CN202832462U - 能分层酸化及负压排酸的解堵装置 - Google Patents

能分层酸化及负压排酸的解堵装置 Download PDF

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王书慧
郎宝山
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Abstract

本实用新型提供一种能分层酸化及负压排酸的解堵装置,包括:负压排酸工作筒部、负压排酸工作芯、至少一封隔器及至少一液控阀,工作筒部包括外管及内管,外管、封隔器及液控阀依次通过油管相连;该外管的侧壁上开设有通孔,外管于通孔下侧的内腔中环设环肩,而内管通过剪切销钉嵌设固定在外管中,内管与外管之间形成空腔,其上端的外周面环设一与外管的内表面相密接的接合部;负压排酸工作芯能放置在内管中,包含有喷嘴及排液管柱,喷嘴通过连接套与排液管柱的上端相连接,喷嘴与空心管部之间形成吸入室,连接套的侧壁上设有与吸入室相连通的第一接口,排液管柱的侧壁上对应于空心管部的底部开设有第二接口。本实用新型能用于超稠油油藏的开采。

Description

能分层酸化及负压排酸的解堵装置
技术领域
本实用新型涉及一种石油开采领域的井下作业工具,具体而言,是一种用于超稠油油藏的能分层酸化及负压排酸的解堵装置。
背景技术
在钻井、完井、采油、增产措施及修井作业时,经常会造成储层损害,且储层损害的原因及形成的类型较多,其中颗粒运移、润湿反转和结垢对油层损害发生的比较普遍,损害较严重。特别是对老井来而言,尤其是稀油老区块,修井阶段和增产措施过程中的油层损害最为突出,除地层本身水敏自造泥浆伤害外,生产过程中、作业前的洗井、冲砂也对油层造成了很大伤害。
目前,针对储层损害情况,油井酸化解堵技术已经成为油田开发中的主力增产措施之一。随着油田开发时间的推移,井酸化解堵效果逐年变差,大部分井酸化后含水上升,增液不增油,加剧层间矛盾的恶化,新的开发矛盾又逐渐显现出来:①纵向上低压次要产液层干扰高压主要产液层,油井多个高、中、低压力层交替分布,在一套压力系统下,解堵剂大部分或全部进入次要产液层,主力油层很少进入或不进入,主力油层的渗流能力得不到改善;②目前现有技术只能将油层分为两层,不能适应油层特点,由于目的层不明确,所以解堵效果不理想;③酸性淤泥产生二次污染,解堵剂挤入油层后,由于排酸不及时,残酸又会不同程度地产生二次污染,酸化后产生的酸性淤泥,目前现有的技术还无法消除,给一些油井造成了永久性伤害,给下一步工作增加了难度;④洗井、冲砂对油层造成伤害的物质往往有一些酸不溶或难溶物,如洗粉砂、木质类杂质等,酸液有效溶蚀率低,如果不能排除,油井生产一段时间后会在近井地带形成新的瓶颈效应,影响油井生产;⑤由于解堵剂没有完全应用在解堵目的层,造成了解堵剂的浪费,同时更加剧了层间矛盾。由此可知,目前的酸化解堵技术已经不能适应油田开发的需要。
有鉴于上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一种能分层酸化及负压排酸的解堵装置。
实用新型内容
本实用新型的目的是在于提供一种能分层酸化及负压排酸的解堵装置,使得酸液能够更好的进入目的层,使油层的潜能得到充分的发挥,在酸化后通过负压解堵使得残存在油层中的酸液抽吸出来,避免酸渣造成油层的二次堵塞;具有对油层净化、清洗、疲劳、扩展及排挤的作用。
为此,本实用新型提出一种能分层酸化及负压排酸的解堵装置,其包括:
一负压排酸工作筒部,其包含有:
一外管,其侧壁上开设有一通孔,所述外管于所述通孔下侧的内腔中设有一环肩;
一内管,嵌设在所述外管中,所述内管与所述外管之间形成一空腔,其上端的外周面环设一与所述外管的内表面相密接的接合部,其下端与所述环肩之间间隔有距离,所述内管的侧壁上开设有引流孔,并在所述引流孔下侧的外表面上对应所述通孔设有一凸部,所述凸部与所述外管的内表面相接触,并封闭所述通孔,所述凸部上沿径向开设一导接孔,所述导接孔位于所述通孔的上侧;其中,所述环肩上设有一流道,所述流道的上端位于所述环肩的上端面,并与所述空腔相对,其下端则连通于所述环肩的内腔,所述内管在所述凸部处通过一剪切销钉固定在所述外管中,且所述内管于所述剪切销钉剪断时,能沿轴向下移至所述环肩上,并与所述环肩相密贴,所述导接孔则对应与所述通孔相连通,且所述流道对应与所述空腔连通;
一负压排酸工作芯,能放置在所述内管中,其包含有一喷嘴及一排液管柱,所述喷嘴通过一连接套与所述排液管柱的上端相连接,其中,所述排液管柱的上段为一空心管部,其下段为一封堵凸柱,所述喷嘴的喷射口与所述空心管部的上部相对,两者之间形成一吸入室,所述连接套的侧壁上设有与所述吸入室相连通的第一接口,所述排液管柱的侧壁上对应于所述空心管部的底部开设有一第二接口,其中,所述第一接口、第二接口于所述负压排酸工作芯放置在所述内管中时,能对应与所述引流孔及导接孔相连通,所述排液管柱下段的封堵凸柱则能对应封闭所述内管的下端。
至少一封隔器及至少一液控阀,其中,所述工作筒部的外管、所述封隔器及所述液控阀依次通过油管相连。
如上所述的能分层酸化及负压排酸的解堵装置,其中,所述空心管部由上至下包含一直管段及一扩散管段,所述扩散管段上开口的内径与所述直管段的内径相同,且小于所述扩散管段下开口的内径。
如上所述的能分层酸化及负压排酸的解堵装置,其中,所述喷嘴嵌设在所述连接套中,其与所述排液管柱分别通过紧固销钉固接于所述连接套。
如上所述的能分层酸化及负压排酸的解堵装置,其中,所述内管于内腔的下端处向内凸设有一环卡肩,而所述排液管柱的封堵凸柱下段形成一缩颈部,所述缩颈部与所述环卡肩相匹配,两者间能密封贴合。
如上所述的能分层酸化及负压排酸的解堵装置,其中,所述接合部的外表面、所述凸部的外表面、所述喷嘴的外表面以及所述封堵凸柱的外表面上分别嵌设有一密封件。
如上所述的能分层酸化及负压排酸的解堵装置,其中,所述直管段的上端形成一凹部,其与所述喷射口的形状相匹配,所述喷射口凸伸入所述凹部,且两者的外表面间间隔有距离,并形成所述吸入室。
如上所述的能分层酸化及负压排酸的解堵装置,其中,所述内管的两相对侧分别设有一所述引流孔,而所述连接套的侧壁上则对称形成有两所述第一接口。
如上所述的能分层酸化及负压排酸的解堵装置,其中,所述能分层酸化及负压排酸的解堵装置包含多级所述封隔器及多级液控阀,各所述液控阀与各所述封隔器相对应,且下一级所述封隔器的上端螺接于上一级所述液控阀的下端,而同一级所述液控阀的上端则通过所述油管连接于同一级所述封隔器的下端,其中,位于下一级所述液控阀的滑芯内径小于上一级所述液控阀的滑芯内径。
如上所述的能分层酸化及负压排酸的解堵装置,其中,所述外管的上端设有内螺纹,其下端则形成一缩径连接部。
本实用新型提出的能分层酸化及负压排酸的解堵装置,具有以下优点:
(1)本实用新型可将油层细分为多层(比如3层、4层……等等),使得酸液能够更好的进入目的层,解堵目的层更为准确,更好的改善主力油层的渗流能力,使得油层的潜能得到更充分的发挥。
(2)本实用新型能消除酸化的二次污染。酸化后,通过快速负压排酸,解决处理液或残余酸液的返排问题,使油层不受处理液体和残酸的伤害,同时通过快速负压返排可以排除酸不溶或难溶物,如细粉砂、木质类杂质等,消除近井地带的瓶颈效应,提高解堵效果。
(3)本实用新型通过负压返排,使应用地层液处理净化地层,起到自洁解堵的目的,增加油层的渗透能力,提高油井产量。
(4)本实用新型可根据各油层的特点挤入不同类型、不同剂量的解堵处理剂,实现有针对的处理各个油层,减缓层间干扰,同时提高了解堵剂利用率,减少了浪费。
附图说明
图1为本实用新型的能分层酸化及负压排酸的解堵装置的组成结构示意图(一),其显示的是排酸前的工作状态;
图2a为本实用新型的能分层酸化及负压排酸的解堵装置的组成结构示意图(二),其显示的是排酸时的工作状态;
图2b为图2a的局部放大图;
图3为本实用新型的能分层酸化及负压排酸的解堵装置中负压排酸工作筒部的结构示意图;
图4为本实用新型的能分层酸化及负压排酸的解堵装置中负压排酸工作芯的结构示意图。
主要元件标号说明:
1-2      负压排酸工作筒部    1       外管
11       通孔                12      环肩
13       流道                14      缩径连接部
2        内管                20      剪切销钉
21       接合部              22      引流孔
23       凸部                24      导接孔
25       环卡肩
3        负压排酸工作芯      31      喷嘴
311      喷射口              32      排液管柱
321      空心管部            3211    直管段
3211a    凹部                3212    扩散管段
322      封堵凸柱            323     第二接口
324      缩颈部              33      连接套
331      第一接口            34      吸入室
35       紧固销钉            4       封隔器
5、5a、5b、5c    液控阀      6       油管
H        空腔                A       密封件
7        丝堵
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为本实用新型的能分层酸化及负压排酸的解堵装置的组成结构示意图(一),其显示的是排酸前的工作状态;图2a为本实用新型的能分层酸化及负压排酸的解堵装置的组成结构示意图(二),其显示的是排酸时的工作状态;图2b为图2a的局部放大图;图3为本实用新型的能分层酸化及负压排酸的解堵装置中负压排酸工作筒部的结构示意图;图4为本实用新型的能分层酸化及负压排酸的解堵装置中负压排酸工作芯的结构示意图。
参见图1、2a及2b,本实用新型提出的能分层酸化及负压排酸的解堵装置,其包括一负压排酸工作筒部1-2、一负压排酸工作芯3,至少一封隔器4及至少一液控阀5。其中:
请一并参见图3,所述负压排酸工作筒部1-2包含有一外管1及一内管2,所述外管的侧壁上开设有一通孔11,所述外管1于所述通孔11下侧的内腔中设有一环肩12;所述内管2嵌设在所述外管1中,所述内管2与所述外管1之间形成一空腔H,其上端的外周面环设一与所述外管1的内表面相密接的接合部21,其下端与所述环肩12之间间隔有距离,所述内管2的侧壁上开设有引流孔22,并在所述引流孔22下侧的外表面上对应所述通孔11设有一凸部23,所述凸部23与所述外管1的内表面相接触,并封闭所述通孔11,所述凸部23上沿径向开设一导接孔24,所述导接孔24位于所述通孔11的上侧;其中,所述环肩12上设有一流道13,所述流道13的上端位于所述环肩12的上端面,并与所述空腔H相对,其下端则连通于所述环肩12的内腔,所述内管2在所述凸部23处通过一剪切销钉20固定在所述外管1中,且所述内管2于所述剪切销钉20剪短时,能沿轴向下移至所述环肩12上,并与所述环肩12相密贴,所述导接孔24则对应与所述通孔11相连通,且所述流道13对应与所述空腔H连通,其中,所述工作筒部1-2的外管1、所述封隔器4及所述液控阀5依次通过油管6相连;
如图4所示,所述负压排酸工作芯3能放置在所述内管2中,其包含有一喷嘴31及一排液管柱32,所述喷嘴31通过一连接套33与所述排液管柱32的上端相连接,其中,所述排液管柱32的上段为一空心管部321,其下段为一封堵凸柱322,所述喷嘴31的喷射口311与所述空心管部321的上部相对,两者之间形成一吸入室34,所述连接套33的侧壁上设有与所述吸入室34相连通的第一接口331,所述排液管柱32的侧壁上对应于所述空心管部321的底部开设有一第二接口323,其中,所述第一接口331、第二接口323于所述负压排酸工作芯3放置在所述内管2中时,能对应与所述引流孔22及导接孔24相连通,即所述第一接口331与所述引流孔22相连通,第二接口323与所述导接孔24连通,而所述排液管柱32下段的封堵凸柱322则能对应封闭所述内管2内腔的下端。
优选的实施方式是,所述空心管部321由上至下包含一直管段3211及一扩散管段3212,所述扩散管段3212上开口的内径与所述直管段3211的内径相同,且小于所述扩散管段3212下开口的内径。
其中,所述喷嘴31嵌设在所述连接套33中,其与所述排液管柱32分别通过紧固销钉35固接于所述连接套33。
进一步地,所述内管2于内腔的下端处向内凸设有一环卡肩25,而所述封堵凸柱322的下段形成一缩颈部324,所述缩颈部324与所述环卡肩25相匹配,两者间能密封贴合。
为提高本实用新型在使用时的密封性,优选在所述接合部21的外表面、所述凸部23的外表面、所述喷嘴31的外表面以及所述封堵凸柱322的外表面上分别嵌设有一密封件A。
如图4所示,所述直管3211的上端形成一凹部3211a,其与所述喷射口311的形状相匹配,所述喷射口311凸伸入所述凹部3211a,且两者的外表面间间隔有距离,并形成所述吸入室34。
另外,所述内管2的两相对侧分别设有一所述引流孔22,而所述连接套的侧壁上则对称形成有两所述第一接口331。
根据具体使用需要,所述能分层酸化及负压排酸的解堵装置可包含多级所述封隔器4及多级液控阀5,各所述液控阀5与各封隔器4相对应,且下一级的所述封隔器4的上端螺接于上一级的所述液控阀5的下端,而同一级所述液控阀5的上端则通过油管6连接于同一级所述封隔器4的下端,其中,位于下一级所述液控阀5的滑芯51内径小于上一级所述液控阀5的滑芯51内径。需要指出的是,该液控阀为现有技术,其腔体中通过剪切销钉固定有一中空滑芯,当投球坐封滑芯后,该液控阀的内腔憋压,在高压的作用下剪切销钉剪断,使滑芯连带投球在腔体中下行,以打开腔体侧壁上被滑芯封闭的注液孔52,使腔体与其外侧的油套环空相连通,同时该投球封闭滑芯与下侧油管连通的通道;当依次连接多个液控阀时,通常上侧液控阀的滑芯的内径大于下侧液控阀的滑芯的内径,工作时依次投入直径逐渐增大的封堵球,使各液控阀由下至上依次坐封。
此外,所述外管1的上端设有内螺纹,其下端则形成一缩径连接部14,以方便与油管等其他部件相连接。
请一并参见图1、2,本实用新型提出的能分层酸化及负压排酸的解堵装置,在具体是工作时,根据井下生产层段的数量,选择相对应级数的封隔器4及液控阀5,因此,在图1所示的结构中,对应于所需处理的三级生产层段,间隔设置了三级封隔器4及液控阀5a、5b、5c,且按照如前所述,使各级液控阀中滑芯按照从上到下、由大到小的原则进行优化设计,即液控阀5a、5b、5c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3级投堵球(如图所示),其分别与液控阀5a、5b、5c的滑芯相匹配。其中,将负压排酸工作筒部1-2、各级封隔器4及各级液控阀5,按前述的连接关系通过油管相连接,组成本实用新型,最后在最下级的液控阀5c的下端连接一丝堵7;
将本实用新型下至井下套管9中的预定位置,使各封隔器4对应置于各相邻的生产层段91、92、93之间,且各液控阀5a、5b、5c与各生产层段91、92、93的位置相对;在地面向本实用新型内注水打压,使各封隔器4坐封,以封闭各生产层段,并形成各自独立的生产单元;之后,向本实用新型的管柱内,对应液控阀5c投球,以封堵液控阀5c的滑芯51;随后再次注水打压,当液压力达到一定值时,滑芯下行,液控阀5c打开,随后,向管柱投入解堵剂,使解堵剂经由液控阀5c的注液孔53进入生产层段93中,并对该生产层段93进行酸化作业;之后,重复投球、注液打压、投入解堵剂的工序,可依次对生产层段92、91酸化解堵作业,其具体实施过程与上述类似,在此不再赘述,由此,本实用新型可实现对井下的各生产层段逐层酸化施工作业;
在对各层进行解堵酸化后,由井口向负压排酸工作筒部内投入负压排酸工作芯3,使负压排酸工作芯3进入内管2中,以封闭内管2的内腔;向负压排酸工作芯3内注水打压,以在液压力的作用下剪断剪切销钉20,使内管2下移至环肩12上,且导接孔24对应与所述通孔11相连通,于此同时,负压排酸工作芯3在液压力的作用下,在内管2中下移,所述排液管柱32的缩颈部324对应坐封于所述内管2内腔中的环卡肩25处,且所述第一接口331、第二接口323与所述引流孔22及导接孔24对应相连通,此时的工作状态如图2a、2b所示;继续向负压排酸工作芯3内注入高压液体,使液体从喷嘴31的喷射口311高速喷出,此时,根据文氏效应可知,在喷射口311附近形成一负压区,即在吸入室附近形成与地层的压力差,在此压力差作用下,各生产层段的地层液携带堵塞杂质、残余酸液等快速向各液控阀内涌入,并向上冲开上一级液控阀中的各封堵球并进入负压排酸工作筒部内,随后,地层液经由环肩12的流道13、空腔H、引流孔22及第一接口331进入吸入室34内,并经过直管段3211及扩散管段3212,最后随地面注入的高压液体从第二接口323排入油套环形空间,进而流出地面,达到使油层得到自洁式负压解堵的目的。
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 (10)

1.一种能分层酸化及负压排酸的解堵装置,其特征在于,所述能分层酸化及负压排酸的解堵装置包括:
一负压排酸工作筒部,其包含有:
一外管,其侧壁上开设有一通孔,所述外管于所述通孔下侧的内腔中设有一环肩;
一内管,嵌设在所述外管中,所述内管与所述外管之间形成一空腔,其上端的外周面环设一与所述外管的内表面相密接的接合部,其下端与所述环肩之间间隔有距离,所述内管的侧壁上开设有引流孔,并在所述引流孔下侧的外表面上对应所述通孔设有一凸部,所述凸部与所述外管的内表面相接触,并封闭所述通孔,所述凸部上沿径向开设一导接孔,所述导接孔位于所述通孔的上侧;其中,所述环肩上设有一流道,所述流道的上端位于所述环肩的上端面,并与所述空腔相对,其下端则连通于所述环肩的内腔,所述内管在所述凸部处通过一剪切销钉固定在所述外管中,且所述内管于所述剪切销钉剪断时,能沿轴向下移至所述环肩上,并与所述环肩相密贴,所述导接孔则对应与所述通孔相连通,且所述流道对应与所述空腔连通;
一负压排酸工作芯,能放置在所述内管中,其包含有一喷嘴及一排液管柱,所述喷嘴通过一连接套与所述排液管柱的上端相连接,其中,所述排液管柱的上段为一空心管部,其下段为一封堵凸柱,所述喷嘴的喷射口与所述空心管部的上部相对,两者之间形成一吸入室,所述连接套的侧壁上设有与所述吸入室相连通的第一接口,所述排液管柱的侧壁上对应于所述空心管部的底部开设有一第二接口,其中,所述第一接口、第二接口于所述负压排酸工作芯放置在所述内管中时,能对应与所述引流孔及导接孔相连通,所述排液管柱下段的封堵凸柱则能对应封闭所述内管的下端;
至少一封隔器及至少一液控阀,其中,所述工作筒部的外管、所述封隔器及所述液控阀依次通过油管相连。
2.如权利要求1所述的能分层酸化及负压排酸的解堵装置,其特征在于,所述空心管部由上至下包含一直管段及一扩散管段,所述扩散管段上开口的内径与所述直管段的内径相同,且小于所述扩散管段下开口的内径。
3.如权利要求2所述的能分层酸化及负压排酸的解堵装置,其特征在于,所述喷嘴嵌设在所述连接套中,其与所述排液管柱分别通过紧固销钉固接于所述连接套。
4.如权利要求3所述的能分层酸化及负压排酸的解堵装置,其特征在于,所述内管于内腔的下端处向内凸设有一环卡肩,而所述排液管柱的封堵凸柱下段形成一缩颈部,所述 缩颈部与所述环卡肩相匹配,两者间能密封贴合。
5.如权利要求4所述的能分层酸化及负压排酸的解堵装置,其特征在于,所述接合部的外表面、所述凸部的外表面、所述喷嘴的外表面以及所述封堵凸柱的外表面上分别嵌设有一密封件。
6.如权利要求5所述的能分层酸化及负压排酸的解堵装置,其特征在于,所述直管段的上端形成一凹部,其与所述喷射口的形状相匹配,所述喷射口凸伸入所述凹部,且两者的外表面间间隔有距离,并形成所述吸入室。
7.如权利要求6所述的能分层酸化及负压排酸的解堵装置,其特征在于,所述内管的两相对侧分别设有一所述引流孔,而所述连接套的侧壁上则对称形成有两所述第一接口。
8.如权利要求1至7任一项所述的能分层酸化及负压排酸的解堵装置,其特征在于,所述能分层酸化及负压排酸的解堵装置包含多级所述封隔器及多级液控阀,各所述液控阀与各所述封隔器相对应,且下一级所述封隔器的上端螺接于上一级所述液控阀的下端,而同一级所述液控阀的上端则通过所述油管连接于同一级所述封隔器的下端,其中,位于下一级所述液控阀的滑芯内径小于上一级所述液控阀的滑芯内径。
9.如权利要求8所述的能分层酸化及负压排酸的解堵装置,其特征在于,所述外管的上端设有内螺纹,其下端则形成一缩径连接部。
10.如权利要求1所述的能分层酸化及负压排酸的解堵装置,其特征在于,所述外管的上端设有内螺纹,其下端则形成一缩径连接部。 
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