CN201162531Y - 可控注酸管 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可控注酸管，包括基管，基管上设置有至少二个使基管内的酸液流出并产生基管内外压差的控流提升压差装置，基管上还设置有至少二个在压差作用下膨胀将基管与井壁之间或基管与防砂管之间的环空分隔成各自封闭的封隔区域的封隔装置。本实用新型通过设置封隔装置，将基管与井壁之间或基管与防砂管之间的环空分隔成各自封闭的封隔区域，因此从控流提升压差装置流出的酸液被限制在各自封隔区域中，使每个封隔区域达到所需的注酸量。与现有技术布酸装置相比，本实用新型可控注酸管具有各区段向地层中注入酸液量可控性、注酸效果可控性等优点，同时使用灵活，操作简单，酸液浪费小，费用低，具有广阔的应用前景。

Description

可控注酸管

技术领域

本实用新型涉及一种石油开采中油气井或油田注水井中使用的注酸装置，特别是一种可控注酸管。

背景技术

在石油、天然气开采中，水平井、直井、斜井以及油井内或井附近有一些影响地层流体渗流的物质，进而影响油井的产量和注入井的注入量。例如，油井内设置的防砂管周围会汇集堵塞物质，导致油井或防砂管周围堵塞，使井的产能下降。又如，井壁附近的钻井过程遗留的堵塞物质、地层岩石的胶质物也会造成堵塞。对于注水井，水中杂质也会在管内形成堵塞，使日注入量下降。为了消除油井或防砂管内外的堵塞物质，通常采用酸化解堵方法。酸化是往井内注入盐酸、氢氟酸等腐蚀物质，将防砂管内外及或油井周围的堵塞物质通过化学反应溶蚀，从而达到解堵的目的。

酸化解堵方法中，对地层各段布酸量在井中的分布有一定的要求，其一是所需酸化的部位要与酸接触，其二需要对某一段或整个井段的地层进行均匀或可控布酸而达到均匀或可控酸化。图10为现有技术布酸装置的工作示意图，布酸装置为管身上设置有具有控流功能的流出装置的可控布酸管，其工作过程为：先将可控布酸管200部分或全部通入油井需要酸化的部位或防砂管100内，然后向可控布酸管200内输入酸液，酸液从可控布酸管200管身上设置的流出装置流出，实现向油井或注水井内或防砂管100内可控地布设酸液。图11为现有技术布酸装置在地层中存在渗透率非均质时注入酸液窜流过程的示意图，整个井段不同区段的地层的渗透率差别很大，如图11所示的低渗透区102和位于低渗透区102两侧的高渗透区101和中渗透区103。高渗透区101的渗透率K1＞中渗透区103的渗透率K3＞低渗透区102的渗透率K2。虽然从可控布酸管200流出的酸液是可控或均匀地进入井筒或防砂管内，但由于位于低渗透区的酸液渗透慢，高渗透区的酸液渗透快，使位于低渗透区酸液的压力大于高渗透区酸液的压力，使低渗透区的酸液向高渗透区窜流。酸液窜流的发生一方面导致有些区域酸化深度不够、有些区域注入地层的酸液太多，出现过度酸化等情况，进而影响解堵作用，严重影响产能，扩大了井段地层渗透率的非均匀性，引起油气井出水率提高，另一方面存在酸液用量大、浪费严重等缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可控注酸管，有效解决现有布酸装置布酸时存在酸液窜流导致布酸效果差等技术缺陷。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种可控注酸管，包括基管，所述基管上设置有至少二个使所述基管内的酸液流出并产生基管内外压差的控流提升压差装置，所述基管上还设置有至少二个在所述压差作用下膨胀将基管与井壁之间或基管与防砂管之间的环空分隔成各自封闭的封隔区域的封隔装置。

所述控流提升压差装置可以为所述基管管壁上开设的产生基管内外压差的节流孔、节流缝或多孔介质节流单元，或上述任一组合。进一步地，所述节流孔的直径为0.2mm～5mm。

所述控流提升压差装置也可以为基管管壁上开设的具有控制流量作用的酸液通道，所述具有控制流量作用的酸液通道串接有在设定压差下开启的溢流阀。

在上述技术方案基础上，封隔装置为固定在基管外表面上并将基管与井壁之间或基管与防砂管之间的环空分隔成各自封闭的封隔区域的可膨胀的皮囊，皮囊内的基管管壁上开设有供流体进出使皮囊膨胀或收缩的流体通道。

所述基管外表面上还设置有防止或减少所述皮囊磨损的扶正器，所述扶正器设置在所述皮囊的一侧或两侧。

所述基管可以由数个单管依次连接组成，所述控流提升压差装置和封隔装置设置在一个或数个单管上。

所述基管也可以包括依次连接的数个单管和至少二个封隔管，所述控流提升压差装置设置在一个或数个单管上，所述封隔装置设置在所述封隔管上。进一步地，所述封隔管外表面上还设置有防止或减少所述皮囊磨损的扶正器，所述扶正器设置在所述皮囊的一侧或两侧。

本实用新型提出了一种可控注酸管，突破了现有技术一直采用的布酸模式，提出了向地层或防砂管内可控注酸的新理念。由于本实用新型可控注酸管上设置有封隔装置，封隔装置在酸液通入后膨胀，将基管与井壁之间或基管与防砂管之间的环空分隔成各自封闭的封隔区域，因此从控流提升压差装置流出的酸液被限制在各个封隔区域中，使每个封隔区域对应的地层达到所需的注酸量和注酸效果。本实用新型可控注酸管注入酸液的位置和数量可以通过设置控流提升压差装置的数量、流动阻力参数以及封隔装置的设置数量和设置位置得以控制，因此与现有技术布酸装置相比，本实用新型可控注酸管具有各区段向地层中注入酸液量可控性、注酸效果可控性等优点，同时使用灵活，操作简单，酸液浪费小，费用低，进一步地，本实用新型可控注酸管不会扩大井段地层渗透率的非均匀性，不会导致油气井出水率提高等缺陷，因此具有广阔的应用前景。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型可控注酸管的工作示意图；

图2为本实用新型可控注酸管第一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型可控注酸管第二实施例的结构示意图；

图4为本实用新型可控注酸管第三实施例的结构示意图；

图5为本实用新型可控注酸管第四实施例的结构示意图；

图6为本实用新型可控注酸管第五实施例的结构示意图；

图7为本实用新型可控注酸管第六实施例的结构示意图；

图8为本实用新型可控注酸管第七实施例的结构示意图；

图9为本实用新型可控注酸管第八实施例的结构示意图；

图10为现有技术布酸装置的工作示意图；

图11为现有技术布酸装置在地层中存在渗透率非均质时注入酸液窜流过程的示意图。

附图标记说明：

10-基管；      20-控流提升压差装置；30-封隔装置；

40-扶正器；    11-单管；            12-封隔管；

21-节流孔；    22-溢流阀；          23-酸液通道；

31-皮囊；      32-流体通道；        100-油井井壁或防砂管；

101-高渗透区； 102-低渗透区；       103-中渗透区；

200-可控布酸管。

具体实施方式

图1为本实用新型可控注酸管的工作示意图。如图1所示，本实用新型可控注酸管的主体结构包括基管10、控流提升压差装置20和封隔装置30，基管10为管体结构，用于以一定流量注入酸液，其中酸液流向A的前端是封闭的；控流提升压差装置20设置在基管10上，用于使酸液流出基管10，并在酸液流出时使基管内和基管外产生压差；封隔装置30设置在基管10上，用于在基管内和基管外压差的作用下膨胀，其膨胀后的顶端压设在油井井壁或防砂管100的内壁上，在基管与油井之间或基管与防砂管之间的环空分隔成数个彼此封闭的封隔区域，使每个封隔区域获得设定的注酸量。

本实用新型可控注酸管使用时，按注酸要求将可控注酸管通设在油井或防砂管内，在可控注酸管就位后，向管内通入一定流量的酸液，酸液通过控流提升压差装置流到油井或防砂管的内壁上。本实用新型可控注酸管突破了现有技术一直采用的布酸模式，提出了向地层内或防砂管外可控注酸的新理念。由于本实用新型可控注酸管上设置有封隔装置，封隔装置在酸液通入后膨胀，将基管与井壁之间或基管与防砂管之间的环空分隔成各自封闭的封隔区域，因此从控流提升压差装置流出的酸液被限制在各自封隔区域中，使每个封隔区域达到所需的注酸量。由于本实用新型可控注酸管注入酸液的位置和数量可以通过设置控流提升压差装置的数量、流动阻力参数以及和封隔装置的设置数量和设置位置得以控制，因此与现有技术布酸装置相比，本实用新型可控注酸管具有各区段向地层中注入酸液量可控性、注酸效果可控性等优点，同时使用灵活，操作简单，酸液浪费小，费用低，进一步地，本实用新型可控注酸管不会扩大井段地层渗透率的非均匀性，不会导致油气井出水率提高等缺陷，因此具有广阔的应用前景。

图2为本实用新型可控注酸管第一实施例的结构示意图。如图2所示，本实施例可控注酸管包括单管11、节流孔21和皮囊31。单管11为管体结构，用于以一定流量注入酸液，可控注酸管的基管由数个单管11依次连接组成，单管11的长度可以是0.5m/根～15m/根，优选的长度是2m/根、5m/根或10m/根，不同长度的单管11可以连接出任意长度的基管10，运输、安装和使用均比较便利。相邻的单管可以采用螺纹连接方式，螺纹连接时，每个单管的一端设置内螺纹，另一端则设置与该内螺纹适配的外螺纹，相邻单管的内螺纹和外螺纹螺接成整体。本实用新型单管的直径为1.5cm～20cm，可以适用于各种规格的油井和防砂管。本实用新型所述的油井包括油井、气井和注水井，井的结构形式包括水平井、直井和斜井。作为控流提升压差装置的节流孔21开设在单管11的管壁上，用于使酸液流出单管11，并在酸液流出时使基管内和基管外产生压差。具体地，通过将节流孔21的直径设置为0.2mm～5mm，使酸液流出节流孔21时产生相应的流动阻力，并由流动阻力使基管内部的酸液和基管外部的酸液具有不同的压力，产生压差。例如，当注入基管内的酸液压力为P1时，由于节流孔的节流作用，基管外部的酸液压力为P2，且P1＞P2，基管内部的酸液和基管外部的酸液具有压差ΔP＝P1-P2。每个单管上节流孔的数量可以是0个/米～30个/米，其中优选的数量是1个/米、2个/米、5个/米、7个/米或10个/米，节流孔数量为0个/米意味着单管上没有设置节流孔，即该段长度上不进行酸化，使本实用新型可控注酸管可以根据需要在相应区域设计相应注酸量。本实施例中，控流提升压差装置还可以是开设在单管管壁上的节流缝、多孔介质节流单元或本领域技术人员惯用的节流结构，或节流孔、节流缝和多孔介质节流单元的任一组合。皮囊31固定在单管11外表面上，并与基管外表面形成封闭的空间，封闭空间的单管管壁上开设有供流体进出使皮囊膨胀或收缩的流体通道32，当基管内通设一定流量的酸液时，皮囊31内的酸液具有压力P1，皮囊31外的酸液具有压力P2，皮囊31在压差ΔP＝P1-P2的作用下膨胀，且膨胀后的顶端压设在油井井壁或防砂管的内壁上，在基管与油井之间或基管与防砂管之间的环空形成数个彼此封闭的封隔区域，因此可以有效阻隔基管外酸液的窜流。本实施例中，皮囊可以采用橡胶或本领域技术人员惯用的弹性材料制成。

图3为本实用新型可控注酸管第二实施例的结构示意图。如图3所示，本实施例可控注酸管包括单管11、节流孔21、皮囊31和扶正器40。本实施例是在图2所示本实用新型可控注酸管第一实施例结构的基础上，单管11的外壁上设置了扶正器40，扶正器40可以设置在皮囊31的一侧，也可以设置在皮囊31的二侧，用于防止或减少皮囊在下入井或取出井过程中(特别是在下入或取出水平段中)的磨损。本实施例中，扶正器可以是环形体，套设在单管上，其凸出单管外表面的高度大于未膨胀皮囊自身的高度。当将本实施例可控注酸管通入油井或防砂管内时，扶正器一方面使可控注酸管顺利地进入油井或防砂管内，另一方面可以避免皮囊与油井或防砂管内壁接触，起到保护皮囊的作用。在实际使用中，扶正器优选采用叶片形，两端设有弧形或斜面过渡。本实施例可控注酸管除具有前述第一实施例的优点外，通过设置皮囊保护结构，可以提高本实施例可控注酸管的使用效果，延长使用寿命。

图4为本实用新型可控注酸管第三实施例的结构示意图。如图4所示，本实施例可控注酸管包括单管11、封隔管12、节流孔21和皮囊31。本实施例是在图2所示本实用新型可控注酸管第一实施例结构的基础上，基管由单管11和封隔管12串接组成，节流孔21设置在单管11上，皮囊31设置在封隔管12上。实际使用中，可以根据实际需要在数个依次连接的单管11之间设置二个封隔管12，以设计相应封隔区域的大小。单管之间以及单管与封隔管12之间可以采用螺纹连接方式，最大限度地简化本实施例可控注酸管的结构和操作。皮囊31和流体通道32设置在封隔管12上的结构与第一实施例相同，不再赘述。本实施例可控注酸管除具有前述第一实施例的优点外，通过将皮囊和流体通道单独设置在封隔管上，可根据需要随意调节封隔区域的大小，且最大限度地简化本实施例可控注酸管的结构和操作，便于加工制造。

图5为本实用新型可控注酸管第四实施例的结构示意图。如图5所示，本实施例可控注酸管包括单管11、封隔管12、节流孔21、皮囊31和扶正器40。本实施例是在图4所示本实用新型可控注酸管第三实施例结构的基础上，封隔管12的外壁上设置了扶正器40，扶正器40可以设置在皮囊31的一侧，也可以设置在皮囊31的二侧，用于防止或减少皮囊在下入井或取出井过程中(特别是在下入或取出水平段中)的磨损。当将本实施例可控注酸管通入油井或防砂管内时，扶正器一方面使可控注酸管顺利地进入油井或防砂管内，另一方面可以避免皮囊与油井或防砂管内壁接触，起到保护皮囊的作用。本实施例可控注酸管除具有前述第三实施例的优点外，通过设置皮囊保护结构，可以提高本实施例可控注酸管的使用效果，延长使用寿命。

图6为本实用新型可控注酸管第五实施例的结构示意图。如图6所示，本实施例可控注酸管包括单管11、溢流阀22和皮囊31。本实施例是在图2所示本实用新型可控注酸管第一实施例结构的基础上，控流提升压差装置采用溢流阀+控流装置结构，具体地，单管11的管壁上开设有具有控制流量作用的酸液通道23，溢流阀22串接在具有控制流量作用的酸液通道23上，本实施例的溢流阀22可以采用传统的依靠压差开启或关闭的阀门。当基管内部与基管外部的酸液压差ΔP大于设定数值时，溢流阀22开启，使基管内部的酸液通过具有控制流量作用的酸液通道23和溢流阀22流出基管，当压差ΔP小于设定数值时，溢流阀22关闭，因此可以使基管内部与基管外部的酸液保持在设定压差以上，保证了皮囊内外的压差。本实施例可控注酸管除具有前述第一实施例的优点外，通过采用溢流阀的压差保证结构，使皮囊膨胀后的顶端压设在油井井壁或防砂管的内壁上，保证封隔效果。

图7为本实用新型可控注酸管第六实施例的结构示意图。如图7所示，本实施例可控注酸管包括单管11、溢流阀22、皮囊31和扶正器40。本实施例是在图6所示本实用新型可控注酸管第五实施例结构的基础上，单管11的外壁上设置了扶正器40，扶正器40可以设置在皮囊31的一侧，也可以设置在皮囊31的二侧，用于防止或减少皮囊在下入井或取出井过程中(特别是在下入或取出水平段中)的磨损。本实施例中，扶正器可以是环形体，套设在单管上，其凸出单管外表面的高度大于未膨胀皮囊自身的高度。当将本实施例可控注酸管通入油井或防砂管内时，扶正器一方面使可控注酸管顺利地进入油井或防砂管内，另一方面可以避免皮囊与油井或防砂管内壁接触，起到保护皮囊的作用。在实际使用中，扶正器优选采用叶片形，两端设有弧形或斜面过渡。本实施例可控注酸管除具有前述第五实施例的优点外，通过设置皮囊保护结构，可以提高本实施例可控注酸管的使用效果，延长使用寿命。

图8为本实用新型可控注酸管第七实施例的结构示意图。如图8所示，本实施例可控注酸管包括单管11、封隔管12、溢流阀22和皮囊31。本实施例是在图6所示本实用新型可控注酸管第五实施例结构的基础上，基管由单管11和封隔管12串接组成，溢流阀22设置在单管11上，皮囊31设置在封隔管12上。实际使用中，可根据需要在数个连接的单管11之间设置二个封隔管12，以设计封隔区域的大小。单管之间可以采用螺纹连接方式，单管与封隔管12之间也可以采用螺纹连接方式，最大限度地简化本实施例可控注酸管的结构和操作。本实施例可控注酸管除具有前述第五实施例的优点外，通过将皮囊和流体通道单独设置在封隔管上，可根据需要随意调节封隔区域的大小，且最大限度地简化本实施例可控注酸管的结构和操作，便于加工制造。

图9为本实用新型可控注酸管第八实施例的结构示意图。如图9所示，本实施例可控注酸管包括单管11、封隔管12、溢流阀22、皮囊31和扶正器40。本实施例是在图8所示本实用新型可控注酸管第七实施例结构的基础上，封隔管12的外壁上设置了扶正器40，扶正器40可以设置在皮囊31的一侧，也可以设置在皮囊31的二侧，用于防止或减少皮囊在下入井或取出井过程中(特别是在下入或取出水平段中)的磨损。当将本实施例可控注酸管通入油井或防砂管内时，扶正器一方面使可控注酸管顺利地进入油井或防砂管内，另一方面可以避免皮囊与油井或防砂管内壁接触，起到保护皮囊的作用。本实施例可控注酸管除具有前述第七实施例的优点外，通过设置皮囊保护结构，可以提高本实施例可控注酸管的使用效果，延长使用寿命。

本实用新型使用时，首先按注酸要求将可控注酸管通设在油井或防砂管内；在可控注酸管就位后，向管内通入一定流量的酸液，使可控注酸管上的封隔装置膨胀，将可控注酸管和井壁之间或可控注酸管和防砂管之间的环空分隔成各自封闭的封隔区域；继续通入酸液后，酸液通过可控注酸管上的控流提升压差装置流到油井或防砂管的内壁上，由于酸液被限制在各自封隔区域中，使每个封隔区域达到所需的注酸量；待注酸结束后，停止向可控注酸管内灌送酸液，可控注酸管上的封隔从膨胀状态回复到收缩状态，即可从油井或防砂管内抽回可控注酸管，使用灵活，操作简单，酸液浪费小，费用低。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种可控注酸管，包括基管，其特征在于，所述基管上设置有至少二个使所述基管内的酸液流出并产生基管内外压差的控流提升压差装置，所述基管上还设置有至少二个在所述压差作用下膨胀将基管与井壁之间或基管与防砂管之间的环空分隔成各自封闭的封隔区域的封隔装置。

2.根据权利要求1所述的可控注酸管，其特征在于，所述控流提升压差装置为所述基管管壁上开设的产生基管内外压差的节流孔、节流缝或多孔介质节流单元，或上述任一组合。

3.根据权利要求2所述的可控注酸管，其特征在于，所述节流孔的直径为0.2mm～5mm。

4.根据权利要求1所述的可控注酸管，其特征在于，所述控流提升压差装置为所述基管管壁上开设的具有控制流量作用的酸液通道，所述具有控制流量作用的酸液通道串接有在设定压差下开启的溢流阀。

5.根据权利要求1～4中任一权利要求所述的可控注酸管，其特征在于，所述封隔装置为固定在所述基管外表面上并将基管与井壁之间或基管与防砂管之间的环空分隔成各自封闭的封隔区域的可膨胀的皮囊，所述皮囊内的基管管壁上开设有供流体进出使皮囊膨胀或收缩的流体通道。

6.根据权利要求5所述的可控注酸管，其特征在于，所述皮囊为橡胶制品。

7.根据权利要求5所述的可控注酸管，其特征在于，所述基管外表面上还设置有防止或减少所述皮囊磨损的扶正器，所述扶正器设置在所述皮囊的一侧或两侧。

8.根据权利要求5所述的可控注酸管，其特征在于，所述基管由数个单管依次连接组成，所述控流提升压差装置和封隔装置设置在一个或数个单管上。

9.根据权利要求5所述的可控注酸管，其特征在于，所述基管包括依次连接的数个单管和至少二个封隔管，所述控流提升压差装置设置在一个或数个单管上，所述封隔装置设置在所述封隔管上。

10.根据权利要求9所述的可控注酸管，其特征在于，所述封隔管外表面上还设置有防止或减少所述皮囊磨损的扶正器，所述扶正器设置在所述皮囊的一侧或两侧。

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