CN211524789U - 二级三段带压作业注水管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种二级三段带压作业注水管柱，包括与三个注水层相对应的偏心配水器，相邻偏心配水器之间分别设有油管扶正器和Y341封隔器，管柱底部设有单向球座，顶部偏心配水器的上方设有水力锚和多功能堵塞器，多功能堵塞器包括中心管，中心管的上部外周设有密封机构，中心管的中部外周设有助推机构，中心管的下端旋接有洗井机构，洗井机构包括密封筒、滑套开关和单流阀，密封筒与滑套开关中段对应的部位设有反洗孔，滑套开关的上端设有供钢球坐封的喇叭口，单流阀连接在密封筒下端，单流阀的下方连接有锚定机构。该堵塞器在正常堵塞和注水的基础上，建立井内液体循环通道，可以实现冲洗井来协助解封封隔器，提高工作效率，同时有效保护环境。

Description

二级三段带压作业注水管柱

技术领域

本实用新型涉及一种注水管柱，尤其涉及一种二级三段带压作业注水管柱，属于注水井技术领域。

背景技术

油管堵塞器是专门用于封堵油管内腔的一种工具。可以在井口有压力的状态下，配合专用井口井控装置、井口加载装置在常规机械的配合下进行不压井起下管柱。

由于部分分注井注水年限较长，井内存在垢、砂、锈等大量杂质，导致分注井封隔器解封困难，需要冲洗井协助解封封隔器或解卡。但是现有堵塞器存在一个缺陷，在不取出堵塞器的情况下无法实现冲洗井功能，导致无法解封或长时间解封，为了避免部分井的封隔器无法解封的情况，目前采取的措施是所有分注井解封之前先反冲洗井再投堵。以某油田为例，2018年度带压作业分注井49口，每年平均仅有3-5口井需要冲洗协助解封或解卡，但实际有40口井采取先冲洗井、再投堵工艺，洗井过程浪费了大量人力物力，也存在污染地层的风险。

油田带压作业油管堵塞器有两类，不可捞式和可捞式堵塞器。不可捞式堵塞器是常用堵塞器，自由落体或水力式投送，上部带有密封胶皮，下部带滑块捞矛，结构简单；但坐封后便不可取出，由于其缺少循环通道，无法实现反冲洗功能，当需要洗井时无法实现。按正常设计工序投入油管堵塞器，由于注水时间长，套管内壁有较多水垢等杂质，导致解封封隔器困难。需要通过活动管柱和洗井等方式配合解卡，由于堵塞器不能取出，只能单一采取活动管柱方式解卡，解卡时间多耗费2-5天，且增加了解卡时井下和地面的安全风险。

可捞式堵塞器使用钢丝绳投送或杆式投送，有坐封、密封、解封等机构组成，整体结构复杂。在施工中如果需要洗井，则要将已投堵好的油管堵塞器重新捞出，但需要带压下钢丝作业或小直径下抽杆打捞。这种做法相对复杂，大大增加了施工时间及工序步骤，延长工期；打捞作业增加了大量人力物力，还要配套设备辅助，打捞堵塞器过程中还存在不确定性，可能还会导致井喷，存在较大安全环保风险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种二级三段带压作业注水管柱，在正常堵塞和注水的基础上，建立井内液体循环通道，可以实现冲洗井来协助解封封隔器，提高工作效率，同时有效保护环境。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种二级三段带压作业注水管柱，包括与三个注水层相对应的偏心配水器，相邻偏心配水器之间分别设有油管扶正器和Y341封隔器，管柱底部设有单向球座，顶部偏心配水器的上方设有水力锚，水力锚上方的管柱内腔设有多功能堵塞器，所述多功能堵塞器包括中心管，所述中心管的上部外周设有密封机构，所述中心管的中部外周设有助推机构，所述中心管的下端旋接有洗井机构，所述洗井机构包括密封筒、滑套开关和单流阀，所述密封筒旋接在所述中心管的下端外周，密封筒内台阶抵靠在中心管的下端口下方，所述滑套开关位于密封筒内台阶的下方，所述滑套开关的中段通过剪钉固定在密封筒上，所述密封筒与滑套开关中段对应的部位设有反洗孔，所述滑套开关的上部及下部圆周上分别嵌有滑套密封圈与密封筒的内壁实现密封，所述滑套开关的上端设有供钢球坐封的喇叭口，所述单流阀连接在密封筒的下端，单流阀的下方连接有锚定机构。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：该堵塞器能正常向油管中投堵，水流推动助推机构使堵塞器顺利下行，到达锚定位置时，油管放压，在井压作用下，堵塞器上行，卡瓦瞬间锚定在油管的内壁，上部的密封机构扩张，有效封堵油管内腔，实现堵塞功能。当油管打压至一定压力，水压将单流阀推开，水流进入多功能堵塞器的下方，由各偏心配水器向各注水层注水，此时堵塞器实现注水功能。当需要洗井时，向油管内投球，钢球坐封在滑套开关上端的喇叭口中，然后油管打压，在钢球上方产生憋压，当憋压达到设定值，剪钉被剪断，滑套开关打开下行，使反洗孔与中心孔贯通，建立反洗井循环通道。油管外环空的水流通过各Y341封隔器的旁通阀下行，到达井底，从管柱底部的单向球座进入油管内腔，到达堵塞器的密封机构下方，从单流阀上方的反洗孔进入堵塞器的中心孔，并继续向上流动，到达地面罐中，如此建立反洗循环，将各Y341封隔器上方的杂质冲洗干净，可以在不捞出堵塞器的情况下实现反洗井作业，便于各Y341封隔器的顺利解封。该堵塞器结构简单、操作方便，具有堵塞、注水和反洗等多种功能。自身带有洗井通道，不需要投入大量人力、物力取出堵塞器，就可建立井内液体循环通道，实现冲洗井来协助解封封隔器，提高工作效率，同时有效保护环境。使带压作业的洗井作业时间减少50%，人力成本减少30%，每口井设备及工艺成本减少六千元以上。

作为本实用新型的改进，所述单流阀包括旋接在密封筒下端口的阀体，阀体的内腔上部设有阀座，阀座的锥形面下方抵靠有阀芯，阀芯连接在阀杆的上部且与阀杆连为一体，阀杆的外周套装有弹簧，弹簧的上部抵靠在阀芯的下端面台阶上，弹簧的下部支撑在弹簧座上，弹簧座的外周旋接在阀体的内壁，阀杆的下端插接在弹簧座的中心孔中。注水时，油管打压至一定压力，水压推动阀芯克服弹簧的张力下行，脱离阀座的锥形面，使单向阀打开。注水结束时，弹簧的张力使阀芯向上复位，重新坐封在阀座上。

作为本实用新型的进一步改进，所述密封机构包括两级开口向下且下端放大的皮碗，下方皮碗的顶部抵靠在中心管的外台阶上，下方皮碗的顶部抵靠在上接头的下方，上接头旋接在中心管的上端。卡瓦锚定后，井压将皮碗的下端口撑开，实现与油管的密封。

作为本实用新型的进一步改进，所述助推机构为助推胶塔，助推胶塔的最大外径为62mm。助推胶塔呈上大下小的多级台阶状，液力投堵时水流作用在助推胶塔的各台阶面上，在水压的作用下锥形胶皮向外扩张，作用在胶皮上的水力不会漏失，推送距离远。

作为本实用新型的进一步改进，所述阀体的下端口旋接有双公接头，双公接头的上端抵靠在弹簧座的下方，双公接头的下端旋接有下连接座，下连接座的圆周上设有与内腔贯通的注水孔，下连接座的底部中心连接有上细下粗的矛杆，矛杆上套装有可沿矛杆滑动的卡瓦，所述矛杆的下端旋接有导引头。当堵塞器进入油管投堵时，液力推动助推胶塔使堵塞器下行至预定位置，锚定机构的卡瓦依靠自重向下滑动，卡瓦与矛杆的斜面产生相对位移，卡瓦的外齿面与矛杆中心线之间的距离增加，直至与油管内壁接触。油管泄压后，井内压力推动矛杆的斜面向上运动，所产生的径向分力将卡瓦锁死在油管指定位置。堵塞器以下的液体作用在皮腕上使胶皮扩张密封，此时油管堵塞器起正常堵塞作用。注水时，穿过单流阀的水流沿双公接头的中心孔下行，从下连接座的注水孔排出。

作为本实用新型的进一步改进，所述中心管的外径为30mm，内通径为18mm；所述皮碗的最大外径为62mm。

作为本实用新型的进一步改进，所述滑套开关的外径为36mm，所述钢球的直径为16mm，所述反洗孔的孔径为14mm。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型二级三段带压作业注水管柱的结构示意图。

图2为本实用新型中多功能油管堵塞器的结构示意图。

图中：A.多功能油管堵塞器；B.水力锚；C.偏心配水器一；D.油管扶正器一；E.Y341封隔器一；F.偏心配水器二；G.油管扶正器二；H.Y341封隔器二；J.偏心配水器三；K.单向球座；1.上接头；2.中心管；3.皮碗；4.助推胶塔；5.密封筒；5a.反洗孔；5b.密封筒内台阶；5c.剪钉；6.滑套开关；6a.滑套密封圈；7.钢球；8.阀体；9.阀芯；9a.阀杆；10.弹簧；11.弹簧座；12.双公接头；13.下连接座；13a.注水孔；13b.矛杆；14.卡瓦；15.导引头。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型的二级三段带压作业注水管柱自上而下依次包括多功能油管堵塞器A、水力锚B、偏心配水器一C、油管扶正器一D、Y341封隔器一E、偏心配水器二F、油管扶正器二G、Y341封隔器二H、偏心配水器三J和单向球座K，偏心配水器一C负责上注水层的注水，偏心配水器二F负责中注水层的注水，偏心配水器三J负责下注水层的注水。

多功能油管堵塞器A包括中心管2，中心管2的上部外周设有密封机构，中心管2的中部外周设有助推机构，中心管2的下端旋接有洗井机构，洗井机构包括密封筒5、滑套开关6和单流阀，密封筒5旋接在中心管2的下端外周，密封筒内台阶5b抵靠在中心管2的下端口下方，滑套开关6位于密封筒内台阶5b的下方，滑套开关6的中段通过剪钉5c固定在密封筒5上，密封筒5与滑套开关6中段对应的部位设有反洗孔5a，滑套开关6的上部及下部圆周上分别嵌有滑套密封圈6a与密封筒5的内壁实现密封，滑套开关6的上端设有供钢球7坐封的喇叭口，滑套开关6的外径为36mm，钢球7的直径为16mm，反洗孔5a的孔径为14mm。单流阀连接在密封筒5的下端，单流阀的下方连接有锚定机构。

该堵塞器能正常向油管中投堵，水流推动助推机构使堵塞器顺利下行，到达锚定位置时，油管放压，在井压作用下，堵塞器上行，卡瓦14瞬间锚定在油管的内壁，上部的密封机构扩张，有效封堵油管内腔，实现堵塞功能。当油管打压至一定压力，水压将单流阀推开，水流进入多功能堵塞器A的下方，由偏心配水器一C向上注水层注水，由偏心配水器二F向中注水层注水，偏心配水器三J向下注水层注水，此时堵塞器实现注水功能。

当需要洗井时，向油管内投球，钢球7坐封在滑套开关6上端的喇叭口中，然后油管打压，在钢球7上方产生憋压，当憋压达到设定值，剪钉5c被剪断，滑套开关6打开下行，使反洗孔5a与中心孔贯通，建立反洗井循环通道，油管外环空的水流通过Y341封隔器一E和Y341封隔器二H的旁通阀下行，到达井底，从管柱底部的单向球座K进入油管内腔，到达堵塞器的密封机构下方，从单流阀上方的反洗孔5a进入堵塞器的中心孔，并继续向上流动，到达地面罐中，如此建立反洗循环，将各Y341封隔器上方的杂质冲洗干净，可以在不捞出堵塞器的情况下实现反洗井作业，便于各Y341封隔器的顺利解封。

单流阀包括旋接在密封筒5下端口的阀体8，阀体8的内腔上部设有阀座，阀座的锥形面下方抵靠有阀芯9，阀芯9连接在阀杆9a的上部且与阀杆9a连为一体，阀杆9a的外周套装有弹簧10，弹簧10的上部抵靠在阀芯9的下端面台阶上，弹簧10的下部支撑在弹簧座11上，弹簧座11的外周旋接在阀体8的内壁，阀杆9a的下端插接在弹簧座11的中心孔中。注水时，油管打压至一定压力，水压推动阀芯9克服弹簧10的张力下行，脱离阀座的锥形面，使单向阀打开。注水结束时，弹簧10的张力使阀芯9向上复位，重新坐封在阀座上。

密封机构包括两级开口向下且下端放大的皮碗3，中心管2的外径为30mm，内通径为18mm；皮碗3的最大外径为62mm。下方皮碗的顶部抵靠在中心管2的外台阶上，下方皮碗的顶部抵靠在上接头1的下方，上接头1旋接在中心管2的上端。卡瓦14锚定后，井压将皮碗3的下端口撑开，实现与油管的密封。

助推机构为助推胶塔4，助推胶塔4呈上大下小的多级台阶状，助推胶塔4的最大外径为62mm，液力投堵时水流作用在助推胶塔4的各台阶面上，在水压的作用下锥形胶皮向外扩张，作用在胶皮上的水力不会漏失，推送距离远。

阀体8的下端口旋接有双公接头12，双公接头12的上端抵靠在弹簧座11的下方，双公接头12的下端旋接有下连接座13，下连接座13的圆周上设有与内腔贯通的注水孔13a，下连接座13的底部中心连接有上细下粗的矛杆13b，矛杆13b上套装有可沿矛杆13b滑动的卡瓦14，矛杆13b的下端旋接有导引头15。

当堵塞器进入油管投堵时，液力推动助推胶塔4使堵塞器下行至预定位置，锚定机构的卡瓦14依靠自重向下滑动，卡瓦14与矛杆13b的斜面产生相对位移，卡瓦14的外齿面与矛杆中心线之间的距离增加，直至与油管内壁接触。油管泄压后，井内压力推动矛杆13b的斜面向上运动，所产生的径向分力将卡瓦14锁死在油管指定位置。堵塞器以下的液体作用在皮腕上使胶皮扩张密封，此时油管堵塞器起正常堵塞作用。注水时，穿过单流阀的水流沿双公接头12的中心孔下行，从下连接座13的注水孔13a排出。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种二级三段带压作业注水管柱，包括与三个注水层相对应的偏心配水器，相邻偏心配水器之间分别设有油管扶正器和Y341封隔器，管柱底部设有单向球座，顶部偏心配水器的上方设有水力锚，水力锚上方的管柱内腔设有多功能堵塞器，其特征在于：所述多功能堵塞器包括中心管，所述中心管的上部外周设有密封机构，所述中心管的中部外周设有助推机构，所述中心管的下端旋接有洗井机构，所述洗井机构包括密封筒、滑套开关和单流阀，所述密封筒旋接在所述中心管的下端外周，密封筒内台阶抵靠在中心管的下端口下方，所述滑套开关位于密封筒内台阶的下方，所述滑套开关的中段通过剪钉固定在密封筒上，所述密封筒与滑套开关中段对应的部位设有反洗孔，所述滑套开关的上部及下部圆周上分别嵌有滑套密封圈与密封筒的内壁实现密封，所述滑套开关的上端设有供钢球坐封的喇叭口，所述单流阀连接在密封筒的下端，单流阀的下方连接有锚定机构。

2.根据权利要求1所述的二级三段带压作业注水管柱，其特征在于：所述单流阀包括旋接在密封筒下端口的阀体，阀体的内腔上部设有阀座，阀座的锥形面下方抵靠有阀芯，阀芯连接在阀杆的上部且与阀杆连为一体，阀杆的外周套装有弹簧，弹簧的上部抵靠在阀芯的下端面台阶上，弹簧的下部支撑在弹簧座上，弹簧座的外周旋接在阀体的内壁，阀杆的下端插接在弹簧座的中心孔中。

3.根据权利要求1所述的二级三段带压作业注水管柱，其特征在于：所述密封机构包括两级开口向下且下端放大的皮碗，下方皮碗的顶部抵靠在中心管的外台阶上，下方皮碗的顶部抵靠在上接头的下方，上接头旋接在中心管的上端。

4.根据权利要求1所述的二级三段带压作业注水管柱，其特征在于：所述助推机构为助推胶塔，助推胶塔的最大外径为62mm。

5.根据权利要求2所述的二级三段带压作业注水管柱，其特征在于：所述阀体的下端口旋接有双公接头，双公接头的上端抵靠在弹簧座的下方，双公接头的下端旋接有下连接座，下连接座的圆周上设有与内腔贯通的注水孔，下连接座的底部中心连接有上细下粗的矛杆，矛杆上套装有可沿矛杆滑动的卡瓦，所述矛杆的下端旋接有导引头。

6.根据权利要求3所述的二级三段带压作业注水管柱，其特征在于：所述中心管的外径为30mm，内通径为18mm；所述皮碗的最大外径为62mm。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的二级三段带压作业注水管柱，其特征在于：所述滑套开关的外径为36mm，所述钢球的直径为16mm，所述反洗孔的孔径为14mm。

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