CN113404458A - 一种浮动密封装置及起开放性工具的带压修井作业方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浮动密封装置，包括浮动密封件、过渡短节和调整短节；在带压修井作业过程中，针对油气井使用的喷砂器、偏心配水器等油套连通、且不能用油管内压力控制工具封堵的井下工具，本发明公开了一种浮动密封装置及起开放性工具的带压修井作业方法。本发明的原理是将开放性工具带压起至安装在工作防喷器上部、且由两台半封闸板防喷器对称安装在一个短节两侧所组成的密封装置内；带压作业机的液压缸举升，使开放性工具在密封腔内连同管柱一起在密闭的状态下起出井口，达到安全环保作业的目的。

Description

一种浮动密封装置及起开放性工具的带压修井作业方法

技术领域

本发明属于油气田开发领域，具体来说涉及一种浮动密封装置及起开放性工具的带压修井作业方法。

背景技术

带压修井作业过程的实质是一种压力控制作业，是包含油管内压力控制和油套环控压力控制的一种环保型修井作业技术。

通常带压修井作业的油管内压力控制是在油套环空压力控制之前实施，用油管堵塞器、油管桥塞等油管内压力控制工具阻隔井内压力，使井内流体在环空压力控制过程中不能从油管喷出。因此，带压修井作业的油管内压力控制大多数属于“事前”控制。

带压修井作业的油管内压力控制方法受管柱的结构制约，不同结构的管柱，所采用的油管内压力控制方法不同。

对于井下带有喷砂器的压裂管柱、带有反循环阀的射孔管柱、带有气举阀的天然气井生产管柱、带有偏心配水器的分层注水管柱等具有油管和套套连通的开放性工具的管柱，只有“事先”分别在开放性工具上、下的油管内进行封堵，才能隔断井内压力，阻止井内流体在带压起管柱过程中从开放性工具内喷出，消减井控和环保隐患。

而在实际的油管内压力控制作业中，通常连接在井下开放性工具上部的工具内径较小，油管内压力控制工具无法通过上部内径较小的工具封堵开放性工具下部的油管，在带压起管柱过程中，致使井内流体沿开放性工具的油套连通通道喷出井口，造成井控和环保事故。

为了实现修井作业过程的井控安全，井下管柱带有开放性工具的井，经常采用三种方法：

1)带压倒扣

采用分段油管内压力控制技术，用安全卡瓦和安全全封防喷器配合，对上部1根油管内坐封有油管内压力控制工具的开放性工具，在带压作业的安全防喷器组内，实施带压倒扣，起出开放性工具。

在进行带压倒扣时，要求安全卡瓦与上部的安全全封防喷器的距离至少不小于开放性工具串的长度，确保带压倒扣后能及时关井。这一技术要求，必然需要增加安全防喷器组的高度，抬高了带压作业机工作平台的位置，不方便操作。

另外，带压倒扣只适合油管接箍，不适应于井下工具。带压倒扣时，易把工具倒散，造成鱼顶复杂。

2)带压切割

针对带压倒扣容易将工具倒散这一弊端，在安全防喷器组中增设1台带压切割装置，利用切割刀具切割开放性工具下部的油管，通过关闭全封防喷器，起出开放性工具。

带压切割法虽然规避将开放性工具倒散的风险，但切割后需要密闭打捞，操作程序复杂，作业成本高，不宜推广。

3)压井作业或放喷降压

采用压井液进行压井，虽然解决了井控问题，但压井液势必对储层形成伤害，影响产能。放喷降压作业，不仅存在环保压力，还会因井底压力激动影响套管使用寿命。

发明内容

针对井下带有喷砂器的压裂管柱、带有反循环阀的射孔管柱、带有气举阀的天然气井生产管柱、带有偏心配水器的分层注水管柱等油管和套管连通的开放性工具的井，难以进行带压作业的“瓶颈”，为实现井控安全，本发明拓展带压作业密封空间的理念，提出一种浮动密封装置及起开放性工具的带压修井作业方法，达到安全环保作业的目的。

本发明提供如下技术方案：

一种浮动密封装置，包括浮动密封件、过渡短节和调整短节；

所述浮动密封件包括上半封、密封短节、卡瓦、下半封；所述上半封通过密封短节上法兰与所述密封短节上端连接，所述密封短节通过密封短节下法兰与所述卡瓦上端连接，所述卡瓦下端连接下半封；

所述过渡短节通过过渡短节上法兰与所述下半封下端连接，所述过渡短节下端设置过渡短节下法兰；

所述调整短节通过调整短节上法兰与所述过渡短节下法兰连接，所述调整短节通过调整短节下法兰与工作防喷器连接。

在上述技术方案中，所述上半封内安装有与密封油管规格一致的闸板及密封胶件。

在上述技术方案中，所述密封短节内径大于开放性工具的外径、高度不小于开放性工具的长度。

在上述技术方案中，所述卡瓦内安装有与开放性工具下部油管规格一致的闸板总成和卡瓦牙，用于夹紧管柱，防止浮动密封装置在井内压力作用下发生窜动。

在上述技术方案中，所述下半封内安装有与开放工具下部油管规格一致的半封闸板和密封胶件，与卡瓦组成双闸板防喷器。

一种利用浮动密封装置起开放性工具的带压修井作业方法，按照下述步骤进行：

步骤一、将井下开放性工具上部已经封堵的1根油管接箍起至工作防喷器的上方位置，用安全卡瓦夹紧井内管柱；

步骤二、在工作防喷器上依次安装调整短节下法兰、调整短节、调整短节上法兰和与过渡短节下部连接的调整短节下法兰；

步骤三、打开安全卡瓦，游动滑车配合，带压将开放性工具起至工作防喷器的下侧；

步骤四、夹紧安全卡瓦，从开放性工具上部的油管顶部依次套入过渡短节、过渡短节上法兰和浮动密封件；

步骤五、将过渡短节穿过游动卡瓦，先后通过过渡短节上法兰、过渡短节下法兰和浮动密封件和调整短节连接固定；

步骤六、关闭上半封、缓慢打开工作防喷器、打开安全卡瓦；

步骤七、游动滑车配合，将开放性工具起至浮动密封腔内；

步骤八、关闭下半封和卡瓦，下压液压缸，夹紧游动卡瓦；

步骤九、拆除过渡短节与调整短节之间的连接螺栓，解除浮动密封装置的固定；

步骤十、举升带压作业机的液压缸，将开放性工具下部的油管接箍起至带压作业机内；

步骤十一、采用分段油管内压力控制技术，带压进行倒扣，起出开放性工具。

本发明的优点和有益效果为：

在带压修井作业过程中，针对油气井使用的喷砂器、偏心配水器等油套连通、且不能用油管内压力控制工具封堵的井下工具，本发明公开了一种浮动密封装置及起开放性工具的带压修井作业方法。本发明的原理是将开放性工具带压起至安装在工作防喷器上部、且由两台半封闸板防喷器对称安装在一个短节两侧所组成的密封装置内；带压作业机的液压缸举升，使开放性工具在密封腔内连同管柱一起在密闭的状态下起出井口，达到安全环保作业的目的。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

其中，1为上半封，2-1为密封短节上法兰，2-2为密封短节下法兰，2-3为过渡短节上法兰，2-4为过渡短节下法兰，2-5为调整短节上法兰，2-6为调整短节下法兰，3为密封短节，4为卡瓦，5为下半封，6为过渡短节，7为游动卡瓦，8为调整短节，9为工作防喷器，10为举升液压缸。

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，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

一种浮动密封装置，包括浮动密封件、过渡短节和调整短节；

所述浮动密封件是由上半封1、连接法兰2、密封短节3、卡瓦4和下半封5五种设备所组成密闭空间，其功能是将开放性工具容纳在其中，并密封来自开放性工具的井内压力。

所述上半封1内装与密封油管规格一致的闸板及密封胶件，通过密封短节上法兰2-1安装在密封短节3的上方，其功能是当上半封1关闭时，用于密封开放工具上部的油管本体，使来自下部的井内流体不能从密封短节的上部溢出；所述密封短接3的两端由螺纹分别与密封短节上法兰2-1和密封短节下法兰2-2连接，其内径应大于开放性工具的外径、高度不小于开放性工具的长度，用于将开放性工具容纳在密封短节内部；所述卡瓦4通过密封短节下法兰2-2安装在密封短节3的下方，内装与开放性工具下部油管规格一致的闸板总成和卡瓦牙，用于夹紧管柱，防止浮动密封装置在井内压力作用下发生窜动；所述下半封5倒置于卡瓦4的下方，可与卡瓦4组成双闸板防喷器，内部安装与开放工具下部油管规格一致的半封闸板和密封胶件，用于下半封5关闭时密封上部密封短接内的压力。

所述过渡短节6，通过过渡短节上法兰2-3、过渡短节下法兰2-4分别与下半封5和调整短节8连接，分别用于密封井内压力、固定浮动密封装置，同时为游动卡瓦7控制浮动密封装置的升降提供工作空间，可在解除浮动密封的连接时控制管柱上顶。

所述调整短节8是过渡短节6与工作防喷器之间的连接部件，在拆除调整短节8上部的连接法兰2与过渡短节6下部连接法兰2的连接螺栓时，用游动卡瓦7解除浮动密封装置的固定状态。

所述游动卡瓦7是带压作业机的承载组件，随液压缸10一起上下运动，用于带压管柱，控制管柱上顶。

所述工作防喷器9是带压作业机的承压组件，用于带压起管柱时，控制油套环空压力。

实施例2

一种利用浮动密封装置起开放性工具的带压修井作业方法，按照下述步骤进行：

步骤一、将井下开放性工具上部已经封堵的1根油管接箍起至工作防喷器9的上方位置，用安全卡瓦夹紧井内管柱；

步骤二、在工作防喷器9上依次安装调整短节下法兰2-6、调整短节8、调整短节上法兰2-5、以及和过渡短节6下部连接的过渡短节下法兰2-4；

步骤三、打开安全卡瓦，游动滑车配合，带压将开放性工具起至工作防喷器9的下侧；

步骤四、夹紧安全卡瓦，从开放性工具上部的油管顶部依次套入过渡短节6、过渡短节上法兰2-3和浮动密封装置；

步骤五、将过渡短节6穿过游动卡瓦7，先后与调整短节8上部的第五连接法兰2-5和浮动密封装置连接；

步骤六、依次关闭上半封1、缓慢打开工作防喷器10、打开安全卡瓦；

步骤七、游动滑车配合，将开放性工具起至浮动密封腔内；

步骤八、关闭下半封和卡瓦，下压液压缸10，夹紧游动卡瓦7；

步骤九、拆除过渡短节6与调整短节8之间的连接螺栓，解除浮动密封装置的固定；

步骤十、举升带压作业机的液压缸，将开放性工具下部的油管接箍起至带压作业机内；

步骤十一、采用分段油管内压力控制技术，带压进行倒扣，起出开放性工具。

在本实施例中，所述开放性井下工具是指包括具有油套连通功能的喷砂器、反循环阀、气举阀、偏心配水器等。在带压修井作业过程中，针对油气井使用的喷砂器、偏心配水器等油套连通、且不能用油管内压力控制工具封堵的井下工具，本发明提出了采用浮动密封装置将开放性工具起出的一种带压修井作业方法。本发明原理是将开放性工具带压起至安装在工作防喷器上部、且由两台半封闸板防喷器对称安装在一个短节两侧所组成的密封装置内；带压作业机的液压缸举升，使开放性工具在密封腔内连同管柱一起在密闭的状态下起出井口，达到安全环保作业的目的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“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装置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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种浮动密封装置，其特征在于：包括浮动密封件、过渡短节和调整短节；

所述浮动密封件包括上半封、密封短节、卡瓦、下半封；所述上半封通过密封短节上法兰与所述密封短节上端连接，所述密封短节通过密封短节下法兰与所述卡瓦上端连接，所述卡瓦下端连接下半封；

所述过渡短节通过过渡短节上法兰与所述下半封下端连接，所述过渡短节下端设置过渡短节下法兰；

所述调整短节通过调整短节上法兰与所述过渡短节下法兰连接，所述调整短节通过调整短节下法兰与工作防喷器连接。

2.根据权利要求1所述的一种浮动密封装置，其特征在于：所述上半封内安装有与密封油管规格一致的闸板及密封胶件。

3.根据权利要求1所述的一种浮动密封装置，其特征在于：所述密封短节内径大于开放性工具的外径、高度不小于开放性工具的长度。

4.根据权利要求1所述的一种浮动密封装置，其特征在于：所述卡瓦内安装有与开放性工具下部油管规格一致的闸板总成和卡瓦牙，用于夹紧管柱，防止浮动密封装置在井内压力作用下发生窜动。

5.根据权利要求1所述的一种浮动密封装置，其特征在于：所述下半封内安装有与开放工具下部油管规格一致的半封闸板和密封胶件，与卡瓦组成双闸板防喷器。

6.一种利用浮动密封装置起开放性工具的带压修井作业方法，按照下述步骤进行：

步骤一、将井下开放性工具上部已经封堵的1根油管接箍起至工作防喷器的上方位置，用安全卡瓦夹紧井内管柱；

步骤二、在工作防喷器上依次安装调整短节下法兰、调整短节、调整短节上法兰和与过渡短节下部连接的调整短节下法兰；

步骤三、打开安全卡瓦，游动滑车配合，带压将开放性工具起至工作防喷器的下侧；

步骤四、夹紧安全卡瓦，从开放性工具上部的油管顶部依次套入过渡短节、过渡短节上法兰和浮动密封件；

步骤五、将过渡短节穿过游动卡瓦，先后通过过渡短节上法兰、过渡短节下法兰和浮动密封件和调整短节连接固定；

步骤六、关闭上半封、缓慢打开工作防喷器、打开安全卡瓦；

步骤七、游动滑车配合，将开放性工具起至浮动密封腔内；

步骤八、关闭下半封和卡瓦，下压液压缸，夹紧游动卡瓦；

步骤九、拆除过渡短节与调整短节之间的连接螺栓，解除浮动密封装置的固定；

步骤十、举升带压作业机的液压缸，将开放性工具下部的油管接箍起至带压作业机内；

步骤十一、采用分段油管内压力控制技术，带压进行倒扣，起出开放性工具。

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