CN216008463U - 一种调流无极段充填技术管柱 - Google Patents

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邢秀贵
王玉婷
刘智仁
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本发明涉及油田井下作业设备技术领域,具体公开了一种调流无极段充填技术管柱,包括完井管柱和服务管柱,完井管柱包括自上而下依次连接的封隔器、充填滑套、控水筛管、分段滑套和充填工具;充填滑套包括滑套主体和安装在滑套主体上的滑套,滑套主体上开设滑套流道,通过滑套将滑套流道开启和关闭;服务管柱包括冲管,冲管的底部连接有与充填工具配合的充填服务工具,冲管的上端设有与滑套配合的滑套开关;冲管与控水筛管之间,以及冲管与分段滑套之间形成环空的上返流道,封隔器上还开设有与上返流道连通的反洗通道。本发明适用于含水高且出砂严重的长井段或超长井段井,既可以实现长井段或超长井段的有效防砂,同时能达到长期调流控水的效果。

Description

一种调流无极段充填技术管柱
技术领域
本实用新型涉及油田井下作业设备技术领域,具体涉及一种调流无极段充填技术管柱。
背景技术
随着我国主要稠油出砂油田胜利、辽河、冀东、河南、新疆等各大油田进入开发中后期,油田开发井含水率急速上升,有些区块含水率已达到95%以上,严重影响了水平井的开发效果。
水平井筛套完井含水质量分数上升快的主要原因是水平段局部见水所造成的,主要有两种情况:第一是由于水平段内沿流动方向存在一定的流动压力降,导致水平段根端生产压差大于指端压差,进而水平段下部水脊根端偏高、指端偏低,引起根端局部提前见水。
第二是边水、注入水局部突进使产出段局部见水。为了降低或控制水平井含水率,延长水平井生产寿命 ,确保油田稳产、高产,就必须采取一些有效的措施来解决油井的调流的问题。
现有解决油田高含水的广泛措施为使用控水筛管,但是对于出砂严重长水平段或者超长水平段井,当使用控水筛管进行充填作业时,往往面临充填压力过高而不得不提前停止充填作业导致充填不密实的问题,因此发明人想设计一种充填技术管柱,来解决目前这类井内充填技术的难题。
实用新型内容
本实用新型的目的就是针对现有技术存在的缺陷,提供一种调流无极段充填技术管柱,其结构合理,能够在含水高且出砂严重的长井段或超长井段井,既可以实现长井段或超长井段的有效防砂,同时能达到长期调流控水的效果。
本实用新型的技术方案是:
一种调流无极段充填技术管柱,包括完井管柱和服务管柱,所述服务管柱位于完井管柱的腔内;
所述完井管柱包括自上而下依次连接的封隔器、充填滑套、控水筛管、分段滑套和充填工具,所述充填工具的底部设有充填口;
所述充填滑套包括滑套主体和安装在滑套主体上的滑套,所述滑套主体上开设滑套流道,并通过滑套的位移将滑套流道开启和关闭;
所述服务管柱包括冲管,所述冲管的底部连接有与充填工具配合的充填服务工具,所述冲管的上端设有与滑套配合的滑套开关;
所述冲管与控水筛管之间,以及冲管与分段滑套之间形成环空的上返流道,所述封隔器上还开设有与上返流道连通的反洗通道。
优选的,所述控水筛管包括基管、筛套、端环、阀座和控水阀片;
所述端环套装在基管的外壁上,所述筛套套在基管的外侧,并且筛套的顶部与端环固定连接,所述筛套与基管之间形成环空的滤液流道,所述阀座的顶部连接在滤液流道的底部,所述阀座上开设有滤液孔,所述控水阀片安装在阀座上,所述控水阀片的入水口与滤液流道连通,所述控水阀片的出水口与滤液孔连通。
优选的,所述分段滑套包括活塞环、外护套、弹簧和分流管;
所述外护套的两端分别连接有连接环和下接头,所述外护套腔内的上端设有与分流管适配的插槽,所述分流管的顶部插入插槽内,并通过下接头将分流管固定在外护套腔内;
所述外护套和分流管之间形成环空的活塞腔,所述活塞环滑动密封连接在活塞腔内,所述弹簧位于下接头和活塞环之间,放置在活塞腔内;
所述外护套的顶部开设有与活塞腔顶部连通的泄压流道,所述分流管上开设有与活塞环位置对应的泄流孔。
优选的,所述封隔器为投球式封隔器。
优选的,所述充填服务工具包括中心管和导向头,所述导向头连接在中心管的底部。
本实用新型与现有技术相比较,具有以下优点:
通过本实用新型能够实现挤压充填,并通过管柱适配分段滑套,解决了当前控水筛管充填防砂压力过高,而导致充填不密实的问题,节约了时间和费用,大幅度延长了采油周期。
其中,控水筛管内的控水阀片可以根据井底含油、含水的不同情况,进行选择装配不同的规格,利用油水基本物性差异,利用不同的调流阀片改变流动通道的几个特性改变流体的运动趋势改善底水锥进。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为图1上半部分结构示意图;
图3为图1下半部分结构示意图;
图4为分段滑套的结构示意图;
图5为控水筛管的结构示意图;
图中:1、封隔器,2、充填滑套,3、控水筛管,4、分段滑套,5、充填工具,6、充填口,7、油管,8、套管,9、反洗通道,10、滑套开关,11、冲管,12、上返流道,13、充填服务工具,131、中心管,132、导向头,201、滑套主体,202、滑套流道,203、滑套,204、绕丝筛套,301、基管,302、端环,303、阀座,304、筛套,305、控水阀片,306、滤液孔,307、滤液流道,401、连接环,402、泄压流道,403、活塞环,404、泄流孔,405、外护套,406、活塞腔,407、弹簧,408、分流管,409、下接头。
具体实施方式
下面是结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
实施例1
参见图1至图5,一种调流无极段充填技术管柱,包括完井管柱和服务管柱,服务管柱位于完井管柱的腔内。
完井管柱包括自上而下依次连接的封隔器1、充填滑套2、控水筛管3、分段滑套4和充填工具5,封隔器1选用为投球式封隔器。
其中,控水筛管3和分段滑套4可根据充填的长度选择连续装配多组。
充填工具5的底部设有充填口6,充填服务工具13包括中心管131和导向头132,导向头132连接在中心管131的底部,导向头132一般选用锥形结构,便于引导充填服务工具13进入充填工具5。
充填滑套2包括滑套主体201和安装在滑套主体201上的滑套203,滑套主体201的外侧可安装有筛管,筛管可以是绕丝筛管、自洁变孔抗堵筛管等。
滑套主体201上开设滑套流道202,通过滑套203的位移将滑套流道202开启和关闭,并通过滑套流道202平衡管柱内外的压差,避免出现局部高压的问题。
服务管柱包括冲管11,冲管11的底部连接有与充填工具5配合的充填服务工具13,冲管11的上端设有与滑套203配合的滑套开关10。
冲管11与控水筛管3之间,以及冲管11与分段滑套4之间形成环空的上返流道12,封隔器1上还开设有与上返流道12连通的反洗通道9。
其中,滑套203可以通过与滑套开关10的接触摩擦开启或关闭,或者在滑套203与滑套主体201之间安装弹性部件,通过滑套开关10下压将滑套203向下推动开启滑套流道202,当滑套开关10向上时,在弹性的作用下滑套203复位。
上述滑套开关10的结构可以是间隔环绕在冲管11外周的多个凸台,或者带有通孔的环状凸台,并通过凸台间的间隙或通孔将滑套开关10上下两端的上返流道12连通。
实施例2
本实施例是在实施例1的基础上对控水筛管3进一步优化,具体是:
参见图5,控水筛管3包括基管301、筛套304、端环302、阀座303和控水阀片305。
端环302套装在基管301的外壁上,筛套304套在基管301的外侧,并且筛套304的顶部与端环302固定连接,筛套304与基管301之间形成环空的滤液流道307。
阀座303的顶部连接在滤液流道307的底部,控水阀片305安装在阀座303上,控水阀片305的入水口与滤液流道307连通,控水阀片305的出水口与滤液孔306连通。
另外,调流控水阀片305可以适配我公司,专利号为CN202022493955.9,名称为一种抗堵控水筛管上的控水阀片,从而使本实用新型装配更加的灵活便捷。
按含油率及含水率不同控水阀可分为3种结构,第一种内部为分支流线型设计,有效降低油的摩阻,加长水流程;
第二种设有4-6条入水口,入水口全部呈流线型设计,阻力小,流通面基大,过液量大,适用于含油率较高的井;
第三种结构入口流道螺旋环绕且流道长度较前两种结构较长,水的流程最长,摩阻最大,适用于含水率较高的井。
控水阀片305可以根据井底含油、含水的不同情况,进行选择装配不同的规格,利用油水基本物性差异,利用不同的调流阀片改变流动通道的几个特性改变流体的运动趋势改善底水锥进。
实施例3
本实施例是在实施例1或实施例2的基础上对分段滑套4进一步优化,具体是:
参见图4,分段滑套4包括活塞环403、外护套405、弹簧407和分流管408;
外护套405的两端分别连接有连接环401和下接头409,外护套405腔内的上端设有与分流管408适配的插槽,分流管408的顶部插入插槽内,并通过下接头409将分流管408固定在外护套405腔内。
外护套405和分流管408之间形成环空的活塞腔406,活塞环403滑动密封连接在活塞腔406内,弹簧407位于下接头409和活塞环403之间,放置在活塞腔内。
外护套405的顶部开设有与活塞腔顶部连通的泄压流道402,分流管408上开设有与活塞环403位置对应的泄流孔404。
控水筛管3与分段滑套4装配时,基管301底部与分流管408顶部螺纹连接,滤液流道307与泄压流道402连通。
正常填充作业时,液流由筛套304、滤液流道307、滤液孔306进入上返流道12,当滤液流道307内压力超过10Mpa时,部分液流经筛套304、滤液流道307直接进入泄压流道402,并推动活塞环403移动,将泄流孔404开启,实现主动泄压。
实施例4
上述实施例中一种调流无极段充填技术管柱的使用方法,具体是:
包括如下步骤:
(1)下完井管柱:
将封隔器1、充填滑套2、控水筛管3、分段滑套4和充填工具5自上而下依次连接为完井管柱,然后缓慢下入套管8内至设计深度。
(2)下服务管柱:
将充填服务工具13、冲管11、滑套开关10连接为服务管柱,服务管柱与油管7连接后,缓慢下入完井管柱腔内至设计深度。
随后下压服务管柱,利用滑套开关10推动滑套203移动,将充填滑套流道202打开,利用充填服务工具13将充填工具5的充填口6打开。
(3)封隔器座封:
首先向冲管11泵入液体,液体经冲管11直达充填工具5,从充填口6进入完井管柱与套管8之间的环空,然后由控水筛管3的滤液孔306进入上返流道12,最后由反洗通道9返出;
直至返出液体干净无油污后,停止泵入液体,然后向封隔器1内投入钢球,等钢球落至封隔器1的球座上,向管柱内泵入液体,对封隔器进行台阶式打压5MPa 、8MPa 和12MPa,每个台阶稳压3分钟,通过液压作用使封隔器1的胶筒与套管8密封,完成座封。
(4)封隔器验封:
从封隔器1与套管8的环空打压验封,验封压力为10-15MPa,然后上提管柱5t,验证封隔器座封能力,座封无问题后,将钢球反洗出。
(5)循环加砂:
自冲管11将液体泵入井底,液体经上返流道12后形成循环,泵入液体排量从逐渐提升到300L—600L/min,观察套管8压力变化,控制循环压力3-5MPa,压力稳定后加砂循环充填作业。
循环加砂时,一般加砂比例为5%-10%,排量控制为300L/min。
当套管8压力达到10MPa时,一部分液体从控水筛管3的滤液孔306进入上返流道12,另一部分液体由滤液流道307进入泄压流道402,然后推动活塞环403移动,泄压孔开启泄压,此时进入低速的充填作业,套管8压力降低至10MPa以下后,在弹簧407的作用下活塞环403关闭泄压孔,进而可继续提高加砂速度,进行快速充填作业。
(6)顶替:
停止加砂,继续泵入液体,使液流将冲管11内滞留的砂子从充填口6携带进入完井管柱与套管8环空内,达到清洗管柱内部的目的,防止后期生产采油时将管柱内滞留的砂子吸入泵内,对泵造成损害。
(7)起出服务管柱。
通过该装置能够实现挤压充填,管柱适配分段滑套4,解决了当前控水筛管3充填防砂压力过高,而导致充填不密实的问题,节约了时间和费用,大幅度延长了采油周期。
本实用新型并不限于上述的实施方式,在本领域技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化,变化后的内容仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种调流无极段充填技术管柱,其特征在于:包括完井管柱和服务管柱,所述服务管柱位于完井管柱的腔内;
所述完井管柱包括自上而下依次连接的封隔器、充填滑套、控水筛管、分段滑套和充填工具,所述充填工具的底部设有充填口;
所述充填滑套包括滑套主体和安装在滑套主体上的滑套,所述滑套主体上开设滑套流道,并通过滑套的位移将滑套流道开启和关闭;
所述服务管柱包括冲管,所述冲管的底部连接有与充填工具配合的充填服务工具,所述冲管的上端设有与滑套配合的滑套开关;
所述冲管与控水筛管之间,以及冲管与分段滑套之间形成环空的上返流道,所述封隔器上还开设有与上返流道连通的反洗通道。
2.根据权利要求1所述的一种调流无极段充填技术管柱,其特征在于:所述控水筛管包括基管、筛套、端环、阀座和控水阀片;
所述端环套装在基管的外壁上,所述筛套套在基管的外侧,并且筛套的顶部与端环固定连接,所述筛套与基管之间形成环空的滤液流道,所述阀座的顶部连接在滤液流道的底部,所述阀座上开设有滤液孔,所述控水阀片安装在阀座上,所述控水阀片的入水口与滤液流道连通,所述控水阀片的出水口与滤液孔连通。
3.根据权利要求1所述的一种调流无极段充填技术管柱,其特征在于:所述分段滑套包括活塞环、外护套、弹簧和分流管;
所述外护套的两端分别连接有连接环和下接头,所述外护套腔内的上端设有与分流管适配的插槽,所述分流管的顶部插入插槽内,并通过下接头将分流管固定在外护套腔内;
所述外护套和分流管之间形成环空的活塞腔,所述活塞环滑动密封连接在活塞腔内,所述弹簧位于下接头和活塞环之间,放置在活塞腔内;
所述外护套的顶部开设有与活塞腔顶部连通的泄压流道,所述分流管上开设有与活塞环位置对应的泄流孔。
4.根据权利要求1所述的一种调流无极段充填技术管柱,其特征在于:所述封隔器为投球式封隔器。
5.根据权利要求1所述的一种调流无极段充填技术管柱,其特征在于:所述充填服务工具包括中心管和导向头,所述导向头连接在中心管的底部。
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