CN117189027B - 连续油管拖动紊流器进行注灰封层的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开连续油管拖动紊流器进行注灰封层的方法及其装置，涉及施工井注灰封层技术领域，包括：将紊流器的上端与连续油管的下端固定连接；然后连续油管向下放至注灰井段底界，循环顶通后上提0.9m‑1.1m，按照排量Q，先向连续油管内泵注水泥浆1‑2，然后以V2的速度开始同步向上拖动紊流器。本发明通过注灰塞需达到的环空水泥浆上返速度计算所需的紊流器的外径，连续油管连接紊流器下至注灰井段底界后，上提0.9m‑1.1m，在泵注一定量的水泥浆后，以与水泥浆泵注排量相匹配的上提速度拖动紊流器，让水泥浆始终位于紊流器与套管环空间，均匀填充压井水泥浆上返后留下的空间,有效防止混浆，实现注灰封层作业一次成功。
Description
技术领域
本发明涉及施工井注灰封层技术领域，具体为连续油管拖动紊流器进行注灰封层的方法及其装置。
背景技术
现有修井机下油管注灰封层工艺技术的主要缺点是工艺复杂、作业周期长、费用高；若采用连续油管封层则因连续油管管径（d）较小（最大φ49.96mm）排量受限，环空水泥浆上返速度不满足施工要求而出现混浆，后期无法凝固，造成打塞封层失败，尤其是针对油气井大套管（φ≥177.8mm）条件下的封层，通常只能采用修井机组下油管，泥浆压井后注灰打塞封层作业。
为此，本发明提供一种连续油管拖动紊流器注灰封层方法及其装置，以满足油气井大套管（φ≥177.8mm）条件下采用简便的连续油管封层技术，以弥补修井机下油管注灰封层工艺复杂、作业周期长、费用高的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了连续油管拖动紊流器进行注灰封层的方法及其装置，解决了连续油管封层工艺应用在油气井大套管中时成功率低，甚至无法成功的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种连续油管拖动紊流器进行注灰封层的方法，包括以下步骤：
S1，将紊流器的上端与连续油管的下端固定连接；其中，紊流器包括外管、套装于外管内的内管、环形的上盖、环形的下盖和平衡孔，外管的内壁与内管的外壁之间具有间隙，上盖设置于外管的上端和内管的上端之间将外管的上端和内管的上端之间的间隙密封，下盖设置于外管的下端和内管的下端之间将外管的下端和内管的下端之间的间隙密封，内管、外管、上盖、下盖共同围合形成间隙空间，平衡孔设置于上盖和/或外管将间隙空间与紊流器的外部连通；外管的外径D由式（Ⅰ）确定；
（Ⅰ）
式（Ⅰ）中，V1表示环空水泥浆上返速度， V1的单位为m/s，Q表示连续油管泵注水泥浆时的排量，Q的单位为L/s；
内管的内径d等于连续油管的外径，内管的内孔与连续油管的内孔连通；
S2，将步骤S1所得的连续油管向下放至注灰井段底界，循环顶通后上提0.9m-1.1m；
S3，按照排量Q，先向连续油管内泵注水泥浆1-2 m3，然后以V2的速度开始同步向上拖动紊流器,其中，V2由式（Ⅱ）确定；
（Ⅱ）
式（Ⅱ）中,S表示连续油管内截面积，单位为m2；
S4，注水泥浆结束后，进行顶替作业；然后提出连续油管，进行水泥候凝。
优选的，所述步骤S1中，V1≥0.8m/s。
优选的，所述S1步骤中，
上盖的上端面固定连接有与连续油管连接的铆钉接头；
将连续油管的下端插入内管的内孔内，并将连续油管与铆钉接头固定。
优选的，所述平衡孔的孔径为4mm-6mm。
优选的，所述平衡孔的数量为多个。
一种连续油管拖动紊流器进行注灰封层的装置，包括连续油管和紊流器，紊流器包括外管、套装于外管内的内管、环形的上盖、环形的下盖和平衡孔，外管的内壁与内管的外壁之间具有间隙，上盖设置于外管的上端和内管的上端之间将外管的上端和内管的上端之间的间隙密封，下盖设置于外管的下端和内管的下端之间将外管的下端和内管的下端之间的间隙密封，内管、外管、上盖、下盖共同围合形成间隙空间，平衡孔设置于上盖和/或外管将间隙空间与紊流器的外部连通； 外管的外径D由式（Ⅰ）确定；
（Ⅰ）
式（Ⅰ）中，V1表示环空水泥浆上返速度， V1的单位为m/s，Q表示连续油管泵注水泥浆时的排量，Q的单位为L/s；
内管的内径d等于连续油管的外径，内管的内孔与连续油管的内孔连通。
优选的，还包括水泥浆泵送装置和提升装置，所述水泥浆泵送装置的泵出料口与连续油管的上端连通，所述提升装置的动作端与连续油管的侧面固定连接。
优选的，所述平衡孔的数量为多个。
优选的，所述平衡孔的孔径为4mm-6mm。
优选的，所述上盖的上端面具固定连接有铆钉接头，连续油管的下端插入内管的内孔内时铆钉接头与连续油管固定连接。
本发明具备以下有益技术效果：基于收集到油气井油层套管数据（内外径），通过注灰塞需达到的环空水泥浆上返速度计算所需的紊流器的外径D，连续油管连接紊流器下至注灰井段底界后，上提0.9m-1.1m，在泵注一定量的水泥浆后，以与水泥浆泵注排量相匹配的速度V2拖动紊流器，让水泥浆始终位于紊流器与油气井大套管之间的环空间，均匀填充压井水泥浆上返后留下的空间,能有效防止混浆，实现注灰封层作业一次成功。可见，本发明通过增设紊流器，增大管柱截面积（即使用了外径比连续油管的外径大得多的紊流器）以提高环空液体上返速度和均匀填充水泥浆，从而能够有效地控制环空水泥浆上返速度，实现连续油管封层技术能够满足油气井大套管的使用要求。
附图说明
图1为本发明所提出的连续油管拖动紊流器注灰封层装置的原理图；
图2为图1中A处放大图。
其中，1、油气井大套管；2、紊流器；21、外管；22、下盖；23、上盖；24、平衡孔；25、内管；3、连续油管；4、水泥浆泵送装置；5、提升装置。
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。
实施例一
本发明的一种连续油管拖动紊流器进行注灰封层的方法包括步骤S1至步骤S4。
S1，将紊流器2的上端与连续油管3的下端固定连接。如图1-2所示，紊流器2包括外管21、套装于外管21内的内管25、环形的上盖23、环形的下盖22和平衡孔24。外管21的内壁与内管25的外壁之间具有间隙，上盖23设置于外管21的上端和内管25的上端之间将外管21的上端和内管25的上端之间的间隙密封，下盖22设置于外管21的下端和内管25的下端之间将外管21的下端和内管25的下端之间的间隙密封，这样内管25、外管21、上盖23、下盖22共同围合形成间隙空间。平衡孔24设置于上盖23和/或外管21将间隙空间与紊流器2的外部连通，平衡孔24的作用是确保管柱外（即油气井大套管1）与间隙空间之间的压力一致，且平衡孔24不与紊流器2的内孔即内管25的内孔相通。外管21的外径D由式（Ⅰ）确定。
（Ⅰ）
式（Ⅰ）中，V1表示环空水泥浆上返速度， V1的单位为m/s，Q表示连续油管泵注水泥浆时的排量，Q的单位为L/s；内管25的内径d等于连续油管的外径，内管25的内孔与连续油管3的内孔连通。
S2，将步骤S1所得的连续油管3向下放至注灰井段底界，循环顶通后上提0.9m-1.1m。
S3，按照排量Q，先向连续油管3内泵注水泥浆1-2 m3，然后以V2的速度开始同步向上拖动紊流器2，其中，V2由式（Ⅱ）确定。
（Ⅱ）
式（Ⅱ）中,S表示连续油管3内截面积，单位为m2。
S4，注水泥浆结束后，进行顶替作业；然后提出连续油管3，进行水泥候凝。
平衡孔24的数量可以为多个，如图1、图2所呈现的实施例中，在外管21的侧面开设有两个平衡孔24，所述平衡孔24的孔径4mm-6mm。平衡孔24用于平衡油气井大套管1与间隙空间之间的压力，避免上返水泥浆产生的压力将外管21挤压变形。步骤S1中，V1≥0.8m/s较佳。
所述S1步骤中，上盖23的上端面固定连接有与连续油管连接的铆钉接头；将连续油管的下端插入内管25的内孔内，并将连续油管与铆钉接头固定。
实施例二
如图1-2所示，本发明实施例提供一种连续油管拖动紊流器进行注灰封层的装置，包括连续油管3、紊流器2、水泥浆泵送装置4、提升装置5。
紊流器2包括外管21、套装于外管21内的内管25、环形的上盖23、环形的下盖22和平衡孔24。外管21的内壁与内管25的外壁之间具有间隙，上盖23设置于外管21的上端和内管25的上端之间将外管21的上端和内管25的上端之间的间隙密封，下盖22设置于外管21的下端和内管25的下端之间将外管21的下端和内管25的下端之间的间隙密封，这样内管25、外管21、上盖23、下盖22共同围合形成间隙空间。平衡孔24设置于上盖23和/或外管21将间隙空间与紊流器2的外部连通，平衡孔24的作用是确保管柱外（即油气井大套管1）与间隙空间之间的压力一致，且平衡孔24不与紊流器2的内孔即内管25的内孔相通。外管21的外径D由式（Ⅰ）确定。
（Ⅰ）
式（Ⅰ）中，V1表示环空水泥浆上返速度， V1的单位为m/s，Q表示连续油管泵注水泥浆时的排量，Q的单位为L/s；内管25的内径d等于连续油管的外径，内管25的内孔与连续油管3的内孔连通。
水泥浆泵送装置4的泵出料口与连续油管3的上端连通，提升装置5的动作端与连续油管3的侧面固定连接。依靠提升装置5控制紊流器2上升速度，水泥浆泵送装置4进行泵送泥浆。
平衡孔24的孔径为4mm-6mm。
上盖23的上端面具固定连接有铆钉接头，连续油管的下端插入内管25的内孔内时铆钉接头与连续油管3固定连接。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种连续油管拖动紊流器进行注灰封层的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将紊流器（2）的上端与连续油管（3）的下端固定连接；其中，紊流器（2）包括外管（21）、套装于外管（21）内的内管（25）、环形的上盖（23）、环形的下盖（22）和平衡孔（24），外管（21）的内壁与内管（25）的外壁之间具有间隙，上盖（23）设置于外管（21）的上端和内管（25）的上端之间将外管（21）的上端和内管（25）的上端之间的间隙密封，下盖（22）设置于外管（21）的下端和内管（25）的下端之间将外管（21）的下端和内管（25）的下端之间的间隙密封，内管（25）、外管（21）、上盖（23）、下盖（22）共同围合形成间隙空间，平衡孔（24）设置于上盖（23）和/或外管（21）将间隙空间与紊流器（2）的外部连通；外管（21）的外径D由式（Ⅰ）确定；
（Ⅰ）
式（Ⅰ）中，V1表示环空水泥浆上返速度， V1的单位为m/s，Q表示连续油管泵注水泥浆时的排量，Q的单位为L/s；
内管（25）的内径d等于连续油管的外径，内管（25）的内孔与连续油管的内孔连通；
S2，将步骤S1所得的连续油管向下放至注灰井段底界，循环顶通后上提0.9m-1.1m；
S3，按照排量Q，先向连续油管内泵注水泥浆1-2 m3，然后以V2的速度开始同步向上拖动紊流器,其中，V2由式（Ⅱ）确定；
（Ⅱ）
式（Ⅱ）中,S表示连续油管内截面积，单位为m2；
S4，注水泥浆结束后，进行顶替作业；然后提出连续油管，进行水泥候凝。
2.根据权利要求1所述连续油管拖动紊流器进行注灰封层的方法，其特征在于，所述步骤S1中，V1≥0.8m/s。
3.根据权利要求1所述连续油管拖动紊流器进行注灰封层的方法，其特征在于，所述S1步骤中，
上盖（23）的上端面固定连接有与连续油管连接的铆钉接头；
将连续油管的下端插入内管（25）的内孔内，并将连续油管与铆钉接头固定。
4.根据权利要求1所述连续油管拖动紊流器进行注灰封层的方法，其特征在于，所述平衡孔（24）的孔径为4mm-6mm。
5.根据权利要求1所述连续油管拖动紊流器进行注灰封层的方法，其特征在于，所述平衡孔（24）的数量为多个。
6.一种连续油管拖动紊流器进行注灰封层的装置，其特征在于，包括连续油管（3）和紊流器（2），紊流器（2）包括外管（21）、套装于外管（21）内的内管（25）、环形的上盖（23）、环形的下盖（22）和平衡孔（24），外管（21）的内壁与内管（25）的外壁之间具有间隙，上盖（23）设置于外管（21）的上端和内管（25）的上端之间将外管（21）的上端和内管（25）的上端之间的间隙密封，下盖（22）设置于外管（21）的下端和内管（25）的下端之间将外管（21）的下端和内管（25）的下端之间的间隙密封，内管（25）、外管（21）、上盖（23）、下盖（22）共同围合形成间隙空间，平衡孔（24）设置于上盖（23）和/或外管（21）将间隙空间与紊流器（2）的外部连通；外管（21）的外径D由式（Ⅰ）确定；
（Ⅰ）
式（Ⅰ）中，V1表示环空水泥浆上返速度， V1的单位为m/s，Q表示连续油管泵注水泥浆时的排量，Q的单位为L/s；
内管（25）的内径d等于连续油管的外径，内管（25）的内孔与连续油管（3）的内孔连通。
7.根据权利要求6所述的连续油管拖动紊流器进行注灰封层的装置，其特征在于，还包括水泥浆泵送装置（4）和提升装置（5），所述水泥浆泵送装置（4）的泵出料口与连续油管（3）的上端连通，所述提升装置（5）的动作端与连续油管（3）的侧面固定连接。
8.根据权利要求6所述连续油管拖动紊流器进行注灰封层的装置，其特征在于，所述平衡孔（24）的数量为多个。
9.根据权利要求6所述连续油管拖动紊流器进行注灰封层的装置，其特征在于，所述平衡孔（24）的孔径为4mm-6mm。
10.根据权利要求6所述连续油管拖动紊流器进行注灰封层的装置，其特征在于：所述上盖（23）的上端面具固定连接有铆钉接头，连续油管的下端插入内管（25）的内孔内时铆钉接头与连续油管（3）固定连接。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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