瓦、板簧置于卡瓦套内部,卡瓦套与上锥体通过锚定剪钉临时固定,所述的下锥体置于卡瓦下端,并与所述的下锥体挡环螺纹连接,所述的解封机构置于锚定机构下端,其主要包括解封剪环、解封剪钉及解封套,所述的解封剪环置于解封套内部,并置于中心管凹槽处,所述的解封套与下锥体螺纹连接,所述的解封套与中心管通过解封剪钉临时固定,所述的解封套内部设置台阶,便于剪断解封剪环,所述的液控管线先后经过上接头、丢手支撑套、密封体以及中心管与上下密封体环空穿出。
所述的丢手棘爪与打捞头反扣连接,便于特殊情况下的倒扣丢手;
所述的上接头、丢手支撑套均设置穿越通道;
所述的防转套外部设有反洗井通道;
所述的坐封开关包括上接头、中心管、复位弹簧、外套、密封套、可溶剪钉、下接头等组成,所述的上接头与中心管螺纹连接,所述的复位弹簧放于中心管外侧,所述的密封套通过可溶剪钉暂时固定在中心管外侧,所述的外套与上接头密封配合,所述的下接头与外套密封配合,并与中心管丝扣连接;
所述的外套内部设置台阶,能够阻挡密封套下滑;
所述的可溶剪钉采用常规的镁铝合金材料,当然可溶剪钉也可以为可溶解封套;
需要特别说明的是,所述的丢手支撑套采用镁铝合金材料,其具体的成份不作为本发明的保护点,在此不再作详细的说明,通过室内多组试验,采用的该种材料开始溶解时间在3d以上,抗拉强度320MPa以上,完全能够满足现场需求;
所述的丢手支撑套设置多个上下轴向溶解孔,增大与注入水的接触面积,保证丢手支撑套溶解彻底;
所述的丢手支撑套设置一个液控管线穿越孔,方便液控管线穿越;
所述的丢手支撑套内部连接螺纹,经过特殊防腐处理,延缓腐蚀速率,防止作业过程中的提前溶解,降低作业事故发生;
所述的密封体既有径向的坐封打压孔,也有轴向的管线穿越孔及反洗井通道,径向通道和轴向通道互不相通,而且密封体外部上下各设置胶圈,保持密封;
现场施工时,按照图示结构,先后下入外部的防砂管柱,然后下入注水管柱,注水管柱和防砂管柱通过悬挂丢手封隔器连接,通过输送油管一块下入井内,井口部位安装环空安全封隔器及井下安全阀,液控管线分别连接液控分层封隔器、环空安全封隔器及井下安全阀,最后通过井口悬挂器,连接至地面控制柜;
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、环空安全封隔器先后坐封,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,注水过程中,坐封开关的可溶剪钉不断溶解,达到一定条件时,密封套在复位弹簧作用下下移,将坐封孔堵死,实现密封,同时,悬挂丢手封隔器内部的丢手支撑套也会慢慢腐蚀,达到一定条件时,失去支撑,实现棘爪自然释放;当需要反循环洗井时,从地面将液控分层封隔器泄压,液控分层封隔器解封,经过地面控制柜将环空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,此时环空安全封隔器依然处于锁紧坐封状态,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,不需要旋转管柱,悬挂丢手封隔器丢手支撑套已经溶解彻底,丢手棘爪与打捞头脱离,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。
本发明也可以通过采用常规类的扩张封隔器,代替本发明所述的液控分层封隔器,通过油管内部打压,直接完成Y341封隔器的坐封,反洗井、发生异常、后期检修过程不变,也可以实施分层防砂分层注水一体化工艺技术。
本发明既能够实现防砂管柱与注水管柱的一次下入,节省单井施工时间1/3以上,又能够实现海上油田可靠的独立检修,延长防砂管柱的使用寿命,单井施工节省费用100余万元。
实施例2:
请参阅图1至图7,本发明提供一种技术方案:一种海上油田安全长效注水管柱,包括:
防砂管柱、注水管柱,所述注水管柱设置在防砂管柱内部;
所述防砂管柱包括自上而下间隔设置在套管6上的至少两个分别对应不同油层的滤砂管10,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封隔器设置在套管上,封隔在井筒内壁;
所述注水管柱包括自上而下间隔设置在油管5上的至少两个分别对应不同油层的可调配水器9,每个可调配水器的下方均连接一个坐封开关11,每个坐封开关的上方和下方均设置有液控分层封隔器13,所述每一个坐封开关所处的高度与所径向对应的Y341封隔器所处的高度相一致,所述的液控分层封隔器设置在油管上,封隔在套管内壁。
进一步地,所述防砂管柱上端、注水管柱上端同时连接悬挂丢手封隔器3,在悬挂丢手封隔器下端连接拉套开关8,所述悬挂丢手封隔器内部设置液控管线1,液控管线穿过悬挂丢手封隔器,并与每一个液控分层封隔器连接。
进一步地,所述注水管柱最下端安装小丝堵15,小丝堵上方连接反洗阀14,所述防砂管柱的最下端安装大丝堵16。
进一步地,所述拉套开关包括上接头801、下接头803以及剪钉802,所述的上接头与下接头螺纹反扣设置,中间连接处通过剪钉连接。
进一步地,所述油管上还设置井下安全阀2、环空安全封隔器4,所述井下安全阀位于环空安全封隔器上方,环空安全封隔器位于悬挂丢手封隔器上方,所述井下安全阀、环空安全封隔器分别连接各自的液控管线。
进一步地,所述注水管柱上还设置可锁定补偿器7,可锁定补偿器位于悬挂丢手封隔器下方。
进一步地,所述井下安全阀为常规液控式阀板安全阀。
环空安全封隔器,包括:
坐封机构,所述坐封机构套装在中心管404外部;
所述坐封机构包括:
钢体413,所述钢体套装在中心管外部,钢体内壁与中心管外壁之间构成环形间隙,作为洗井下通道;所述钢体还开设偏心的传压通道,传压通道上端口连接第二液控管线;
胶筒,所述胶筒套装在钢体外壁,所述胶筒至少设置两个,胶筒两两之间设置隔环,每个胶筒的内壁均开设内凹环槽,且所有的胶筒开设的内凹环槽大小不一,即自上而下的胶筒的内凹环槽逐级变小。比如图1中的上胶筒414开设的环槽宽度比下胶筒416开设的环槽的槽宽尺寸大。
进一步地,所述坐封机构包括:
坐封活塞422,所述坐封活塞设置在缸套421内部,所述缸套底部与钢体外壁连接,所述钢体开设径向传压孔,该传压孔使传压通道和缸套内腔即活塞腔连通;
坐封活塞下止件,所述坐封活塞下止件固定在缸套内壁,且设置的位置高于径向传压孔,限制坐封活塞下行,但坐封活塞下止件为轴向贯通件,即坐封活塞下端面与径向传压孔为连通状态;图纸没有给出表示,但这属于本领域中双活塞机构的常规构件。
锁套417,所述锁套上端顶住胶筒下端,锁套下端连接坐封活塞。
进一步地,所述坐封机构包括:
锁环420,所述锁环装在锁套的外壁,锁环外壁与缸套内壁为马牙扣式连接,使锁套相对于缸套只能单向上行。
进一步地,所述坐封机构包括:
压环419,所述压环连接在锁套的上端外壁,压环的下端压住锁环的上端,对锁环轴向限位,所述压环通过坐封剪钉418与锁套连接固定。
进一步地,所述钢体外壁设置限位台,该限位台下端面对胶筒上端面轴向限位。
进一步地,还包括:
平衡解封机构,所述平衡解封机构设置在缸套内,且位于坐封活塞下方。
进一步地,所述平衡解封机构包括:
平衡活塞423,所述平衡活塞设置在缸套内部,平衡活塞位于坐封活塞下方;
平衡活塞上止件,所述平衡活塞上止件固定在缸套内壁,且设置的位置低于径向传压孔,限制平衡活塞上行,但平衡活塞上止件为轴向贯通件,即平衡活塞上端面与径向传压孔为连通状态;图纸没有给出表示,但这属于本领域中双活塞机构的常规构件。
解封剪钉426,所述缸套的底部通过解封剪钉与钢体连接固定。
进一步地,所述平衡解封机构包括:
支撑套425,所述支撑套位于缸套内,支撑套上端连接平衡活塞,支撑套下端顶在缸套底部密封环台上端面上。
进一步地,所述平衡解封机构包括:
安全锁块424,安全锁块安装在钢体外部的凹槽中,安全锁块对支撑套内壁环台轴向限位,即限制支撑套上行。
进一步地,还包括:
洗井机构,所述洗井机构套装在中心管外部,洗井机构下端连接坐封机构。
进一步地,所述洗井机构包括:
反洗套410,所述反洗套中部开设径向贯通的反洗套洗井孔,反洗套上端连接上外套408下端,反洗套下端连接下外套411;
滑套407,所述滑套套装在中心管外部,且滑套内壁与中心管外壁之间构成环形空间,作为洗井上通道,洗井上通道与洗井下通道连通,所述滑套开设径向贯通的滑套洗井孔;
多级组合密封盘根409,所述多级组合密封盘根设置在反洗套内壁卡台上,使反洗套内壁与滑套外壁之间密封,所述多级组合密封盘根包括上多级组合密封盘根和下多级组合密封盘根,上多级组合密封盘根位于反洗套洗井孔上方,下多级组合密封盘根位于反洗套洗井孔下方。
进一步地,所述多级组合密封盘根包括:
耐磨耐温胶圈409c,所述耐磨耐温胶圈安装反洗套内壁;
聚四氟保护圈一409b,所述聚四氟保护圈一安装在反洗套内壁,且位于耐磨耐温胶圈上端;
聚四氟保护圈二409d,所述聚四氟保护圈二安装在反洗套内壁,且位于耐磨耐温胶圈下端;
软铜垫圈一409a,所述软铜垫圈一安装在反洗套内壁,且软铜垫圈一位于聚四氟保护圈一的上端;
软铜垫圈二409e,所述软铜垫圈二安装在反洗套内壁,且软铜垫圈二位于聚四氟保护圈二下端。
进一步地,所述聚四氟保护圈一下端与耐磨耐温胶圈上端紧密贴合,所述聚四氟保护圈二上端与耐磨耐温胶圈下端紧密贴合。
进一步地,所述洗井机构包括:
柱塞403,所述柱塞伸入连接套402开设的柱塞孔中,柱塞孔上方为连接套开设的缩颈轴向通孔,连接套外壁与上外套上端连接,连接套内壁与中心管上端连接;
连接体405,所述连接体上端连接柱塞下端,连接体下端连接滑套上端。
进一步地,所述洗井机构包括:
复位小弹簧406,所述复位小弹簧位于上外套内部,复位小弹簧上端顶住连接体下端,下端顶在上外套内壁开设的轴向限位台上。
进一步地,所述洗井机构包括:
复位大弹簧412,所述复位大弹簧位于下外套内部,复位大弹簧上端连接上垫环,所述上垫环上端面顶在滑套外壁的限位台上,复位大弹簧下端连接下垫环,所述下垫环下端面顶在坐封机构的钢体的上端面上。
进一步地,所述洗井机构包括:
上接头401,所述上接头下端与连接套连接,上接头开设轴向液控孔,轴向液控孔下端与柱塞孔连通,轴向液控孔上端连接第一液控管线。
进一步地,反洗套通过防转钉与上外套连接固定,反洗套通过防转钉与下外套连接固定。
其工作原理是,地面液控管线打压,坐封活塞移动,推动锁套,剪断坐封剪钉,先后推动下胶筒、上胶筒移动,实现封隔器胶筒坐封,同时在锁环及压环作用下,实现胶筒锁定,当需要反洗井作业时,另一根地面液控管线打压,柱塞移动,压缩复位弹簧,推动滑套下移,当反洗套与滑套洗井孔眼重合时,洗井液经过此处,流经环空绕过胶筒,实现此处的反洗井,当出现紧急情况时,地面液控系统泄压,在复位弹簧作业下,滑套回弹,实现迅速关闭,此时,胶筒依然在锁紧状态,实现了全井筒的紧急关闭,保障海上安全生产。
悬挂丢手封隔器,包括:
坐封机构,所述坐封机构套装在中心管313外部;
悬挂机构,所述悬挂机构套装在中心管外部,悬挂机构上端连接坐封机构下端;
丢手机构,所述丢手机构通过打捞头309连接中心管上端,并且坐封机构上端顶在打捞头下端面;
还包括密封管,所述密封管置于中心管内部,且密封管外壁与中心管内壁之间构成液控管线穿越通道;
所述丢手机构包括丢手棘爪306、丢手支撑套308,所述丢手棘爪、丢手支撑套均设置在打捞头与密封管之间的空间内,所述丢手棘爪外壁与打捞头内壁为反丝扣连接,所述丢手支撑套内壁与密封管外壁丝扣连接,即丢手支撑套内壁开设连接螺纹308c,所述打捞头与丢手支撑套将丢手棘爪夹在中间,所述丢手支撑套开设轴向贯通的液控管线穿越孔;
所述丢手支撑套308采用可溶解的镁铝合金材料。
进一步地,所述丢手机构还包括:
防转套304,所述防转套连接在打捞头上端,并用防转钉305连接固定,所述防转套开设径向贯通的反洗井孔。
进一步地,所述丢手支撑套设置至少一个轴向溶解孔308a。
进一步地,所述丢手支撑套内壁的连接螺纹308c,作防腐处理。
进一步地,所述密封管包括上密封短节307、密封体319、下密封短节323,所述上密封短节下端通过密封体连接下密封短节上端,密封体外壁与中心管内壁为密封状态,所述上密封短节上端连接上接头302下端,上接头开设液控管线通道,所述丢手棘爪上端内壁棘爪插入上接头外壁的键槽内。
进一步地,所述坐封机构包括:
胶筒,所述胶筒套装在中心管外壁,胶筒上端顶住打捞头下端面,所述胶筒至少设置两个,胶筒两两之间设置隔环311,每个胶筒的内壁均开设内凹环槽,且所有的胶筒开设的内凹环槽大小不一,即自上而下的胶筒的内凹环槽逐级变小。比如图1中的上胶筒310开设的环槽宽度比下胶筒312开设的环槽的槽宽尺寸大。
进一步地,所述坐封机构包括:
坐封活塞320,所述坐封活塞置于缸体318与中心管之间的活塞腔内,所述中心管和密封体同时开设相对应的径向贯通的坐封传压孔,所述密封体既有径向的坐封传压孔,也开设有轴向的液控管线穿越孔及反洗井通道,上述径向孔通道和轴向通道互不相通,使活塞腔与密封管内腔连通;
锁套314,所述锁套上端顶住胶筒下端,锁套下端连接坐封活塞。
进一步地,所述坐封机构包括:
锁环317,所述锁环装在锁套的外壁,锁环外壁与缸体内壁为马牙扣式连接,使锁套相对于缸体只能单向上行。
进一步地,所述坐封机构包括:
压环316,所述压环连接在锁套的上端外壁,压环的下端压住锁环的上端,对锁环轴向限位,所述压环通过坐封剪钉315与锁套连接固定。
进一步地,所述悬挂机构包括:
卡瓦328,所述卡瓦装入卡瓦套326的卡瓦槽内;
上锥体324,所述上锥体下端锥面顶住板簧上端,板簧中部顶住卡瓦内壁,上锥体通过锚定剪钉连接卡瓦套上端,所述上锥体上端伸入缸体内部;
下锥体329,所述下锥体上端锥面顶住板簧下端,下锥体外壁套装下锥体挡环,卡瓦套下端通过剪钉连接下锥体挡环330;
锚定活塞322,所述锚定活塞置于缸体内,所述中心管外壁固定安装安全锁块321,安全锁块同时对锚定活塞以及坐封活塞轴向限位,即限制坐封活塞下行,限制锚定活塞上行,缸体下端通过剪钉连接锚定活塞,锚定活塞下端通过剪钉连接上锥体上端。
进一步地,所述悬挂机构包括:
解封套331,所述解封套上端通过剪钉连接下锥体下端,解封套下端通过解封剪钉333连接中心管。
进一步地,所述悬挂机构包括:
解封剪环332,所述解封剪环安装在中心管外壁开设的剪环槽内,解封剪环上端面顶住下锥体下端面。
进一步地,所述卡瓦套内壁和上锥体外壁同时开设防轴向脱开的轴向限位台,所述卡瓦套。
进一步地,所述下锥体上端外壁设置外卡台,外卡台卡在下锥体挡环上端面。
该工具的原理是,从油管内部打压,达到一定注水压力时,剪断坐封活塞与锚定坐封之间的临时剪钉,坐封活塞移动,推动锁套,剪断坐封剪钉,先后推动下胶筒、上胶筒移动,实现封隔器胶筒坐封,同时在锁环及压环作用下,实现胶筒锁定,继续提高压力,锚定活塞剪断锚定剪钉,推动上锥体下移,卡瓦在上、下锥体作用下,实现锚定,至此完成了悬挂丢手封隔器的坐封锚定功能;在生产运行过程中,悬挂丢手封隔器内部的丢手支撑套也会慢慢腐蚀,达到一定条件时,丢手支撑套失去支撑,实现棘爪自然释放,自动顺利丢手;后期检修作业时,下入相应的捞锚,上提中心管,剪断解封剪钉,之后继续上提通过空行程后,剪断解封剪环,完成解封套的整体脱落,实现胶筒与卡瓦的解封。
当需要反循环洗井时,从地面将液控分层封隔器泄压,液控分层封隔器解封,经过地面控制柜将环空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。
实施例3:
请参阅图1至图7,本发明提供一种技术方案:一种海上油田安全长效注水管柱,包括:
防砂管柱、注水管柱,所述注水管柱设置在防砂管柱内部;
所述防砂管柱包括自上而下间隔设置在套管6上的至少两个分别对应不同油层的滤砂管10,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封隔器设置在套管上,封隔在井筒内壁;
所述注水管柱包括自上而下间隔设置在油管5上的至少两个分别对应不同油层的可调配水器9,每个可调配水器的下方均连接一个坐封开关11,每个坐封开关的上方和下方均设置有液控分层封隔器13,所述每一个坐封开关所处的高度与所径向对应的Y341封隔器所处的高度相一致,所述的液控分层封隔器设置在油管上,封隔在套管内壁。
进一步地,所述防砂管柱上端、注水管柱上端同时连接悬挂丢手封隔器3,在悬挂丢手封隔器下端连接拉套开关8,所述悬挂丢手封隔器内部设置液控管线1,液控管线穿过悬挂丢手封隔器,并与每一个液控分层封隔器连接。
进一步地,所述注水管柱最下端安装小丝堵15,小丝堵上方连接反洗阀14,所述防砂管柱的最下端安装大丝堵16。
进一步地,所述拉套开关包括上接头801、下接头803以及剪钉802,所述的上接头与下接头螺纹反扣设置,中间连接处通过剪钉连接。
进一步地,所述油管上还设置井下安全阀2、环空安全封隔器4,所述井下安全阀位于环空安全封隔器上方,环空安全封隔器位于悬挂丢手封隔器上方,所述井下安全阀、环空安全封隔器分别连接各自的液控管线。
进一步地,所述注水管柱上还设置可锁定补偿器7,可锁定补偿器位于悬挂丢手封隔器下方。
进一步地,所述井下安全阀为常规液控式阀板安全阀。
环空安全封隔器,包括:
坐封机构,所述坐封机构套装在中心管404外部;
所述坐封机构包括:
钢体413,所述钢体套装在中心管外部,钢体内壁与中心管外壁之间构成环形间隙,作为洗井下通道;所述钢体还开设偏心的传压通道,传压通道上端口连接第二液控管线;
胶筒,所述胶筒套装在钢体外壁,所述胶筒至少设置两个,胶筒两两之间设置隔环,每个胶筒的内壁均开设内凹环槽,且所有的胶筒开设的内凹环槽大小不一,即自上而下的胶筒的内凹环槽逐级变小。比如图1中的上胶筒414开设的环槽宽度比下胶筒416开设的环槽的槽宽尺寸大。
进一步地,所述坐封机构包括:
坐封活塞422,所述坐封活塞设置在缸套421内部,所述缸套底部与钢体外壁连接,所述钢体开设径向传压孔,该传压孔使传压通道和缸套内腔即活塞腔连通;
坐封活塞下止件,所述坐封活塞下止件固定在缸套内壁,且设置的位置高于径向传压孔,限制坐封活塞下行,但坐封活塞下止件为轴向贯通件,即坐封活塞下端面与径向传压孔为连通状态;图纸没有给出表示,但这属于本领域中双活塞机构的常规构件。
锁套417,所述锁套上端顶住胶筒下端,锁套下端连接坐封活塞。
进一步地,所述坐封机构包括:
锁环420,所述锁环装在锁套的外壁,锁环外壁与缸套内壁为马牙扣式连接,使锁套相对于缸套只能单向上行。
进一步地,所述坐封机构包括:
压环419,所述压环连接在锁套的上端外壁,压环的下端压住锁环的上端,对锁环轴向限位,所述压环通过坐封剪钉418与锁套连接固定。
进一步地,所述钢体外壁设置限位台,该限位台下端面对胶筒上端面轴向限位。
进一步地,还包括:
平衡解封机构,所述平衡解封机构设置在缸套内,且位于坐封活塞下方。
进一步地,所述平衡解封机构包括:
平衡活塞423,所述平衡活塞设置在缸套内部,平衡活塞位于坐封活塞下方;
平衡活塞上止件,所述平衡活塞上止件固定在缸套内壁,且设置的位置低于径向传压孔,限制平衡活塞上行,但平衡活塞上止件为轴向贯通件,即平衡活塞上端面与径向传压孔为连通状态;图纸没有给出表示,但这属于本领域中双活塞机构的常规构件。
解封剪钉426,所述缸套的底部通过解封剪钉与钢体连接固定。
进一步地,所述平衡解封机构包括:
支撑套425,所述支撑套位于缸套内,支撑套上端连接平衡活塞,支撑套下端顶在缸套底部密封环台上端面上。
进一步地,所述平衡解封机构包括:
安全锁块424,安全锁块安装在钢体外部的凹槽中,安全锁块对支撑套内壁环台轴向限位,即限制支撑套上行。
进一步地,还包括:
洗井机构,所述洗井机构套装在中心管外部,洗井机构下端连接坐封机构。
进一步地,所述洗井机构包括:
反洗套410,所述反洗套中部开设径向贯通的反洗套洗井孔,反洗套上端连接上外套408下端,反洗套下端连接下外套411;
滑套407,所述滑套套装在中心管外部,且滑套内壁与中心管外壁之间构成环形空间,作为洗井上通道,洗井上通道与洗井下通道连通,所述滑套开设径向贯通的滑套洗井孔;
多级组合密封盘根409,所述多级组合密封盘根设置在反洗套内壁卡台上,使反洗套内壁与滑套外壁之间密封,所述多级组合密封盘根包括上多级组合密封盘根和下多级组合密封盘根,上多级组合密封盘根位于反洗套洗井孔上方,下多级组合密封盘根位于反洗套洗井孔下方。
进一步地,所述多级组合密封盘根包括:
耐磨耐温胶圈409c,所述耐磨耐温胶圈安装反洗套内壁;
聚四氟保护圈一409b,所述聚四氟保护圈一安装在反洗套内壁,且位于耐磨耐温胶圈上端;
聚四氟保护圈二409d,所述聚四氟保护圈二安装在反洗套内壁,且位于耐磨耐温胶圈下端;
软铜垫圈一409a,所述软铜垫圈一安装在反洗套内壁,且软铜垫圈一位于聚四氟保护圈一的上端;
软铜垫圈二409e,所述软铜垫圈二安装在反洗套内壁,且软铜垫圈二位于聚四氟保护圈二下端。
进一步地,所述聚四氟保护圈一下端与耐磨耐温胶圈上端紧密贴合,所述聚四氟保护圈二上端与耐磨耐温胶圈下端紧密贴合。
进一步地,所述洗井机构包括:
柱塞403,所述柱塞伸入连接套402开设的柱塞孔中,柱塞孔上方为连接套开设的缩颈轴向通孔,连接套外壁与上外套上端连接,连接套内壁与中心管上端连接;
连接体405,所述连接体上端连接柱塞下端,连接体下端连接滑套上端。
进一步地,所述洗井机构包括:
复位小弹簧406,所述复位小弹簧位于上外套内部,复位小弹簧上端顶住连接体下端,下端顶在上外套内壁开设的轴向限位台上。
进一步地,所述洗井机构包括:
复位大弹簧412,所述复位大弹簧位于下外套内部,复位大弹簧上端连接上垫环,所述上垫环上端面顶在滑套外壁的限位台上,复位大弹簧下端连接下垫环,所述下垫环下端面顶在坐封机构的钢体的上端面上。
进一步地,所述洗井机构包括:
上接头401,所述上接头下端与连接套连接,上接头开设轴向液控孔,轴向液控孔下端与柱塞孔连通,轴向液控孔上端连接第一液控管线。
进一步地,反洗套通过防转钉与上外套连接固定,反洗套通过防转钉与下外套连接固定。
其工作原理是,地面液控管线打压,坐封活塞移动,推动锁套,剪断坐封剪钉,先后推动下胶筒、上胶筒移动,实现封隔器胶筒坐封,同时在锁环及压环作用下,实现胶筒锁定,当需要反洗井作业时,另一根地面液控管线打压,柱塞移动,压缩复位弹簧,推动滑套下移,当反洗套与滑套洗井孔眼重合时,洗井液经过此处,流经环空绕过胶筒,实现此处的反洗井,当出现紧急情况时,地面液控系统泄压,在复位弹簧作业下,滑套回弹,实现迅速关闭,此时,胶筒依然在锁紧状态,实现了全井筒的紧急关闭,保障海上安全生产。
实施例4:
请参阅图1至图7,本发明提供一种技术方案:一种海上油田安全长效注水管柱,包括:
防砂管柱、注水管柱,所述注水管柱设置在防砂管柱内部;
所述防砂管柱包括自上而下间隔设置在套管6上的至少两个分别对应不同油层的滤砂管10,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封隔器设置在套管上,封隔在井筒内壁;
所述注水管柱包括自上而下间隔设置在油管5上的至少两个分别对应不同油层的可调配水器9,每个可调配水器的下方均连接一个坐封开关11,每个坐封开关的上方和下方均设置有液控分层封隔器13,所述每一个坐封开关所处的高度与所径向对应的Y341封隔器所处的高度相一致,所述的液控分层封隔器设置在油管上,封隔在套管内壁。
进一步地,所述防砂管柱上端、注水管柱上端同时连接悬挂丢手封隔器3,在悬挂丢手封隔器下端连接拉套开关8,所述悬挂丢手封隔器内部设置液控管线1,液控管线穿过悬挂丢手封隔器,并与每一个液控分层封隔器连接。
进一步地,所述注水管柱最下端安装小丝堵15,小丝堵上方连接反洗阀14,所述防砂管柱的最下端安装大丝堵16。
进一步地,所述拉套开关包括上接头801、下接头803以及剪钉802,所述的上接头与下接头螺纹反扣设置,中间连接处通过剪钉连接。
进一步地,所述油管上还设置井下安全阀2、环空安全封隔器4,所述井下安全阀位于环空安全封隔器上方,环空安全封隔器位于悬挂丢手封隔器上方,所述井下安全阀、环空安全封隔器分别连接各自的液控管线。
进一步地,所述注水管柱上还设置可锁定补偿器7,可锁定补偿器位于悬挂丢手封隔器下方。
进一步地,所述井下安全阀为常规液控式阀板安全阀。
实施例5:
请参阅图1至图7,本发明提供一种技术方案:一种海上油田安全长效注水管柱,包括:
防砂管柱、注水管柱,所述注水管柱设置在防砂管柱内部;
所述防砂管柱包括自上而下间隔设置在套管6上的至少两个分别对应不同油层的滤砂管10,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封隔器设置在套管上,封隔在井筒内壁;
所述注水管柱包括自上而下间隔设置在油管5上的至少两个分别对应不同油层的可调配水器9,每个可调配水器的下方均连接一个坐封开关11,每个坐封开关的上方和下方均设置有液控分层封隔器13,所述每一个坐封开关所处的高度与所径向对应的Y341封隔器所处的高度相一致,所述的液控分层封隔器设置在油管上,封隔在套管内壁。
进一步地,所述防砂管柱上端、注水管柱上端同时连接悬挂丢手封隔器3,在悬挂丢手封隔器下端连接拉套开关8,所述悬挂丢手封隔器内部设置液控管线1,液控管线穿过悬挂丢手封隔器,并与每一个液控分层封隔器连接。
进一步地,所述注水管柱最下端安装小丝堵15,小丝堵上方连接反洗阀14,所述防砂管柱的最下端安装大丝堵16。
进一步地,所述拉套开关包括上接头801、下接头803以及剪钉802,所述的上接头与下接头螺纹反扣设置,中间连接处通过剪钉连接。
进一步地,所述油管上还设置井下安全阀2、环空安全封隔器4,所述井下安全阀位于环空安全封隔器上方,环空安全封隔器位于悬挂丢手封隔器上方,所述井下安全阀、环空安全封隔器分别连接各自的液控管线。
实施例6:
请参阅图1至图7,本发明提供一种技术方案:一种海上油田安全长效注水管柱,包括:
防砂管柱、注水管柱,所述注水管柱设置在防砂管柱内部;
所述防砂管柱包括自上而下间隔设置在套管6上的至少两个分别对应不同油层的滤砂管10,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封隔器设置在套管上,封隔在井筒内壁;
所述注水管柱包括自上而下间隔设置在油管5上的至少两个分别对应不同油层的可调配水器9,每个可调配水器的下方均连接一个坐封开关11,每个坐封开关的上方和下方均设置有液控分层封隔器13,所述每一个坐封开关所处的高度与所径向对应的Y341封隔器所处的高度相一致,所述的液控分层封隔器设置在油管上,封隔在套管内壁。
进一步地,所述防砂管柱上端、注水管柱上端同时连接悬挂丢手封隔器3,在悬挂丢手封隔器下端连接拉套开关8,所述悬挂丢手封隔器内部设置液控管线1,液控管线穿过悬挂丢手封隔器,并与每一个液控分层封隔器连接。
进一步地,所述注水管柱最下端安装小丝堵15,小丝堵上方连接反洗阀14,所述防砂管柱的最下端安装大丝堵16。
进一步地,所述拉套开关包括上接头801、下接头803以及剪钉802,所述的上接头与下接头螺纹反扣设置,中间连接处通过剪钉连接。
实施例7:
请参阅图1至图7,本发明提供一种技术方案:一种海上油田安全长效注水管柱,包括:
防砂管柱、注水管柱,所述注水管柱设置在防砂管柱内部;
所述防砂管柱包括自上而下间隔设置在套管6上的至少两个分别对应不同油层的滤砂管10,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封隔器设置在套管上,封隔在井筒内壁;
所述注水管柱包括自上而下间隔设置在油管5上的至少两个分别对应不同油层的可调配水器9,每个可调配水器的下方均连接一个坐封开关11,每个坐封开关的上方和下方均设置有液控分层封隔器13,所述每一个坐封开关所处的高度与所径向对应的Y341封隔器所处的高度相一致,所述的液控分层封隔器设置在油管上,封隔在套管内壁。
进一步地,所述防砂管柱上端、注水管柱上端同时连接悬挂丢手封隔器3,在悬挂丢手封隔器下端连接拉套开关8,所述悬挂丢手封隔器内部设置液控管线1,液控管线穿过悬挂丢手封隔器,并与每一个液控分层封隔器连接。
进一步地,所述注水管柱最下端安装小丝堵15,小丝堵上方连接反洗阀14,所述防砂管柱的最下端安装大丝堵16。
实施例8:
请参阅图1至图7,本发明提供一种技术方案:一种海上油田安全长效注水管柱,包括:
防砂管柱、注水管柱,所述注水管柱设置在防砂管柱内部;
所述防砂管柱包括自上而下间隔设置在套管6上的至少两个分别对应不同油层的滤砂管10,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封隔器设置在套管上,封隔在井筒内壁;
所述注水管柱包括自上而下间隔设置在油管5上的至少两个分别对应不同油层的可调配水器9,每个可调配水器的下方均连接一个坐封开关11,每个坐封开关的上方和下方均设置有液控分层封隔器13,所述每一个坐封开关所处的高度与所径向对应的Y341封隔器所处的高度相一致,所述的液控分层封隔器设置在油管上,封隔在套管内壁。
进一步地,所述防砂管柱上端、注水管柱上端同时连接悬挂丢手封隔器3,在悬挂丢手封隔器下端连接拉套开关8,所述悬挂丢手封隔器内部设置液控管线1,液控管线穿过悬挂丢手封隔器,并与每一个液控分层封隔器连接。
虽然以上所有的实施例均使用图1至图7,但作为本领域的技术人员可以很清楚的知道,不用给出单独的图纸来表示,只要实施例中缺少的零部件或者结构特征在图纸中拿掉即可。这对于本领域技术人员来说是清楚的。当然部件越多的实施例,只是最优实施例,部件越少的实施例为基本实施例,但是也能实现基本的发明目的,所以所有这些都在本发明的保护范围内。
本申请中凡是没有展开论述的零部件本身、本申请中的各零部件连接方式均属于本技术领域的公知技术,不再赘述。比如焊接、丝扣式、螺栓连接等。所以所有部件的具体连接细节对本领域的技术人员来说都是清楚的。
在本发明中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。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。
本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位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和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、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。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”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一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (46)
1.一种海上油田安全长效注水管柱,包括:
防砂管柱、注水管柱,所述注水管柱设置在防砂管柱内部;
其特征在于,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,封隔在井筒内壁;
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,每个可调配水器的下方均连接一个坐封开关,每个坐封开关的上方和下方均设置有液控分层封隔器,所述每一个坐封开关所处的高度与所径向对应的Y341封隔器所处的高度相一致,所述的液控分层封隔器设置在油管上,封隔在套管内壁。
2.根据权利要求1所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述防砂管柱上端、注水管柱上端同时连接悬挂丢手封隔器,在悬挂丢手封隔器下端连接拉套开关,所述悬挂丢手封隔器内部设置液控管线,液控管线穿过悬挂丢手封隔器,并与每一个液控分层封隔器连接。
3.根据权利要求1所述的一种海上油田安全长效注水管柱,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。
4.根据权利要求2所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述拉套开关包括上接头、下接头以及剪钉,所述的上接头与下接头螺纹反扣设置,中间连接处通过剪钉连接。
5.根据权利要求2所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述油管上还设置井下安全阀、环空安全封隔器,所述井下安全阀位于环空安全封隔器上方,环空安全封隔器位于悬挂丢手封隔器上方,所述井下安全阀、环空安全封隔器分别连接各自的液控管线。
6.根据权利要求2所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述注水管柱上还设置可锁定补偿器,可锁定补偿器位于悬挂丢手封隔器下方。
7.根据权利要求5所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述井下安全阀为常规液控式阀板安全阀。
8.根据权利要求5所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述环空安全封隔器包括:
坐封机构,所述坐封机构套装在中心管外部;
所述坐封机构包括:
钢体,所述钢体套装在中心管外部,钢体内壁与中心管外壁之间构成环形间隙,作为洗井下通道;所述钢体还开设偏心的传压通道,传压通道上端口连接第二液控管线;
胶筒,所述胶筒套装在钢体外壁,所述胶筒至少设置两个,胶筒两两之间设置隔环,每个胶筒的内壁均开设内凹环槽,且所有的胶筒开设的内凹环槽大小不一,即自上而下的胶筒的内凹环槽逐级变小。
9.根据权利要求8所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述坐封机构包括:
坐封活塞,所述坐封活塞设置在缸套内部,所述缸套底部与钢体外壁连接,所述钢体开设径向传压孔,该传压孔使传压通道和缸套内腔即活塞腔连通;
坐封活塞下止件,所述坐封活塞下止件固定在缸套内壁,且设置的位置高于径向传压孔,限制坐封活塞下行,但坐封活塞下止件为轴向贯通件,即坐封活塞下端面与径向传压孔为连通状态;
锁套,所述锁套上端顶住胶筒下端,锁套下端连接坐封活塞。
10.根据权利要求9所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述坐封机构包括:
锁环,所述锁环装在锁套的外壁,锁环外壁与缸套内壁为马牙扣式连接,使锁套相对于缸套只能单向上行。
11.根据权利要求10所述的一种海上油田安全长效注水管柱及施工方法,其特征在于,所述坐封机构包括:
压环,所述压环连接在锁套的上端外壁,压环的下端压住锁环的上端,对锁环轴向限位,所述压环通过坐封剪钉与锁套连接固定。
12.根据权利要求8或9所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述钢体外壁设置限位台,该限位台下端面对胶筒上端面轴向限位。
13.根据权利要求9或10或11所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,还包括:
平衡解封机构,所述平衡解封机构设置在缸套内,且位于坐封活塞下方。
14.根据权利要求13所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述平衡解封机构包括:
平衡活塞,所述平衡活塞设置在缸套内部,平衡活塞位于坐封活塞下方;
平衡活塞上止件,所述平衡活塞上止件固定在缸套内壁,且设置的位置低于径向传压孔,限制平衡活塞上行,但平衡活塞上止件为轴向贯通件,即平衡活塞上端面与径向传压孔为连通状态;
解封剪钉,所述缸套的底部通过解封剪钉与钢体连接固定。
15.根据权利要求14所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述平衡解封机构包括:
支撑套,所述支撑套位于缸套内,支撑套上端连接平衡活塞,支撑套下端顶在缸套底部密封环台上端面上。
16.根据权利要求15所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述平衡解封机构包括:
安全锁块,安全锁块安装在钢体外部的凹槽中,安全锁块对支撑套内壁环台轴向限位,即限制支撑套上行。
17.根据权利要求8或9或16所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,还包括:
洗井机构,所述洗井机构套装在中心管外部,洗井机构下端连接坐封机构。
18.根据权利要求17所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述洗井机构包括:
反洗套,所述反洗套中部开设径向贯通的反洗套洗井孔,反洗套上端连接上外套下端,反洗套下端连接下外套;
滑套,所述滑套套装在中心管外部,且滑套内壁与中心管外壁之间构成环形空间,作为洗井上通道,洗井上通道与洗井下通道连通,所述滑套开设径向贯通的滑套洗井孔;
多级组合密封盘根,所述多级组合密封盘根设置在反洗套内壁卡台上,使反洗套内壁与滑套外壁之间密封,所述多级组合密封盘根包括上多级组合密封盘根和下多级组合密封盘根,上多级组合密封盘根位于反洗套洗井孔上方,下多级组合密封盘根位于反洗套洗井孔下方。
19.根据权利要求18所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述多级组合密封盘根包括:
耐磨耐温胶圈,所述耐磨耐温胶圈安装反洗套内壁;
聚四氟保护圈一,所述聚四氟保护圈一安装在反洗套内壁,且位于耐磨耐温胶圈上端;
聚四氟保护圈二,所述聚四氟保护圈二安装在反洗套内壁,且位于耐磨耐温胶圈下端;
软铜垫圈一,所述软铜垫圈一安装在反洗套内壁,且软铜垫圈一位于聚四氟保护圈一的上端;
软铜垫圈二,所述软铜垫圈二安装在反洗套内壁,且软铜垫圈二位于聚四氟保护圈二下端。
20.根据权利要求19所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述聚四氟保护圈一下端与耐磨耐温胶圈上端紧密贴合,所述聚四氟保护圈二上端与耐磨耐温胶圈下端紧密贴合。
21.根据权利要求18所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述洗井机构包括:
柱塞,所述柱塞伸入连接套开设的柱塞孔中,柱塞孔上方为连接套开设的缩颈轴向通孔,连接套外壁与上外套上端连接,连接套内壁与中心管上端连接;
连接体,所述连接体上端连接柱塞下端,连接体下端连接滑套上端。
22.根据权利要求21所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述洗井机构包括:
复位小弹簧,所述复位小弹簧位于上外套内部,复位小弹簧上端顶住连接体下端,下端顶在上外套内壁开设的轴向限位台上。
23.根据权利要求21所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述洗井机构包括:
复位大弹簧,所述复位大弹簧位于下外套内部,复位大弹簧上端连接上垫环,所述上垫环上端面顶在滑套外壁的限位台上,复位大弹簧下端连接下垫环,所述下垫环下端面顶在坐封机构的钢体的上端面上。
24.根据权利要求21所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述洗井机构包括:
上接头,所述上接头下端与连接套连接,上接头开设轴向液控孔,轴向液控孔下端与柱塞孔连通,轴向液控孔上端连接第一液控管线。
25.根据权利要求21所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,反洗套通过防转钉与上外套连接固定,反洗套通过防转钉与下外套连接固定。
26.根据权利要求2所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述悬挂丢手封隔器,包括:
坐封机构,所述坐封机构套装在中心管外部;
悬挂机构,所述悬挂机构套装在中心管外部,悬挂机构上端连接坐封机构下端;
丢手机构,所述丢手机构通过打捞头连接中心管上端,并且坐封机构上端顶在打捞头下端面;
其特征在于,还包括密封管,所述密封管置于中心管内部,且密封管外壁与中心管内壁之间构成管线穿越通道;
所述丢手机构包括丢手棘爪、丢手支撑套,所述丢手棘爪、丢手支撑套均设置在打捞头与密封管之间的空间内,所述丢手棘爪外壁与打捞头内壁为反丝扣连接,所述丢手支撑套内壁与密封管外壁丝扣连接,所述打捞头与丢手支撑套将丢手棘爪夹在中间,所述丢手支撑套开设轴向贯通的液控管线穿越孔;
所述丢手支撑套采用可溶解的镁铝合金材料。
27.根据权利要求26所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述丢手机构还包括:
防转套,所述防转套连接在打捞头上端,并用防转钉连接固定,所述防转套开设径向贯通的反洗井孔。
28.根据权利要求26或27所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述丢手支撑套设置至少一个轴向溶解孔。
29.根据权利要求28所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述丢手支撑套内壁的连接螺纹,作防腐处理。
30.根据权利要求26或27所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述密封管包括上密封短节、密封体、下密封短节,所述上密封短节下端通过密封体连接下密封短节上端,密封体外壁与中心管内壁为密封状态,所述上密封短节上端连接上接头下端,上接头开设液控管线通道,所述丢手棘爪上端内壁棘爪插入上接头外壁的键槽内。
31.根据权利要求30所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述坐封机构包括:
胶筒,所述胶筒套装在中心管外壁,胶筒上端顶住打捞头下端面,所述胶筒至少设置两个,胶筒两两之间设置隔环,每个胶筒的内壁均开设内凹环槽,且所有的胶筒开设的内凹环槽大小不一,即自上而下的胶筒的内凹环槽逐级变小。
32.根据权利要求31所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述坐封机构包括:
坐封活塞,所述坐封活塞置于缸体与中心管之间的活塞腔内,所述中心管和密封体同时开设相对应的径向贯通的坐封传压孔,所述密封体既有径向的坐封传压孔,也开设有轴向的液控管线穿越孔及反洗井通道,上述径向孔通道和轴向通道互不相通,使活塞腔与密封管内腔连通;
锁套,所述锁套上端顶住胶筒下端,锁套下端连接坐封活塞。
33.根据权利要求32所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述坐封机构包括:
锁环,所述锁环装在锁套的外壁,锁环外壁与缸体内壁为马牙扣式连接,使锁套相对于缸体只能单向上行。
34.根据权利要求33所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述坐封机构包括:
压环,所述压环连接在锁套的上端外壁,压环的下端压住锁环的上端,对锁环轴向限位,所述压环通过坐封剪钉与锁套连接固定。
35.根据权利要求32或33或34所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述悬挂机构包括:
卡瓦,所述卡瓦装入卡瓦套的卡瓦槽内;
上锥体,所述上锥体下端锥面顶住板簧上端,板簧中部顶住卡瓦内壁,上锥体通过锚定剪钉连接卡瓦套上端,所述上锥体上端伸入缸体内部;
下锥体,所述下锥体上端锥面顶住板簧下端,下锥体外壁套装下锥体挡环,卡瓦套下端通过剪钉连接下锥体挡环;
锚定活塞,所述锚定活塞置于缸体内,所述中心管外壁固定安装安全锁块,安全锁块同时对锚定活塞以及坐封活塞轴向限位,即限制坐封活塞下行,限制锚定活塞上行,缸体下端通过剪钉连接锚定活塞,锚定活塞下端通过剪钉连接上锥体上端。
36.根据权利要求35所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述悬挂机构包括:
解封套,所述解封套上端通过剪钉连接下锥体下端,解封套下端通过解封剪钉连接中心管。
37.根据权利要求36所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述悬挂机构包括:
解封剪环,所述解封剪环安装在中心管外壁开设的剪环槽内,解封剪环上端面顶住下锥体下端面。
38.根据权利要求37所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述卡瓦套内壁和上锥体外壁同时开设防轴向脱开的轴向限位台,所述卡瓦套。
39.根据权利要求37所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述下锥体上端外壁设置外卡台,外卡台卡在下锥体挡环上端面。
40.根据权利要求1或2或8或26所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述坐封开关包括:
中心管,所述中心管开设径向贯通的打开传压孔和关闭传压孔,所述中心管外部套装外套,外套内壁与中心管外壁之间构成活塞腔;
密封套,所述密封套置于活塞腔中,密封套相当于活塞,处于密封套上方的活塞腔为上活塞腔,处于密封套下方的活塞腔为下活塞腔;上活塞腔与关闭传压孔连通,下活塞腔与打开传压孔连通,所述外套开设径向通孔,中心管外壁安装可溶剪钉,密封套下端顶在可溶剪钉上。
41.根据权利要求40所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述坐封开关包括:
复位弹簧,所述复位弹簧置于上活塞腔内,复位弹簧下端连接密封套上端。
42.根据权利要求41所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述坐封开关包括:
上接头,所述上接头下端内壁连接中心管上端,上接头下端外壁连接外套上端,即上接头下端把活塞腔上端封堵,复位弹簧上端顶在上接头下端;
下接头,所述下接头上端内壁连接中心管下端,下接头上端外壁连接外套下端,即下接头上端把活塞腔下端封堵。
43.根据权利要求42所述的一种海上油田安全长效注水管柱,其特征在于,所述外套内部设置台阶,能够阻挡密封套下滑,所述台阶设置在外套开设的径向通孔下方。
44.一种海上油田安全长效注水管柱的施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
先后下入外部的防砂管柱,然后下入注水管柱,注水管柱和防砂管柱通过悬挂丢手封隔器连接,通过输送油管一块下入井内,井口部位安装环空安全封隔器及井下安全阀,液控管线分别连接液控分层封隔器、环空安全封隔器及井下安全阀,最后通过井口悬挂器,连接至地面控制柜;
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、环空安全封隔器先后坐封,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,注水过程中,坐封开关的可溶剪钉不断溶解,密封套在复位弹簧作用下下移,将坐封孔堵死,实现密封,同时,悬挂丢手封隔器内部的丢手支撑套也会慢慢腐蚀,失去支撑,实现棘爪自然释放;当需要反循环洗井时,从地面将液控分层封隔器泄压,液控分层封隔器解封,经过地面控制柜将环空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。
45.根据权利要求44所述的一种海上油田安全长效注水管柱的施工方法,其特征在于,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,此时环空安全封隔器依然处于锁紧坐封状态,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。
46.根据权利要求45所述的一种海上油田安全长效注水管柱的施工方法,其特征在于,后期检修时,不需要旋转管柱,悬挂丢手封隔器丢手支撑套已经溶解彻底,丢手棘爪与打捞头脱离,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。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113356813A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-09-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种压驱注入器及使用管柱以及多轮次分层压驱方法 |
CN113417595A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-09-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种锚定封隔器及其使用方法 |
CN115306344A (zh) * | 2022-08-17 | 2022-11-08 | 山东圣颐石油技术开发有限公司 | 一种具有双通道的预应力封隔集成装置及其使用方法 |
CN117605444A (zh) * | 2024-01-22 | 2024-02-27 | 西安思坦仪器股份有限公司 | 一种高温智能配水器 |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN200982174Y (zh) * | 2006-12-06 | 2007-11-28 | 吉林石油集团有限责任公司 | 大通道压缩式可洗井封隔器 |
CN202181888U (zh) * | 2011-08-18 | 2012-04-04 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种分层注水管柱 |
CN202970607U (zh) * | 2012-10-12 | 2013-06-05 | 中国石油天然气股份有限公司 | 套变井耐高温双胶筒堵水封隔器 |
CN203285385U (zh) * | 2013-05-14 | 2013-11-13 | 东营百华石油技术开发有限公司 | 液压控制封隔器 |
CN203867534U (zh) * | 2013-12-09 | 2014-10-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 液控式平衡分层注水管柱 |
CN204920922U (zh) * | 2015-07-13 | 2015-12-30 | 武汉力塔石油技术有限公司 | 用于开发石油的自验封式分层注水管柱 |
US20160040515A1 (en) * | 2013-09-16 | 2016-02-11 | Charles S. Yeh | Downhole Sand Control Assembly with Flow Control, and Method for Completing a Wellbore |
CN105507861A (zh) * | 2016-01-06 | 2016-04-20 | 李永立 | 分层注水管柱 |
CN205382923U (zh) * | 2016-01-07 | 2016-07-13 | 中国石油化工股份有限公司 | 水平井管外分段循环充填防砂工艺管柱 |
CN207332849U (zh) * | 2017-09-22 | 2018-05-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种细分层注水管柱 |
CN207568553U (zh) * | 2017-09-07 | 2018-07-03 | 中国石油天然气股份有限公司 | 桥塞 |
CN109681159A (zh) * | 2017-10-17 | 2019-04-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种油田多管分层注水管柱 |
-
2019
- 2019-10-24 CN CN201911020533.5A patent/CN112709557B/zh active Active
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN200982174Y (zh) * | 2006-12-06 | 2007-11-28 | 吉林石油集团有限责任公司 | 大通道压缩式可洗井封隔器 |
CN202181888U (zh) * | 2011-08-18 | 2012-04-04 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种分层注水管柱 |
CN202970607U (zh) * | 2012-10-12 | 2013-06-05 | 中国石油天然气股份有限公司 | 套变井耐高温双胶筒堵水封隔器 |
CN203285385U (zh) * | 2013-05-14 | 2013-11-13 | 东营百华石油技术开发有限公司 | 液压控制封隔器 |
US20160040515A1 (en) * | 2013-09-16 | 2016-02-11 | Charles S. Yeh | Downhole Sand Control Assembly with Flow Control, and Method for Completing a Wellbore |
CN203867534U (zh) * | 2013-12-09 | 2014-10-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 液控式平衡分层注水管柱 |
CN204920922U (zh) * | 2015-07-13 | 2015-12-30 | 武汉力塔石油技术有限公司 | 用于开发石油的自验封式分层注水管柱 |
CN105507861A (zh) * | 2016-01-06 | 2016-04-20 | 李永立 | 分层注水管柱 |
CN205382923U (zh) * | 2016-01-07 | 2016-07-13 | 中国石油化工股份有限公司 | 水平井管外分段循环充填防砂工艺管柱 |
CN207568553U (zh) * | 2017-09-07 | 2018-07-03 | 中国石油天然气股份有限公司 | 桥塞 |
CN207332849U (zh) * | 2017-09-22 | 2018-05-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种细分层注水管柱 |
CN109681159A (zh) * | 2017-10-17 | 2019-04-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种油田多管分层注水管柱 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
张国玉等: "埕岛油田液控式分防分注技术优化", 《内江科技》 * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113356813A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-09-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种压驱注入器及使用管柱以及多轮次分层压驱方法 |
CN113417595A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-09-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种锚定封隔器及其使用方法 |
CN115306344A (zh) * | 2022-08-17 | 2022-11-08 | 山东圣颐石油技术开发有限公司 | 一种具有双通道的预应力封隔集成装置及其使用方法 |
CN115306344B (zh) * | 2022-08-17 | 2024-06-14 | 山东圣颐石油技术开发有限公司 | 一种具有双通道的预应力封隔集成装置及其使用方法 |
CN117605444A (zh) * | 2024-01-22 | 2024-02-27 | 西安思坦仪器股份有限公司 | 一种高温智能配水器 |
CN117605444B (zh) * | 2024-01-22 | 2024-04-12 | 西安思坦仪器股份有限公司 | 一种高温智能配水器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112709557B (zh) | 2022-12-06 |
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