CN114961626A - 使用钢制连续管内置电缆的电泵采油井口完井工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种使用钢制连续管内置电缆的电泵采油井口完井工艺，属于涉及连续管电潜泵采油完井技术领域，包括以下步骤：在井口四通上端安装连续管悬挂器；下入连续管至设计深度，将连续管悬挂于井口；剪断连续管悬挂器以上连续管；下入电缆；拉出连续管及电缆至井口，在连续管下安装电潜泵，连接电缆及电潜泵；按步骤二方法复下连续管至设计深度，并割除连续管露出连续管悬挂器的管段；在连续管悬挂器上端安装出油三通，在出油三通上端装配电缆悬挂密封装置，并操作悬挂电缆。优点：一方面缩短了常规连续管作业工人对电潜泵完井技术的适应和培训进程，另一方面不需要采用专用连续管作业设备实施工艺流程。

Description

使用钢制连续管内置电缆的电泵采油井口完井工艺

技术领域

本发明涉及连续管电潜泵采油完井技术领域，特别涉及一种使用钢制连续管内置电缆的电泵采油井口完井工艺。

背景技术

在油田开发过程中，为了增强地层能量实现井底油气的举升，往往通过在井底下入电潜泵实现采油生产或排出井内积液。而连续管作为速度管柱与电潜泵结合可以快速进行低产能井的开发，实现油田开发降本增效的目的。而连续管电潜泵完井作业过程中，需要连续管悬挂用于电泵采油的井下作业工具，这些工具普遍存在体积大、下井困难的问题，同时随连续管下入的电缆容易发生缠绕，密封性不佳的情况。为满足连续管电泵采油快速作业的要求，作业井口需配置符合要求的井口连接装置，并配套规范化、可行性的电缆随连续管起下完井工艺流程。

为满足适应连续管电潜泵采油完井过程中电缆随连续管起下作业的要求，目前缺少成熟且规范的相关操作工艺流程，而已公开的专利技术主要仅针对单一功能开展的设计，装配复杂，泛用性低，未能将大直径、连续管起下悬挂密封以及电缆起下悬挂密封等功能进行结合。针对连续管的井口悬挂，授权号为CN205000922 U的发明专利，公开了一种内置式连续油管完井管柱。该装置利用原井油管头配套专用油管挂工具实现了大尺寸工具的通过和连续管的悬挂，但是在现场实施时井口需额外临时配套使用价格昂贵、日常作业使用率低的180mm公称内通径的防喷器，增加了作业配套费用，同时作业时与井下悬挂连续管操作流程类似，需要配套专用送入工具串和泵车配合作业，工艺较复杂，施工周期长，作业费用高。

针对低作业成本下连续管电潜泵采油完井过程中，适应大尺寸井下采油工具以及配套电缆的随管下入作业需求，目前缺少相应的多功能悬挂密封组合设备或装置，及其配套的操作清晰、规范化的完井作业工艺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种使用钢制连续管内置电缆的电泵采油井口完井工艺，有效的克服了现有技术的缺陷。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种使用钢制连续管内置电缆的电泵采油井口完井工艺，包括以下步骤：

步骤一、打开井口密封设备，在井口四通上端接口处安装连续管悬挂器；

步骤二、下入连续管至设计深度，操作连续管悬挂器将连续管悬挂于井口；

步骤三、剪断连续管悬挂器以上连续管；

步骤四、经连续管下入电缆，至电缆穿出连续管的下端；

步骤五、同步拉出连续管及电缆至井口，在连续管下端安装电潜泵，并连接电缆及电潜泵；

步骤六、按步骤二方法复下连续管至设计深度，并割除连续管露出连续管悬挂器的管段；

步骤七、在连续管悬挂器上端安装出油三通，并在出油三通侧向接口连接生产采油管线，同时，在出油三通上端接口装配电缆悬挂密封装置，并操作电缆悬挂密封装置悬挂电缆；

步骤八、在地面装配好电泵采油井上设备及电气柜，并接入电缆，调试后进行后续作业或投产。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，上述步骤一中，在井口四通上端接口处安装连续管悬挂器、防喷管和四闸板防喷器，上述步骤二中，自四闸板防喷器上部端口处带压下入连续管。

进一步，上述步骤三中，将连续管悬挂器以上管线泄压后，操作四闸板防喷器的剪切闸板剪断连续管，之后，拆除防喷管和四闸板防喷器。

本发明的有益效果是：工艺规范化、操作简便，一方面缩短了常规连续管作业工人对电潜泵完井技术的适应和培训进程，另一方面不需要采用专用连续管作业设备实施工艺流程，大大降低了新工艺的施工硬件配套费用以及人力部署成本，此外标准化的施工工艺对后续技术革新以及相关工艺的整合具有重要价值，方便连续管电泵采油完井工艺的进一步优化，实现未来工艺的模块化设计。

附图说明

图1为本发明的使用钢制连续管内置电缆的电泵采油井口完井工艺中涉及的连续管悬挂器与电缆悬挂密封装置及井口四通装配的结构示意图；

图2为本发明的使用钢制连续管内置电缆的电泵采油井口完井工艺中电缆悬挂密封装置的主视图；

图3为图2的仰视图；

图4为图3中A-A面的结构剖面图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、井口四通；2、连续管悬挂器；3、连续管；4、出油三通；5、电缆悬挂密封装置；

51、由壬头；52、由壬母头；53、密封组件；54、外筒；55、卡瓦组件；56、上接头；511、由壬头主体；512、由壬头附件；521、由壬头安装位；522、第二光孔；523、第三光孔；525、第一缓冲槽；526、第一紧定螺钉孔；527、第一紧定螺钉；531、第一垫环；532、胶筒；533、第二垫环；534、密封圈；541、第一外螺纹；542、密封圈安装槽；543、第四光孔；544、第五光孔；545、第三螺纹孔；546、第二缓冲槽；547、第二紧定螺钉孔；548、第二紧定螺钉；551、卡瓦锥套；552、卡瓦；561、第二外螺纹；5111、第一螺纹孔；5112、第一光孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例：如图1所示，本实施例的使用钢制连续管内置电缆的电泵采油井口完井工艺包括以下步骤：

步骤一、打开井口密封设备，在井口四通1上端接口处安装连续管悬挂器2、防喷管和四闸板防喷器；

步骤二、自四闸板防喷器上部端口处带压下入连续管3至设计深度，操作连续管悬挂器2将连续管3悬挂于井口；

步骤三、将连续管悬挂器2以上管线泄压后，操作四闸板防喷器的剪切闸板剪断连续管3，之后，拆除防喷管和四闸板防喷器；

步骤四、经连续管3下入电缆，至电缆穿出连续管3的下端；

步骤五、同步拉出连续管3及电缆至井口，在连续管3下端安装电潜泵，并连接电缆及电潜泵；

步骤六、按步骤二方法复下连续管3至设计深度，并割除连续管3露出连续管悬挂器2的管段；

步骤七、在连续管悬挂器2上端安装出油三通4，并在出油三通4侧向接口连接生产采油管线，同时，在出油三通4上端接口装配电缆悬挂密封装置5，并操作电缆悬挂密封装置5悬挂电缆；

步骤八、在地面装配好电泵采油井上设备及电气柜，并接入电缆，调试后进行后续作业或投产。

本实施例的使用钢制连续管内置电缆的电泵采油井口完井工艺，特别适合连续管电潜泵采油完井作业的需求，实现电潜泵采油井下工具及配套电缆的快速下入，可显著降低作业成本，提高施工效率。

本实施例中，电缆悬挂密封装置的具体结构如下(为已申请的专利文件)：

该电缆悬挂密封装置的结构如图2、图3和图4所示，结构包括：由壬头51、由壬母头52、密封组件53、外筒54、卡瓦组件55和上接头56，由壬头51、由壬母头52、密封组件53、外筒54、卡瓦组件55和上接头56均具有中空结构。

其中，由壬头51用于固定电缆悬挂密封装置；电缆悬挂密封装置包括非组装状态和组装状态两种形式：

其中，组装状态下：

由壬母头52与由壬头51连接；密封组件53位于由壬母头52的中空结构中；外筒54一端插入由壬母头52内，并压紧密封组件53；卡瓦组件55位于外筒54的中空结构中；上接头56一端插入外筒54内，并压紧卡瓦组件55；由壬头51、由壬母头52、密封组件53、外筒54、卡瓦组件55和上接头56的中空结构形成电缆通道。

上述电缆悬挂密封装置用于连续管电潜泵采油过程中，在油井井口悬挂电缆，并形成有效密封。该装置采用分体设计，中通式结构，主要包括由壬头51、由壬母头52、密封组件53、外筒54、卡瓦组件55和上接头56等部分，由壬头51、由壬母头52、外筒54和上接头56两两组合，部件内形成通孔，作为电缆通道，优选的，电缆通道的内径与电缆的铠管(图中a指代)外径相同，构成主体内腔用于电缆在内部通过。

在一些可选的实施例中，由壬头51、由壬母头52、密封组件53、外筒54、卡瓦组件55和上接头56可以分别设计成下面描述的一些具体样式。

由壬头51包括：由壬头主体511和由壬头附件512。由壬头主体511的中空结构为台阶通孔，台阶通孔包括第一螺纹孔5111和第一光孔5112，第一螺纹孔5111的直径大于第一光孔5112的直径；第一螺纹孔5111用于固定安装由壬头51。由壬头附件512与第一光孔5112配合，用于将由壬头嵌套安装在由壬母头52上。由壬头51上可以设置多个凸耳(如图2和3所示，由壬头51上设置有三个凸耳)。

由壬母头52外面设有由壬头安装位521，由壬头安装位521的外径小于由壬母头52其他位置的外径，用于与由壬头附件512匹配，实现安装由壬头51。

由壬头51可以选择采用标准尺寸结构，与井口处的管道连接，在具体应用中，对于有歧管的井口，由壬头51的一端与滚筒处管汇歧管接头相连，内侧与由壬母头52相连。通过由壬头51可以将装置固定在井口处，具体可以由壬头51的第一螺纹孔5111实现将由壬头51螺纹连接固定在井口的可用于固定的管道或其他位置处，当然也可以采用其他连接方式，比如使用固定螺栓或固定螺钉。

由壬头附件512可以包括多段，整体构成一个筒状结构，组装后不同段之间会留有间隙，便于由壬头51和由壬母头52之间的安装拆卸，由壬头附件512的长度小于由壬头安装位的轴向长度，从而可以在由壬母头52的由壬头安装位521处沿轴向移动，以便拆装由壬头主体511。

由壬母头52的中空结构为阶梯通孔，阶梯通孔包括顺序排列的第二光孔522、第三光孔523和第二螺纹孔，第三光孔523的直径大于第二光孔522的直径且小于第二螺纹孔的直径，第三光孔523和第二螺纹孔之间设有第一缓冲槽525。由壬母头52的前端可以采用倒角结构，内部采用螺纹结构，由壬母头52的内螺纹与外筒54的外螺纹相配合连接，螺纹前端设置的第一缓冲槽525可以是阶梯缓冲槽，由壬母头52的中空结构的中下部为大的空腔，用于设置密封腔，安装有前后两片垫环531和533，垫环531和533间设置有胶筒532。由壬母头52末端采用倒角结构，便于电缆组件的进出。

密封组件53包括第一垫环531、胶筒532和第二垫环533，在安装状态下，依次装入第三光孔523中。在装入电缆后密封件53可以与电缆组件中的电缆凯管配合，实现有效密封，防止油气泄露。优选的，胶筒532的材质为氢化丁腈，具有良好的耐油性，耐热性和耐化学腐蚀性能，同时具备较高的抗压缩强度，可以承受垫环531和532的压实作用，与电缆铠管贴合可以起到极佳的密封效果。第一垫环531和第二垫环533的材质为氟橡胶，作为一种通用的密封圈材料，便于维护和更新。

外筒54一端设有第一外螺纹541，与由壬母头52上的第二螺纹孔配合，压紧密封组件53；外筒54设有第一外螺纹541的一端设有密封圈安装槽542，用于安放密封圈534。外筒54的中空结构为阶梯通孔，阶梯通孔包括顺序排列的第四光孔543、第五光孔544和第三螺纹孔545，第五光孔544的直径大于第四光孔543的直径且小于第三螺纹孔545的直径，第五光孔544和第三螺纹孔545之间设有第二缓冲槽546。

外筒54的内部采用螺纹结构，外筒54的内螺纹与上接头6的外螺纹相配合连接，螺纹前端设置有第二缓冲槽546，可以是阶梯缓冲槽，外筒54的中空结构的中下部为大的空腔，用于设置悬挂腔，安装有卡瓦锥套551和卡瓦552，外筒54上的外部螺纹结构前端设置有凹槽作为密封圈安装槽，用于安装密封圈534。

此外，由壬母头52上设有第二螺纹孔的一端，设有至少两个第一紧定螺钉孔526，用于外筒54和由壬母头52安装后进行锁紧。具体的第一紧定螺钉孔526中可以装入第一紧定螺钉527来实现锁紧。

卡瓦组件55，包括卡瓦锥套551和卡瓦552；卡瓦锥套551内部为锥形，外部为圆柱面；卡瓦552外部为与卡瓦锥套551内部的锥形相匹配的倒锥形，内部为通孔；在安装状态下，卡瓦锥套551和卡瓦552依次装入第五光孔544中。卡瓦组件55可以安放在外筒54的悬挂腔内，上接头56的一端设有第二外螺纹561，与外筒54上的第三螺纹孔545配合，压紧卡瓦组件55，通过卡瓦组件对电缆进行锚定。上接头56末端采用倒角结构，电缆由末端引出。

此外，外筒54上设有第三螺纹孔545的一端，设有至少两个第二紧定螺钉孔547，用于上述上接头和外筒安装后进行锁紧。具体的第二紧定螺钉孔547中可以装入第二紧定螺钉548来实现锁紧。当然锁紧的方式不限于紧定螺钉锁定，也可以采用铆钉或其他锁定方式。

可选的，由壬母头52、外筒54和上接头56具有相同的最大外径，使电缆悬挂密封装置除由壬头之外的其他部分外观尺寸一致，更方便连接和使用。

上述电缆悬挂密封装置，其包含的由壬头51、由壬母头52、外筒54、上接头56，各部件独立加工，两两组合，装配工艺可靠，结构简单，制作难度低，成本低廉，拆卸方便，避免了整体结构拆分造成的额外费用，易检修，减少了作业时间，调整快捷。

上述电缆悬挂密封装置通过一端的由壬头直接与井口的歧管相连，装配方便快捷，用于连续管滚筒改造，可以实现连续管在井上滚筒歧管处油气与电缆的分离，以及电缆在井口处的悬挂，与连续管同起同下，避免了电缆起下过程中缠绕在一起的状况，同时保证井下电缆与电潜泵的连接稳定性，大大提高了起下电缆的工作效率。

上述电缆悬挂密封装置上接头56与双向卡瓦组件55配合，一方面卡瓦552外侧锥面可以与卡瓦锥套552内侧的锥面配合，保证咬合连续性，双向卡瓦55可以实现对电缆组件的双向锚定，控制电缆起下过程中的位移，增强电缆悬挂密封装置对电缆悬挂固定作用。

上述电缆悬挂密封装置，其密封性通过胶筒532和垫环531和533共同实现。胶筒532与主体内腔通过的电缆组件贴合，可以有效防止油气在电缆起下过程中沿电缆组件壁面逸散，同时密封圈534可以保证由壬母头52与外筒54配合处的密封性，显著提高电缆悬挂密封装置的密封作用。垫环531和533对胶筒532起保护作用，可以削减由壬母头52与外筒54对胶筒532的挤压磨损作用，保证胶筒532使用寿命，提高接头的密封有效时限。

上述电缆悬挂密封装置，采用小尺寸分体式结构，将密封结构和悬挂结构相结合，可用于连续管滚筒的改造，特别适合油气井连续管电泵采油完井工艺起下连续管过程中，连续管内部电缆在井口处引出与连续管分离，实现电缆引出端密封以及外部悬挂，便于电缆与外部滑环相连，可显著简化作业工艺流程，提升作业安全性和效率，针对未来连续管电潜泵采油技术起下管作业中相关工艺的优化具有重要意义。

上述电缆悬挂密封装置使用方法，包括如下步骤：

步骤S101：将由壬母头52插入由壬头51中，其中，由壬头51固定在油井井口处。

步骤S102：将密封组件装入由壬母头52中，将外筒54的一端插入由壬母头52内，将密封组件53压紧；将密封组件53包括的第一垫环531、胶筒532和第二垫环533，依次装入由壬母头52的中空结构的第三光孔523中，在外筒54设有第一外螺纹541的一端设置的密封圈安装槽542中装入密封圈534，将外筒54设有第一外螺纹541的一端装入由壬母头52中空结构中的第二螺纹孔中并拧紧，将第一垫环531、胶筒532和第二垫环533压实，将由壬母头52上位于第二螺纹孔一端的第一紧定螺钉孔526中装入第一紧定螺钉锁紧527，实现将第一垫环531、胶筒532和第二垫环533压紧。

步骤S103：将卡瓦组件55装入外筒中，将电缆(图中b指代)穿入电缆通道中，将上接头一端插入外筒54内，将卡瓦组件55压紧，使卡瓦组件55咬紧电缆实现电缆的悬挂；将卡瓦组件55包括的卡瓦锥套551和卡瓦552，依次装入外筒54的中空结构的第五光孔544中，将电缆配套的组件穿入卡瓦552的中空结构中，下入油井的连续管3内；将上接头56设有第二外螺纹561的一端装入外筒54中空结构中的第三螺纹孔545中并拧紧，将卡瓦锥套551和卡瓦552压紧，使卡瓦552与卡瓦锥套551完全贴合，实现卡瓦551对电缆组件的咬合悬挂作用，将外筒上位于第三螺纹孔545一端的第二紧定螺钉孔547中装入第二紧定螺钉548锁紧，实现将卡瓦锥套551和卡瓦552压紧，卡瓦552咬紧电缆实现电缆的悬挂。

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”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (3)

1.一种使用钢制连续管内置电缆的电泵采油井口完井工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、打开井口密封设备，在井口四通(1)上端接口处安装连续管悬挂器(2)；

步骤二、下入连续管(3)至设计深度，操作连续管悬挂器(2)将连续管(3)悬挂于井口；

步骤三、剪断连续管悬挂器(2)以上连续管(3)；

步骤四、经连续管(3)下入电缆，至电缆穿出连续管(3)的下端；

步骤五、同步拉出连续管(3)及电缆至井口，在连续管(3)下端安装电潜泵，并连接电缆及电潜泵；

步骤六、按步骤二方法复下连续管(3)至设计深度，并割除连续管(3)露出连续管悬挂器(2)的管段；

步骤七、在连续管悬挂器(2)上端安装出油三通(4)，并在出油三通(4)侧向接口连接生产采油管线，同时，在出油三通(4)上端接口装配电缆悬挂密封装置(5)，并操作电缆悬挂密封装置(5)悬挂电缆；

步骤八、在地面装配好电泵采油井上设备及电气柜，并接入电缆，调试后进行后续作业或投产。

2.根据权利要求1所述的一种使用钢制连续管内置电缆的电泵采油井口完井工艺，其特征在于：所述步骤一中，在井口四通(1)上端接口处安装连续管悬挂器(2)、防喷管和四闸板防喷器，所述步骤二中，自四闸板防喷器上部端口处带压下入连续管(3)。

3.根据权利要求2所述的一种使用钢制连续管内置电缆的电泵采油井口完井工艺，其特征在于：所述步骤三中，将连续管悬挂器(2)以上管线泄压后，操作四闸板防喷器的剪切闸板剪断连续管(3)，之后，拆除防喷管和四闸板防喷器。

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