CN114482908B - 多层段一趟管柱找水管柱及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油开采井找水装置，具体涉及一种多层段一趟管柱找水管柱及使用方法。其包括上接头、封隔器、座封机构、座封销钉、中心管、液流转换装置、液流转换通道；上接头、封隔器、座封机构、座封销钉、中心管自上而下依次连接；转换液通道与中心管底部连接；液流转换装置自上而下依次设有单向流动阀、滑套、反洗通道关闭销钉；以上结构为一个结构单元，根据实际需要，所述管柱可包括多个结构单元。采用本发明所述管柱一次可完成多层段找水，显著提高了作业效率，减少了作业费用，提高了施工安全性。

Description

多层段一趟管柱找水管柱及使用方法

技术领域

本发明涉及石油开采井找水装置，具体涉及一种多层段一趟管柱找水管柱及使用方法。

背景技术

目前水平井的分段找水管柱主要采用“智能开关器+封隔器”的一体化管柱，智能开关器采用高能电池供电，在到达设定时间时，由微电脑给微电动机驱动系统发出指令，使驱动系统开始工作，从而带动开关阀打开或关闭，实现对目的层自动切换。智能开关器的电子元件在井下容易发生故障，有时会出现数据接收不准确导致电机不动作。工具成本相对较高。

中国专利申请CN111577257A公开了一种水平井分段坐封式流量计量找水管柱，所述找水管柱包括第一封隔器、第二封隔器以及找水控制器；找水控制器包括低压泵、高压泵和控制模块。第一封隔器、第二封隔器的胶筒直径小于生产套管的内径，胶筒与中心管之间设置有空腔，空腔通过管路与低压泵的一端连通，低压泵的另一端与找水管柱内部连通。该发明的找水管柱，通过向封隔器的空腔内充入流体，使其膨胀坐封，实现对水平井的各个层段的封隔，由于封隔器的胶筒直径小于生产套管的内径，找水管柱可以轻易地下入到自喷井内，封隔器坐封和解封简单方便，提高了水平井的找水效率。采用高压泵，将找水管柱内的流体通过连续油管输送至地表，实现对非自喷井进行低风险高效找水。

中国发明专利CN104420868B公开了一种水平井油套环空返液快速找水管柱及其找水方法，该找水管柱为水平井的控水增油措施提供可靠依据而设计的。该找水管柱在井下水平段从趾部至跟部依次连接有导向丝堵、尾管、筛管、油管连接段、皮碗封隔器、开关器和油管，在井口处，油管连接油管地面单量装置，套管连接套管地面单量装置。该找水管柱通过下入找水管柱、合层生产、分段找水和起出找水管柱的工艺判断出水位置，即在油套环空返液水平井中，从趾部到跟部拖动封隔器逐一卡封；若产出水通过筛管进入油管返出地面，则判断封隔器以下为出水段；若产出水通过油套环空返出地面，则判断封隔器以上为出水段；同时在地面计量油管及油套环空返水量。

中国专利申请CN105422085A，公开了一种滑套开关式水平井找水管柱，该管柱包括杆式泵、封隔器、滑套开关以及定压开关器。利用滑套和胶塞配合开关进液控，实现找水操作。由上述可知，目前现有找水管柱仅限于一层或两层找水，因而大大限制了找水效率，并且现有管柱大多需要逐段进行施工，无法进行分段洗井，起管柱的过程中易发生砂卡，这无疑增大了作业量，不利于油田施工的快速开展。

发明内容

本发明的目的是提供一种多层段一趟管柱找水管柱及使用方法，本发明所述管柱可以一次完成多层段的找水施工，封隔器采用分级座封，确保各个层之间密封，找水施工结束后，可进行分段洗井，防止砂卡管柱，大大提高了作业效率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种多层段一趟管柱找水管柱，其包括上接头、封隔器、座封机构、座封销钉、中心管、液流转换装置、液流转换通道；

上接头、封隔器、座封机构、座封销钉、中心管自上而下依次连接；转换液通道与中心管底部连接；液流转换装置自上而下依次设有单向流动阀、滑套、反洗通道关闭销钉；液流转换装置与转换液通道连接。

进一步地，以上接头、封隔器、座封机构、座封销钉、中心管、单向流动阀、滑套、反洗通道关闭销钉、液流转换通道为结构单元，所述管柱包括若干该结构单元。

更进一步地，每个结构单元的液流转换通道内装有固态示踪剂。

更进一步地，所述管柱包括三个所述结构单元，自上而下依次安装有上接头、顶部封隔器、座封机构Ⅰ、座封销钉Ⅰ、中心管Ⅰ、单向流动阀Ⅰ、滑套Ⅰ、反洗通道关闭销钉Ⅰ、示踪剂Ⅰ、液流转换通道Ⅰ、上接头Ⅱ、层间封隔器Ⅰ、座封机构Ⅱ、座封销钉Ⅱ、中心管Ⅱ、单向流动阀Ⅱ、滑套Ⅱ、反洗通道关闭销钉Ⅱ、液流转换通道Ⅱ、示踪剂Ⅱ、上接头Ⅲ、层间封隔器Ⅱ、座封机构Ⅲ、座封销钉Ⅲ、中心管Ⅲ、单向流动阀Ⅲ、滑套Ⅲ、反洗通道关闭销钉Ⅲ、示踪剂Ⅲ、液流转换通道Ⅲ。

本发明还提供以上多层段一趟管柱找水管柱的使用方法，包括以下步骤：

1)工具座封：通过油管将所述多层段一趟管柱找水管柱下至设计位置，下压悬重，各结构单元中座封机构剪切座封销钉、座封封隔器；

2)找水施工：各结构单元中放置不同型号的示踪剂，由于各结构单元内液流转换通道的作用，各结构单元内的示踪剂均与该对应层级的产出液接触，产出液将示踪剂溶解后，汇总，产出至地面，经地面采集分析产出液中不同产出液的类型及含量，确定各层含水情况。

进一步地，步骤1)工具座封时，自上而下逐级加压下压悬重，初始下压悬重为20-30kN。

以上所述使用方法还包括：

步骤3)分段反洗井施工：上提管柱悬重至中和点以上，反循环洗井，液流经过液流转换通道通过单向流动阀进入中心管，将上段环空外的固体颗粒全部冲洗干净，正向打压，液流推动滑套剪断反洗通道关闭销钉，滑套向下移动关闭液流转换通道；继续反循环洗井至各结构单元清洗干净。

进一步地，所述正向打压压力为10-12MPa。

以上所述使用方法还包括：

步骤4)起管柱施工：正向打压16-18MPa，液流推动滑套，剪断反洗通道关闭销钉，滑套向下移动至液流转换通道以下，液流转换通道打开，进行起管柱施工，油管内液体经由液流转换通道进入套管。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：

(1)采用本发明所述管柱一次可完成多层段找水，显著提高了作业效率，减少了作业费用，提高了施工安全性。

(2)本发明所述管柱各结构封隔器采用自下而上，分级座封，确保各结构单元封隔器能够密封。

(3)示踪剂密封在各液流转换通道内，各单元示踪剂不会相互干扰，目的层示踪剂只能被目的层产出液溶解，从而实现多层段找水。

(4)找水施工后，可进行分段反循环洗井，便于后期工艺管柱起出，有效防止砂卡管柱。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明一具体实施例所述多层段一趟管柱找水管柱的结构示意图；

图2为本发明一具体实施例所述多层段一趟管柱找水管柱的封隔器局部放大示意图；

图3为本发明一具体实施例所述多层段一趟管柱找水管柱的液流转换装置局部放大示意图；

图4为本发明一具体实施例所述多层段一趟管柱找水管柱的座封状态示意图。

图5为本发明一具体实施例所述多层段一趟管柱找水管柱的找水施工状态示意图；

图6为本发明一具体实施例所述多层段一趟管柱找水管柱的上段反洗井状态示意图；

图7为本发明一具体实施例所述多层段一趟管柱找水管柱的关闭上段液流通道状态示意图；

图8为本发明一具体实施例所述多层段一趟管柱找水管柱的中间断反洗井状态示意图；

图中，1.上接头、2.顶部封隔器、3.座封机构Ⅰ、4.座封销钉Ⅰ、5.中心管Ⅰ、6.单向流动阀Ⅰ、7.滑套Ⅰ、8.反洗通道关闭销钉Ⅰ、9.示踪剂Ⅰ、10.液流转换通道Ⅰ、11.上接头Ⅱ、12.层间封隔器Ⅰ、13.座封机构Ⅱ、14.座封销钉Ⅱ、15.中心管Ⅱ、16.单向流动阀Ⅱ、17.滑套Ⅱ、18.反洗通道关闭销钉Ⅱ、19.液流转换通道Ⅱ、20.示踪剂Ⅱ、21.上接头Ⅲ、22.层间封隔器Ⅱ、23.座封机构Ⅲ、24.座封销钉Ⅲ、25.中心管Ⅲ、26.单向流动阀Ⅲ、27.滑套Ⅲ、28.反洗通道关闭销钉Ⅲ、29.示踪剂Ⅲ、30.液流转换通道Ⅲ，31.液流转换装置。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。

实施例1

多层段一趟管柱找水管柱包括上接头、封隔器、座封机构、座封销钉、中心管、液流转换装置、液流转换通道；

上接头、封隔器、座封机构、座封销钉、中心管自上而下依次连接；转换液通道与中心管底部连接；液流转换装置自上而下依次设有单向流动阀、滑套、反洗通道关闭销钉。

以上接头、封隔器、座封机构、座封销钉、中心管、单向流动阀、滑套、反洗通道关闭销钉、液流转换通道为结构单元，所述管柱根据实际需要可包括多个该结构单元。每个结构单元的液流转换通道内装有不同型号的固态示踪剂。

实施例2

如图1-图3所示，所述多层段一趟管柱找水管柱包括三个结构单元，自上而下依次上接头1、顶部封隔器2、座封机构Ⅰ3、座封销钉Ⅰ4、中心管Ⅰ5、单向流动阀Ⅰ6、滑套Ⅰ7、反洗通道关闭销钉Ⅰ8、示踪剂Ⅰ9、液流转换通道Ⅰ10、上接头Ⅱ11、层间封隔器Ⅰ12、座封机构Ⅱ13、座封销钉Ⅱ14、中心管Ⅱ15、单向流动阀Ⅱ16、滑套Ⅱ17、反洗通道关闭销钉Ⅱ18、液流转换通道Ⅱ19、示踪剂Ⅱ20、上接头Ⅲ21、层间封隔器Ⅱ22、座封机构Ⅲ23、座封销钉Ⅲ24、中心管Ⅲ25、单向流动阀Ⅲ26、滑套Ⅲ27、反洗通道关闭销钉Ⅲ28、示踪剂Ⅲ29、液流转换通道Ⅲ30，液流转换装置31。

其中，上接头、封隔器、座封机构、座封销钉、中心管自上而下依次连接；转换液通道与中心管底部连接；液流转换装置自上而下依次设有单向流动阀、滑套、反洗通道关闭销钉。固态示踪剂放置于液流转换通道内。

实施例3

实施例1所述多层段一趟管柱找水管柱的使用方法，包括：

1)工具座封：通过油管将多层段一趟管柱找水管柱下至设计位置。下压悬重20-30kN，座封机构Ⅲ23剪切座封销钉Ⅲ24，座封层间封隔器Ⅱ22，下压悬重50-60kN，座封机构Ⅱ13剪切座封销钉Ⅱ14，座封层间封隔器Ⅰ12，继续加压下压悬重80-90kN，座封机构Ⅰ3剪切座封销钉Ⅰ4，座封顶部封隔器2。如图4所示。

2)找水施工：下泵投产，下层产出液经过液流转换通道Ⅲ30，溶解示踪剂Ⅲ29，通过单向流动阀Ⅲ26进入中心管，中层产出液分别经过液流转换通道Ⅱ19，溶解示踪剂Ⅱ20，通过单向流动阀Ⅱ16进入中心管，上层产出液分别经过液流转换通道Ⅰ10，溶解示踪剂Ⅰ9，通过单向流动阀Ⅰ6进入中心管。上层示踪剂由于液流转换通道的作用，只与上层产出液接触，不与中间层和下面层产出液接触，避免了各个层之间的产出液间相互干扰。中间层示踪剂由于液流转换通道的作用，只与中间层产出液接触，不与下面层产出液接触。每层示踪剂为不同型号产品，汇总后，产出至地面，经地面采集分析产出液中不同产出液的类型及含量，确定各层含水情况。如图5所示。

3)分段反洗井施工：上提管柱悬重至中和点以上，反循环洗井，液流经过液流转换通道Ⅰ10，通过单向流动阀Ⅰ6进入中心管，将上段环空外的固体颗粒全部冲洗干净，正向打压4-6MPa，液流推动滑套Ⅰ7剪断反洗通道关闭销钉Ⅰ8，滑套7向下移动关闭液流转换通道Ⅰ10。继续反循环洗井，液流经过、液流转换通道Ⅱ19，通过单向流动阀Ⅱ16进入中心管，将中段环空外的固体颗粒全部冲洗干净，正向打压10-12MPa，液流推动滑套Ⅱ17剪断反洗通道关闭销钉Ⅱ18，滑套Ⅱ17向下移动关闭液流转换通道Ⅱ19。继续反循环洗井液流经过、液流转换通道Ⅱ19，通过单向流动阀Ⅲ26进入中心管，将下段环空外的固体颗粒全部冲洗干净。如图6～图8所示。

4)起管柱施工：正向打压16-18MPa，液流推动滑套Ⅲ27剪断反洗通道关闭销钉Ⅲ28，滑套Ⅲ27向下移动至液流转换通道Ⅲ30以下，液流转换通道打开。进行起管柱施工，油管内液体经由液流转换通道Ⅲ30进入套管。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多层段一趟管柱找水管柱，其特征在于，其包括上接头、封隔器、座封机构、座封销钉、中心管、液流转换装置、液流转换通道；

上接头、封隔器、座封机构、座封销钉、中心管自上而下依次连接；转换液通道与中心管底部连接；液流转换装置自上而下依次设有单向流动阀、滑套、反洗通道关闭销钉；液流转换装置与转换液通道连接；

以上接头、封隔器、座封机构、座封销钉、中心管、单向流动阀、滑套、反洗通道关闭销钉、液流转换通道为结构单元，所述管柱包括若干该结构单元，每个结构单元的液流转换通道内装有固态示踪剂。

2.根据权利要求1所述多层段一趟管柱找水管柱，其特征在于，其包括三个所述结构单元，自上而下依次安装有上接头、顶部封隔器、座封机构Ⅰ、座封销钉Ⅰ、中心管Ⅰ、单向流动阀Ⅰ、滑套Ⅰ、反洗通道关闭销钉Ⅰ、示踪剂Ⅰ、液流转换通道Ⅰ、上接头Ⅱ、层间封隔器Ⅰ、座封机构Ⅱ、座封销钉Ⅱ、中心管Ⅱ、单向流动阀Ⅱ、滑套Ⅱ、反洗通道关闭销钉Ⅱ、液流转换通道Ⅱ、示踪剂Ⅱ、上接头Ⅲ、层间封隔器Ⅱ、座封机构Ⅲ、座封销钉Ⅲ、中心管Ⅲ、单向流动阀Ⅲ、滑套Ⅲ、反洗通道关闭销钉Ⅲ、示踪剂Ⅲ、液流转换通道Ⅲ。

3.权利要求1-2任一项所述多层段一趟管柱找水管柱的使用方法，其特征在于，包括：

步骤1）工具座封：通过油管将所述多层段一趟管柱找水管柱下至设计位置，下压悬重，各结构单元中座封机构剪切座封销钉、座封封隔器；

步骤2）找水施工：各结构单元中放置不同型号的示踪剂，由于各结构单元内液流转换通道的作用，各结构单元内的示踪剂均与该对应层级的产出液接触，产出液将示踪剂溶解后，汇总，产出至地面，经地面采集分析产出液中不同产出液的类型及含量，确定各层含水情况；

步骤3）分段反洗井施工：上提管柱悬重至中和点以上，反循环洗井，液流经过液流转换通道通过单向流动阀进入中心管，将上段环空外的固体颗粒全部冲洗干净，正向打压，液流推动滑套剪断反洗通道关闭销钉，滑套向下移动关闭液流转换通道；继续反循环洗井至各结构单元清洗干净；

步骤4）起管柱施工：正向打压16-18MPa，液流推动滑套，剪断反洗通道关闭销钉，滑套向下移动至液流转换通道以下，液流转换通道打开，进行起管柱施工，油管内液体经由液流转换通道进入套管。

4.根据权利要求3所述的使用方法，其特征在于，步骤1）工具座封时，自上而下逐级加压下压悬重，初始下压悬重为20-30kN。

5.根据权利要求3所述的使用方法，其特征在于，所述正向打压压力为10-12MPa。