CN120139657B - 一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱及完井方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱及完井方法，其注采管柱自下而上依次通过油管连接着井下组合密封装置、井下环空限流装置和井下安全阀，井下组合密封装置由预置工作筒和密封工作筒插接而成，密封插筒密封预置下外筒的密封插筒密封腔，密封组件密封预置下外筒的密封件密封腔，井下环空限流装置设有皮碗和中心管，交错汇集流道的限流板固定在中心管管壁中的限流板安装槽内并在不设限流板安装槽的管壁中设置座封孔和座封助推孔。本发明提供的注采管柱，带有反洗井功能，通过反循环具有清洗功能的洗井液对油管中的结垢、结蜡进行清洗，实现不动管柱进行维护，减少了常规的作业费用及时间，提高了储气库的工作效率。

Description

一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱及完井方法

技术领域

本发明涉及石油工业油田开发中的储气库建设领域和二氧化碳注气技术领域，具体为一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱及完井方法。

背景技术

地下储气库具有安全、存储量大等优点，特别是压缩空气储能型储气库的建设方面，因储存的能量为电能，压缩空气只是能量转化中间的一种传媒，应用时需将空气通过透平再次转换为电能，因此对注采管柱的排量、锚定、密封、抗腐蚀、防结垢等要求更加苛刻。

现有天然气储气库中的注采管柱因注采周期较长，频次较低，管柱中采用的气密封封隔器尚可满足注采要求，比如下述专利技术：授权公告号公开的CN112647857B《注采管柱及利用其的完井方法》和授权公告号公开的CN206205797U《一种油气藏型储气库注采井完井管柱》，均采用封隔器锚定密封。

但是，若将上述技术应用于压缩空气储气库的注采管柱上，其中的封隔器则满足不了其注采需求，压缩空气储气库的注采管柱在恶劣工况条件下的工作状态，正如《储气库注采管柱流致振动与屈曲的动力特性研究》、《多周期注采条件下储气库油管的屈曲行为》等文章，充分分析和描述的那样。

国内库区选址多为已开采完毕的枯竭型油气藏区，与盐穴型储气库或空洞型储气库相比，其中用于储气的储气层特点多为库容小、储层薄，层间差异较大、出砂严重，地质不均匀性强，同时边底水活跃。

为满足枯竭型油气藏区库容及注采排量、压力等条件，注采井的井型宜采用水平井结构，但目前建成的压缩空气储气库多选址盐穴型采用直斜井结构。因此急需一种新型注采管柱及配套工艺来解决上述问题。

发明内容

为解决上述存在问题，本发明提供一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱及完井方法，主要解决现有盐穴型和枯竭型储气库中使用的注采管柱均不能满足目前以枯竭型油藏建立的压缩空气储气库中注采管柱使用需求问题，提供适用于注采频次高的压缩空气储气库中水平井适用的注采管柱。提高压缩空气储气库的生产效率、提高注采效益。

本发明的技术解决方案是：一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱，设有油管和井下安全阀，其中：注采管柱自下而上依次通过油管连接着井下组合密封装置、井下环空限流装置和井下安全阀，井下组合密封装置由预置工作筒和密封工作筒插接而成；在预置工作筒中，设有马牙扣的预置锁止环安装在预置上外筒与预置下外筒之间，预置上外筒与预置下外筒连接，预置工作筒提前随完井管柱下入到井内的预设水平段中；密封工作筒包括主要由密封插筒和密封组件构成的密封部件和内筒；内筒中设有反洗孔和反洗控制孔，内筒中的限位台阶三的外圆加工马牙扣；密封工作筒连接在注采管柱下端下入到预置工作筒中，内筒与预置锁止环中的马牙扣连接，密封插筒密封预置下外筒的密封插筒密封腔，密封组件密封预置下外筒的密封件密封腔；井下环空限流装置设有皮碗和中心管，交错汇集流道的限流板固定在中心管管壁中的限流板安装槽内并在不设限流板安装槽的管壁中设置座封孔和座封助推孔；在中心管的上顶推筒限位台阶上方，自上而下依次安装着限流装置滑筒、皮碗和上顶推筒；皮碗上方的限流装置滑筒内装有安装了锁环的限流装置限位环，锁环安装在中心管外圆的锁环槽中；上顶推筒与安装在中心管的锁止环安装槽中的限流装置锁止环通过马牙扣配合。

优选的，所述密封工作筒还设有上锁环、工作筒滑筒、工作筒弹簧、碟簧、中锁环和密封压环，所述上锁环、工作筒滑筒和工作筒弹簧自上而下依次安装在限位台阶三的上方；碟簧、密封插筒、中锁环、密封组件、密封压环自上而下依次安装在限位台阶三的下方。

优选的，所述预置锁止环的环体顶部设有锁止环传扭花键，预置锁止环的下部内圆设有马牙扣，预置锁止环为轴向上开有直向或斜向通槽的开口环；所述预置上外筒是非等径筒状体，所述预置上外筒的上部内腔设有与完井管柱连接的内螺纹、下部是螺纹内腔且中部内腔设有锁止环限位台阶并在该锁止环限位台阶的内圆设有上外筒传扭花键；该上外筒传扭花键能够与预置锁止环环体顶部的锁止环传扭花键配合、配合后的所述预置锁止环恰好位于锁止环限位台阶与下部的螺纹内腔之间的锁止环安装腔内。

优选的，所述预置下外筒是非等径筒状体，所述预置下外筒的两端外圆均设有外螺纹且能够分别与预置上外筒下部的螺纹内腔中的内螺纹和完井管柱中的下部套管螺纹连接；所述预置下外筒的上部内腔是密封插筒密封腔、下部内腔是密封件密封腔；所述密封插筒密封腔是锥形腔。

优选的，所述密封插筒能够由橡胶或高分子材料、软金属或记忆合金材质制成，密封插筒的下部外圆是锥形外圆，该锥形外圆与预置下外筒的密封插筒密封腔相互配合；在所述碟簧与密封插筒之间还装有碟簧顶环。

优选的，所述内筒是非等径筒状体，在内筒的上下两端分别设置注采管柱连接螺纹和备用部件连接螺纹；内筒的外圆自上而下依次设置限位台阶一、限位台阶二、限位台阶三、限位台阶四和限位台阶五，所述限位台阶一、限位台阶二、限位台阶三、限位台阶四和限位台阶五的外圆均是精加工外圆面。

优选的，所述反洗孔和反洗控制孔设置在限位台阶一中，反洗孔设置在注采管柱连接螺纹下方的外圆中并在反洗孔上下两侧设置密封圈槽一和安装密封圈；所述反洗控制孔设置在限位台阶一的根部并在限位台阶二的顶部外圆至少设置一道密封圈槽二；限位台阶三的外径最大、在该外圆加工有马牙扣，在所述限位台阶四外圆的下端设有中锁环连接螺纹；在所述限位台阶五的下部加工备用部件连接螺纹。

优选的，所述中锁环设有中心孔且内圆设有螺纹，中锁环穿套在内筒外面后、其内圆的内螺纹与中锁环连接螺纹螺纹连接；所述密封组件是组合密封件，其中至少包括一道密封圈和分别安装在密封圈两侧的聚四氟乙稀制做的护环，所述密封圈的外径大于预置下外筒中密封件密封腔的内径；所述密封压环与限位台阶五下部的备用部件连接螺纹连接并在所述密封压环的下方还连接着下压环和可溶丝堵。

优选的，所述工作筒滑筒的内圆加工上小下大的两段内径且小内径段安装在内筒的限位台阶一的外面、大内径段安装在限位台阶二的外面；所述工作筒滑筒内圆的两段内径均是精加工面；工作筒滑筒在正常工作状态下，其中的小内径段封堵着反洗孔、大内径段与反洗控制孔连通。

优选的，皮碗安装在限流装置滑筒内且下部位于限流装置滑筒与上顶推筒之间，中心管外圆的密封面中均安装了密封件；所述交错汇集流道由加工在限流板中心的主通道槽和与主通道槽相连通的辅通道槽组成；中心管外壁设置的限位板安装槽和限流板设置在一套以上，限流板焊接在限位板安装槽中。

优选的，所述主通道槽是直通限流板板体两端的直槽；所述辅通道槽分列在主通道槽的两侧且流道形状呈弧状下斜型，分列两侧的所述辅通道槽在主通道槽中交错地首尾相接。

优选的，所述锁环和限流装置锁止环均是设有轴向切口的断环，所述轴向上设置的切口是斜向角度设定在1度－89度之间的斜向切口或垂直切口；所述锁环在自然状态下的内径小于所在的中心管管段的外径；所述限流装置锁止环的外圆加工马牙扣且能够与上顶推筒中内圆加工的马牙扣配合。

优选的，所述上顶推筒是非等径筒状体、设有上筒体和设置在下筒体中的止退螺纹，上筒体的内径小于下筒体的内径，在所述上筒体的外壁至少设置一条助封过液槽，所述助封过液槽与上筒体的顶部贯通;所述上顶推筒的下筒体内圆设有止退螺纹，所述止退螺纹是马牙扣型螺纹且能够与限流装置锁止环外圆的马牙扣螺纹配合。

优选的，所述上顶推筒限位台阶下方中心管的外圆加工续接螺纹，通过该续接螺纹能够与助洗防喷机构螺纹连接。

优选的，所述助洗防喷机构设有限流装置上外筒、限流装置下外筒、下顶推筒、限流装置弹簧和限位筒，限流装置上外筒的两端分别与中心管中的续接螺纹以及限流装置下外筒螺纹连接，所述下顶推筒和限流装置弹簧安装在限流装置下外筒内，所述限位筒安装在限流装置弹簧的下方与限流装置下外筒螺纹连接；所述的限位筒中至少设有一条助洗防喷过液槽。

优选的，所述限流装置下外筒的内圆是非等径内圆且两端的内螺纹分别与限流装置上外筒和限位筒螺纹连接；限流装置下外筒的两外非等径内圆之间设置内锥配合面，该内锥配合面是下斜面。

优选的，所述下顶推筒是非等径筒状体，下顶推筒的上部外壁是外锥配合面，该外锥配合面是上斜面且能够与限流装置下外筒中的内锥配合面相互配合，外锥配合面中至少加工一道密封圈槽；所述限流装置弹簧安装于下顶推筒中弹簧限位台阶下方的内腔中。

优选的，所述限位筒的上部外圆设有外螺纹并能够与限流装置下外筒螺纹连接；设在限位筒外壁中的助洗防喷过液槽是上下贯通槽且至少设置一条；所述限流装置上外筒是非等径筒状体且上下两端的筒体中的内外螺纹能够分别与中心管的续接螺纹和限流装置下外筒螺纹连接，与中心管连接后的限流装置上外筒的下部内腔与限位板安装槽连通。

优选的，在所述井下环空限流装置上下两侧的直井段高频次注采管柱中连接着扶正器，在所述井下安全阀上下两侧的直井段高频次注采管柱中连接着流动短节；油管包括小直径油管、大直径油管和小直径加厚油管，所述扶正器和井下环空限流装置串连在小直径油管中，井下安全阀和流动短节串连在大直径油管中，在所述小直径油管与密封工作筒之间串连小直径加厚油管和井下气固分离器。

优选的，所述井下气固分离器设有分离器上接头、外壳体、滤砂筒、旋流片和分离器下接头，带有扶正片的滤砂筒和旋流片分别安装在外壳体的上部和下部，在所述外壳体上端与滤砂筒之间与分离器上接头螺纹连接并安装密封圈；在所述外壳体的下部与分离器下接头螺纹连接并安装密封圈、将旋流片封堵在外壳体内。

优选的，外壳体的上部内腔大于下部内腔且内腔中部设有锥形过渡腔，所述滤砂筒的筒体中设有孔或槽，所述扶正片设置在二个以上且设置在滤砂筒的筒体下端，所述扶正片形成的外径等于或大于外壳体中锥形过渡腔的最大内径；所述的旋流片为扭转的板片结构、其扭转后的当量圆外径和扭转后的螺距及板片的厚度与外壳体下部内腔中加工的螺旋槽相匹配。

应用于所述一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱的完井方法，包括以下步骤：A、将井下组合密封装置中的预置工作筒串联在完井管柱中的预定位置下入井内完井；B、将密封工作筒连接在注采管柱的下端、下入井中，通过注采管柱下压密封工作筒，实现注采管柱与完井管柱的锚定及密封；C、正向打压座封井下环空限流装置，同时测试注采管柱是否漏失；D、若打压测试注采管柱无漏失、启动井下环空限流装置；E、启动井下环空限流装置之后，继续打压进行反洗井、验证井下组合密封装置是否工作正常；F、井下组合密封装置验证工作正常后、注入套管保护液；G、倒换洗井管线至正洗井流程，静置一段时间后地面打压压力，打掉井下组合密封装置中的可溶丝堵，实现水平井高频次注采管柱的完井。

相较于现有技术，本发明具有下列优点：（1）本发明提供的注采管柱通过采用井下组合密封装置，其中的预置工作筒提前随完井管柱下入到井内的预设水平段中，实现对注采管柱的高效锚定，解决了以往用封隔器锚定时，其中的卡瓦在高频次注采应力交变条件下易松动失效的难题。同时本发明提供的注采管柱也能够用于注二氧化碳的井中。

（2）本发明提供的注采管柱，带有反洗井功能，可以在正常注采周期结束后，通过反循环具有清洗功能的洗井液对油管中的结垢、结蜡进行清洗，实现不动管柱进行维护，减少了常规的作业费用及时间，延长了注采管柱的寿命，提高了储气库的工作效率。

（3）本发明中密封工作筒的内筒自带反洗井功能，在发生井喷时更容易通过反循环的方式进行压井，有效降低了井喷时的压井难度，从工艺原理上提高了注采井的安全系数。

（4）本发明中的井下组合密封装置与现有管柱中使用的封隔器相比，其工作原理简单可靠，在提高了锚定密封能力的同时，增强了整套管柱和工具的安全性，其中提供的反洗井工艺通道，大幅降低了注采井投产后因管柱内水垢堵塞或结蜡堵塞造成的井下事故概率。

（5）本发明中提供的注采管柱，通过采用井下环空限流装置，实现了在保证注采管柱反洗通道畅通的前提下，对油套环空防喷的要求，提高了整个注采管柱的安全性。

（6）本发明通过反洗井工艺通道，使套管保护液的无限次注入及更换成为可能，可很好地防止井内油套环空中的腐蚀，降低了对完井套管材质的要求，极大程度地节省了完井成本。

（7）本发明提供的完井方法，在完井过程中的每一个步骤中都能检验注采管柱的可靠性，杜绝了带有隐患的注采管柱入井。

综上所述，本发明在提高了整个管柱安全性的同时，提供了反洗井工艺通道，大幅降低了因油管内水垢堵塞造成的井下事故概率以及对套管材质的要求，延长了注采管柱的寿命，提高了储气库的工作效率。具有很好的经济效益和社会效益，推广空间巨大。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是本发明中注采管柱的整体结构示意图。

图2是本发明中预置工作筒的结构示意图。

图3是图2中上外筒的结构示意图。

图4为图2中锁止环的结构示意图。

图5为本发明中密封工作筒的结构示意图。

图6为图5中内筒的结构示意图。

图7为图1中油套环空限流装置的结构示意图。

图8为图7中中心管的结构示意图。

图9是图7中上顶推筒的结构示意图。

图10为图7中限流板的结构示意图。

图11为图7中下外筒的结构示意图。

图12为图7中下顶推筒的结构示意图。

图13为图7中限位筒的结构示意图。

图14为图1中井下气固分离器的结构示意图。

图15是图14中旋流片的结构示意图。

图中：预置工作筒1、密封工作筒2、小直径油管3、井下环空限流装置4、大直径油管5、井下安全阀6、流动短节7、扶正器8、小直径加厚油管9、井下气固分离器10；预置工作筒1：预置上外筒1-1、上外筒传扭花键1-11；预置锁止环1-2、锁止环传扭花键1-21；预置下外筒1-3。

密封工作筒2：内筒2-1、反洗孔2-101、密封圈槽一2-102、限位台阶一2-103、反洗控制孔2-104、密封圈槽二2-105、限位台阶二2-106、限位台阶三2-107、限位台阶四2-108、中锁环连接螺纹2-109、限位台阶五2-110；上锁环2-2、工作筒滑筒2-3、工作筒弹簧2-4、碟簧2-5、碟簧顶环2-6、密封插筒2-7、中锁环2-8、工作筒限位环2-9、密封组件2-10、密封压环2-11、下压环2-12；井下环空限流装置4、上接头4-1、中心管4-2、限位板安装槽4-2-1、座封孔4-2-2、锁环槽4-2-3、座封助推孔4-2-4、锁环安装槽4-2-5、上顶推筒限位台阶4-2-6、续接螺纹4-2-7、限流装置滑筒4-3，锁环4-4，限流装置限位环4-5、皮碗4-6、上顶推筒4-7、止退螺纹4-7-1、上筒体4-7-2、助封过液槽4-7-3、限流装置锁止环4-8，限流装置上外筒4-9、限流板4-10、主通道槽4-10-1、辅通道槽4-10-2、限流装置下外筒4-11、内锥配合面4-11-1、下顶推筒4-12、外锥配合面4-12-1、限流装置弹簧4-13、限位筒4-14、助洗防喷过液槽4-14-1；

井下气固分离器10：分离器上接头10-1、外壳体10-2；滤砂筒10-3、扶正片10-3-1、旋流片10-4、分离器下接头10-5。

具体实施方式

附图仅为参考与说明之用，并非用以限制本发明的保护范围。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。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参见图1-图13，一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱，设有油管和井下安全阀6，其中：注采管柱自下而上依次通过油管连接着井下组合密封装置、井下环空限流装置4和井下安全阀6，井下组合密封装置由预置工作筒1和密封工作筒2插接而成；在预置工作筒1中，设有马牙扣的预置锁止环1-2安装在预置上外筒1-1与预置下外筒1-3之间，预置上外筒1-1与预置下外筒1-3连接，预置工作筒（1）提前随完井管柱下入到井内的预设水平段中；密封工作筒2包括主要由密封插筒2-7和密封组件2-10构成的密封部件和内筒2-1；内筒2-1中设有反洗孔2-101和反洗控制孔2-104，内筒2-1中的限位台阶三2-107的外圆加工马牙扣；密封工作筒2连接在注采管柱下端下入到预置工作筒1中，内筒2-1与预置锁止环1-2中的马牙扣配合，密封插筒2-7密封预置下外筒1-3的密封插筒密封腔，密封组件2-10密封预置下外筒1-3的密封件密封腔；井下环空限流装置4设有皮碗4-6和中心管4-2，交错汇集流道的限流板4-10固定在中心管4-2管壁中的限流板安装槽4-2-1内并在不设限流板安装槽4-2-1的管壁中设置座封孔4-2-2和座封助推孔4-2-4；在中心管4-2的上顶推筒限位台阶4-2-6上方，自上而下依次安装着限流装置滑筒4-3、皮碗4-6和上顶推筒4-7；皮碗4-6上方的限流装置滑筒4-3内装有安装了锁环4-4的限流装置限位环4-5，锁环4-4安装在中心管4-2外圆的锁环槽4-2-3中；上顶推筒4-7与安装在中心管4-2的锁止环安装槽4-2-5中的限流装置锁止环4-8通过马牙扣配合。

本发明中的井下组合密封装置由预置工作筒1和密封工作筒2两部分组成并配合使用。预置工作筒1中的预置锁止环1-2内壁加工有马牙扣，上端还加工有与预置上外筒1-1中的上外筒传扭花键1-11相匹配的锁止环传扭花键1-21，两者通过花键配合、实现传扭功能，预置锁止环1-2内壁的马牙扣又与内筒2-1中的马牙扣紧密配合，实现轴向单向锁定功能。

根据工艺需要，井下环空限流装置4中的皮碗4-6座封时，当液流从油管内通过座封孔4-2-2进入限流装置滑筒4-3与限流装置限位环4-5之间的间隙，推动限流装置滑筒4-3上移后、皮碗4-6从限流装置滑筒4-3中释放出来；随着通过座封助推孔4-2-4进入的液体使上顶推筒4-7上移并将皮碗4-6顶死在油套环空中，实现限流装置滑筒4-3与套管之间的封隔。此时可通过限流板4-10中的交错汇集流道进行反洗井作业。

当井底压力升高、发生井喷时，井液从本发明装置下方通过限流板4-10中的交错汇集流道向上涌动受阻，有效减缓了井液的流动速度、减弱了井喷的强度，为地面的抢喷工作争取宝贵的时间。

装置中的限流板4-10设有交错汇集流道并固定在中心管4-2管壁中的限流板安装槽4-2-1内，在不设限流板安装槽4-2-1的中心管4-2的管壁中设置了座封孔4-2-2和座封助推孔4-2-4。

皮碗4-6安装在限流装置滑筒4-3内且下部位于限流装置滑筒4-3与上顶推筒4-7之间，安装了锁环4-4的限流装置限位环4-5安装在了皮碗4-6上方的限流装置滑筒4-3内；安装在中心管4-2外圆的锁环槽4-2-3中的锁环4-4将限流装置限位环4-5锁定在中心管4-2外面的限流装置滑筒4-3内部顶端；限流装置锁止环4-8安装在中心管4-2的锁止环安装槽4-2-5内与上顶推筒4-7通过马牙扣配合，限流装置锁止环4-8被固定在了锁止环安装槽4-2-5内、不能轴向移动，上顶推筒4-7能够沿着限流装置锁止环4-8向上移动、将皮碗4-6涨开后密封限流装置滑筒4-3与套管之间的环空。

井下环空限流装置4既能在使用皮碗4-6封隔油套环空的同时反洗井，又能通过限流板4-10对上涌的井液节流和限流，通过上接头4-1连接在注采管柱中，本装置既具备反洗井功能、也具备限喷节流的功能。

井下环空限流装置4能够在储气库注采井井下管柱发生井喷时，为储气库注采井控制井喷争取时间、增加一道安全保障，避免井喷带来的不良后果，提高经济效益，使用效果显著。本发明同时也能在常规采油井中使用。

在上述实施例一的基础上，本发明还有以下实施例：

优选的一个实施例：所述密封工作筒2还设有上锁环2-2、工作筒滑筒2-3、工作筒弹簧2-4、碟簧2-5、中锁环2-8和密封压环2-11，所述上锁环2-2、工作筒滑筒2-3和工作筒弹簧2-4自上而下依次安装在限位台阶三2-107的上方；碟簧2-5、密封插筒2-7、中锁环2-8、密封组件2-10、密封压环2-11自上而下依次安装在限位台阶三2-107的下方。与预置工作筒1连接后的密封工作筒2在与马牙扣紧密连接的限位台阶三2-107的下方，又装配了碟簧2-5和碟簧顶环2-6，碟簧顶环2-6在注采管柱下压时，因预置工作筒1限位，可有效传递轴向压力，压缩碟簧2-5，储存一定吨位的压力，防止预置工作筒1与密封工作筒2之间的马牙扣在一个螺距的范围内蠕动，在密封插筒2-7的下方还设置了与内筒2-1螺纹连接的中锁环2-8对密封插筒2-7起限位和顶紧作用。

优选的一个实施例：所述预置锁止环1-2的环体顶部设有锁止环传扭花键1-21，预置锁止环1-2的下部内圆设有马牙扣，预置锁止环1-2为轴向上开有直向或斜向通槽的开口环；所述预置上外筒1-1是非等径筒状体，所述预置上外筒1-1的上部内腔设有与完井管柱连接的内螺纹、下部是螺纹内腔且中部内腔设有锁止环限位台阶并在该锁止环限位台阶的内圆设有上外筒传扭花键1-11；该上外筒传扭花键1-11能够与预置锁止环1-2环体顶部的锁止环传扭花键1-21配合、配合后的所述预置锁止环1-2恰好位于锁止环限位台阶与下部的螺纹内腔之间的锁止环安装腔内。

优选的一个实施例：所述预置下外筒1-3是非等径筒状体，所述预置下外筒1-3的两端外圆均设有外螺纹且能够分别与预置上外筒1-1下部的螺纹内腔中的内螺纹和完井管柱中的下部套管螺纹连接；所述预置下外筒1-3的上部内腔是密封插筒密封腔、下部内腔是密封件密封腔；所述密封插筒密封腔是锥形腔。

优选的一个实施例：所述密封插筒2-7能够由橡胶或高分子材料、软金属或记忆合金材质制成，密封插筒2-7的下部外圆是锥形外圆，该锥形外圆与预置下外筒1-3的密封插筒密封腔相互配合；在所述碟簧2-5与密封插筒2-7之间还装有碟簧顶环2-6。高分子材料包括工程树脂、工程塑料，软金属包括铜、铅。碟簧顶环2-6可对密封插筒2-7的顶端提供保护且工作时碟簧顶环2-6可对马牙扣提供防松的顶紧力，提高和强化了碟簧2-5对密封插筒2-7的顶紧作用，进一步提高密封效果。

优选的一个实施例：所述内筒2-1是非等径筒状体，在内筒2-1的上下两端分别设置注采管柱连接螺纹和备用部件连接螺纹；内筒2-1的外圆自上而下依次设置限位台阶一2-103、限位台阶二2-106、限位台阶三2-107、限位台阶四2-108和限位台阶五2-110，所述限位台阶一2-103、限位台阶二2-106、限位台阶三2-107、限位台阶四2-108和限位台阶五2-110的外圆均是精加工外圆面。

优选的一个实施例：所述反洗孔2-101和反洗控制孔2-104设置在限位台阶一2-103中，反洗孔2-101设置在注采管柱连接螺纹下方的外圆中并在反洗孔2-101上下两侧设置密封圈槽一和安装密封圈；所述反洗控制孔2-104设置在限位台阶一2-103的根部并在限位台阶二2-106的顶部外圆至少设置一道密封圈槽二2-105；限位台阶三2-107的外径最大、在该外圆加工有马牙扣，在所述限位台阶四2-108外圆的下端设有中锁环连接螺纹2-109；在所述限位台阶五2-110的下部加工备用部件连接螺纹。

优选的一个实施例：所述中锁环2-8设有中心孔且内圆设有螺纹，中锁环2-8穿套在内筒2-1外面后、其内圆的内螺纹与中锁环连接螺纹2-109螺纹连接，为密封插筒2-7提供支撑；所述密封组件2-10是组合密封件，其中至少包括一道密封圈和分别安装在密封圈两侧的聚四氟乙稀制做的护环，所述密封圈的外径大于预置下外筒1-3中密封件密封腔的内径；所述密封压环2-11与限位台阶五2-110下部的备用部件连接螺纹连接并在所述密封压环2-11的下方还连接着下压环2-12和可溶丝堵。为密封组件2-10和密封压环2-11进一步提供压紧和锁定力并防止密封压环2-11松扣。

优选的一个实施例：所述工作筒滑筒2-3的内圆加工上小下大的两段内径且小内径段安装在内筒2-1的限位台阶一2-103的外面、大内径段安装在限位台阶二2-106的外面；所述工作筒滑筒2-3内圆的两段内径均是精加工面；工作筒滑筒2-3在正常工作状态下，其中的小内径段封堵着反洗孔2-101、大内径段与反洗控制孔2-104连通。工作筒滑筒2-3在反洗井、向油套环空泵入套管保护液以及反循环压井的过程中，在压差作用下，工作筒滑筒2-3下移露出反洗孔2-101，形成反洗通道；反洗控制孔2-104将工作筒滑筒2-3内腔的液体排到油管内部，防止工作筒滑筒2-3下移时形成死腔、阻碍工作筒滑筒2-3下移。反洗作业完成后，在工作筒弹簧2-4的顶推力下，工作筒滑筒2-3上移并关闭了反洗孔2-101，封闭了油套连通通道。

井下组合密封装置中除密封插筒2-7能够在预置工作筒1与密封工作筒2之间实现密封外，在其下方还设置了密封组件2-10，其中至少设置一道密封圈和两个护环，为本装置再增加一道密封屏障，保证了本装置的密封效果、延长了本密封工具和注采管柱的使用寿命，降低了生产成本。

井下组合密封装置的工作原理为，先将预置工作筒1固于井下，再将密封工作筒2连在注采管柱的最下端，由注采管柱下入井中。

当密封工作筒2插入预置工作筒1中后，密封插筒2-7和密封组件2-10与与预置工作筒1中对应的密封面配合，实现对油套环空的密封；同时密封工作筒2中的内筒2-1的限位台阶三2-107外壁上的马牙扣与预置工作筒1中的预置锁止环1-2配合、实现轴向止退锁定；另外注采管柱的一部分下压吨位，通过密封插筒2-7传递到碟簧2-5，碟簧2-5压缩并储存一定吨位的压力，防止马牙扣在一个螺距的范围内蠕动。

碟簧2-5因注采管柱下压蓄能，能够时刻保证预置工作筒1与密封工作筒2中的马牙扣配合的张紧力，减少注采管柱因蠕动造成的密封组件2-10的损坏。滑套2-3在正常工作时为关闭状态，当注采管柱需要反循环洗井、泵入套管保护液或遇井下喷溢事故时，可由油套环空泵入洗井液或压井液，为注采管柱的清洗或压井作业提供工艺通道。

优选的一个实施例：见图7、图8和图10，皮碗4-6安装在限流装置滑筒4-3内且下部位于限流装置滑筒4-3与上顶推筒4-7之间，中心管4-2外圆的密封面中均安装了密封件；所述交错汇集流道由加工在限流板4-10中心的主通道槽4-10-1和与主通道槽4-10-1相连通的辅通道槽4-10-2组成；中心管4-2外壁设置的限位板安装槽4-2-1和限流板4-10设置在一套以上，限流板4-10焊接在限位板安装槽4-2-1中。

优选的一个实施例：所述主通道槽4-10-1是直通限流板4-10板体两端的直槽；所述辅通道槽4-10-2分列在主通道槽4-10-1的两侧且流道形状呈弧状下斜型，分列两侧的所述辅通道槽4-10-2在主通道槽4-10-1中交错地首尾相接。所述限流板4-10中的交错汇集流道同样可以具有其他形态及构成方式，原则上是让来自发明上方的液流下流通畅、来自发明下方的液流上返困难。

优选的一个实施例：所述锁环4-4和限流装置锁止环4-8均是设有轴向切口的断环，所述轴向上设置的切口是斜向角度设定在1度－89度之间的斜向切口或垂直切口；所述锁环4-4在自然状态下的内径小于所在的中心管4-2管段的外径，这主要是考虑到安装问题，锁环4-4的内径比中心管4-2上部的外径稍小，安装复原后，仍能卡紧在锁环槽4-2-3中；所述限流装置锁止环4-8的外圆加工马牙扣且能够与上顶推筒4-7中内圆加工的马牙扣配合。

优选的一个实施例：所述上顶推筒4-7是非等径筒状体、设有上筒体4-7-2和设置在下筒体中的止退螺纹4-7-1，上筒体4-7-2的内径小于下筒体的内径，在所述上筒体4-7-2的外壁至少设置一条助封过液槽4-7-3，所述助封过液槽4-7-3与上筒体4-7-2的顶部贯通;所述上顶推筒4-7的下筒体内圆设有止退螺纹4-7-1，所述止退螺纹4-7-1是马牙扣型螺纹且能够与限流装置锁止环4-8外圆的马牙扣螺纹配合。

优选的一个实施例：所述上顶推筒限位台阶4-2-6下方中心管4-2的外圆加工续接螺纹4-2-7，通过该续接螺纹4-2-7能够与助洗防喷机构螺纹连接。

优选的一个实施例：参见图12，所述助洗防喷机构设有限流装置上外筒4-9、限流装置下外筒4-11、下顶推筒4-12、限流装置弹簧4-13和限位筒4-14，限流装置上外筒4-9的两端分别与中心管4-2中的续接螺纹4-2-7以及限流装置下外筒4-11螺纹连接，所述下顶推筒4-12和限流装置弹簧4-13安装在限流装置下外筒4-11内，所述限位筒4-14安装在限流装置弹簧4-13的下方与限流装置下外筒4-11螺纹连接；所述的限位筒4-14中至少设有一条助洗防喷过液槽4-14-1。使来自环空限流装置下方的来水、来液不能通过下顶推筒4-12进入环空限流装置的上方，来自环空限流装置的上方的来水、来液可以顶开限流装置弹簧4-13顶紧的下顶推筒4-12进入环空限流装置的下方。

优选的一个实施例：参见图11，所述限流装置下外筒4-11的内圆是非等径内圆且两端的内螺纹分别与限流装置上外筒4-9和限位筒4-14螺纹连接；限流装置下外筒4-11的两外非等径内圆之间设置内锥配合面4-11-1，该内锥配合面4-11-1是下斜面。

优选的一个实施例：参见图12，所述下顶推筒4-12是非等径筒状体，下顶推筒4-12的上部外壁是外锥配合面4-12-1，该外锥配合面4-12-1是上斜面且能够与限流装置下外筒4-11中的内锥配合面4-11-1相互配合，外锥配合面4-12-1中至少加工一道密封圈槽；所述限流装置弹簧4-13安装于下顶推筒4-12中弹簧限位台阶4-12-2下方的内腔中。

优选的一个实施例：参见图13，所述限位筒4-14的上部外圆设有外螺纹并能够与限流装置下外筒4-11螺纹连接；设在限位筒4-14外壁中的助洗防喷过液槽4-14-1是上下贯通槽且至少设置一条；所述限流装置上外筒4-9是非等径筒状体且上下两端的筒体中的内外螺纹能够分别与中心管4-2的续接螺纹4-2-7和限流装置下外筒4-11螺纹连接，与中心管4-2连接后的限流装置上外筒4-9的下部内腔与限位板安装槽4-2-1连通。在环空限流装置，部件与部件之间的密封配合面中均设有密封件。

连接在中心管4-2下部的助洗防喷机构为本装置的反洗井和井喷时的限喷节流又增加了一道保障。来自装置上方的反洗井水可以加大泵压、通过推开下顶推筒4-12，从助洗防喷过液槽4-14-1中喷冲至油套环空中，进行反向循环洗井。

在井下压力增大、发生井喷时，由于有皮碗4-6的封隔和限流装置下外筒4-11和下顶推筒4-12中内外锥配合面的，来水、来液无法从限位筒4-14的助洗防喷过液槽4-14-1中上返；若助洗防喷机构因故失效，限流装置下外筒4-11和下顶推筒4-12中的内外锥配合面不能密封、不能实现单向控流功能时，液流只能经限流板4-10的交错汇集流道中通过，液体通过交错汇集流道时，因主通道槽4-10-1与辅通道槽4-10-2中的液流方向相互冲击，大幅减缓了上涌的流量及压力，为地面工作人员防喷争取更多的时间。

优选的一个实施例：在所述井下环空限流装置4上下两侧的直井段高频次注采管柱中连接着扶正器8，在所述井下安全阀6上下两侧的直井段高频次注采管柱中连接着流动短节7；油管包括小直径油管3、大直径油管5和小直径加厚油管9，所述扶正器8和井下环空限流装置4串连在小直径油管3中，井下安全阀6和流动短节7串连在大直径油管5中，在所述小直径油管3与密封工作筒2之间串连小直径加厚油管9和井下气固分离器10。油管包括小直径油管3、大直径油管5和小直径加厚油管9，所述扶正器8和井下环空限流装置4串连在小直径油管3中，井下安全阀6和流动短节7串连在大直径油管5中。井下安全阀6两端装有流动短接7，以此保证该处管内流体流动的平稳性。井下环空限流装置4的两端装有扶正器8，以此提高该装置的居中度，保证装置的正常工作。油管设置了三种，小直径加厚油管9连接在井筒造斜段的注采管柱中，小直径油管3连接在管柱的中部，大直径油管5连接在管柱的上部，通过改变流体的过流面积调节压力，减缓水垢的形成。

优选的一个实施例：所述井下气固分离器10设有分离器上接头10-1、外壳体10-2、滤砂筒10-3、旋流片10-4和分离器下接头10-5，带有扶正片10-3-1的滤砂筒10-3和旋流片10-4分别安装在外壳体10-2的上部和下部，在所述外壳体10-2上端与滤砂筒10-3之间与分离器上接头10-1螺纹连接并安装密封圈；在所述外壳体10-2的下部与分离器下接头10-5螺纹连接并安装密封圈、将旋流片10-4封堵在外壳体10-2内。

优选的一个实施例：所述外壳体10-2的上部内腔大于下部内腔且内腔中部设有锥形过渡腔，所述滤砂筒10-3的筒体中设有孔或槽，所述扶正片10-3-1设置在二个以上且设置在滤砂筒10-3的筒体下端，所述扶正片10-3-1形成的外径等于或大于外壳体10-2中锥形过渡腔的最大内径，滤砂筒10-3为筒型结构，上端加工螺纹与分离器上接头10-1连接，滤砂筒10-3在本发明中采用的是割缝筛管，但不局限于割缝筛管，也可是筛布式或预充填式滤砂结构；所述的旋流片10-4为扭转的板片结构、其扭转后的当量圆外径和扭转后的螺距及板片的厚度与外壳体10-2下部内腔中加工的螺旋槽相匹配。

井下气固分离器10的工作原理为，流体采出时高速通过旋流片10-4，导致流体在前进的同时高速自转，因气体和固体的密度不同，在离心力的作用将气流中的微小砂粒甩到外围进入外壳体10-2的容砂腔中，以此减少高速气流在造斜段对油管内壁的冲蚀。

应用于所述一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱的完井方法，包括以下步骤：A、将井下组合密封装置中的预置工作筒1串联在完井管柱中的预定位置下入井内完井；B、将密封工作筒2连接在注采管柱的下端、下入井中，通过注采管柱下压密封工作筒2，实现注采管柱与完井管柱的锚定及密封；C、正向打压座封井下环空限流装置，同时测试注采管柱是否漏失；在此过程中，若漏失正转起出更换注采管柱。

D、若打压测试注采管柱无漏失、启动井下环空限流装置4；在该过程中，连接套管阀门管线由油套环空打压、启动井下环空限流装置4，若压力突降证明启动成功。

E、启动井下环空限流装置4之后，继续打压进行反洗井、验证井下组合密封装置是否工作正常；在该过程中，若井口油管有返出液、则证明井下组合密封装置中的反洗通道开启正常；然后倒换洗井管线至正洗流程打压，压力到预定值不降、证明井下组合密封装置中的反洗通道自动关闭正常。

F、井下组合密封装置验证工作正常后、注入套管保护液；在该过程中，倒换洗井管线至反洗井流程，将定量的套管保护液注入到油套环空中。

G、倒换洗井管线至正洗井流程，静置一段时间后地面打压压力，打掉井下组合密封装置中的可溶丝堵，实现水平井高频次注采管柱的完井。上述工艺步骤中若有不正常情况均需正转起出更换注采管柱。

该注采管柱的工作原理为，正常注采周期结束后，用除垢、除锈除腊液体通过反洗井方式对注采管柱内部进行清洗，防止因注采空气强度大、频次高而产生的大量水垢堵塞注采管柱通道，同时更换环空套管保护液，以此减少更换注采管柱的费用及时间，延长注采管柱的使用寿命，提高储气库的使用效率。

上面叙述的实施例仅仅为典型实施例，但本发明不仅限于这些实施例，本领域的技术人员可以在不偏离本发明的精神和启示下做出修改。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的创造精神和创造理念之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。因此，保护范围不仅限于上文的说明。

Claims (22)

1.一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱，设有油管和井下安全阀（6），其特征是，注采管柱自下而上依次通过油管连接着井下组合密封装置、井下环空限流装置（4）和井下安全阀（6），井下组合密封装置由预置工作筒（1）和密封工作筒（2）插接而成；在预置工作筒（1）中，设有马牙扣的预置锁止环（1-2）安装在预置上外筒（1-1）与预置下外筒（1-3）之间，预置上外筒（1-1）与预置下外筒（1-3）连接，预置工作筒（1）提前随完井管柱下入到井内的预设水平段中；密封工作筒（2）包括主要由密封插筒（2-7）和密封组件（2-10）构成的密封部件和内筒（2-1）；内筒（2-1）中设有反洗孔（2-101）和反洗控制孔（2-104），内筒（2-1）中的限位台阶三（2-107）的外圆加工马牙扣；密封工作筒（2）连接在注采管柱下端下入到预置工作筒（1）中，内筒（2-1）与预置锁止环（1-2）中的马牙扣连接，密封插筒（2-7）密封预置下外筒（1-3）的密封插筒密封腔，密封组件（2-10）密封预置下外筒（1-3）的密封件密封腔；井下环空限流装置（4）设有皮碗（4-6）和中心管（4-2），交错汇集流道的限流板（4-10）固定在中心管（4-2）管壁中的限流板安装槽（4-2-1）内并在不设限流板安装槽（4-2-1）的管壁中设置座封孔（4-2-2）和座封助推孔（4-2-4）；在中心管（4-2）的上顶推筒限位台阶（4-2-6）上方，自上而下依次安装着限流装置滑筒（4-3）、皮碗（4-6）和上顶推筒（4-7）；皮碗（4-6）上方的限流装置滑筒（4-3）内装有安装了锁环（4-4）的限流装置限位环（4-5），锁环（4-4）安装在中心管（4-2）外圆的锁环槽（4-2-3）中；上顶推筒（4-7）与安装在中心管（4-2）的锁止环安装槽（4-2-5）中的限流装置锁止环（4-8）通过马牙扣配合；油管包括小直径油管（3）、大直径油管（5）和小直径加厚油管（9），在所述小直径油管（3）与密封工作筒（2）之间串连小直径加厚油管（9）和井下气固分离器（10）。

2.如权利要求1所述的一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱，其特征是，所述密封工作筒（2）还设有上锁环（2-2）、工作筒滑筒（2-3）、工作筒弹簧（2-4）、碟簧（2-5）、中锁环（2-8）和密封压环（2-11），所述上锁环（2-2）、工作筒滑筒（2-3）和工作筒弹簧（2-4）自上而下依次安装在限位台阶三（2-107）的上方；碟簧（2-5）、密封插筒（2-7）、中锁环（2-8）、密封组件（2-10）、密封压环（2-11）自上而下依次安装在限位台阶三（2-107）的下方。

3.如权利要求2所述的一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱，其特征是，所述预置锁止环（1-2）的环体顶部设有锁止环传扭花键（1-21），预置锁止环（1-2）的下部内圆设有马牙扣，预置锁止环（1-2）为轴向上开有直向或斜向通槽的开口环；所述预置上外筒（1-1）是非等径筒状体，所述预置上外筒（1-1）的上部内腔设有与完井管柱连接的内螺纹，下部是螺纹内腔且中部内腔设有锁止环限位台阶并在该锁止环限位台阶的内圆设有上外筒传扭花键（1-11）；该上外筒传扭花键（1-11）能够与预置锁止环（1-2）环体顶部的锁止环传扭花键（1-21）配合，配合后的所述预置锁止环（1-2）恰好位于锁止环限位台阶与下部的螺纹内腔之间的锁止环安装腔内。

4.如权利要求3所述的一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱，其特征是，所述预置下外筒（1-3）是非等径筒状体，所述预置下外筒（1-3）的两端外圆均设有外螺纹且能够分别与预置上外筒（1-1）下部的螺纹内腔中的内螺纹和完井管柱中的下部套管螺纹连接；所述预置下外筒（1-3）的上部内腔是密封插筒密封腔，下部内腔是密封件密封腔；所述密封插筒密封腔是锥形腔。

5.如权利要求2所述的一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱，其特征是，所述密封插筒（2-7）能够由高分子材料、软金属或记忆合金材质制成，密封插筒（2-7）的下部外圆是锥形外圆，该锥形外圆与预置下外筒（1-3）的密封插筒密封腔相互配合；在所述碟簧（2-5）与密封插筒（2-7）之间还装有碟簧顶环（2-6）。

6.如权利要求5所述的一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱，其特征是，所述内筒（2-1）是非等径筒状体，在内筒（2-1）的上下两端分别设置注采管柱连接螺纹和备用部件连接螺纹；内筒（2-1）的外圆自上而下依次设置限位台阶一（2-103）、限位台阶二（2-106）、限位台阶三（2-107）、限位台阶四（2-108）和限位台阶五（2-110），所述限位台阶一（2-103）、限位台阶二（2-106）、限位台阶三（2-107）、限位台阶四（2-108）和限位台阶五（2-110）的外圆均是精加工外圆面。

7.如权利要求6所述的一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱，其特征是，所述反洗孔（2-101）和反洗控制孔（2-104）设置在限位台阶一（2-103）中，反洗孔（2-101）设置在注采管柱连接螺纹下方的外圆中并在反洗孔（2-101）上下两侧设置密封圈槽一和安装密封圈；所述反洗控制孔（2-104）设置在限位台阶一（2-103）的根部并在限位台阶二（2-106）的顶部外圆至少设置一道密封圈槽二（2-105）；限位台阶三（2-107）的外径最大、在该外圆加工有马牙扣，在所述限位台阶四（2-108）外圆的下端设有中锁环连接螺纹（2-109）；在所述限位台阶五（2-110）的下部加工备用部件连接螺纹。

8.如权利要求7所述的一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱，其特征是，所述中锁环（2-8）设有中心孔且内圆设有螺纹，中锁环（2-8）穿套在内筒（2-1）外面后，其内圆的内螺纹与中锁环连接螺纹（2-109）螺纹连接；所述密封组件（2-10）是组合密封件，其中至少包括一道密封圈和分别安装在密封圈两侧的聚四氟乙稀制做的护环，所述密封圈的外径大于预置下外筒（1-3）中密封件密封腔的内径；所述密封压环（2-11）与限位台阶五（2-110）下部的备用部件连接螺纹连接并在所述密封压环（2-11）的下方还连接着下压环（2-12）和可溶丝堵。

9.如权利要求8所述的一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱，其特征是，所述工作筒滑筒（2-3）的内圆加工上小下大的两段内径且小内径段安装在内筒（2-1）的限位台阶一（103）的外面、大内径段安装在限位台阶二（106）的外面；所述工作筒滑筒（2-3）内圆的两段内径均是精加工面；工作筒滑筒（2-3）在正常工作状态下，其中的小内径段封堵着反洗孔（2-101）、大内径段与反洗控制孔（2-104）连通。

10.如权利要求1所述的一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱，其特征是，皮碗（4-6）安装在限流装置滑筒（4-3）内且下部位于限流装置滑筒（4-3）与上顶推筒（4-7）之间，中心管（4-2）外圆的密封面中均安装了密封件；所述交错汇集流道由加工在限流板（4-10）中心的主通道槽（4-10-1）和与主通道槽（4-10-1）相连通的辅通道槽（4-10-2）组成；中心管（4-2）外壁设置的限位板安装槽（4-2-1）和限流板（4-10）设置在一套以上，限流板（4-10）焊接在限位板安装槽（4-2-1）中。

11.如权利要求10所述的一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱，其特征是，所述主通道槽（4-10-1）是直通限流板（4-10）板体两端的直槽；所述辅通道槽（4-10-2）分列在主通道槽（4-10-1）的两侧且流道形状呈弧状下斜型，分列两侧的所述辅通道槽（4-10-2）在主通道槽（4-10-1）中交错地首尾相接。

12.如权利要求11所述的一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱，其特征是，所述锁环（4-4）和限流装置锁止环（4-8）均是设有轴向切口的断环，所述轴向上设置的切口是斜向角度设定在1度－89度之间的斜向切口或垂直切口；所述锁环（4-4）在自然状态下的内径小于所在的中心管（4-2）管段的外径；所述限流装置锁止环（4-8）的外圆加工马牙扣且能够与上顶推筒（4-7）中内圆加工的马牙扣配合。

13.如权利要求12所述的一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱，其特征是，所述上顶推筒（4-7）是非等径筒状体，设有上筒体（4-7-2）和设置在下筒体中的止退螺纹（4-7-1），上筒体（4-7-2）的内径小于下筒体的内径，在所述上筒体（4-7-2）的外壁至少设置一条助封过液槽（4-7-3），所述助封过液槽（4-7-3）与上筒体（4-7-2）的顶部贯通；所述上顶推筒（4-7）的下筒体内圆设有止退螺纹（4-7-1），所述止退螺纹（4-7-1）是马牙扣型螺纹且能够与限流装置锁止环（4-8）外圆的马牙扣螺纹配合。

14.如权利要求13所述的一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱，其特征是，所述上顶推筒限位台阶（4-2-6）下方中心管（4-2）的外圆加工续接螺纹（4-2-7），通过该续接螺纹（4-2-7）能够与助洗防喷机构螺纹连接。

15.如权利要求14所述的一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱，其特征是，所述助洗防喷机构设有限流装置上外筒（4-9）、限流装置下外筒（4-11）、下顶推筒（4-12）、限流装置弹簧（4-13）和限位筒（4-14），限流装置上外筒（4-9）的两端分别与中心管（4-2）中的续接螺纹（4-2-7）以及限流装置下外筒（4-11）螺纹连接，所述下顶推筒（4-12）和限流装置弹簧（4-13）安装在限流装置下外筒（4-11）内，所述限位筒（4-14）安装在限流装置弹簧（4-13）的下方与限流装置下外筒（4-11）螺纹连接；所述的限位筒（4-14）中至少设有一条助洗防喷过液槽（4-14-1）。

16.如权利要求15所述的一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱，其特征是，所述限流装置下外筒（4-11）的内圆是非等径内圆且两端的内螺纹分别与限流装置上外筒（4-9）和限位筒（4-14）螺纹连接；限流装置下外筒（4-11）的两外非等径内圆之间设置内锥配合面（4-11-1），该内锥配合面（4-11-1）是下斜面。

17.如权利要求16所述的一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱，其特征是，所述下顶推筒（4-12）是非等径筒状体，下顶推筒（4-12）的上部外壁是外锥配合面（4-12-1），该外锥配合面（4-12-1）是上斜面且能够与限流装置下外筒（4-11）中的内锥配合面（4-11-1）相互配合，外锥配合面（4-12-1）中至少加工一道密封圈槽；所述限流装置弹簧（4-13）安装于下顶推筒（4-12）中弹簧限位台阶（4-12-2）下方的内腔中。

18.如权利要求17所述的一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱，其特征是，所述限位筒（4-14）的上部外圆设有外螺纹并能够与限流装置下外筒（4-11）螺纹连接；设在限位筒（4-14）外壁中的助洗防喷过液槽（4-14-1）是上下贯通槽且至少设置一条；所述限流装置上外筒（4-9）是非等径筒状体且上下两端的筒体中的内外螺纹能够分别与中心管（4-2）的续接螺纹（4-2-7）和限流装置下外筒（4-11）螺纹连接，与中心管（4-2）连接后的限流装置上外筒（4-9）的下部内腔与限位板安装槽（4-2-1）连通。

19.如权利要求18所述的一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱，其特征是，在所述井下环空限流装置（4）上下两侧的直井段高频次注采管柱中连接着扶正器（8），在所述井下安全阀（6）上下两侧的直井段高频次注采管柱中连接着流动短节（7）；所述扶正器（8）和井下环空限流装置（4）串连在小直径油管（3）中，井下安全阀（6）和流动短节（7）串连在大直径油管（5）中。

20.如权利要求19所述的一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱，其特征是，所述井下气固分离器（10）设有分离器上接头（10-1）、外壳体（10-2）、滤砂筒（10-3）、旋流片（10-4）和分离器下接头（10-5），带有扶正片（10-3-1）的滤砂筒（10-3）和旋流片（10-4）分别安装在外壳体（10-2）的上部和下部，在所述外壳体（10-2）上端与滤砂筒（10-3）之间与分离器上接头（10-1）螺纹连接并安装密封圈；在所述外壳体（10-2）的下部与分离器下接头（10-5）螺纹连接并安装密封圈，将旋流片（10-4）封堵在外壳体（10-2）内。

21.如权利要求20所述的一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱，其特征是，所述外壳体（10-2）的上部内腔大于下部内腔且内腔中部设有锥形过渡腔，所述滤砂筒（10-3）的筒体中设有孔或槽，所述扶正片（10-3-1）设置在二个以上且设置在滤砂筒（10-3）的筒体下端，所述扶正片（10-3-1）形成的外径等于或大于外壳体（10-2）中锥形过渡腔的最大内径；所述的旋流片（10-4）为扭转的板片结构，其扭转后的当量圆外径和扭转后的螺距及板片的厚度与外壳体（10-2）下部内腔中加工的螺旋槽相匹配。

22.应用于权利要求1-21中任一项所述一种压缩空气储能水平井高频次注采管柱的完井方法，其特征在于：包括以下步骤：A、将井下组合密封装置中的预置工作筒（1）串联在完井管柱中的预定位置下入井内完井；B、将密封工作筒（2）连接在注采管柱的下端，下入井中，通过注采管柱下压密封工作筒（2），实现注采管柱与完井管柱的锚定及密封；C、正向打压座封井下环空限流装置（4），同时测试注采管柱是否漏失；D、若打压测试注采管柱无漏失，启动井下环空限流装置（4）；E、启动井下环空限流装置（4）之后，继续打压进行反洗井，验证井下组合密封装置是否工作正常；F、井下组合密封装置验证工作正常后，注入套管保护液；G、倒换洗井管线至正洗井流程，静置一段时间后地面打压压力，打掉井下组合密封装置中的可溶丝堵，实现水平井高频次注采管柱的完井。