CN203463085U - 快速开关充填通道的补砂工具 - Google Patents
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Abstract
一种快速开关充填通道的补砂工具,包括工作筒和控制器,工作筒包括与上接头和下接头螺纹连接的外筒,设在外筒内中上部的且与下接头上螺纹连接的内筒;在上接头中部设有四个定位销钉,在外筒上设有三个充填孔,在下接头中部设有三个反液孔;控制器包括上接头,上筒体、中间筒体、下筒体和下部冲管接头,之间从上向下逐序螺纹连接,在上接头外周中部设有四道V形槽,在V形槽之间设有四U形槽,在上筒体的上部内周设有一个球座,在与球座体闭合的筒体上设有三个充填孔,在下筒体上部设有四个返液孔;控制器插入工作筒内,V形槽套在定位销钉上,使控制器和工作筒上的充填孔相对,U形槽与返液孔相通,构成本实用新型的未充填砂的状态结构。
Description
技术领域
本实用新型主要用于疏松砂岩油田防砂采油领域,是一种快速开关充填通道的补砂工具。该工具通过连接在防砂管柱上,可快速开关补砂,实现不动防砂管柱多轮次快速补砂施工,使亏空的地层和失效的环空充填层密实、完整,从而达到使油井快速恢复生产,缩短修井工期和降低作业成本。
背景技术
筛管砾石充填防砂工艺是在套管内油层部位下入绕丝筛管,在筛管与套管之间的环形空间充填砾石,形成地层、环空充填层和筛管三层挡砂结构。该工艺具有适应性广、成功率高、有效期长等优点,是疏松砂岩油田确保出砂油井正常生产的重要手段。
防砂油井注汽和生产时,高温高压蒸汽的注入和高强度的采液,对近井底带和环形空间挡砂屏障将产生极大的冲击破坏作用,使得充填砂逐步流失,挡砂屏障不再完整、密实,如不及时治理,液流直接冲击筛管,极易造成防砂管损坏进而造成砂卡、砂堵事故而停产。适时补砂,保证近井地带和环空挡砂屏障的完整稳定,是延长防砂有效期的关键。
目前,油井筛管充填防砂主要采用高压封隔一次充填工具,该工具在我国各大砂岩油田出砂油井防砂中广泛使用,但由于不能重新开启充填通道,一次充填防砂完成后,工具的充填孔道即永久封闭而不能重新打开,当挡砂屏障失效后,只能拔出防砂管柱后重新防砂,其缺点一是作业费用高;二是工序多,作业占产时间长;三是防砂管柱拔不动,需转大修施工。
因此,需要研究一种可快速开关充填通道的补砂工具,满足不动防砂管柱多轮次充填防砂(补砂)需求,达到油井防砂作业提速提效的目的。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种快速开关充填通道的补砂工具,在不动井内防砂管柱的情况下,可实现多次快速补砂施工,缩短补砂施工周期,节约修井成本。
本实用新型的技术方案是通过以下方式实现的:
本实用新型包括工作筒和控制器,其特征在于工作筒包括与上接头和下接头螺纹连接的外筒,设在外筒内中上部的且与下接头上螺纹连接的内筒;在上接头中部均匀设有四个定位销钉,在外筒的中上部外周设有一个挡流罩,在挡流罩的下边外筒上设有三个充填孔,在下接头中部设有三个反液孔;在内筒的中上部内周至下部设有一个缩径段、在缩径台阶上设有一个内变径的筒式活门,在筒式活门变径台阶与下接头之间设有螺旋弹簧,在内筒与外筒的充填孔对应处设有同心的充填孔,两充填孔之间焊接;控制器包括上接头,上筒体、中间筒体、下筒体和下部冲管接头,之间从上向下逐序螺纹连接,在上接头外周中部均匀设有四道V形槽,在V形槽之间设有四道U形槽,在上筒体的上部内周设有一个球座,与上筒体用销钉连接,在与球座体闭合的筒体上均匀设有三个充填孔,在下筒体上部均匀设有四个返液孔;控制器插入工作筒内,V形槽由定位销钉限位,使控制器上的充填孔与外工作筒和内工作筒上的返液孔相对,控制器上的返液孔与下接头上的返液孔相对,构成本实用新型的未充填砂的状态结构。
在控制器的上接头和上筒体与工作筒的内筒之间设有O型密封圈,在控制器的上筒体与工作筒的内筒的活门之间设有O型密封圈,上筒体与球座之间设有O型密封圈,中间连接筒和下筒体与工作筒的下接头之间设有O型密封圈。
控制器的上接头的上端部设有母螺纹,下端部设有公螺纹。
控制器的上筒体的上部设有一个扩径段,扩径段的外径大于设在工作筒的内筒内的活门内径,在上筒体的上部和下部设有母螺纹。
工作筒的外筒与工作筒的上接头、内筒和下接头之间设有返液通道,返液通道与控制器的下筒体的返液孔、工作筒的下接头的返液孔和控制器的上接头的U形槽相连通。
本实用新型与已有技术相比具有以下优点:
(1)设计了可快速开关充填通道的补砂工具的结构和参数,通过补砂工作筒和控制器的配合,可实现充填通道的快速、反复开关和多轮次补砂。
(2)补砂工作筒和控制器的拆分设计,简化了工具结构,方便了施工。补砂工具既可与一次充填防砂工具配合使用,也可与封隔器配合使用;既可以循环充填防砂,也可以高压挤填防砂;既可将补砂工具置于防砂管之上实现正充填补砂,也可将补砂工具置于防砂管之下进行逆充填补砂,从而可以满足大斜度井、水平井对充填防砂(补砂)施工的需求。
(3)利用本工具,对于筛管充填防砂油井,在地层或环空充填层失效的情况下,可以不拔出防砂管柱实现充填层快速补砂,缩短工期,节约修井成本,延长防砂有效期,增加油井产量。
(4)缩短了修井工期和修井液浸泡时间,减少了油层污染和套管损伤。
附图说明
图1-本实用新型的结构示意图;
图2-本实用新型充填砂时的状态示意图;
图3-工作筒的结构示意图;
图4-控制器的结构示意图;
图中1、工作筒;2、控制器;3、上接头;4、定位销钉;5、外工作筒;6、内工作筒;9、挡流罩;10、充填孔;11、活门;13、弹簧;16、返液孔;17、下接头;7、8、12、14、15、“O”型密封圈;18、上接头;19、U形槽;20、V形槽;21、钢球;22、固定销钉;23、充填孔;24、球座;25、上筒体;26、中间连接筒;27、返液孔;28、下筒体;29、下接头(冲管接头);30、“O”型密封圈。
具体实施方式
为进一步公开本实用新型的技术方案,下面结合说明书附图通过实施例作详细说明:
本实用新型包括工作筒1和控制器2,其特征在于工作筒包括与上接头3和下接头17螺纹连接的外筒5,设在外筒内中上部的且与下接头上螺纹连接的内筒6;在上接头中部均匀设有四个定位销钉4,在外筒的中上部外周设有一个挡流罩9,在挡流罩的下边外筒上设有三个充填孔10,在下接头中部设有三个反液孔16;在内筒的中上部内周至下部设有一个缩径段、在缩径台阶上设有一个内变径的筒式活门11,在筒式活门变径台阶与下接头之间设有螺旋弹簧13,在内筒与外筒的充填孔对应处设有同心的充填孔10,两充填孔之间焊接;控制器包括上接头18,上筒体25、中间筒体26、下筒体28和下部冲管接头29,之间从上向下逐序螺纹连接,在上接头18外周中部均匀设有四道V形槽20,在V形槽之间设有四道U形槽19,在上筒体的上部内周设有一个球座24,与上筒体用销钉22连接,在与球座体闭合的筒体上均匀设有三个充填孔,在下筒体28上部均匀设有四个返液孔;控制器插入工作筒内,V形槽由定位销钉限位,使控制器上的充填孔与外工作筒和内工作筒上的返液孔相对,控制器上的返液孔27与下接头17上的返液孔16相对,构成本实用新型的未充填砂的状态结构。
如图3所示,工作筒1的外筒5、内筒6通过丝扣与上接头3、下接头17连接。外筒5、内筒6上各膛有三个方形孔,作为充填孔10。下接头上膛有三个方形孔眼,作为液流返液孔16。内筒上装配有活门11,常态下,活门11在弹簧13的弹簧力作用下将内筒6的充填孔10封闭。外筒5、内筒6在充填孔10处通过焊结连接,并实现充填孔10与外筒5、内筒6之间中空通道的封闭。通过外筒5、内筒6之间的中空通道与充填孔10、返液孔16以及装配在内筒6、下接头17上的“O”型密封圈7、8、12、14、15等组成充填通道和液流上返通道。上接头3上膛有四个圆柱形孔眼,通过螺纹装配四个圆柱形销钉,作为控制器插入工作筒的定位销钉4。
如图4所示,控制器2的上接头18、上筒体25、下筒体28、中间筒体26和下部冲管接头29通过丝扣连接成一体。上接头18上膛有四道V形槽20,作为限制控制器插入深度的定位槽。上接头18上膛有四道U形槽19,作为液流上返的过水槽。上筒体上开有三个方形孔,作为充填孔23。上筒体上通过固定销钉22装配有球座24,常态下,利用球座24封闭充填孔23。中间筒体上有台肩,作为球座下行的承受/限位部件。下筒体上膛有四个方形孔眼,作为返液孔27。
工作筒1随防砂管柱下入,工作筒1通过上接头3、下接头17与上、下管柱连接。常态下,工作筒1的充填孔10在弹簧13的弹簧力作用下,始终被活门11关闭,见附图3。
需要防砂(补砂)时,下入控制器2。控制器2通过上接头18与送钻管柱连接,通过下接头29连接冲管。利用控制器2上筒体25上的台肩向下推压工作筒1上的活门11,克服弹簧13的弹簧力,打开工作筒1上的充填孔10。通过工作筒1上的定位销钉4与控制器2上的定位槽20的配合,控制控制器2插入工作筒1的深度。通过投球21打压剪断控制器球座24的固定销钉22,使球座24下移座于中间筒体26上并打开控制器2上的充填孔23,并通过控制器2与工作筒1的配合形成液流换向和充填通道,实现循环充填(或高压挤填)防砂,见附图2。
充填防砂完毕,上提控制器2,工作筒1上的活门11在弹簧13的弹簧力作用下复位,再次将工作筒1的充填孔10关闭,即可进行反洗井作业,见附图5。
通过工作筒和控制器的配合,充填孔可反复开关,实现不动井内防砂管柱快速补砂。
应用效果
现场应用11井次,成功率100%。与拔防砂管重新防砂相比较,单井减少作业工序10余道,节省占井时间6天以上,节约作业成本20万元以上。
应用实例:GDD16-2井。
该井为稠油蒸汽吞吐井,套管规范为φ177.8mm,生产层位Ng35、井段1265.1-1273.4m。2012年9月,利用补砂工具完成补砂施工:最高泵压17.0MPa,排量1.2m3/min,砂比20%,加砂量8t,注汽后下泵开抽,恢复日产液24.1吨、日产油8.4吨、含水65.2%,已累生产94天,累产油275t。
Claims (5)
1.一种快速开关充填通道的补砂工具,包括工作筒和控制器,其特征在于工作筒包括与上接头和下接头螺纹连接的外筒,设在外筒内中上部的且与下接头上螺纹连接的内筒;在上接头中部均匀设有四个定位销钉,在外筒的中上部外周设有一个挡流罩,在挡流罩的下边外筒上设有三个充填孔,在下接头中部设有三个返液孔;在内筒的中上部内周至下部设有一个缩径段、在缩径台阶上设有一个内变径的筒式活门,在筒式活门变径台阶与下接头之间设有螺旋弹簧,在内筒与外筒的充填孔对应处设有同心的充填孔,两充填孔之间焊接;控制器包括上接头,上筒体、中间筒体、下筒体和下部冲管接头,之间从上向下逐序螺纹连接,在上接头外周中部均匀设有四道V形槽,在V形槽之间设有四道U形槽,在上筒体的上部内周设有一个球座,与上筒体用销钉连接,在与球座体闭合的筒体上均匀设有三个充填孔,在下筒体上部均匀设有四个返液孔;控制器插入工作筒内,V形槽由定位销钉限位,使控制器上的充填孔与外工作筒和内工作筒上的返液孔相对,控制器上的返液孔与下接头上的返液孔相对,构成本实用新型的未充填砂的状态结构。
2.根据权利要求1所述的快速开关充填通道的补砂工具,其特征在于:在控制器的上接头和上筒体与工作筒的内筒之间设有O型密封圈,在控制器的上筒体与工作筒的内筒的活门之间设有O型密封圈,上筒体与球座之间设有O型密封圈,中间连接筒和下筒体与工作筒的下接头之间设有O型密封圈。
3.根据权利要求1所述的快速开关充填通道的补砂工具,其特征在于:控制器的上接头的上端部设有母螺纹,下端部设有公螺纹。
4.根据权利要求1所述的快速开关充填通道的补砂工具,其特征在于:控制器的上筒体的上部设有一个扩径段,扩径段的外径大于设在工作筒的内筒内的活门内径,在上筒体的上部和下部设有母螺纹。
5.根据权利要求1所述的快速开关充填通道的补砂工具,其特征在于:工作筒的外筒与工作筒的上接头、内筒和下接头之间设有返液通道,返液通道与控制器的下筒体的返液孔、工作筒的下接头的返液孔和控制器的上接头的U形槽相连通。
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