CN211058778U - 一种碳酸盐岩油井筛管完井管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种碳酸盐岩油井筛管完井管柱，包括自上而下连接的可旋转丢手器、安全接头、暂堵筛管和冲洗头；可旋转丢手器包括芯轴、缸套、活塞、外筒体、开口棘齿卡圈、上锥体、下锥体、膨胀套、卡块、凡尔座、下接头、下封头；缸套、活塞、下锥体、下接头从上至下依次嵌套在芯轴外侧；活塞与芯轴固定连接；下接头与下锥体的下端固定连接；外筒体、开口棘齿卡圈、上锥体、膨胀套均嵌套在下锥体外侧；芯轴中下部本体上开设多个孔眼，孔眼的位置和大小与下锥体凹槽相对应；卡块位于下锥体的凹槽和芯轴的孔眼中，下封头固定连接在芯轴下端。本实用新型所提供的装置和方法能有效处理现有技术难以处理的严重遇阻、遇卡、不能一次下到位的问题。

Description

一种碳酸盐岩油井筛管完井管柱

技术领域

本实用新型涉及完井工程技术领域，具体是一种碳酸盐岩油井筛管完井管柱。

背景技术

在全球已探明的油气储量中，60％为海相碳酸盐岩储层。我国的碳酸盐岩油气藏分布也非常广泛，主要分布在塔里木盆地和四川盆地，勘探开发潜力巨大。目前，碳酸盐岩储层普遍采用裸眼完井方式。由于地层应力和岩石强度的变化，裸眼完井极易出现井壁失稳，导致井壁垮塌、砂埋储层的现象，影响油井的正常生产。为了支撑裸眼井壁，防止井壁垮塌砂埋，现有技术采用了筛管完井。但是，现有的筛管完井管柱，在砂埋情况下，不容易打捞起出，修井难度大，影响后期侧钻、改层、加深等作业。为了解决这一问题，现有技术有采用了易钻磨筛管在碳酸盐岩油井中进行完井，在后期不需要进行筛管打捞，直接可以将易钻磨筛管钻磨掉，再重新完井，中国专利CN107939358A介绍了易钻磨筛管完井情况。目前，该技术在塔里木盆地的哈拉哈塘油田和塔河油田已经开始推广应用。但是，在下筛管完井管柱的过程中，出现了遇阻、遇卡、管柱无法下到位的问题，尤其是在大斜度水平井中，更容易出现该问题。针对这一类问题，目前通常采用大排量冲洗和活动管柱的方式进行解卡，但是由于筛管和丢手器的特殊结构，解堵液从筛管孔眼中通过，无法冲洗到遇阻、遇卡的位置；同时，现有的丢手器不能带动下部完井管柱转动。因此，对于筛管完井一旦出现遇阻、遇卡问题，很难进行有效解卡处理，将会导致复杂的事故。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种碳酸盐岩油井筛管完井管柱。其结构简单，安装拆卸便捷，可以有效处理现有技术难以处理的严重遇阻、遇卡、不能一次下到位的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种碳酸盐岩油井筛管完井管柱，包括自上而下连接的可旋转丢手器、安全接头、暂堵筛管和冲洗头；

所述可旋转丢手器包括芯轴、缸套、活塞、外筒体、开口棘齿卡圈、上锥体、下锥体、膨胀套、卡块、凡尔座、下接头、下封头；所述缸套、所述活塞、所述下锥体、所述下接头从上至下依次嵌套在所述芯轴外侧；所述活塞、所述缸套和所述芯轴之间保持密封，让所述芯轴内部形成密封的中空腔体；所述活塞通过可剪切的销钉与所述芯轴固定连接；所述下接头与所述下锥体的下端固定连接；所述外筒体、所述开口棘齿卡圈、所述上锥体、所述膨胀套均嵌套在所述下锥体外侧；下锥体的中部外壁设有倒齿结构，下锥体中下部内部设有多个不连续的凹槽；所述芯轴中下部本体上开设多个孔眼，所述孔眼的位置和大小与下锥体凹槽相对应；所述卡块位于下锥体的凹槽和芯轴的孔眼中，所述下封头固定连接在所述芯轴下端；

所述暂堵筛管，包括基管，所述基管采用圆形管柱，在管柱上均匀钻取有多个孔眼，并在孔眼内设置有暂堵片；

所述安全接头、冲洗头和所述暂堵筛管均为易钻磨材料制成。

进一步的，所述凡尔座通过可剪切的销钉固定在所述芯轴内部，并将所述卡块压入下锥体的凹槽中，实现卡块对下锥体凹槽和芯轴孔眼的连接。

进一步的，所述下封头的内径小于凡尔座外径。

进一步的，所述暂堵筛管包括基管、接箍、暂堵片、密封圈和压环。

进一步的，所述暂堵筛管的孔眼包括直径不同的两部分，分别作为第一孔眼和第二孔眼。所述第一孔眼位于管体内侧，所述第二孔眼位于管体外侧，所述第二孔眼直径大于所述第一孔眼直径；第一孔眼与第二孔眼之间具有台阶，用于支撑暂堵片，且在台阶上设有凹槽，密封圈位于台阶的凹槽中，然后在第二孔眼中放置暂堵片，所述压环固定在第二孔眼上部，将暂堵片顶压在台阶上。

进一步的，所述暂堵筛管中，暂堵片采用在地层流体中可溶的聚合物材料加工而成。

进一步的，所述暂堵片材料为聚酯BA1-28，要求抗压强度大于5MPa；

进一步的，所述暂堵筛管中，基管和压环采用易钻磨的铝合金材料加工而成。

一种碳酸盐岩油井筛管完井管柱的解卡方法，步骤如下：

S100、将可旋转丢手器、暂堵筛管分别组装成型，达到连接和密封标准要求；

S200、将可旋转丢手器、安全接头、暂堵筛管和冲洗头自上而下连接，组成筛管完井管柱，采用钻杆或油管作为上部管柱，通过旋转丢手器将筛管完井管柱连在上部管柱底部，并将筛管完井管柱利用上部管柱下入井底；

S300、在下入过程中一旦出现遇阻、遇卡，则进行解卡作业，解卡作业步骤为，采用解堵液大排量正循环或反循环冲洗，由于筛管孔眼处于暂堵状态，解堵液能够循环至井底，通过冲洗头喷出或进入，保证了冲洗液对遇阻和遇卡点的有效冲洗；同时井口转动上部管柱带动下部管柱旋转，边冲洗、边旋转，并缓慢上提下放管柱，直至完井管柱解卡；

S400、筛管完井管柱成功下入井底后，循环洗井，清除井壁泥浆和井筒杂质；

S500、完成洗井后，完成丢手，并起出上部管柱，放喷排液；留在井下的暂堵筛管的暂堵片溶解，筛管恢复流动能力和支撑作用。

S600、后期修井过程中，下入专用打捞工具打捞出可旋转丢手器，再下入钻磨工具直接将留在井下的可旋转丢手器部分元件、安全接头、暂堵筛管和冲洗头钻磨掉，重新恢复井筒，进行二次完井。

进一步的，所述解堵液可采用原井的完井液、酸液、泥饼溶解液、润滑剂。

进一步的，所述步骤S500中的丢手步骤，具体如下：

首先，对可旋转丢手器投球作业，待球落入凡尔座中后打压，压力让活塞上部的销钉剪断，活塞下行带动外套筒和上锥体下行，在上锥体和下锥体的挤压作用下，割缝膨胀套两端膨胀开，使其紧贴在套管内壁上，从而达到悬挂支撑下部管柱作用；上锥体下行后，开口棘齿卡圈卡在下锥体中部的倒齿上，保证套管悬挂不会松脱；

然后继续打压，由于凡尔座的销钉承压大于活塞销钉承压，当压力进一步提升，凡尔座销钉剪断，凡尔座下滑被下封头接住；将上部管柱上提，卡块及球落入凡尔座中，芯轴与下锥体分离，芯轴连同凡尔座、缸套、外套筒被起出，下锥体卡在外套筒中，实现上部管柱的丢手分离；

进一步的，所述步骤S500中的丢手步骤，如果不需要上部悬挂支撑，可以将心轴上部压力孔堵死，投球打压，上部不支撑，使其只有下部凡尔座销钉剪断，利用井底来支撑管柱。

本实用新型的有益之处在于：

(1)筛管孔眼采用暂堵片封堵，实现了筛管段的循环冲洗，有利于处理筛管段遇卡情况；

(2)筛管完井管柱下到位后，能够实现全井段的循环洗井，有效清除井壁泥饼和井筒杂质，有利于保护储层；

(3)可旋转丢手器的卡块固定在不连续的多个凹槽，即可限制下锥体跟随芯轴转动，能够通过旋转上部管柱带动下部管柱旋转，从而实现井底旋转钻具解卡；

(4)暂堵筛管和可旋转丢手器配合使用，利用冲洗和旋转管柱双重作用，可以有效处理现有技术难以处理的严重遇阻、遇卡、不能一次下到位的问题；

(5)暂堵筛管和冲洗头采用易钻磨材料加工而成，后期修井不需要打捞筛管完井管柱，直接可以将筛管和冲洗头钻磨掉，减小修井难度和作业费用，节约时间。

附图说明

图1为实施例提供的一种碳酸盐岩油井筛管完井管柱结构示意图；

图2为实施例提供的冲洗头结构示意图；

图3为实施例提供的暂堵筛管结构示意图；

图4为实施例提供的暂堵筛管孔眼放大结构示意图；

图5为实施例提供的可旋转丢手器结构示意图。

图中标注说明：

1可旋转丢手器、2安全接头、3暂堵筛管、4冲洗头、5易钻磨油管；

101芯轴、102缸套、103活塞、104外筒体、105开口棘齿卡圈、106上锥体、107下锥体、108膨胀套、109卡块、110凡尔座、111下接头、112下封头；

301基管、302接箍、303暂堵片、304密封圈、305压环；

401螺纹扣、402水眼。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，一种碳酸盐岩油井筛管完井管柱，包括自上而下连接的可旋转丢手器1、安全接头2、暂堵筛管3和冲洗头4；

如图5所示，所述可旋转丢手器1包括芯轴101、缸套102、活塞103、外筒体104、开口棘齿卡圈105、上锥体106、下锥体107、膨胀套108、卡块109、凡尔座110、下接头111、下封头112；所述缸套102、所述活塞103、所述下锥体107、所述下接头111从上至下依次嵌套在所述芯轴101外侧；所述活塞103、所述缸套102和所述芯轴101之间保持密封，让所述芯轴101内部形成密封的中空腔体；所述活塞103通过可剪切的销钉与所述芯轴101固定连接；所述下接头111与所述下锥体107的下端固定连接；所述外筒体104、所述开口棘齿卡圈105、所述上锥体106、所述膨胀套108均嵌套在所述下锥体107外侧；下锥体107的中部外壁设有倒齿结构，下锥体107中下部内部设有多个不连续的凹槽；所述芯轴101中下部本体上开设多个孔眼，所述孔眼的位置和大小与下锥体107凹槽相对应；所述卡块109位于下锥体107的凹槽和芯轴101的孔眼中，所述下封头112固定连接在所述芯轴101下端；

如图3和4所示，所述暂堵筛管3，所述暂堵筛管3包括基管301、接箍302、暂堵片303、密封圈304和压环305；所述基管301采用圆形管柱，管体上均匀钻取孔眼，并在孔眼内设置暂堵片303。

所述安全接头2、冲洗头4和所述暂堵筛管3均为易钻磨材料制成。

所述凡尔座110通过可剪切的销钉固定在所述芯轴101内部，并将所述卡块109压入下锥体107的凹槽中，实现卡块109对下锥体107凹槽和芯轴101孔眼的连接。

所述下封头112的内径小于凡尔座110外径。

所述暂堵筛管3的孔眼包括直径不同的两部分，分别作为第一孔眼和第二孔眼。所述第一孔眼位于管体内侧，所述第二孔眼位于管体外侧，所述第二孔眼直径大于所述第一孔眼直径；第一孔眼与第二孔眼之间具有台阶，用于支撑暂堵片303，且在台阶上设有凹槽，密封圈304位于台阶的凹槽中，然后在第二孔眼中放置暂堵片303，所述压环305固定在第二孔眼上部，将暂堵片303顶压在台阶上。

所述暂堵筛管3中，暂堵片303采用在地层流体中可溶的聚合物材料加工而成，比如聚酯BA1-28，并且要求抗压强度大于5MPa；所述暂堵筛管3中，基管301和压环305采用易钻磨的铝合金材料加工而成。

所述冲洗头4为中空的圆柱体，底部为椭球形结构，底部上设有多个水眼402用于冲洗地层，其上端设有螺纹扣401，使其能与暂堵筛管3连接。

针对上述的碳酸盐岩油井筛管完井管柱的，其解卡方法，步骤如下：

S100、将可旋转丢手器1、暂堵筛管3分别组装成型，达到连接和密封标准要求；

S200、将可旋转丢手器1、安全接头2、暂堵筛管3和冲洗头4自上而下连接，组成筛管完井管柱，采用钻杆或油管作为上部管柱，通过旋转丢手器将筛管完井管柱连在上部管柱底部，并将筛管完井管柱利用上部管柱下入井底；

S300、在下入过程中一旦出现遇阻、遇卡，则进行解卡作业，解卡作业步骤为，采用解堵液大排量正循环或反循环冲洗，所述解堵液可采用原井的完井液、酸液、泥饼溶解液、润滑剂；由于筛管孔眼处于暂堵状态，解堵液能够循环至井底，通过冲洗头4喷出或进入，保证了冲洗液对遇阻和遇卡点的有效冲洗；同时井口转动上部管柱带动下部管柱旋转，边冲洗、边旋转，并缓慢上提下放管柱，直至完井管柱解卡；S400、筛管完井管柱成功下入井底后，循环洗井，清除井壁泥浆和井筒杂质；

S500、完成洗井后，进行丢手作业，首先，对可旋转丢手器1投球作业，待球落入凡尔座110中后打压，压力让活塞103上部的销钉剪断，活塞103下行带动外筒体104和上锥体106下行，在上锥体106106下锥体107的挤压作用下，割缝膨胀套108两端膨胀开，使其紧贴在套管内壁上，从而达到悬挂支撑下部管柱作用；上锥体106下行后，开口棘齿卡圈105卡在下锥体107中部的倒齿上，保证套管悬挂不会松脱；然后继续打压，由于凡尔座110的销钉承压大于活塞103销钉承压，当压力进一步提升，凡尔座110销钉剪断，凡尔座110下滑被下封头112接住；将上部管柱上提，卡块109及球落入凡尔座110中，芯轴101与下锥体107分离，芯轴101连同凡尔座110、缸套102、外筒体104被起出，下锥体107卡在外筒体104中，实现上部管柱的丢手分离；并起出上部管柱，放喷排液；留在井下的暂堵筛管3的暂堵片303溶解，筛管恢复流动能力和支撑作用。

S600、后期修井过程中，下入专用打捞工具打捞出可旋转丢手器1，再下入钻磨工具直接将留在井下的可旋转丢手器1部分元件、安全接头2、暂堵筛管3和冲洗头4钻磨掉，重新恢复井筒，进行二次完井。

进一步的，所述步骤S500中的丢手步骤，如果不需要上部悬挂支撑，可以将心轴101上部压力孔堵死，投球打压，上部不支撑，使其只有下部凡尔座110销钉剪断，利用井底来支撑管柱。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种碳酸盐岩油井筛管完井管柱，包括自上而下连接的可旋转丢手器、安全接头、暂堵筛管和冲洗头；

其特征在于，所述可旋转丢手器包括芯轴、缸套、活塞、外筒体、开口棘齿卡圈、上锥体、下锥体、膨胀套、卡块、凡尔座、下接头、下封头；所述缸套、所述活塞、所述下锥体、所述下接头从上至下依次嵌套在所述芯轴外侧；所述活塞、所述缸套和所述芯轴之间保持密封，让所述芯轴内部形成密封的中空腔体；所述活塞通过可剪切的销钉与所述芯轴固定连接；所述下接头与所述下锥体的下端固定连接；所述外筒体、所述开口棘齿卡圈、所述上锥体、所述膨胀套均嵌套在所述下锥体外侧；下锥体的中部外壁设有倒齿结构，下锥体中下部内部设有多个不连续的凹槽；所述芯轴中下部本体上开设多个孔眼，所述孔眼的位置和大小与下锥体凹槽相对应；所述卡块位于下锥体的凹槽和芯轴的孔眼中，所述下封头固定连接在所述芯轴下端；

所述暂堵筛管，包括基管，所述基管采用圆形管柱，在管柱上均匀钻取有多个孔眼，并在孔眼内设置有暂堵片；

所述安全接头、冲洗头和所述暂堵筛管均为易钻磨材料制成。

2.根据权利要求1所述的一种碳酸盐岩油井筛管完井管柱，其特征在于，所述凡尔座通过可剪切的销钉固定在所述芯轴内部，并将所述卡块压入下锥体的凹槽中，实现卡块对下锥体凹槽和芯轴孔眼的连接。

3.根据权利要求2所述的一种碳酸盐岩油井筛管完井管柱，其特征在于，所述下封头的内径小于凡尔座外径。

4.根据权利要求1或3所述的一种碳酸盐岩油井筛管完井管柱，其特征在于，所述暂堵筛管包括基管、接箍、暂堵片、密封圈和压环。

5.根据权利要求4所述的一种碳酸盐岩油井筛管完井管柱，其特征在于，所述暂堵筛管的孔眼包括直径不同的两部分，分别作为第一孔眼和第二孔眼；所述第一孔眼位于管体内侧，所述第二孔眼位于管体外侧，所述第二孔眼直径大于所述第一孔眼直径；第一孔眼与第二孔眼之间具有台阶，用于支撑暂堵片，且在台阶上设有凹槽，密封圈位于台阶的凹槽中，然后在第二孔眼中放置暂堵片，所述压环固定在第二孔眼上部，将暂堵片顶压在台阶上。

6.根据权利要求5所述的一种碳酸盐岩油井筛管完井管柱，其特征在于，所述暂堵筛管中，暂堵片采用在地层流体中可溶的聚合物材料加工而成；

所述暂堵筛管中，基管和压环采用易钻磨的铝合金材料加工而成。

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