CN202181877U - 一种定压凡尔及多层分层酸化施工工艺管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种定压凡尔及多层分层酸化施工工艺管柱，其中多层分层酸化施工工艺管柱，包括管柱，其特征在于：还包括设置于管柱内由上至下依次连接的水力锚、第一封隔器、第一油管调整短节、二级定压凡尔、第二封隔器、第一坐落接头、第二油管调整短节、一级定压凡尔、第三封隔器、第二坐落接头、第三油管调整短节、普通定压凡尔和单流阀；其中，一级定压凡尔中密封滑套的内通径小于二级定压凡尔中密封滑套的内通径。它克服现有技术中存在的不能同时满足结构简单易解封和施工排量变化范围比较大的缺陷。

Description

一种定压凡尔及多层分层酸化施工工艺管柱

技术领域

本实用新型涉及一种定压凡尔及多层分层酸化施工工艺管柱。 

背景技术

在油气井多层分层酸化改造施工作业中，管柱组合总体可归纳为两类：一是Y344、K344型封隔器与节流喷砂器、滑套开关节流器等主要工具相组配来实现；二是Y341、Y241型封隔器与定压喷砂器、滑套喷砂器等主要工具相组配来实现。 

但是，第一类工艺管柱中封隔器的可靠坐封依靠节流咀对施工液体节流产生一定的节流压差来实现。施工过程中，节流咀的过流面积一定，若要保持一定的节流压差，施工液体排量要求相对固定，不能大范围波动变化。因此，此类工艺管柱不适合或不能满足施工排量变化范围比较大特别是小排量且施工排量变化比较大的分层酸化施工作业。第二类工艺管柱中封隔器的结构比较复杂，易卡钻，且封隔器解封时必须动井口上提管柱，施工安全风险高。 

鉴于上述情况，需要一种既具备封隔器结构简单易解封的优点，也可满足大范围变排量的施工要求的多层分层酸化工艺管柱。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种定压凡尔，以克服现有技术中存在的无法实现多层施工依次开启使用的缺陷；本实用新型还提供一种多层分层酸化施工工艺管柱，以克服现有技术中存在的不能同时满足结构简单易解封和施工排量变化范围比较大的缺陷。 

本实用新型的技术方案为：一种定压凡尔，包括中心管，中心管上设有出液孔，其特征在于：包括设置于中心管内壁上且封堵出液孔的密封滑套。 

所述密封滑套通过固定剪钉设置于中心管内壁上。 

一种多层分层酸化施工工艺管柱，包括管柱，其特征在于：还包括设置于管柱内由上至下依次连接的水力锚、第一封隔器、第一油管调整短节、二级定压凡尔、第二封隔器、第一坐落接头、第二油管调整短节、一级定压凡尔、第三封隔器、第二坐落接头、第三油管调整短节、普通定压凡尔和单流阀； 

二级定压凡尔与一级定压凡尔的结构如上述定压凡尔，其中，一级定压凡尔中密封滑套的内通径小于二级定压凡尔中密封滑套的内通径；

第一坐落接头和第二坐落接头均包括坐落接头本体和坐落接头挡板，其中，坐落接头本体的内径大于密封滑套的外径；坐落接头挡板设置于坐落接头本体底部，用于承接密封滑套。

所述坐落接头本体的内径与密封滑套的外径在尺寸偏差上依照H9/d9间隙配合。 

所述第一封隔器、第二封隔器和第三封隔器均为K344型封隔器。 

本实用新型的技术效果为： 

参见图1和图3，本实用新型施工顺序是从下至上，即从“施工层1”到“施工层3”的顺序。先对“第一施工层A”施工，从油管内泵注施工液体，在单流阀单流限制作用下，油管内将会憋压，油管内的液压通过普通定压凡尔中心管出液孔作用在凡尔座和凡尔之间，当液压值达到一定值时（此液压值可以通过调节弹簧的松紧程度预先设定，为了保证封隔器的可靠坐封，一般将此液压值设定为稍大于封隔器的启动压差值），凡尔便会向上压缩弹簧上移，开启油套联通通道，此时第三封隔器已经可靠坐封，便可对“施工层1”进行施工。在本层施工过程中，由于普通定压凡尔的凡尔只要开启，就能保证在管柱内形成高于第三封隔器启动压差值的液压，所以在施工过程中的排量大范围变化并不影响第三封隔器的坐封，这样就解决了本实用新型要求的满足施工过程液体排量大范围变化的问题，在后面一、二级定压凡尔、开启后所起的作用和实现的功能原理与此处普通定压凡尔的相同。

当“第一施工层A”施工完成后，向管柱内投送相应直径大小的小钢球，钢球会通过一级定压凡尔5以上的管柱和工具内腔，坐落在一级定压凡尔内的密封滑套8上，参见图2，继续泵注液体憋压，液压将会促使钢球推动一级定压凡尔5内的密封滑套下移，剪断固定剪钉，钢球和密封滑套将会穿过一级定压凡尔下连接的第三封隔器，插入到第三封隔器下紧连的第二坐落接头内，坐落接头挡板限制密封滑套和钢球的继续下行，完全插入第二坐落接头内的密封滑套和坐落于其中的钢球可靠的封堵坐落接头以下的油管内通道，此时各封隔器继续坐封，实现了对“施工层1”的绝对封隔，只对“第二施工层B”进行施工作业。被打掉密封滑套的一级定压凡尔此时与上述普通定压凡尔工作原理和功用相同。 

当“第二施工层B”完成施工后，再次向管柱内投送相应直径大小的大钢球，钢球会通过二级定压凡尔以上的管柱和工具内腔，坐落在二级定压凡尔内的密封滑套上，参见图2，继续泵注液体憋压，液压将会促使钢球推动二级定压凡尔内的密封滑套下移，剪断固定剪钉，钢球和密封滑套将会穿过二级定压凡尔下连接的第二封隔器，插入到第二封隔器下紧连的第一坐落接头内，坐落接头挡板限制密封滑套和钢球的继续下行，完全插入第一坐落接头内的密封滑套和坐落于其中的钢球可靠的封堵坐落接头以下的油管内通道，此时上面的第一封隔器和第二封隔器继续坐封，实现了对“第一、二施工层A、B”的绝对封隔，只对“第三施工层C”进行施工作业。被打掉密封滑套的二级定压凡尔此时与上述普通定压凡尔工作原理和功用相同。 

当“第三施工层C”施工完成后，通过油管放喷，地层内的液体会通过单流阀流入管柱内放喷出地面，此过程中封隔器和水力锚将会自动解封解卡，保证了后期的顺利起管柱作业，实现了本实用新型内容中结构简单易解封的性能要求。 

附图说明

下面结合实施例附对本实用新型做进一步说明： 

图1为本实用新型多层分层酸化施工工艺管柱结构示意图；

图2为本实用新型定压凡尔的装配结构示意图；

图3为普通定压凡尔的装配结构示意图；

图4为坐落接头机构示意图；

图5为坐落接头承接密封滑套后的结构示意图。

附图标记如下： 

1.水力锚、201.第一封隔器、202.第二封隔器、203.第三封隔器、3.二级定压凡尔、401.第一坐落接头、402.第二坐落接头、5.一级定压凡尔、6.普通定压凡尔、7.单流阀、8.密封滑套、901.第一油管调整短节、902.第二油管调整短节、903.第三油管调整短节、10.中心管出液孔、11.弹簧、12.凡尔座、13.凡尔、14.固定剪钉、15.坐落接头本体、16坐落接头挡板。

具体实施方式

本实用新型涉及油气田储层改造技术领域。 

本实用新型涉及一种定压凡尔，包括中心管，中心管上设有出液孔10，包括设置于中心管内壁上且封堵出液孔10的密封滑套8。 

所述密封滑套8是通过固定剪钉14设置于中心管内壁上的。 

本实用新型还涉及一种多层分层酸化施工工艺管柱，包括管柱，还包括设置于管柱内由上至下依次连接的水力锚1、第一封隔器201、第一油管调整短节901、二级定压凡尔3、第二封隔器202、第一坐落接头401、第二油管调整短节902、一级定压凡尔5、第三封隔器203、第二坐落接头402、第三油管调整短节903、普通定压凡尔6和单流阀7；二级定压凡尔3与一级定压凡尔5的结构如前述本实用新型所涉及的定压凡尔的描述，其中，一级定压凡尔5中密封滑套8的内通径小于二级定压凡尔3中密封滑套8的内通径；第一坐落接头401和第二坐落接头402均包括坐落接头本体15和坐落接头挡板16，其中，坐落接头本体15的内径大于密封滑套8的外径；坐落接头挡板16设置于坐落接头本体15底部，用于承接密封滑套8。 

所述坐落接头本体15的内径与密封滑套8的外径在尺寸偏差上可依照H9/d9间隙配合。 

所述第一封隔器201、第二封隔器202和第三封隔器203均可为K344型封隔器。 

参见图1，本实用新型的管柱结构自下而上为：单流阀7、普通定压凡尔6、第三油管调整短节903、第二坐落接头402、第三封隔器203、一级定压凡尔5、第二油管调整短节902、第一坐落接头401、第二封隔器202、二级定压凡尔3、第一油管调整短节901、第一封隔器201、水力锚1和油管至井口。 

各种主要工具的基本功用如下： 

1、水力锚1：依靠管柱内外压差启动，对施工管柱起锚定作用，可选任何形式的现有成熟技术的水力锚产品。 

2、封隔器：属无支撑液压坐封泄压解封的封隔器，结构简单，依靠管柱内外压差坐封，管柱内外压差平衡后可自动解封，坐封和解封作业均无需动管柱。在施工过程中主要起封隔层间油套管环空的作用。K344型封隔器是特意优选的封隔器形式，其属无支撑液压坐封泄压解封的成熟技术封隔器产品，其具备良好的防卡钻功能，选择K344型封隔器作为本实用新型所使用的封隔器，目的是解决常规分层酸化工艺管柱卡钻风险高的问题。 

3、一、二级定压凡尔5、3：参见图2，在普通定压凡尔6中心管出液孔10位置设计添加了密封滑套8，可以实现高压密闭和投送不同直径钢球憋压开启的功能，开启后具备和普通定压凡尔6一样的功能。主要作用是实现多层施工依次开启使用。一级定压凡尔和二级定压凡尔是为实现本实用新型在普通定压凡尔结构基础上改进设计完成的新产品，它们属同结构原理但不同位置使用的同一产品，其结构参见图2和图3，其结构就是在普通定压凡尔中心管出液孔10的位置上设计添加了一个密封滑套8，一级定压凡尔5密封滑套8的内通径小于二级定压凡尔3密封滑套8的内通径，一、二级定压凡尔是本实用新型的特征之一。 

4、坐落接头：承接通过投球憋压打掉的一、二级定压凡尔5、3的密封滑套8，封堵其以下的管柱内通道，施工时在层间起单流阀的作用。坐落接头是为了配合一、二级定压凡尔使用特别设计的工具，其结构参见图4，包括坐落接头本体15和坐落接头挡板16两部分，坐落接头的作用是承接密封滑套8，参见图5，坐落接头本体15的内径与密封滑套8的外径相同，在尺寸偏差上依照H9/d9间隙配合。 

5、普通定压凡尔6：可以预先调节设定大于K344型封隔器坐封启动压力值的开启压力，施工过程中，不论多大的排量，始终能够保持在管柱内产生不小于自身开启压力值的节流压差，保证了K344型封隔器2、水力锚1的坐封和锚定。普通定压凡尔是目前成熟应用的公开技术产品，它具备凡尔的最小开启压力不受施工液体排量限制的特点，在本实用新型中可以利用其这一特点实现施工过程中液体排量大范围变化的需求。 

6、单流阀7：施工液体可以通过单流阀建立反循环通道（液体从油套管环空进入，通过单流阀从油管内返出地面），不能通过单流阀建立正循环通道（液体从油管内流经单流阀，然后从油套管环空内返出地面）。施工时阻止液体流出，迫使管柱内憋压开启普通定压凡尔，可选现有成熟技术产品。 

7、油管调整短节：调节封隔器之间的距离，使封隔器能够准确的封隔各施工层。 

具体施工步骤如下：

第一步：将工具按照附图1管柱结构要求和设计深度要求连接入井；

第二步：酸化作业施工设备就位，连接好管线，打开油套环空闸门，按照施工设计小排量（≤200L/min）低替；

第三步：低替作业完成后，停泵，向施工管柱内投送直径为30mm的钢球，根据管柱下入深度，等待一段时间，待钢球自由下落到位于施工管柱末端的单流阀7上；

第四步：按照“第一施工层A”施工设计排量要求泵注酸液，油管内憋压，三个K344型封隔器2都坐封，当油管内憋压，管柱内外压差达到5MPa左右时，普通定压凡尔6会开启出液通道，此时只对“第一施工层A”进行酸化施工；

第五步：“第一施工层A”酸化施工完成后，停泵，向管柱内投送直径为34mm的钢球，泵送钢球至一级定压凡尔5处，憋压（压差超过8MPa）打掉一级定压凡尔5内的密封滑套8，密封滑套8和钢球会一起穿过最下面的第三封隔器203坐落在下面的第二坐落接头402内，封堵下酸化施工层；

第五步：按照“第二施工层B”施工设计排量要求泵注酸液，油管内憋压，三个封隔器继续坐封，当油管内憋压，管柱内外压差达到5MPa左右时，一级定压凡尔5会开启出液通道，此时只对“第二施工层B”进行酸化施工；

第六步：“第二施工层B”酸化施工完成后，停泵，向管柱内投送直径为38mm的钢球，泵送钢球至二级定压凡尔3处，憋压（压差超过8MPa）打掉二级定压凡尔3内的密封滑套8，密封滑套8和钢球会一起穿过中间的第二封隔器202坐落在下面的第一坐落接头401内，封堵“第一、二施工层A、B”；

第七步：按照“第三施工层C”施工设计排量要求泵注酸液，油管内憋压，第一封隔器201、第二封隔器202继续坐封，当油管内憋压，管柱内外压差达到5MPa左右时，二级定压凡尔3会开启出液通道，此时只对“第三施工层C”进行酸化施工；

第八步：上酸化施工层施工完成后，按照施工设计要求放喷或反循环排酸。

Claims (5)

1.一种定压凡尔，包括中心管，中心管上设有出液孔（10），其特征在于：包括设置于中心管内壁上且封堵出液孔（10）的密封滑套（8）。

2.根据权利要求1所述的一种定压凡尔，其特征在于，所述密封滑套（8）通过固定剪钉（14）设置于中心管内壁上。

3.多层分层酸化施工工艺管柱，包括管柱，其特征在于：还包括设置于管柱内由上至下依次连接的水力锚（1）、第一封隔器（201）、第一油管调整短节（901）、二级定压凡尔（3）、第二封隔器（202）、第一坐落接头（401）、第二油管调整短节（902）、一级定压凡尔（5）、第三封隔器（203）、第二坐落接头（402）、第三油管调整短节（903）、普通定压凡尔（6）和单流阀（7）；

二级定压凡尔（3）与一级定压凡尔（5）的结构如权利要求1或2所述定压凡尔，其中，一级定压凡尔（5）中密封滑套（8）的内通径小于二级定压凡尔（3）中密封滑套（8）的内通径；

第一坐落接头（401）和第二坐落接头（402）均包括坐落接头本体（15）和坐落接头挡板（16），其中，坐落接头本体（15）的内径大于密封滑套（8）的外径；坐落接头挡板（16）设置于坐落接头本体（15）底部，用于承接密封滑套（8）。

4.根据权利要求3所述的多层分层酸化施工工艺管柱，其特征在于：所述坐落接头本体（15）的内径与密封滑套（8）的外径在尺寸偏差上依照H9/d9间隙配合。

5.根据权利要求3所述的多层分层酸化施工工艺管柱，其特征在于：所述第一封隔器（201）、第二封隔器（202）和第三封隔器（203）均为K344型封隔器。

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