CN207161059U - 逐层砾石充填管柱 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种逐层砾石充填管柱，包括外管柱和内管柱，内管柱安装在外管柱内；外管柱包括自上至下依次相连接的顶部封隔器、充填滑套、筛管和插入密封；内管柱包括中心管、内管以及自上至下依次设置的具有球座的坐封工具、具有充填通道的充填工具、验封球座、具有弹性套的防漏阀、滑套开关工具、底部密封，充填工具、验封球座和防漏阀依次安装在中心管内，滑套开关工具安装在中心管上。该逐层砾石充填管柱的结构更加简约化，不需要两层冲管，不需要定位器，且操作简单，安全性大大提高，而且外管柱的内径可大大增加，有利于进行后续的分层注采技术，能够实现相关技术的充填工具的功能。

Description

逐层砾石充填管柱

技术领域

本文涉及但不限于充填设备领域，尤指一种逐层砾石充填管柱。

背景技术

现有的充填工具往往采用一次多层充填，外管柱通常设置顶部封隔器、隔离封隔器、沉砂封隔器、插入密封、充填滑套、密封筒和定位接箍等，内管柱通常设置坐封工具、充填工具、定位器、滑套开关工具、防抽吸阀、组合密封和双层冲管等，使用两层冲管，整个油井需一次射开所有层段，充填工具一趟下入，从下至上一层层充填，各充填层之间互不影响，虽然节省作业时间，但内管柱和外管柱结构复杂，操作难度大，稍有不慎就会造成砂卡事故，大大增加作业风险。

实用新型内容

为了解决上述技术问题中的至少之一，本文提供了一种逐层砾石充填管柱，其结构更加简约化，不需要两层冲管，不需要定位器，且操作简单，安全性大大提高，而且外管柱的内径可大大增加，有利于进行后续的分层注采技术，能够实现相关技术的充填工具的功能。

为了达到本文目的，本文提供了一种逐层砾石充填管柱，包括外管柱和内管柱，所述内管柱安装在所述外管柱内；所述外管柱包括自上至下依次相连接的顶部封隔器、充填滑套、筛管和插入密封；所述内管柱包括中心管、内管以及自上至下依次设置的具有球座的坐封工具、具有充填通道的充填工具、验封球座、具有弹性套的防漏阀、滑套开关工具、底部密封，所述内管位于所述中心管内，所述坐封工具连接在所述中心管的上端、所述底部密封连接在所述中心管的下端，所述充填工具、所述验封球座和所述防漏阀依次安装在所述中心管内、并处于所述内管的上方，所述滑套开关工具安装在所述中心管上、并处于所述内管的下方，所述坐封工具内投放有坐封球；其中，所述内管的上端具有与所述防漏阀相配合的第一配合结构，所述第一配合结构可顶起所述防漏阀内的阀球，所述中心管和所述外管柱之间具有对所述内管的上下移动进行限位的第二配合结构，所述中心管上设置有第三通孔和第四通孔，所述第三通孔位于所述底部密封和所述滑套开关工具之间，所述第四通孔位于所述顶部封隔器的上方。

可选地，所述逐层砾石充填管柱还包括：挡板，位于所述验封球座和所述防漏阀之间，且所述挡板上设置有第一通孔。

可选地，所述逐层砾石充填管柱还包括：沉砂封隔器，与所述插入密封相连接。

可选地，所述充填工具具有轴向通道和径向通道，所述轴向通道和所述径向通道相互独立，所述轴向通道用于将沿所述内管柱流动的经所述筛管过滤砾石后滤出的浆液返回至地面，所述径向通道用于在充填时供携砂液进入所述充填滑套。

可选地，所述验封球座上设置有剪切销钉，所述剪切销钉用于供所述验封球座验封所述顶部封隔器。

可选地，所述第一配合结构为向上凸出的延伸管，所述延伸管可分离地伸入所述防漏阀内，所述延伸管的侧壁上设置有第二通孔。

可选地，所述第二配合结构包括上下相间隔地设置在所述外管柱内的向内凸起的凸台以及弹性卡爪，弹性卡爪设置于弹性套上，弹性套设置在所述中心管上、并通过销钉穿过所述中心管而与所述内管相连。

本实用新型还提供了一种充填方法，包括：

步骤102，下入并坐封沉砂封隔器；

步骤104，下入并安装好内管柱和外管柱，钻杆与内管柱连接，插入密封插到沉砂封隔器的芯轴内；

步骤106，坐封顶部封隔器并验封，使坐封工具与顶部封隔器丢手，且标记充填位置和反循环位置并反循环出坐封工具内的坐封球；

步骤108，进行砾石充填作业；

步骤110，充填完成后进行反循环洗井；

步骤112，起出内管柱。

可选地，所述步骤106，坐封顶部封隔器并验封，使坐封工具与顶部封隔器丢手，且标记充填位置和反循环位置并反循环出坐封工具内的坐封球的步骤为：逐层砾石充填管柱下入到位后，在井口标记坐封位置，投坐封球待坐封球坐落在坐封工具的球座上，钻杆打压达到设定压力时，坐封顶部封隔器；从环空打压，压力穿过坐封工具和充填工具到达验封球座，验封合格后上提内管柱，使坐封工具和顶部封隔器脱手，继续上提内管柱直至充填工具的充填通道达到顶部封隔器以上，在井口标记反循环位置并反循环出坐封球；在坐封位置环空内打压打掉验封球座，中心管内恢复畅通。

可选地，所述步骤108，进行砾石充填作业的步骤为：将内管柱放至坐封位置并施加设定吨位载荷以进行充填作业。

可选地，所述步骤110，充填完成后进行反循环洗井的步骤为：出现脱砂压力后，环空施加一定压力，上提内管柱至反循环位置，环空压力下降后继续上提、直至弹性卡爪与位于上方的凸台配合使得弹性套停止上移，防漏阀的阀球抵在阀座上使得防漏失功能开启，然后反循环清洗钻杆中残存的砂浆直至清洁液体返至地面。

与现有技术相比，本实用新型提供的逐层砾石充填管柱，其结构更加简约化，不需要两层冲管，不需要定位器，且操作简单，安全性大大提高，而且外管柱的内径可大大增加，有利于进行后续的分层注采技术，能够实现相关技术的充填工具的功能。

本文的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本文而了解。本文的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本文技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本文的技术方案，并不构成对本文技术方案的限制。

图1为本实用新型一个实施例所述的填充装置的剖视结构示意图；

图2为本实用新型一个实施例所述的填充方法的流程图。

其中，图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1顶部封隔器，2充填滑套，3筛管，4插入密封，5沉砂封隔器，6坐封工具，61球座，7充填工具，8验封球座，9防漏阀，10滑套开关工具，11底部密封，12中心管，13内管，14挡板，15延伸管，16弹性卡爪，17凸台，18环空，19第四通孔，20第三通孔。

具体实施方式

为使本文的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本文的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本文，但是，本文还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本文的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合附图描述本文一些实施例的逐层砾石充填管柱和充填方法。

本文提供的逐层砾石充填管柱，如图1所示，包括外管柱和内管柱，所述内管柱安装在所述外管柱内；所述外管柱包括自上至下依次相连接的顶部封隔器1、充填滑套2、筛管3和插入密封4；所述内管柱包括中心管12、内管13以及自上至下依次设置的具有球座61的坐封工具6、具有充填通道的充填工具7、验封球座8、具有弹性套的防漏阀9、滑套开关工具10、底部密封11，所述内管13位于所述中心管12内，所述坐封工具6连接在所述中心管12的上端、所述底部密封11连接在所述中心管12的下端，所述充填工具7、所述验封球座8和所述防漏阀9依次安装在所述中心管12内、并处于所述内管13的上方，所述滑套开关工具10安装在所述中心管12上、并处于所述内管13的下方，所述坐封工具6内投放有坐封球(图1中虚线圆所示)；其中，所述内管13的上端具有与所述防漏阀9相配合的第一配合结构，所述第一配合结构可顶起所述防漏阀9内的阀球，所述中心管12和所述外管柱之间具有对所述内管13的上下移动进行限位的第二配合结构，所述中心管上设置有第三通孔20和第四通孔19，所述第三通孔20位于所述底部密封11和所述滑套开关工具10之间，所述第四通孔19位于所述顶部封隔器1的上方。

坐封工具6可将顶部封隔器1坐封，充填工具7提供充填通道(也叫：液体充填转向流道，包括径向通道和轴向通道，径向通道连接在中心管12上而与中心管12外部相通)，且充填工具7的外部上下装有密封环，验封球座8用于验封顶部封隔器1，防漏阀9用于反循环时防止液体漏失到地层。

本实用新型提供的逐层砾石充填管柱，其结构更加简约化，不需要两层冲管，不需要定位器，且操作简单，安全性大大提高，而且外管柱的内径可大大增加，有利于进行后续的分层注采技术，能够实现相关技术的充填工具7的功能。

其中，如图1所示，所述逐层砾石充填管柱还包括：挡板14，位于所述验封球座8和所述防漏阀9之间，且所述挡板14上设置有第一通孔，所述验封球座8上设置有剪切销钉，所述剪切销钉用于供所述验封球座8验封所述顶部封隔器1，验封完成后继续加压剪掉剪切销钉使验封球座8的验封球和验封座落到下面的挡板14上，验封球座8包括验封球和验封座。

再者，如图1所示，所述逐层砾石充填管柱还包括：沉砂封隔器5，与所述插入密封4相连接，所述尘沙封隔器的结构与所述顶部封隔器1的结构相同。

进一步地，所述充填工具7具有轴向通道和径向通道，所述轴向通道和所述径向通道相互独立，所述轴向通道用于将沿所述内管柱流动的经所述筛管3过滤砾石后滤出的浆液返回至地面，所述径向通道用于在充填时供携砂液进入所述充填滑套2，携砂液包括砾石和浆液。

具体地，所述第一配合结构为向上凸出的延伸管15，所述延伸管15可分离地伸入所述防漏阀9内，所述延伸管15的侧壁上设置有第二通孔，延伸管15顶防漏阀9内的阀球时，第二通孔连通中心管12在防漏阀9处的上方管段和下方管段，延伸管15向下脱离防漏阀9时，阀球落在防漏阀9的阀座上来关闭防漏阀9，中心管12在防漏阀9处的上方管段和下方管段截断。

具体地，所述第二配合结构包括上下相间隔地设置在所述外管柱内的向内凸起的凸台17以及弹性卡爪16，弹性卡爪16设置于弹性套上，弹性套设置在所述中心管12上、并通过销钉穿过所述中心管12而与所述内管13相连接在一起，中心管12上对应开设有导向槽孔，上部的凸台17和下部的凸台17均用于限位弹性卡爪16。

防漏阀9具有带第二通孔的延伸管15，防漏阀9未启动时阀球坐落在延伸管15上，第二通孔位置高于防漏阀9的阀座，中心管12在防漏阀9处的上方管段和下方管段相互导通；完成砾石充填进行反循环需要启动防漏阀9时，上提内管柱使弹性卡爪16被位于上部的凸台阻碍并停止向上上移，延伸管15向下脱出防漏阀9，致使阀球坐落在阀座上，实现反循环时防止液体漏失到地层

其中，充填滑套2可打开导通和关闭截止。

本实用新型提供的充填方法，如图2所示，包括：

步骤102，下入并坐封沉砂封隔器5；

步骤104，下入并安装好内管柱和外管柱，钻杆与内管柱连接，插入密封4插到沉砂封隔器5的芯轴内；

步骤106，坐封顶部封隔器1并验封，使坐封工具6与顶部封隔器1丢手，且标记充填位置和反循环位置并反循环出坐封工具6内的坐封球62；

步骤108，进行砾石充填作业；

步骤110，充填完成后进行反循环洗井；

步骤112，反循环完成后，起出内管柱。

本实用新型提供的充填方法，大大减少了组成部件，也不需要双层冲管，不需要定位接箍和定位器，完成一层充填后通过插入密封4回接上一层外管柱，不断叠加实现多层段充填。

具体地，所述步骤106，坐封顶部封隔器1并验封，使坐封工具6与顶部封隔器1丢手，且标记充填位置和反循环位置并反循环出坐封工具6内的坐封球62的步骤为：逐层砾石充填管柱7下入到位后，在井口标记坐封位置，投坐封球62待坐封球62坐落在坐封工具6的球座61上，钻杆打压达到设定压力时，坐封顶部封隔器1；从环空18打压，压力自第三通孔20进入中心管12，经过坐封工具6和充填工具7到达验封球座8，验封合格后上提内管柱，使坐封工具6和顶部封隔器1脱手，继续上提内管柱直至充填工具7的充填通道达到顶部封隔器1以上，在井口标记反循环位置并反循环出坐封球62(液体在环空18内自横向通道进入到充填工具7内，顶出坐封球62)；在坐封位置环空18内打压打掉验封球座8，中心管12内恢复畅通。

具体地，所述步骤108，进行砾石充填作业的步骤为：将内管柱放至坐封位置并施加设定吨位载荷以进行充填作业。

具体地，所述步骤110，充填完成后进行反循环洗井的步骤为：出现脱砂压力后，环空18施加一定压力，上提内管柱至反循环位置，环空18压力下降后继续上提、直至弹性卡爪16与位于上方的凸台17配合使得弹性套停止上移，防漏阀9的阀球抵在阀座上使得防漏失功能开启，然后反循环清洗钻杆中残存的砂浆直至清洁液体返至地面，此时横向通道处于顶部封隔器1的上方。

综上所述，本实用新型提供的逐层砾石充填管柱，其结构更加简约化，不需要两层冲管，不需要定位器，且操作简单，安全性大大提高，而且外管柱的内径可大大增加，有利于进行后续的分层注采技术，能够实现相关技术的充填工具的功能。

在本文的描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本文的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

虽然本文所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本文而采用的实施方式，并非用以限定本文。任何本文所属领域内的技术人员，在不脱离本文所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本文的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种逐层砾石充填管柱，其特征在于，包括外管柱和内管柱，所述内管柱安装在所述外管柱内；

所述外管柱包括自上至下依次相连接的顶部封隔器、充填滑套、筛管和插入密封；

所述内管柱包括中心管、内管以及自上至下依次设置的具有球座的坐封工具、具有充填通道的充填工具、验封球座、具有弹性套的防漏阀、滑套开关工具、底部密封，所述内管位于所述中心管内，所述坐封工具连接在所述中心管的上端、所述底部密封连接在所述中心管的下端，所述充填工具、所述验封球座和所述防漏阀依次安装在所述中心管内、并处于所述内管的上方，所述滑套开关工具安装在所述中心管上、并处于所述内管的下方，所述坐封工具内投放有坐封球；

其中，所述内管的上端具有与所述防漏阀相配合的第一配合结构，所述第一配合结构可顶起所述防漏阀内的阀球，所述中心管和所述外管柱之间具有对所述内管的上下移动进行限位的第二配合结构，所述中心管上设置有第三通孔和第四通孔，所述第三通孔位于所述底部密封和所述滑套开关工具之间，所述第四通孔位于所述顶部封隔器的上方。

2.根据权利要求1所述的逐层砾石充填管柱，其特征在于，还包括：

挡板，位于所述验封球座和所述防漏阀之间，且所述挡板上设置有第一通孔。

3.根据权利要求1所述的逐层砾石充填管柱，其特征在于，还包括：

沉砂封隔器，与所述插入密封相连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的逐层砾石充填管柱，其特征在于，所述充填工具具有轴向通道和径向通道，所述轴向通道和所述径向通道相互独立，所述轴向通道用于将沿所述内管柱流动的经所述筛管过滤砾石后滤出的浆液返回至地面，所述径向通道用于在充填时供携砂液进入所述充填滑套。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的逐层砾石充填管柱，其特征在于，所述验封球座上设置有剪切销钉，所述剪切销钉用于供所述验封球座验封所述顶部封隔器。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的逐层砾石充填管柱，其特征在于，所述第一配合结构为向上凸出的延伸管，所述延伸管可分离地伸入所述防漏阀内，所述延伸管的侧壁上设置有第二通孔。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的逐层砾石充填管柱，其特征在于，所述第二配合结构包括上下相间隔地设置在所述外管柱内的向内凸起的凸台以及弹性卡爪，弹性卡爪设置于弹性套上，弹性套设置在所述中心管上、并通过销钉穿过所述中心管而与所述内管相连。