CN201059181Y - 一种压裂防砂充填工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了石油工业使用的一种压裂防砂充填工具，适用于各种油井的防砂，特别是稠油井的压裂防砂作业。本工具包括封隔器系统和丢手系统，封隔器系统设有皮碗密封机构和出液口，循环系统、封隔器系统、换向系统和丢手系统依次顺序连接，在换向系统上设有出砂口。本工具随管柱一起下至井中，利用水泥车打压即可关闭循环通道，随后即可利用压裂车进行压裂防砂及循环充填。可以节省一趟管柱的下入作业，施工及时，操作方便，降低了工人的劳动强度。本实用新型换向系统过流面积大，允许进行大排量压裂防砂施工。

Description

一种压裂防砂充填工具

技术领域

本实用新型属于石油工业的井下作业工具，特别是一种压裂防砂充填工具，适用于各种油井的防砂，特别是稠油井的压裂防砂作业。

背景技术

在油田的勘探开发过程中，特别是勘探开发后期，有许多井层需要进行防砂，有些井还需进行压裂防砂。为了满足防砂井的需要，已研制开发了多种防砂工具，有可留井式、有悬挂式还有挤压式等多种，而且在现场防砂应用中发挥了巨大的作用。但这些工具的共同特点是只适用于普通井的挤压充填防砂和循环充填防砂，而对于需进行压裂防砂的井由于其现有工具的排量小则不能满足要求。为了满足压裂防砂井的需要，现在采用的办法是先下入压裂封隔器进行压裂，压裂完成后再起出井内管柱，下入皮碗式防砂充填工具进行循环充填，循环充填完成后再起出井内工具，下入铅封，下泵投产。其缺点是：施工工序多，工人劳动强度大，施工周期长，施工费用高。若采用普通循环式充填工具进行压裂防砂，由于普通循环式充填工具的出砂口较小，所以在大排量的压裂时容易把循环工具的充填口刺坏，造成砂子绕过封隔器返至油套环空，造成防砂失败，甚至造成卡钻事故的发生。

发明内容

本实用新型的任务是提供一种压裂防砂充填工具，克服现有技术中的上述缺陷，使油井的压裂防砂作业变得施工简单、安全可靠，降低生产成本和工人的劳动强度。

本技术解决方案可达上述目的：一种压裂防砂充填工具包括封隔器系统和丢手系统，封隔器系统设有皮碗密封机构和出液口，循环系统、封隔器系统、换向系统和丢手系统依次顺序连接，在换向系统上设置出砂口。

本实用新型与现有技术相比具有以下显著的效果：1、利用本实用新型进行压裂防砂，可以不用下入压裂封隔器进行压裂，节省一趟管柱的下入作业，明显降低了生产成本。2、施工及时，操作方便，降低了工人的劳动强度。本实用新型随管柱一起下至井中，利用水泥车打压即可关闭防砂工具的循环通道，随后即可利用压裂车进行压裂防砂及循环充填。3、本实用新型的换向系统独立设计成工具的一部分，大大增加了过流面积，允许进行大排量压裂防砂施工。4、本实用新型设计的循环系统，能在工具下井时使井内液体在该实用新型上部构成循环，从而有效的保护皮碗，防止皮碗早期损坏造成防砂施工失败。5、本工具没有卡瓦，可有效的减少各种事故的发生。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图的上半图。

图2为本实用新型结构示意图的下半图。

图3为图2中A-A向的剖示图。

图中：上接头1、钢球2、弹性球座3、扶正环4、循环液缸5、剪断销钉6、转换接头8、中心管9、外中心管10、上密封胶筒11、保护环12、下密封胶筒13、皮碗压环14、皮碗15、限位环16、压环17、内中心管18、换向套19、出砂口20、夹壁流通腔21、丢手内管22、丢手外管23、出液口24

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型做进一步的详述：参见图1和图2，一种压裂防砂充填工具包括封隔器系统和丢手系统，封隔器系统设有皮碗密封机构和出液口24，循环系统、封隔器系统、换向系统和丢手系统依次顺序连接，在换向系统上设置出砂口20。循环系统包括上接头1、钢球2、弹性球座3、循环液缸5、活塞和转换接头8，上接头1外套装扶正环4与循环液缸5连接，弹性球座3和活塞安装在循环液缸5内，通过剪断销钉6固定在上接头1上。弹性球座3是筒状体，筒体上至少设有不通透的竖槽3条；循环液缸5设有循环孔。封隔器系统包括中心管9、外中心管10、皮碗密封机构和辅助密封机构，中心管9上部设有出液口24，外中心管10与中心管9连接，皮碗密封机构和辅助密封机构安装在外中心管10上，在皮碗密封机构的上方安装辅助密封机构。辅助密封机构包括上密封胶筒11、保护环12和下密封胶筒13，上密封胶筒11和下密封胶筒13之间安装保护环12。皮碗密封机构包括皮碗压环14、皮碗15、限位环16和压环17。皮碗15上方安装皮碗压环14、下方安装限位环16和压环17。换向系统包括内中心管18、充填转换头和换向套19，内中心管18与充填转换头连接，充填转换头和换向套19对应，均设有出砂口20，见图3。充填转换头的底端封闭，在底部外圆设有台阶，台阶上设有轴向通槽，其轴向通槽与出砂口20间隔设置与换向套19构成夹壁流通腔21。中心管9的内径大于内中心管18的外径，与夹壁流通腔21构成滤液返出通道。丢手系统包括丢手内管22和丢手外管23。本工具使用时随防砂管柱一起下入井中，防砂管柱由油管和滤砂管等组成。本实用新型的上接头1与循环液缸5通过丝扣连接；上接头1内靠剪断销钉6固定有弹性球座3和活塞，循环液缸5通过转换接头8和中心管9相连。将上密封胶筒11、保护环12、下密封胶筒13、皮碗压环14、皮碗15、限位环16和压环17套装在外中心管10上，由外中心管10的上部与中心管9用丝扣固定。内中心管18上端靠丝扣与转换接头8连接，换向套19上端与中心管9连接，下部与丢手内管22相接，丢手内管22和丢手外管23靠反扣连接在一起。

现场使用时，首先根据要求对油井进行通井刮管，丈量好管柱，将本工具随防砂管柱一起下到井中预定位置，投入钢球2利用水泥车打压。在水压力的作用下弹性球座3和活塞将剪断销钉6剪断后一起下行关闭循环液缸5的循环孔，也就是本工具的循环通道。此时弹性球座3胀大，钢球2通过弹性球座3下行掉至内中心管18的底部。此时关闭套管闸门即可进行压裂防砂挤压施工，防砂液自防砂管柱进入本实用新型的内腔，由出砂口20进入施工层。压裂防砂完成后，打开套管闸门即可进行循环充填。防砂液同样通过出砂口20进入油套环空，经连接在本实用新型下方防砂管柱上的滤砂管过滤后的砂子留在油套环空。经滤砂管过滤后的滤液从本实用新型的底部内腔进入，顶开丢手内管22内的钢球，经夹壁流通腔21上行。顺着由中心管9、内中心管18、充填转换头和夹壁流通腔21构成的滤液返出通道，由中心管9上部的出液口24返出，然后经套管返至地面。充填完成后，上提油管正转数圈后丢手，起出本实用新型丢手内管22以上的部分，下入铅封与本实用新型的丢手外管23对接，密封油套环空，下泵生产即可。

Claims (7)

1.一种压裂防砂充填工具，包括封隔器系统和丢手系统，封隔器系统设有皮碗密封机构和出液口(24)，其特征是循环系统、封隔器系统、换向系统和丢手系统依次顺序连接，在换向系统上设有出砂口(20)。

2.根据权利要求1所述的一种压裂防砂充填工具，其特征是循环系统包括上接头(1)、钢球(2)、弹性球座(3)、循环液缸(5)、活塞、和转换接头(8)，上接头(1)外套装扶正环(4)与循环液缸(5)连接，弹性球座(3)和活塞安装在循环液缸(5)内，通过剪断销钉(6)固定在上接头(1)上。

3.根据权利要求2所述的一种压裂防砂充填工具，其特征是弹性球座(3)是筒状体，筒体上至少设有不通透的竖槽3条；循环液缸(5)设有循环孔。

4.根据权利要求1所述的一种压裂防砂充填工具，其特征是封隔器系统包括中心管(9)、外中心管(10)、皮碗密封机构和辅助密封机构，中心管(9)上部设有出液口(24)，外中心管(10)与中心管(9)连接，皮碗密封机构和辅助密封机构安装在外中心管(10)上，在皮碗密封机构的上方安装辅助密封机构。

5.根据权利要求1所述的一种压裂防砂充填工具，其特征是换向系统包括内中心管(18)、充填转换头和换向套(19)，内中心管(18)与充填转换头连接，充填转换头和换向套(19)对应，均设有出砂口(20)。

6.根据权利要求5所述的一种压裂防砂充填工具，其特征是充填转换头的底端封闭，在底部外圆设有台阶，台阶上设有轴向通槽，其轴向通槽与出砂口(20)间隔设置与换向套(19)构成夹壁流通腔(21)。

7.根据权利要求4或5或6所述的一种压裂防砂充填工具，其特征是中心管(9)的内径大于内中心管(18)和充填转换头底部台阶上方的外径，与夹壁流通腔(21)构成滤液返出通道。

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