CN113356813B - 一种压驱注入器及使用管柱以及多轮次分层压驱方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种压驱注入器及使用管柱以及多轮次分层压驱方法,一种压驱注入器及使用管柱包括主体,所述主体内壁的顶部设置有连接凹面,所述主体内壁的中部与滑套的外壁滑动连接,所述主体内对应滑套的顶部设置有可溶球,所述滑套的一侧开设有若干个卡槽,其中一个卡槽内卡接有剪钉。本发明中,通过形成多轮次分层压驱方法,实现多轮次分层压驱注入,多轮次压驱注入器内置平衡滑套和压簧复位机构,防止压驱下层时压驱注入器意外开启,多轮次压驱注入器可控开关设计,通过投可溶球与滑套形成密封,在注入压力的作用开启注入通道,解决目前无法多轮次分层压驱的问题,提高储层动用程度,补充地层能量,提高油藏采收率。

Description

一种压驱注入器及使用管柱以及多轮次分层压驱方法
技术领域
本发明属于油田采油领域中压驱注水技术领域,具体为一种压驱注入器及使用管柱以及多轮次分层压驱方法。
背景技术
低渗透油藏采用水驱开发,受储层物性、注水水质等影响,普遍存在水井“注水压力高、欠注、注不进”、油井“采不出”等问题,导致油水井无法建立有效驱替,产能递减快。针对水驱油藏地层能量补充困难、油井提液提效的需求,把水力压裂与注水结合起来,形成压驱注水技术,利用压裂设备,阶段性进行高压、快速大量注水,增加地层能量,提高生产压差及油井产能;同时提高波及系数和驱油效率,进而提高油藏采收率的开发技术。
例如中国专利号(CN201810376413.8),一种煤层螺杆注水装置以及注水方法中,利用膨胀封孔胶管实现与注水钻孔间的密封,利用液压驱动注水螺杆运转吸液,推动水沿轴向均匀稳定地运移,持续地向煤层裂隙施加波动水压力,增加煤层的渗透性与注水量,同时利用膨胀胶管封孔回收率高,注水完成后可将装置取出,实现了循环利用,但无法实现多轮次分层压驱的目的,与本发明不同。
例如中国专利号(CN201510343063.1),一种全通径液压驱动分层注液及压裂装置及方法中不需要下放多层管柱,分注明确,从上向下打压,下到需要的注水层,实现多层连接注水,井下注水作业可调,可以关闭,实现分层注水,同时可以合注,但虽能实现分层加注施压,由于因压驱过程中受压过大易导致注入器意外开启,影响压驱效果,与本发明不同。
目前压驱注水技术仅能实现笼统压驱注入,不能实现分层多轮次压驱注水,受储层非均质影响,仅有部分高渗小层动用,储层动用程度低,制约了压驱效果。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术的上述缺陷,本发明所要解决的技术问题是:提供一种压驱注入器及使用管柱以及多轮次分层压驱方法,解决目前无法多轮次分层压驱的问题,提高储层动用程度,补充地层能量,提高油藏采收率。
技术方案:一种压驱注入器,包括:
主体,所述主体内壁的顶部设置有连接凹面,所述主体内壁的中部与滑套的外壁滑动连接,所述主体内对应滑套的顶部设置有可溶球,所述滑套的一侧开设有若干个卡槽,其中一个卡槽内卡接有剪钉,所述剪钉穿过主体,
所述滑套外壁的设置有外扩凸台,所述外扩凸台的上表面与滑套的内壁搭接,所述外扩凸台的下表面设置有压簧,所述有压簧套接在滑套的外表面,所述压簧的底端与下接组件的上表面搭接,
所述下接组件滑动连接在主体内,所述主体内壁的下方设置有内螺纹,所述内螺纹与下接组件外壁的上方螺纹连接,所述下接组件外壁的上方设置有若干个限位槽。
作为本发明中一种压驱注入器的一种优选方案:所述下接组件包括下接头,所述下接头外壁的上方与与内螺纹螺纹连接,所述下接头的上表面与压簧的底端搭接,所述下接头设置在主体内,所述下接头外壁的下方设置有外螺纹。
作为本发明中一种压驱注入器的一种优选方案:所述主体的外壁设置有多个大直径注入孔,所述滑套外壁与主体内壁为滑动密封连接。
作为本发明中一种压驱注入器的一种优选方案:所述主体内腔的底部设有扩径段。
作为本发明中一种压驱注入器的一种优选方案:所述压簧设置在滑套与主体之间的环形空间内。
作为本发明中一种压驱注入器的一种优选方案:所述下接头上端面顶住压簧并使压簧处于压缩状态。
作为本发明中一种压驱注入器的一种优选方案:所述可溶球的直径小于主体的内径且大于滑套的内径,所述可溶球位于滑套上端并且与滑套形成接触密封,所述可溶球可替换为球杆。
一种压驱注入器的使用管柱,包括:
油套连通组件和注入组件,所述油套连通组件的顶部设置在基面上,所述基面的下表面与套管的上表面固定连接,所述油套连通组件的底端与主体的顶端相连通,
所述主体的底端与注入组件的顶端相连通,所述油套连通组件的外壁设置有若干个一级双向锚定封隔器,
所述注入组件的外壁设置有若干个二级双向锚定封隔器,对应若干个一级双向锚定封隔器和若干个二级双向锚定封隔器的另一侧与套管的内壁密封连接。
作为本发明中种压驱注入器的使用管柱的一种优选方案:所述注入组件的底端与控制组件的顶端相连通,若干个一级双向锚定封隔器和若干个二级双向锚定封隔器间隔设置于套管内,并且将套管内分为第一油层和第二油层段。
作为本发明中种压驱注入器的使用管柱的一种优选方案:所述油套连通组件包括第一油管、所述第一油管的顶端设置与基面上,所述第一油管的外壁设置有连接套,所述第一油管的底端与主体的顶端相连通,所述第一油管的外壁与若干个一级双向锚定封隔器相互靠近的一面相连接。
作为本发明中种压驱注入器的使用管柱的一种优选方案:所述注入组件包括第二油管,所述第二油管的顶端与下接头的底端相连通,所述第二油管的外壁设置有注入器,所述注入器的底端与控制组件的顶端相连通,所述第二油管的外壁与若干个二级双向锚定封隔器相互靠近的一面相连接。
作为本发明中种压驱注入器的使用管柱的一种优选方案:所述控制组件包括控制阀,所述控制阀的顶端与第二油管的底端相连通,所述控制阀输出端设置有排液管,所述控制阀设置为单流阀。
作为本发明中种压驱注入器的使用管柱的一种优选方案:所述连接套位于一级双向锚定封隔器的上方,所述下接头通过螺纹连接的方式与第二油管的顶端相连。
一种压驱注入器的多轮次分层压驱方法,包括以下步骤:
(1)、首先进行下井工作,并且依次连接控制阀、注入器、第二油管、二级双向锚定封隔器、主体、第一油管、一级双向锚定封隔器和连接套,再与第一油管连接至井口,其次下入套管内,第一油管和第二油管下入过程中控制阀一直处于常通状态,并且根据一级双向锚定封隔器和二级双向锚定封隔器坐封方式完成坐封;
(2)、第一轮分层压驱
(21)、首先投入可溶球或球杆,并且在第一油管和第二油管内打压,控制阀被关闭且之后一直处于常闭状态,
(22)、下层压驱:在第二油管内打压后,开启注入器,使注入水通过注入器注入第一油层内,
(23)、上层压驱:下层压驱结束后,第一油管内投入可溶球,并且第一油管内打压,打开压驱注入器,同时封堵其下过流通道,注入水通过压驱注入器注入上层即第一油层内,
(24)、压驱注入器关闭:上层压驱结束后,可溶球溶解,若投入球杆,下打捞工具将其捞出,使压驱注入器自动关闭,
(25)、在进行第二轮分层压驱及之后分层压驱:重复第一轮分层压驱步骤即可。
作为本发明的进一步方案:一种压驱注入器的多轮次分层压驱方法,包括以下两种起出第一油管和第二油管的方式:
方法一:
采用带压设备起出第一油管和第二油管;
方法二:
第一油管和第二油管内投球打压,开启油套连通组件,进行压井作业后,采用起吊设备起出第一油管和第二油管。
有益效果:本发明公开的一种压驱注入器及使用管柱以及多轮次分层压驱方法具有以下有益效果:
(1)本发明中,通过形成多轮次分层压驱方法,实现多轮次分层压驱注入,多轮次压驱注入器内置平衡滑套和压簧复位机构,防止压驱下层时压驱注入器意外开启,多轮次压驱注入器可控开关设计,通过投可溶球与滑套形成密封,在注入压力的作用开启注入通道,当可溶球溶解时,在压簧复位力作用下关闭注入通道;第二油管底部设置控制阀,第一油管和第二油管下入时使其内外始终连通,便于第一油管和第二油管下入,第一油管下至目的深度后投可溶球或球杆打压使控制阀关闭,之后控制阀常闭,实现第一油管和第二油管整体密封且便于球杆打捞。
(2)本发明中,在后期作业起管柱时可通过上述方法一和方法二进行,在使用方法一时,由于第一油管和第二油管整体密封,可通过带压作业设备将第一油管和第二油管起出,十分方便;在使用方法二时,由于第一油管设置可控油套连通组件,通过投入可溶球打压实现套管连通,进行压井后可通过起吊设备起出第一油管和第二油管,从而实现作业起管防冒喷,保护环境,同时根据套管规格选用大通径第一油管和第二油管,且多轮次压驱注入器孔眼采用大孔径,有效降低注入摩阻,提高其工作稳定性。
附图说明
图1为本发明正视的剖面结构示意图;
图2为本发明主体正视的局部剖面结构示意图;
图3为本发明主体正视的结构示意图;
图4为本发明A处放大的结构示意图;
图5为本发明B处放大的结构示意图;
其中:
1—套管 2—基面
3—主体
4—下接组件
41—下接头 42—外螺纹
5—连接凹面 6—滑套
7—可溶球 8—卡槽
9—剪钉 10—外扩凸台
11—压簧 12—限位槽
13—内螺纹 14—注入孔
15—油套连通组件
151—第一油管 152—连接套
16—注入组件
161—第二油管 162—注入器
17—一级双向锚定封隔器 18—二级双向锚定封隔器
19—控制组件
191—控制阀 192—排液管
20第一油层 21第二油层。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
如图1-5所示,本发明提供一种压驱注入器,包括:
主体3,主体3内壁的顶部设置有连接凹面5,主体3内壁的中部与滑套6的外壁滑动连接,主体3内对应滑套6的顶部设置有可溶球7,滑套6的一侧开设有若干个卡槽8,其中一个卡槽8内卡接有剪钉9,剪钉9穿过主体3,
滑套6外壁的设置有外扩凸台10,外扩凸台10的上表面与滑套6的内壁搭接,外扩凸台10的下表面设置有压簧11,有压簧11套接在滑套6的外表面,压簧11的底端与下接组件4的上表面搭接,
下接组件4滑动连接在主体3内,主体3内壁的下方设置有内螺纹13,内螺纹13与下接组件4外壁的上方螺纹连接,下接组件4外壁的上方设置有若干个限位槽12。
进一步,下接组件4包括下接头41,下接头41外壁的上方与与内螺纹13螺纹连接,下接头41的上表面与压簧11的底端搭接,下接头41设置在主体3内,下接头41外壁的下方设置有外螺纹42,主体3的外壁设置有多个大直径注入孔14,滑套6外壁与主体3内壁为滑动密封连接,主体3内腔的底部设有扩径段,压簧11设置在滑套6与主体3之间的环形空间内,下接头41上端面顶住压簧11并使压簧11处于压缩状态,可溶球7的直径小于主体3的内径且大于滑套6的内径,可溶球7位于滑套6上端并且与滑套6形成接触密封,可溶球7可替换为球杆。
一种压驱注入器的使用管柱,包括:
油套连通组件15和注入组件16,油套连通组件15的顶部设置在基面2上,基面2的下表面与套管1的上表面固定连接,油套连通组件15的底端与主体3的顶端相连通,
主体3的底端与注入组件16的顶端相连通,油套连通组件15的外壁设置有若干个一级双向锚定封隔器17,
注入组件16的外壁设置有若干个二级双向锚定封隔器18,对应若干个一级双向锚定封隔器17和若干个二级双向锚定封隔器18的另一侧与套管1的内壁密封连接。
进一步,注入组件16的底端与控制组件19的顶端相连通,若干个一级双向锚定封隔器17和若干个二级双向锚定封隔器18间隔设置于套管1内,并且将套管1内分为第一油层20和第二油层21段。
进一步,油套连通组件15包括第一油管151、第一油管151的顶端设置与基面2上,第一油管151的外壁设置有连接套152,第一油管151的底端与主体3的顶端相连通,第一油管151的外壁与若干个一级双向锚定封隔器17相互靠近的一面相连接。
进一步,注入组件16包括第二油管161,第二油管161的顶端与下接头41的底端相连通,第二油管161的外壁设置有注入器162,注入器162的底端与控制组件19的顶端相连通,第二油管161的外壁与若干个二级双向锚定封隔器18相互靠近的一面相连接。
进一步,控制组件19包括控制阀191,控制阀191的顶端与第二油管161的底端相连通,控制阀191输出端设置有排液管192,控制阀191设置为单流阀。
进一步,连接套152位于一级双向锚定封隔器17的上方,下接头41通过螺纹连接的方式与第二油管161的顶端相连。
一种压驱注入器的多轮次分层压驱方法,包括以下步骤:
(1)、首先进行下井工作,并且依次连接控制阀191、注入器162、第二油管161、二级双向锚定封隔器18、主体3、第一油管151、一级双向锚定封隔器17和连接套152,再与第一油管151连接至井口,其次下入套管1内,第一油管151和第二油管161下入过程中控制阀191一直处于常通状态,并且根据一级双向锚定封隔器17和二级双向锚定封隔器18坐封方式完成坐封;
(2)、第一轮分层压驱
(21)、首先投入可溶球7或球杆,并且在第一油管151和第二油管161内打压,控制阀191被关闭且之后一直处于常闭状态,
(22)、下层压驱:在第二油管161内打压后,开启注入器162,使注入水通过注入器162注入第一油层20内,
(23)、上层压驱:下层压驱结束后,第一油管151内投入可溶球7,并且第一油管151内打压,打开压驱注入器,同时封堵其下过流通道,注入水通过压驱注入器注入上层即第一油层20内,
(24)、压驱注入器关闭:上层压驱结束后,可溶球7溶解,若投入球杆,下打捞工具将其捞出,使压驱注入器自动关闭,
(25)、在进行第二轮分层压驱及之后分层压驱:重复第一轮分层压驱步骤即可。
一种压驱注入器的多轮次分层压驱方法,包括以下两种起出第一油管151和第二油管161的方式:
方法一:
采用带压设备起出第一油管151和第二油管161;
方法二:
第一油管151和第二油管161内投球打压,开启油套连通组件15,进行压井作业后,采用起吊设备起出第一油管151和第二油管161。
综上所得:
通过形成多轮次分层压驱方法,实现多轮次分层压驱注入,多轮次压驱注入器内置平衡滑套6和压簧11复位机构,防止压驱下层时压驱注入器意外开启,多轮次压驱注入器可控开关设计,通过投可溶球7与滑套6形成密封,在注入压力的作用开启注入通道,当可溶球7溶解时,在压簧11复位力作用下关闭注入通道;第二油管161底部设置控制阀191,第一油管151和第二油管161下入时使其内外始终连通,便于第一油管151和第二油管161下入,第一油管151下至目的深度后投可溶球7或球杆打压使控制阀191关闭,之后控制阀191常闭,实现第一油管151和第二油管161整体密封且便于球杆打捞。
在后期作业起管柱时可通过上述方法一和方法二进行,在使用方法一时,由于第一油管151和第二油管161整体密封,可通过带压作业设备将第一油管151和第二油管161起出,十分方便;在使用方法二时,由于第一油管151设置可控油套连通组件15,通过投入可溶球7打压实现套管1连通,进行压井后可通过起吊设备起出第一油管151和第二油管161,从而实现作业起管防冒喷,保护环境,同时根据套管1规格选用大通径第一油管151和第二油管161,且多轮次压驱注入器孔眼采用大孔径,有效降低注入摩阻,提高其工作稳定性。
本发明的工作原理为:
在进行压驱下层时,多轮次压驱注入器处于关闭状态,当需要压驱上层时,投入可溶球7,可溶球7落至滑套6顶部形成密封,在第一油管151内打压,可溶球7和滑套6下行,剪断剪钉9,使滑套6压缩压簧11,滑套6下行至主体3上的注入孔14以下,使其压驱注入器内外连通,此时压驱注入器处于开启状态,第一油管151和第二油管161内的液体通过注入孔14流至压驱注入器外并且注入地层,当停止压驱上层时,第一油管151和第二油管161内停止打压,可溶球7和滑套6在压簧11的推动下上行,回到初始位置,主体3上的注入孔14被关闭,多轮次压驱注入器重回关闭状态。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明,但是本专利并不限于上述实施方式,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.一种压驱注入器,其特征在于,包括:
主体(3),所述主体(3)内壁的顶部设置有连接凹面(5),所述主体(3)内壁的中部与滑套(6)的外壁滑动连接,所述主体(3)内对应滑套(6)的顶部设置有可溶球(7),所述滑套(6)的一侧开设有若干个卡槽(8),其中一个卡槽(8)内卡接有剪钉(9),所述剪钉(9)穿过主体(3);
所述滑套(6)外壁设置有外扩凸台(10),所述外扩凸台(10)的上表面与滑套(6)的内壁搭接,所述外扩凸台(10)的下表面设置有压簧(11),所述压簧(11)套接在滑套(6)的外表面,所述压簧(11)的底端与下接组件(4)的上表面搭接;
所述下接组件(4)滑动连接在主体(3)内,所述主体(3)内壁的下方设置有内螺纹(13),所述内螺纹(13)与下接组件(4)外壁的上方螺纹连接,所述下接组件(4)外壁的上方设置有若干个限位槽(12);
一种压驱注入器的使用管柱,包括:
油套连通组件(15)和注入组件(16),所述油套连通组件(15)的顶部设置在基面(2)上,所述基面(2)的下表面与套管(1)的上表面固定连接,所述油套连通组件(15)的底端与主体(3)的顶端相连通;
所述主体(3)的底端与注入组件(16)的顶端相连通,所述油套连通组件(15)的外壁设置有若干个一级双向锚定封隔器(17);
所述注入组件(16)的外壁设置有若干个二级双向锚定封隔器(18),对应若干个一级双向锚定封隔器(17)和若干个二级双向锚定封隔器(18)的另一侧与套管(1)的内壁密封连接;
所述注入组件(16)的底端与控制组件(19)的顶端相连通,若干个一级双向锚定封隔器(17)和若干个二级双向锚定封隔器(18)间隔设置于套管(1)内,并且将套管(1)内分为第一油层(20)和第二油层(21)段,所述油套连通组件(15)包括第一油管(151)、所述第一油管(151)的顶端设置在基面(2)上,所述第一油管(151)的外壁设置有连接套(152),所述第一油管(151)的底端与主体(3)的顶端相连通,所述第一油管(151)的外壁与若干个一级双向锚定封隔器(17)相互靠近的一面相连接,所述注入组件(16)包括第二油管(161),所述第二油管(161)的顶端与下接头(41)的底端相连通,所述第二油管(161)的外壁设置有注入器(162),所述注入器(162)的底端与控制组件(19)的顶端相连通,所述第二油管(161)的外壁与若干个二级双向锚定封隔器(18)相互靠近的一面相连接,所述控制组件(19)包括控制阀(191),所述控制阀(191)的顶端与第二油管(161)的底端相连通,所述控制阀(191)输出端设置有排液管(192),所述控制阀(191)为单流阀,所述连接套(152)位于一级双向锚定封隔器(17)的上方,所述下接头(41)通过螺纹连接的方式与第二油管(161)的顶端相连;
压驱注入器的应用步骤如下:
(1)、首先进行下井工作,并且依次连接控制阀(191)、注入器(162)、第二油管(161)、二级双向锚定封隔器(18)、主体(3)、第一油管(151)、一级双向锚定封隔器(17)和连接套(152),再与第一油管(151)连接至井口,其次下入套管(1)内,第一油管(151)和第二油管(161)下入过程中控制阀(191)一直处于常通状态,并且根据一级双向锚定封隔器(17)和二级双向锚定封隔器(18)坐封方式完成坐封;
(2)、第一轮分层压驱;
(21)、首先投入可溶球(7)或球杆,并且在第一油管(151)和第二油管(161)内打压,控制阀(191)被关闭且之后一直处于常闭状态;
(22)、下层压驱:在第二油管(161)内打压后,开启注入器(162),使注入水通过注入器(162)注入第一油层(20)内;
(23)、上层压驱:下层压驱结束后,第一油管(151)内投入可溶球(7),并且第一油管(151)内打压,打开压驱注入器,同时封堵其下过流通道,注入水通过压驱注入器注入上层即第一油层(20)内;
(24)、压驱注入器关闭:上层压驱结束后,可溶球(7)溶解,若投入球杆,下打捞工具将其捞出,使压驱注入器自动关闭;
(25)、在进行第二轮分层压驱及之后分层压驱:重复第一轮分层压驱步骤。
2.如权利要求1所述的一种压驱注入器,其特征在于:所述下接组件(4)包括下接头(41),所述下接头(41)外壁的上方与内螺纹(13)螺纹连接,所述下接头(41)的上表面与压簧(11)的底端搭接,所述下接头(41)设置在主体(3)内,所述下接头(41)外壁的下方设置有外螺纹(42)。
3.如权利要求2所述的一种压驱注入器,其特征在于:所述主体(3)的外壁设置有多个大直径注入孔(14),所述滑套(6)外壁与主体(3)内壁为滑动密封连接。
4.如权利要求1所述的一种压驱注入器,其特征在于:所述主体(3)内腔的底部设有扩径段。
5.如权利要求1所述的一种压驱注入器,其特征在于:所述压簧(11)设置在滑套(6)与主体(3)之间的环形空间内。
6.如权利要求2所述的一种压驱注入器,其特征在于:所述下接头(41)上端面顶住压簧(11)并使压簧(11)处于压缩状态。
7.如权利要求1所述的一种压驱注入器,其特征在于:所述可溶球(7)的直径小于主体(3)的内径且大于滑套(6)的内径,所述可溶球(7)位于滑套(6)上端并且与滑套(6)形成接触密封,所述可溶球(7)可替换为球杆。
8.如权利要求1所述的一种压驱注入器,其特征在于,包括以下两种起出第一油管(151)和第二油管(161)的方式:
方法一:
采用带压设备起出第一油管(151)和第二油管(161);
方法二:
第一油管(151)和第二油管(161)内投球打压,开启油套连通组件(15),进行压井作业后,采用起吊设备起出第一油管(151)和第二油管(161)。
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