CN112824641B - 一体化采油工艺管柱 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种一体化采油工艺管柱，该管柱包括：导液头，侧壁上设置有多个侧孔；环空封隔器；变流接头；外管，第一端与变流接头的接头端的外壁连接；外管靠近变流接头的位置设置有进液孔；内管与外管之间具有一环形空间；变流装置，用于将从进液孔进入到环形空间内、向内管的第二端方向流动的产出液，变换流动方向后流入内管内向变流接头的方向流动入泵；或将从侧孔进入到内管内的洗井液，变换流动方向后向变流接头的方向流动入泵；产出液中的泥浆或地层砂向外管远离变流接头的方向沉降。上述管柱在不动管柱的情况下可实现采油、洗井和防砂，其为一种低成本的、效率高的、能够避免给油层造成污染的洗井、防砂、采油一体化工艺管柱。

Description

一体化采油工艺管柱
技术领域
本发明涉及油田开采技术领域，特别涉及一种一体化采油工艺管柱。
背景技术
洗井是油田井下作业中的常规工艺，目的是把井筒内的腐蚀物、脏污杂质等冲洗出来,避免油层被污物堵塞。常规洗井技术需要起出原采油生产工艺管柱，采用正洗或反洗的方法清洗井筒，正洗是从套管环空泵入洗井液，从油管返出；反洗是从油管泵入洗井液，从套管环空返出。油田开发中后期，油井经常会出现油层压力过低，在常规洗井工艺过程中出现洗井液倒灌、油层微量吐泥浆、吐砂等问题，以往洗井时往往需要较多的洗井液，不仅增大洗井工作量，同时会造成对油层的污染及伤害。
另一方面,储层吐泥浆、吐砂，会造成卡泵、磨损泵筒等影响油井的正常生产的问题。采油生产过程中通常使用筛管防砂、化学防砂等技术，成本较高。同时，细粉砂不好防止，易堵塞筛管，过度防砂又会影响油井产量。目前，针对储层出砂的问题，已经研发的防砂泵排量小，同时由于柱塞加长管为细长杆类，稳定性差，不适宜做长冲程泵和在稠油井中使用。
针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种一体化采油工艺管柱，用以在不动管柱的情况下实现采油、洗井和防砂，提供一种低成本的、效率高的、能够避免给油层造成污染的洗井、防砂、采油一体化工艺管柱，该管柱包括：
导液头，导液头的第一端与外部泵连通；导液头的侧壁上设置有多个侧孔，用于将注入油套环空的洗井液导入导液头内；
环空封隔器，环空封隔器的第一端与导液头的第二端连通，用于封闭套管和油管之间的油套环空；
变流接头，变流接头的第一端与环空封隔器的第二端连通，变流接头第二端为具有预设厚度的接头端；
外管，外管的第一端与接头端的外壁连接；外管靠近变流接头的位置设置有进液孔；
内管，内管的第一端与接头端的内壁连接；内管设置在外管内部，内管与外管(9)之间具有一环形空间；
变流装置，设置在内管远离变流接头的第二端，用于将从进液孔进入到环形空间内、向内管的第二端方向流动的产出液，变换流动方向后流入内管内向变流接头的方向流动、经环空封隔器进入所述外部泵；或将从侧孔进入到内管内的洗井液，变换流动方向后向变流接头的方向流动、经环空封隔器进入外部泵；其中，从进液孔进入到环形空间内、向内管的第二端方向流动的产出液中的泥浆或地层砂向外管远离变流接头的方向沉降。
本发明实施例提供的一体化采油工艺管柱，工作时：
防砂：本工艺管柱可单独或结合检泵作业下井，通过环空封隔器首先将油套环空封隔，正常采油时，油井产出液自底部外管的进液孔下行，通过内管的变流装置后转向上行，通过变流接头和导液头上行入泵，这个过程延长了油井产出液的流程和入泵时间，同时油井产出液中的泥浆或地层砂由于密度大，在整个过程中向下沉。
防止油层污染洗井：正洗井时，由于环空封隔器已经将油套环空封隔，洗井液注入油套环空后，通过导液头上的侧孔进入工艺管柱内，下行进入底部的内管，在内管变流装置的作用下，洗井液绕开油层上行入泵返出，从而实现了在不倒灌油层的情况下快速高效洗井，在节省大量洗井液的同时，又可以实现防止油层污染的目的。
综上，本发明实施例提供的一体化采油工艺管柱在不动管柱的情况下，能够实现采油、洗井、防砂三种功能，其为一种低成本的、效率高的、能够避免给油层造成污染的洗井、防砂、采油一体化工艺管柱。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中一体化采油工艺管柱的结构示意图；
图2是本发明实施例中导液头的结构示意图；
图3是本发明实施例中环空封隔器的结构示意图。
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。
图1是本发明实施例中一体化采油工艺管柱的结构示意图，如图1所示，该一体化采油工艺管柱包括：
导液头1，导液头1的第一端与外部泵连通；导液头1的侧壁上设置有多个侧孔2，用于将注入油套环空的洗井液导入导液头1内；
环空封隔器4，环空封隔器4的第一端与导液头1的第二端连通，用于封闭套管和油管之间的油套环空；
变流接头6，变流接头6的第一端与环空封隔器4的第二端连通，变流接头6第二端为具有预设厚度的接头端；
外管9，外管9的第一端与接头端的外壁连接；外管9靠近变流接头6的位置设置有进液孔7；
内管8，内管8的第一端与接头端的内壁连接；内管8设置在外管9内部，内管8与外管9之间具有一环形空间14；
变流装置10，设置在内管8远离变流接头6的第二端，用于将从进液孔7进入到环形空间14内、向内管8的第二端方向流动的产出液，变换流动方向后流入内管8内向变流接头6的方向流动、经环空封隔器4进入所述外部泵；或将从侧孔2进入到内管8内的洗井液，变换流动方向后向变流接头6的方向流动、经环空封隔器4进入外部泵；其中，从进液孔7进入到环形空间14内、向内管8的第二端方向流动的产出液中的泥浆或地层砂向外管远离变流接头6的方向沉降，即在产出液流动的过程中，流动方向改变同时延长了流程，使产出液中的泥浆或地层砂在重力作用下向外管远离变流接头6的方向沉降。
本发明实施例提供的一体化采油工艺管柱，工作时：
防砂功能：本工艺管柱可单独或结合检泵作业下井，通过环空封隔器4首先将油套环空封隔，正常采油时，油井产出液自底部外管9的进液孔7下行，通过内管8的变流装置10后180°转向上行，通过变流接头6和导液头1上行入泵(可以是油泵)，这个过程延长了油井产出液的流程和入泵时间，同时油井产出液中的泥浆或地层砂由于密度大，在整个过程中向下沉降到底部尾管13。
防止油层污染洗井功能：正洗井时，由于环空封隔器4已经将油套环空封隔，洗井液注入油套环空后，通过导液头1上的侧孔2进入工艺管柱内，下行进入底部的内管8，在内管的变流装置10的作用下，洗井液绕开油层上行入泵返出，从而实现了在不倒灌油层的情况下快速高效洗井，在节省大量洗井液的同时，又可以实现防止油层污染的目的。
综上，本发明实施例提供的一体化采油工艺管柱在不动管柱的情况下，能够实现采油、洗井、防砂三种功能，其为一种低成本的、效率高的、能够避免给油层造成污染的洗井、防砂、采油一体化工艺管柱。
下面再对该一体化采油工艺管柱的结构进行详细介绍。
如图1所示，本发明实施例提供的一体化采油工艺管柱包括：导液头1、环空封隔器4、除砂装置(如图1所示，可以包括变流接头6、外管9、内管8和变流装置10(可以为单流凡尔)；其中，外管9上设置有进液孔7，外管9与内管8之间具有一环形空间14)、尾管12、丝堵13，通过上述各个组件的配合使用，连接在采油管柱的泵下，能够实现一次管柱无污染洗井和采油、防砂功能。
在一个实施例中，上述多个侧孔2还用于将产出液导入油套环空，导入油套环空的产出液用于为动液面测试提供依据。
具体实施时，在进行正常采油时，部分油井产出液通过导液头1上的侧孔2进入环空封隔器4上部的油套环空，起到了正常显示油井动液面的作用。
在一个实施例中，上述变流装置10为单流凡尔，由凡尔座和凡尔球构成；变流装置也可以是其它由液流压力控制的开关装置，比如靠弹性力恢复的滑套式结构也可以实现。
在一个实施例中，上述一体化采油工艺管柱还可以包括：收集装置，与外管9的第二端连接，用于收集所述泥浆或地层砂。
具体实施时，油井产出液中的泥浆或地层砂由于密度大，在整个过程中向下沉降到底部尾管13。
在一个实施例中，如图1所示，上述收集装置可以包括：
尾管12；
尾管接头11，设置在尾管12的第一端，与所述外管9的第二端连接；
丝堵13，设置在尾管12的第二端，用于将所述尾管12的第二端封住。
具体实施时，该收集装置的结构简单，灵活方便。
在一个实施例中，尾管由多根油管串连组成，油管的长度和数量根据具体井况进行选择，一般选择标准长度的3-5根油管，3-5根油管适合收集泥浆或地层砂。
在一个实施例中，上述外管9的长度取值范围是：9.5m-10.5m；所述内管8的长度取值范围是：8.5m-9.5m。
具体实施时，上述外管和内管的长度取值范围利于提高采油和洗井效率和高效防砂。
在一个实施例中，上述外管9的长度取值是：10m；所述内管8的长度取值是：8m。
具体实施时，上述外管和内管的长度取值更利于提高采油和洗井效率和高效防砂。
在一个实施例中，环空封隔器4通过上接头3与导液头1的第二端螺纹连接，环空封隔器4通过下接头5与变流接头6螺纹连接。
具体实施时，环空封隔器4通过上接头3与导液头1的第二端螺纹连接，环空封隔器4通过下接头5与变流接头6螺纹连接，便于密封连接，提高安全性和便利性。
具体实施时，导液头是连接工具，它与其上部泵或泵的油管连通，其为液流的通道。在正常采油时，导液头上的侧孔(图1和图2所示)使井下产出液能够进入油套环空，即井筒内套管和油管之间的环形空间。为动液面测试提供依据，导液头1(还可以称为导液短接)与环空封隔器4的上接头3连接。如图3所示，环空封隔器包括：扶正部件、单向或双向锚定部件、坐封部件和解封部件，例如现有的Y211等类型的封隔器，其作用是封闭套管管柱和油管管柱之间的环空，其中，油管管柱即本工具串所在管柱，套管管柱为井筒内壁，同时固定工艺管柱。上述除砂装置的变流接头6与其上部的环空封隔器4的下接头5连接，其下部分别与除砂装置的外管9和内管8连接；外管9上有进液孔7，井下产出液可以通过进液孔7进入除砂装置外管9和内管8之间的环形空间；除砂装置的内管8下端是单流凡尔10，进入外管9和内管8中的流体(井下产出液或洗井液)可以通过其向上流动；外管9通过尾管12的上接头11与其下的尾管12连接，尾管可以根据油井口袋及吐泥浆、出砂量情况灵活配制，尾管12末端由丝堵13封堵。
本发明实例提供的一体化采油工艺管柱达到的有益技术效果是：
本发明所述工艺技术操作简单可靠，适用于5-1/2＂、7＂、9-5/8＂多种套管的油井。该工艺管柱在不动管柱的情况下，能够实现采油、洗井、防砂三种功能，同时能够防止洗井过程中对油层造成的污染，针对低压井洗井及吐泥浆、出砂油层工艺效果明显，措施有效率95％以上。尤其针对稠油开采领域中难以使用传统沉砂泵以及低成本采油、治砂技术领域。
综上，本发明实施例提供的一体化采油工艺管柱为一种低成本的、效率高的、能够避免给油层造成污染的洗井、防砂、采油一体化工艺管柱。
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，本发明实施例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 (10)

1.一种一体化采油工艺管柱，其特征在于，包括：
导液头(1)，导液头(1)的第一端与外部泵连通；导液头(1)的侧壁上设置有多个侧孔(2)，用于将注入油套环空的洗井液导入导液头(1)内；
环空封隔器(4)，环空封隔器(4)的第一端与导液头(1)的第二端连通，用于封闭套管管柱和油管管柱之间的油套环空；
变流接头(6)，变流接头(6)的第一端与环空封隔器(4)的第二端连通，变流接头(6)第二端为具有预设厚度的接头端；
外管(9)，外管(9)的第一端与接头端的外壁连接；外管(9)靠近变流接头(6)的位置设置有进液孔(7)；
内管(8)，内管(8)的第一端与接头端的内壁连接；内管(8)设置在外管(9)内部，内管(8)与外管(9)之间具有一环形空间(14)；
变流装置(10)，设置在内管(8)远离变流接头(6)的第二端，用于将从进液孔(7)进入到环形空间(14)内、向内管(8)的第二端方向流动的产出液，变换流动方向后流入内管(8)内向变流接头(6)的方向流动、经环空封隔器(4)进入所述外部泵，其中，在产出液流动的过程中，流动方向改变同时延长了流程，使产出液中的泥浆或地层砂在重力作用下向外管远离变流接头(6)的方向沉降；或将从侧孔(2)进入到内管(8)内的洗井液，变换流动方向后向变流接头(6)的方向流动、经环空封隔器(4)进入外部泵。
2.如权利要求1所述的一体化采油工艺管柱，其特征在于，所述多个侧孔(2)还用于将产出液导入油套环空，导入油套环空的产出液用于为动液面测试提供依据。
3.如权利要求1所述的一体化采油工艺管柱，其特征在于，所述变流装置(10)为单流凡尔。
4.如权利要求1所述的一体化采油工艺管柱，其特征在于，还包括：收集装置，与外管(9)的第二端连接，用于收集所述泥浆或地层砂。
5.如权利要求4所述的一体化采油工艺管柱，其特征在于，所述收集装置包括：
尾管(12)；
尾管接头(11)，设置在尾管(12)的第一端，与所述外管(9)的第二端连接；
丝堵(13)，设置在尾管(12)的第二端，用于将所述尾管(12)的第二端封住。
6.如权利要求5所述的一体化采油工艺管柱，其特征在于，所述尾管由多根油管串连组成。
7.如权利要求1所述的一体化采油工艺管柱，其特征在于，所述外管(9)的长度取值范围是：9.5m-10.5m。
8.如权利要求1所述的一体化采油工艺管柱，其特征在于，所述内管(8)的长度取值范围是：7.5m-8.5m。
9.如权利要求1所述的一体化采油工艺管柱，其特征在于，环空封隔器(4)通过上接头(3)与导液头(1)的第二端螺纹连接。
10.如权利要求1所述的一体化采油工艺管柱，其特征在于，环空封隔器(4)通过下接头(5)与变流接头(6)螺纹连接。
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