CN202370447U - 滑套式投球多级酸化工艺管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种滑套式投球多级酸化工艺管柱，包括油管、滑套、扶正器、导向器及投堵球，油管间隔连接有多级滑套，油管上靠近各滑套的位置处分别套设有扶正器，油管的末端连接有导向器；滑套由滑套本体及滑芯构成，滑套本体为中空的管柱，其侧壁上开设有出液孔，滑芯能滑动的置于滑套本体中，其通过一剪切销钉与滑套本体的侧壁相固接，并对应封闭出液孔，滑芯两端的外周面与滑套本体内周壁的相接处设置有密封圈；靠近导向器的滑套的滑芯的内径，小于远离导向器的滑套的滑芯的内径；多个投堵球，各投堵球与各级滑套的滑芯分别对应匹配，并能依次密封各滑芯。本实用新型采用分段酸化工艺，提高了酸化施工效果，能最大限度的使水平井段均匀受效。

Description

滑套式投球多级酸化工艺管柱

技术领域

本实用新型涉及一种酸化工艺管柱，尤其是一种适用于水平井的滑套式投球多级酸化工艺管柱。

背景技术

水平井钻井周期长，泥浆浸泡时间长，难免造成泥浆漏失和泥浆污染。常规完井方式无法落实产能，必须进行有效的改造措施。尤其对于经测试储层伤害严重、达不到设计产能又无法采取压裂措施的水平井，采取酸化措施是解除近井地带污染堵塞提高油井产能的最有效技术。但是水平井井段长，一般水平段长达几百米，有的甚至长达几千米，普通的酸化改造无法达到全井段收益。其关键问题是，如何采用分段酸化工艺保证酸液充分发挥作用均匀进入，被污染井段，从而达到增产的目的。

在多层或厚层的油气井中，由于各层段渗透率差别较大，需要分层进行酸化，以保证压开渗透率低的层段。目前，使用的分层酸化工艺有暂时堵塞剂分层酸化、封堵球分层酸化、封隔器酸化等，而前两种方法由于工艺本身有一定缺陷，实施起来难度大，成功率低，常用的是封隔器酸化，其采用的工艺做法有上提封隔器酸化法和合层酸化法，其中：

封隔器分层酸化的优点是可根据酸化层的具体情况选择酸化规模，但由于目前顶替的原则是适量少顶替，在上提管柱中下部封隔器易被砂卡，施工风险较大；而合层酸化就是对多个产层同时进行酸化，储层物性较好，各酸化层物性差别不大，合层酸化施工成功率则较高，当储层物性差别较大，合层酸化时，吸液能力强的层会先被压开，然而由于油层深部隔层与酸化层间的应力差较大，上下层间不易沟通。

另外，在对水平井进行酸化施工时，由于用于封堵管柱的钢球在井下水平段不能依靠重力到达球座，即使到达球座，密封效果也很差，因而不能实现可靠的坐封，进而会影响酸化效果。

有鉴于上述公知技术存在的缺陷，本设计人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，研制出本实用新型的滑套式投球多级酸化工艺管柱。

实用新型内容

本实用新型的目的是在于提供一种滑套式投球多级酸化工艺管柱，其采用分段酸化工艺，使酸液均匀进入被污染井段，提高酸化施工效果，最大限度的使水平井段均匀受效，以进一步提高油井产能。

为此，本实用新型提出一种滑套式投球多级酸化工艺管柱，其包括有油管、滑套、投堵球、扶正器及导向器，所述油管间隔连接有多级所述滑套，并于所述油管上靠近各所述滑套的位置处分别套设有所述扶正器，所述油管的末端连接有所述导向器，其中：所述滑套由一滑套本体及一滑芯构成，所述滑套本体为一中空的管柱，其侧壁上开设有出液孔，所述滑芯能滑动的置于所述滑套本体中，其通过一剪切销钉与所述滑套本体的侧壁相固接，并对应封闭所述出液孔，所述滑芯两端的外周面与所述滑套本体内周壁的相接处分别设置有密封圈，所述滑套本体及滑芯的侧壁穿设有一剪切销钉；其中，靠近所述导向器的所述滑套的滑芯的内径，小于远离所述导向器的所述滑套的滑芯的内径；多个通过注水打压能剪断所述剪切销钉的所述投堵球，各所述投堵球与各级所述滑套的滑芯分别对应匹配，并能依次密封各相对的所述滑芯。

如上所述的滑套式投球多级酸化工艺管柱，其中，所述投堵球包括有一尾座、一导引头及一密封件，所述尾座的一端连接有所述导引头，所述尾座与导引头的外周面的相接处设置有所述密封件，所述投堵球于所述密封件处的外径与所述滑芯的内径相匹配。

如上所述的滑套式投球多级酸化工艺管柱，其中，所述尾座的一端形成一螺杆部，所述导引头的端部开设有相对应的螺孔，所述尾座的螺杆部螺接于所述导引头的螺孔中。

如上所述的滑套式投球多级酸化工艺管柱，其中，所述尾座与导引头的外周面的相接处形成一环形缺口，所述环形缺口的截面为倒T形，所述密封件为一与所述环形缺口相匹配的密封圈，其卡固在所述环形缺口中。

如上所述的滑套式投球多级酸化工艺管柱，其中，所述投堵球进一步包含有一尾翼，所述尾翼由两皮碗及一连接杆构成，两所述皮碗间隔套置在所述连接杆上，所述连接杆的一端固接于所述尾座的另一端。

如上所述的滑套式投球多级酸化工艺管柱，其中，所述连接杆的两端分别有一固定部，所述固定部外周的形状与所述皮碗的内周壁相匹配，两所述皮碗对应套设在两所述固定部上，所述尾座的另一端开设有连接孔，所述连接杆的一端通过所述固定部螺接于所述尾座的连接孔中。

如上所述的滑套式投球多级酸化工艺管柱，其中，所述滑套本体的一端设置有内螺纹，其另一端则形成有外螺纹。

如上所述的滑套式投球多级酸化工艺管柱，其中，所述滑套本体沿周向均布有多个所述出液孔。

本实用新型提出的多级滑套式投球酸化工艺管柱，对水平井逐层酸化施工作业，即采用近似连续油管的逐点逐段酸化工艺处理，使酸液均匀进入被污染各井段，保证酸液充分发挥作用，提高酸化施工效果，最大限度的使水平井段均匀受效，从而达到增产的目的，进一步提高了油井产能。

本实用新型提出的多级滑套式投球酸化工艺管柱，通过设置带尾翼的投堵球，改变了现有的采用钢球的投球方式，其依靠水力输送至滑套的滑芯上端面，实现密封，随后油管内建立一定的压力，以剪断剪切销钉，使滑芯下行，出液孔外漏，并对相应层段酸化施工。该工艺施工方便，避免了水击，解决了水平段钢球投球困难、坐封不可靠的的问题。

附图说明

图1为本实用新型的滑套的结构示意图；

图2为本实用新型的投堵球的结构示意图；

图3为本实用新型的使用状态示意图。

主要元件标号说明：

1    油管        2        滑套

21   滑套本体    22       滑芯

23   出液孔      24       剪切销钉

25   密封圈      3        投堵球

31   尾座        311      螺杆部

312  连接孔      32       导引头

321  螺孔        33       密封件

34   环形缺口    35       尾翼

351  皮碗        352      连接杆

353  固定部      4        扶正器

5    导向器      6        筛管

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式：

图1为本实用新型的滑套的结构示意图；图2为本实用新型的投堵球的结构示意图；图3为本实用新型的使用状态示意图。

如图所示，本实用新型的滑套式投球多级酸化工艺管柱，包括有油管1、滑套2、投堵球3、扶正器4及导向器5，其中，所述油管1间隔连接有多级滑套2，并于所述油管1上靠近各所述滑套2的位置处分别套设有所述扶正器4，所述油管1的末端连接有所述导向器5；

请参见图1，所述滑套2由一滑套本体21及一滑芯22构成，所述滑套本体21为一中空的管柱，其侧壁上开设有出液孔23，所述滑芯22能滑动的置于所述滑套本体21中，其通过一剪切销钉24与所述滑套本体21的侧壁相固接，并对应封闭所述出液孔23，所述滑芯22两端的外周面与所述滑套本体21内周壁的相接处分别设置有密封圈25，以进一步提高滑套本体21与滑芯22之间的密封性，而通过设置剪切销钉24，可避免滑芯在下井时发生位移，导致出液孔与滑套本体的内部相连通，进而影响分段酸化的施工效果，其中，在上述的滑套式投球多级酸化工艺管柱中，靠近所述导向器5的所述滑套2的滑芯22的内径，小于远离所述导向器4的所述滑套2的滑芯22的内径。另外，所述滑套式投球多级酸化工艺管柱进一步包含有多个所述投堵球3，各所述投堵球3与各级所述滑套2的滑芯22分别对应匹配，并能密封各相对的所述滑芯22，在实际工作中，当投堵球封闭滑芯后，通过注水打压，即可剪断滑芯上的剪切销钉，以使滑芯下移、出液口外漏，随后进行所在层段的酸化施工作业。

其中，所述滑套本体21的一端设置有内螺纹，其另一端则形成有外螺纹，便于与油管相连接。另外，所述滑套本体21上进一步沿周向均布有多个所述出液孔23，以使酸液能更加均匀的进入被污染井段，进一步提高了酸化施工效果，其中，所述出液孔的具体数量根据实际需要而定，在此不做限定。

请一并参见图2，一个优选的实施方式是，所述投堵球3包括有一尾座31、一导引头32及一密封件33，所述尾座31的一端连接有所述导引头32，所述尾座31与导引头32的外周面的相接处设置有所述密封件33，所述投堵球3于所述密封件33处的外径与所述滑芯22的内径相匹配。

其中，所述尾座31的一端形成一螺杆部311，所述导引头32的端部开设有相对应的螺孔321，所述尾座31的螺杆部311螺接于所述导引头32的螺孔321中。

进一步地，所述尾座31与导引头32的外周面的相接处形成一环形缺口34，所述环形缺口34的截面为倒T形，也就是说，该环形缺口的截面为阶梯状，呈凸字形，其由外至内包含有开口部及容置部，且该容置部沿该投堵球轴向的长度大于该开口部的长度；所述密封件33为一与所述环形缺口34相匹配的密封圈，其卡固在所述环形缺口34中。如此，可更有效的紧固密封件，防止其在使用中发生松动而影响密封效果。

此外，所述投堵球3还进一步包含有一尾翼35，所述尾翼35由两皮碗351及一连接杆352构成，两所述皮碗351间隔套置在所述连接杆352上，所述连接杆352的一端固接于所述尾座31的另一端。通过在投堵球上设置带皮碗的尾翼，一方面能以更大的面积承受水流的推力，使投堵球能在油管中更顺利的移动，另一方面，皮碗还能起到扶正的作用，防止投堵球因受力不均而发生偏置，进而影响对滑芯的密封性能。

更进一步地，所述连接杆352的两端分别有一固定部353，所述固定部353外周的形状与所述皮碗351的内周壁相匹配，两所述皮碗351对应套设在两所述固定部353上，所述尾座31的另一端开设有连接孔312，所述连接杆352的一端通过所述固定部353的端头形成的外螺纹螺接于所述尾座31的连接孔312中。

本实用新型的工作原理在于，将多个所述滑套2通过油管1依次间隔连接，并在油管1上靠近各级滑套2的位置套接扶正器4，在油管1的末端连接导向器5，以形成一滑套式投球多级酸化工艺管柱，实现对油井进行分层酸化处理。其中，扶正器4为刚性扶正器，其能保证入井后油管相对的居中；导向器5头部采用圆球形设计，保证油管顺利进入水平井段；而对于滑套1的数量及间隔距离，不做具体限定，根据水平井的井段情况而定，并且使靠近导向器5的滑套2的滑芯22的内径，小于远离导向器5的滑套2的滑芯22的内径。因此，如在图3所示的结构中，对应于所需处理的三段式井段，间隔设置了三级滑套，其中，各级滑套中滑芯通径按照从上到下、由大到小的原则进行优化设计，即第一级滑套2A、第二级滑套2B及第三级滑套2C的滑芯内径依次减小，另外，对应上述各级滑套的滑芯，配置有第一、第二及第三投堵球(图3中未示，可参考图2)，其分别与上述的第一级滑套2A、第二级滑套2B及第三级滑套2C的滑芯相匹配。

在实际使用中，将本实用新型由油管连接下入水平井的筛管6内，使第一级滑套2A、第二级滑套2B及第三级滑套2C分别位于需处理的第一、第二及第三井段I、II、III；将第三投堵球从油管口置入油管中，并向管柱内注水，由于第三投堵球的外径小于第一及第二级滑套的滑芯处的内径，其能依靠水力输送移至第三级滑套处，并对应密封第三级滑套的滑芯；向油管内持续注水打压，当管柱内达到一定的压力时，即剪断第三级滑套上的剪切销钉，使滑芯下行，出液孔外漏，之后，向油管中注入酸液，即可对第三井段III进行酸化施工，其中，由于第一、第二级滑套上的出液孔处于封闭状态，因此酸液不会从上述出液孔处外漏，使酸液均匀进入被污染的第三井段，保证酸液充分发挥作用，提高第三井段的酸化施工效果。

之后，可依次投入第二、第一投堵球，分别对第二井段及第一井段进行酸化施工作业，其具体实施过程与上述类似，在此不再赘述。由此，可实现对该水平井的逐层酸化施工作业，即采用近似连续油管的逐点逐段酸化工艺处理，使酸液均匀进入被污染井段，保证酸液充分发挥作用，能提高酸化施工效果，最大限度的使水平井段均匀受效，从而达到了增产的目的。另外，在注入酸液进行施工以前，还可以进行洗井工艺，进一步扩大了本实用新型的应用范围。

此外，由上述可知，在实际使用中，通过设置投堵球，改变了现有的采用钢球的投球方式，其依靠水力输送至滑套的滑芯处，并密封滑芯，随后通过在油管内建立一定的压力，可剪断剪切销钉，使滑芯下行，出液孔外漏，即能对井段进行酸化施工。该投堵球施工方便，避免了水击，解决了水平段钢球投球困难、坐封不可靠的的问题。

需要指出的是，在实际作业中，对于上述第三级滑套，即对末端井段进行酸化施工作业的滑套，还可不装设滑芯，使其出液孔与滑套本体的内部直接连通，如此，在本实用新型置入水平井后，可直接对末端井段进行酸化，而省略放入带尾翼的投堵球以及注水打压等工序，既能进一步提高酸化施工作业的工作效率，又降低了作业成本。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (8)

1.一种滑套式投球多级酸化工艺管柱，其特征在于，所述滑套式投球多级酸化工艺管柱包括有油管、滑套、投堵球、扶正器及导向器，所述油管间隔连接有多级所述滑套，并于所述油管上靠近各所述滑套的位置处分别套设有所述扶正器，所述油管的末端连接有所述导向器，其中：

所述滑套由一滑套本体及一滑芯构成，所述滑套本体为一中空的管柱，其侧壁上开设有出液孔，所述滑芯能滑动的置于所述滑套本体中，其通过一剪切销钉与所述滑套本体的侧壁相固接，并对应封闭所述出液孔，所述滑芯两端的外周面与所述滑套本体内周壁的相接处分别设置有密封圈；

其中，靠近所述导向器的所述滑套的滑芯的内径，小于远离所述导向器的所述滑套的滑芯的内径；

多个通过注水打压能剪断所述剪切销钉的所述投堵球，各所述投堵球与各级所述滑套的滑芯分别对应匹配，并能依次密封各相对的所述滑芯。

2.如权利要求1所述的滑套式投球多级酸化工艺管柱，其特征在于，所述投堵球包括有一尾座、一导引头及一密封件，所述尾座的一端连接有所述导引头，所述尾座与导引头的外周面的相接处设置有所述密封件，所述投堵球于所述密封件处的外径与所述滑芯的内径相匹配。

3.如权利要求2所述的滑套式投球多级酸化工艺管柱，其特征在于，所述尾座的一端形成一螺杆部，所述导引头的端部开设有相对应的螺孔，所述尾座的螺杆部螺接于所述导引头的螺孔中。

4.如权利要求3所述的滑套式投球多级酸化工艺管柱，其特征在于，所述尾座与导引头的外周面的相接处形成一环形缺口，所述环形缺口的截面为倒T形，所述密封件为一与所述环形缺口相匹配的密封圈，其卡固在所述环形缺口中。

5.如权利要求2至4任一项所述的滑套式投球多级酸化工艺管柱，其特征在于，所述投堵球进一步包含有一尾翼，所述尾翼由两皮碗及一连接杆构成，两所述皮碗间隔套置在所述连接杆上，所述连接杆的一端固接于所述尾座的另一端。

6.如权利要求5所述的滑套式投球多级酸化工艺管柱，其特征在于，所述连接杆的两端分别有一固定部，所述固定部外周的形状与所述皮碗的内周壁相匹配，两所述皮碗对应套设在两所述固定部上，所述尾座的另一端开设有连接孔，所述连接杆的一端通过所述固定部螺接于所述尾座的连接孔中。

7.如权利要求1所述的滑套式投球多级酸化工艺管柱，其特征在于，所述滑套本体的一端设置有内螺纹，其另一端则形成有外螺纹。

8.如权利要求1或7所述的滑套式投球多级酸化工艺管柱，其特征在于，所述滑套本体沿周向均布有多个所述出液孔。

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