CN112814629A - 一种单趟冲洗、双向充填防砂管柱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单趟冲洗、双向充填防砂管柱，包括顶部悬挂封隔器、顶充服务器、双级关闭底充装置、可冲洗底冲服务器、内充填管柱，将以上各部分按顺序连接好。优点：单趟冲洗、双向充填防砂管柱，可以实现边冲洗边下入防砂管柱，到位后直接座封工具、打开充填孔实施底部砾石充填作业；第一阶段完成后，反洗井、井口投入钢球，打开顶部充填孔，进行第二阶段砾石充填，确保环空砾石充填饱和；脱手起出充填管柱。整个过程一次完成，大大减少了作业工作量，缩短占井时间，保证了措施效果。
Description
技术领域
本发明涉及油气水井一趟管柱实现边冲边下、顶部底部双向充填的防砂措施管柱，属于石油机械领域。
背景技术
在油气开采过程中，当需要实施防砂作业措施时，为提高作业质量，延长油井检修周期，经常需要实施砾石充填防砂作业。现阶段水平井、大斜度井数量日益增多，这些井在充填防砂过程中常遇到以下问题：1、流沙严重，常规防砂工具经常下不到位，需要多次起下管柱，冲砂后边灌水边下管柱，占井时间长，重复工作量大；2、部分油井井段长、斜度大，砾石充填饱和度不足，容易导致防砂失败；3，常规充填管柱需要多次作业才能达到施工效果，过程复杂，工作量大，效果难以保证。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种单趟冲洗、双向充填防砂管柱。
该方案主要由顶部悬挂封隔器、顶充服务器、双级关闭底充装置、可冲洗底冲服务器、内充填管柱组成。
将以上各部分按顺序连接好，油管送至设计深度，如果中途受到流砂影响，下入受阻，可地面接反洗流程，边冲洗边下入，直至送至设计井深；大排量反洗将油管内砂子洗净，改正循环流程，小排量打压6、8、10、12Mpa，分别稳压2min，座封顶部封隔器；继续升压至18—20 Mpa，压力突降为零，此时底部充填孔打开、释放出承托皮碗，同时关闭边冲边下冲洗通道，此时可以按照设计要求进行底部挤压或循环砾石充填；底部充填完毕，大排量反洗井直至出口干净无砂，打开井口投球器释放密封钢球，正打压9—12Mp，直至压力突降为零，此时顶部充填孔打开，循环通道建立，按照设计要求进行顶部充填直至环空充填饱满；地面改反循环流程，反洗至干净无砂；提负荷至原悬重，正转管柱15圈以上，将充填管柱脱手起出，结束全部施工过程。
本发明与现有技术相比较，具有以下优点：一种单趟冲洗、双向充填防砂管柱，可以实现边冲洗边下入防砂管柱，到位后直接座封工具、打开充填孔实施底部砾石充填作业；第一阶段完成后，反洗井、井口投入钢球，打开顶部充填孔，进行第二阶段砾石充填，确保环空砾石充填饱和；脱手起出充填管柱。整个过程一次完成，大大减少了作业工作量，缩短占井时间，保证了措施效果。
附图说明
图1是本发明顶部悬挂封隔器视图。
图2是本发明顶充服务器视图。
图3是本发明双级关闭底充装置视图。
图4是本发明可冲洗底冲服务器视图。
图5是本发明内充填管柱视图。
图6是本发明组装好的顶部悬挂封隔器与顶充服务器。
图7是本发明组装好的双级关闭底充装置、可冲洗底冲服务器和内充填管柱。
图8是液缸座封孔防砂装置，通常，座封孔是座封封隔器时液流进入液缸的通道，它没有其他附加装置，座封完成后即不再发挥作用。但在本方案中，本专利技术具有先脱手后充填的功能，为防止砾石充填时，砂浆在此处形成涡旋流导致部分充填砂沉积到液缸内，造成后期管柱下放不到位，特在此设计一处过滤装置，即可杜绝上述情况的发生。
图9是顶部封隔器的双向流道，初始状态时，底部正向充填，可以为返出液流提供流动通路。
图10是顶部封隔器的双向流道，投球打开顶部充填孔时，件24整体下行，关闭初始状态时的返流通道，同时打开顶部充填的返液通道，直接在顶部形成循环通道，将已完成的底部充填各装置彻底隔离开，避免二次影响。
图11是底部封隔器的双级关闭，初始状态，液流可以自最底部直接返入内充填管柱，将套管内的砂子及污物冲洗干净，完成边冲边下工序。
图12是底部封隔器的双级关闭，完成状态，打开底部充填孔时，件45下行至件42处锁定，关闭冲洗通道并完成密封；同时，底部充填结束后，件39在地层反吐压力推动下与件40形成第二道密封关闭，至此，通过双级密封关闭将底部通道彻底关闭死，防止以后生产过程中地层吐砂。
图13是不动管柱反洗，底部充填结束后，需要将油管内多余的砂浆洗出地面，为确保密封的可靠性，特设计了不动管柱反洗装置，可以在地面倒流程，直接进行反洗井，该装置为单向流道，既保证了反洗时的畅通，又确保了充填时的密封。
图14是倒扣脱手复位装置，为确保施工安全性，防止砾石充填时出现意外情况，砂埋内充填管柱，本发明设计了先脱手后充填工艺，为配合该工艺实施，特设计了倒扣脱手复位装置。
通常情况下，倒扣脱手后，充填孔位置会相应上移一个倒扣距离—60mm左右，从而造成内外充填孔无法对应一致，据此，特设计倒扣脱手复位装置，该装置可以保证倒扣脱手后，充填孔位置依然可以下放至原装配位置，确保内外充填孔一致。
图15是防止反吐砂装置，砾石充填后期，充填压力逐渐升高，当压力升高至限压值时，需要停泵反洗井，此时地层压力较高，反洗时会造成砂浆反吐，将充填进地层的充填砂反吐出地面，造成充填不饱和。为避免上述状况出现，特设计了防止反吐砂装置，在打开底部充填孔时，液流进入外充填腔，推动件40下行，释放出件39，从而有效防止底部充填结束后充填砂的反吐。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、 “顺时针”、“逆时针”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设备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。
此外，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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两 个以上，除非另有明确具体的限定。
参照图1-15，按照防砂施工设计要求，将图6和图7的工具组合好，中间用一定长度的筛管连接，达到覆盖油层上下界不少于1米的要求，油管与件1连接好，送入井内至目的深度，中途砂阻时，可开泵大排量反洗，液流经件43通过内充填管柱将砂子携出井口，边冲边下，直至解除砂阻；管柱到位后，小排量正打压6、8、10、12Mpa，分别稳压2min，件2、件3、件4、件5依次动作、压缩件6、挤出件10，从而实现座封封顶部封隔器；继续升压至18—20 Mpa，压力突降为零，件48、49在压力作用下推动下行，漏出充填孔，件40下行，释放出件39，同时件45下行至件42处并锁定，完成打开底部充填孔和关闭下部冲洗通道动作，此时可以进行底部充填作业；底部充填完成后，改反洗，液流经顶部悬挂封隔器双向流道及件38，流经底部充填孔，通过内充填管柱将多余砂浆洗出井口；打开井口投球器释放密封钢球，钢球落于件24上，正打压9—12Mp，直至压力突降为零，此时件24下行漏出顶部充填孔，同时建立液流循环通道，此时可以进行顶部充填作业；充填结束后，反洗井，液流经反洗通道及件24的循环通道进入油管，将多余砂浆洗出井口；提悬重至中和点，正转管柱15圈以上实现脱手，起出防砂管柱，施工结束。
未提到的结构及连接关系均为公知常识。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种单趟冲洗、双向充填防砂管柱，其特征在于，包括顶部悬挂封隔器、顶充服务器、双级关闭底充装置、可冲洗底冲服务器、内充填管柱，将以上各部分按顺序连接好。
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