CN218563649U - 一种地浸生产井储层改造系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种地浸生产井储层改造系统，包括套管单元和管柱单元，初始状态时，洗井阀球并未投入，封堵组件封堵下封隔器，在喷嘴孔处连接加工喷嘴，向喷嘴腔内输送加工介质，利用加工喷嘴对加固套管和待改造储层进行割缝或射孔加工，然后利用上封隔器和下封隔器封堵管柱单元与加固套管之间的环空，投入洗井阀球，通过上封隔器向安装腔内输送矿层改造液，洗井阀球封堵连通通道，洗井阀座和洗井阀球受到的液体压力不断增大，剪切钉被洗井阀座切断，洗井阀座在安装腔内向下滑动，洗井孔打开，矿层改造液由洗井孔进入管柱单元与加固套管之间的腔体，继而通过加固套管加工出的缝或孔向待改造储层注入矿层改造液。

Description

一种地浸生产井储层改造系统

技术领域

本实用新型涉及原地浸出采铀技术领域，特别是涉及一种地浸生产井储层改造系统。

背景技术

天然铀作为重要的国家战略资源和能源矿产，在国防建设和经济发展中发挥重要的作用。我国的铀矿储量规模有限，难以满足核电的长远发展需求。特别是在浅层铀矿开采殆尽后，对深层铀矿的开采已成为未来发展趋势。

地浸采铀是一种在天然埋藏条件下，通过浸出剂与矿物的化学反应选择性地溶解矿石中的铀，而不使矿石产生位移的集采、冶于一体的新型铀矿开采方法。随着生产井的运行，产生矿层污染或近井地带堵塞，矿层各层位出液量不一，严重影响抽液量。现有技术中，使用炮弹射孔压裂改造矿层，炮弹易损伤套管，影响后续开采工作，且压裂改造矿层程度不均，同样不利于后续的高效开采。

因此，如何改变现有技术中，地浸生产井运行过程中，炮弹射孔压裂改造储层影响后续开采工作的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种地浸生产井储层改造系统，以解决上述现有技术存在的问题，提高储层改造施工的安全可靠性，从而达到增产提效的目的。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型还提供一种地浸生产井储层改造系统，包括：

套管单元所述套管单元包括生产井套管，所述生产井套管包括加固套管，所述加固套管设置于待改造储层处；

管柱单元，所述管柱单元能够伸入所述加固套管内，所述管柱单元包括依次相连的上封隔器、洗井组件、下封隔器和封堵组件，所述洗井组件利用所述上封隔器与外部矿层改造液相连通，所述上封隔器和所述下封隔器均能够封堵所述管柱单元与所述加固套管之间的环空；所述洗井组件包括洗井喷枪、洗井阀座和洗井阀球，所述洗井喷枪的一端与所述上封隔器相连，所述洗井喷枪的另一端与所述下封隔器相连，所述洗井喷枪具有安装腔和喷嘴腔，所述安装腔与所述喷嘴腔相连通，所述洗井阀座可滑动地设置于所述安装腔内，所述安装腔具有洗井孔，所述洗井孔与所述管柱单元以及所述加固套管之间的腔体相连通，初始状态时，所述洗井阀座与所述洗井喷枪之间设置剪切钉，且所述洗井阀座封堵所述洗井孔；所述洗井阀座具有连通通道，所述安装腔利用所述连通通道与外部矿层改造液相连通，所述洗井阀球能够封堵所述连通通道，所述喷嘴腔具有喷嘴孔，所述喷嘴孔与所述管柱单元以及所述加固套管之间的腔体相连通，所述喷嘴孔能够与加工喷嘴相连；所述封堵组件与所述下封隔器相连，所述封堵组件能够封堵所述下封隔器。

优选地，所述洗井阀座与所述安装腔之间设置有密封组件，所述密封组件包括多个密封元件，所述密封元件沿所述洗井阀座的轴线方向排布并套装于所述洗井阀座的外部，所述密封元件与所述安装腔的侧壁相抵。

优选地，所述洗井孔和所述喷嘴孔的数量均为多个，所述洗井孔绕所述安装腔的轴线周向均布，所述喷嘴孔绕所述喷嘴腔的轴线周向均布。

优选地，所述洗井组件还包括拔出杆，所述拔出杆与所述洗井阀座可拆卸连接，所述拔出杆远离所述洗井阀座的一端具有打捞环。

优选地，所述封堵组件包括单向阀接头、单向阀座、弹性件和单向阀芯，所述单向阀接头与所述下封隔器可拆卸连接且二者相连通，所述单向阀座与所述单向阀接头螺纹连接，所述单向阀座具有通孔，所述单向阀芯设置于所述单向阀接头与所述单向阀座围成的腔体内，所述弹性件设置于所述单向阀接头与所述单向阀芯之间，且在所述弹性件的作用下，所述单向阀芯封堵所述通孔。

优选地，所述单向阀芯与所述通孔为面接触。

优选地，所述上封隔器和所述下封隔器均为卡瓦式封隔器，所述上封隔器和所述下封隔器分别利用转换接头与所述洗井组件可拆卸连接。

优选地，所述加固套管由钢管制成。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：本实用新型还提供了一种地浸生产井储层改造系统，包括套管单元和管柱单元，套管单元在待改造储层处设置加固套管，利用加固套管加强生产井套管的结构强度，管柱单元能够伸入加固套管中。管柱单元包括洗井组件，初始状态时，洗井阀球并未投入，封堵组件封堵下封隔器，在喷嘴孔处连接加工喷嘴，向喷嘴腔内输送加工介质，利用加工喷嘴对加固套管和待改造储层进行割缝或射孔加工，然后利用上封隔器和下封隔器封堵管柱单元与加固套管之间的环空，实现待改造储层段的加固套管的封堵，投入洗井阀球，通过上封隔器向安装腔内输送矿层改造液，在液体压力作用下，洗井阀球封堵连通通道，洗井阀座和洗井阀球受到的液体压力不断增大，剪切钉被洗井阀座切断，洗井阀座在安装腔内向下滑动，洗井孔打开，矿层改造液由洗井孔进入管柱单元与加固套管之间的腔体，继而通过加固套管加工出的缝或孔向待改造储层注入矿层改造液，提高储能渗透能力，以达到增产提效的目的。本实用新型的地浸生产井储层改造系统，利用加固套管加固生产井，并利用管柱单元在加固套管上加工出注液口，同样利用洗井组件向待改造储层注入矿层改造液，有效提升矿层改造施工可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的地浸生产井储层改造系统的结构示意图；

图2为图1中A处的放大结构示意图；

图3为图1中B处的放大结构示意图；

图4为本实用新型的地浸生产井储层改造系统的部分结构示意图。

其中，1为生产井套管，2为加固套管，3为上封隔器，4为洗井组件，5为下封隔器，6为封堵组件，7为洗井喷枪，8为洗井阀座，9为洗井阀球，10为安装腔，11为喷嘴腔，12为洗井孔，13为剪切钉，14为连通通道，15为喷嘴孔，16为密封组件，17为拔出杆，18为单向阀接头，19为单向阀座，20为弹性件，21为单向阀芯，22为上接头，23为调节环，24为隔环，25为硬胶筒，26为压环，27为上中心管，28为锥体，29为卡瓦，30为卡瓦座，31为扶正块，32为滑环套，33为下中心管，34为转换接头，35为软胶筒。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种地浸生产井储层改造系统，以解决上述现有技术存在的问题，提高储层改造施工的安全可靠性，从而达到增产提效的目的。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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。

本实用新型提供一种地浸生产井储层改造系统，包括套管单元和管柱单元，其中，套管单元包括生产井套管1，生产井套管1包括加固套管2，加固套管2设置于待改造储层处；管柱单元能够伸入加固套管2内，管柱单元包括依次相连的上封隔器3、洗井组件4、下封隔器5和封堵组件6，洗井组件4利用上封隔器3与外部矿层改造液相连通，上封隔器3和下封隔器5均能够封堵管柱单元与加固套管2之间的环空；洗井组件4包括洗井喷枪7、洗井阀座8和洗井阀球9，洗井喷枪7的一端与上封隔器3相连，洗井喷枪7的另一端与下封隔器5相连，洗井喷枪7具有安装腔10和喷嘴腔11，安装腔10与喷嘴腔11相连通，洗井阀座8可滑动地设置于安装腔10内，安装腔10具有洗井孔12，洗井孔12与管柱单元以及加固套管2之间的腔体相连通，初始状态时，洗井阀座8与洗井喷枪7之间设置剪切钉13，且洗井阀座8封堵洗井孔12；洗井阀座8具有连通通道14，安装腔10利用连通通道14与外部矿层改造液相连通，洗井阀球9能够封堵连通通道14，喷嘴腔11具有喷嘴孔15，喷嘴孔15与管柱单元以及加固套管2之间的腔体相连通，喷嘴孔15能够与加工喷嘴相连；封堵组件6与下封隔器5相连，封堵组件6能够封堵下封隔器5。

本实用新型的地浸生产井储层改造系统，套管单元在待改造储层处设置加固套管2，利用加固套管2加强生产井套管1的结构强度，管柱单元能够伸入加固套管2中。管柱单元包括洗井组件4，初始状态时，洗井阀球9并未投入，封堵组件6封堵下封隔器5，在喷嘴孔15处连接加工喷嘴，向喷嘴腔11内输送加工介质，利用加工喷嘴对加固套管2和待改造储层进行割缝或射孔加工，实际操作中，可选择水力喷砂割缝方式；然后利用上封隔器3和下封隔器5封堵管柱单元与加固套管2之间的环空，实现待改造储层段的加固套管2的封堵，投入洗井阀球9，通过上封隔器3向安装腔10内输送矿层改造液，在液体压力作用下，洗井阀球9封堵连通通道14，洗井阀座8和洗井阀球9受到的液体压力不断增大，剪切钉13被切断，洗井阀座8在安装腔10内向下滑动，洗井孔12打开，矿层改造液由洗井孔12进入管柱单元与加固套管2之间的腔体，继而通过加固套管2加工出的缝或孔向待改造储层注入矿层改造液，提高储能渗透能力，以达到增产提效的目的。本实用新型的地浸生产井储层改造系统，利用加固套管2加固生产井，并利用管柱单元在加固套管2上加工出注液口，同样利用洗井组件4向待改造储层注入矿层改造液，有效提升矿层改造施工可靠性。此处还需要解释说明的是，在对加固套管2进行加工以及注入矿层改造液时，可借助泵撬设备，满足工作压力需求。

为了避免泄露，洗井阀座8与安装腔10之间设置有密封组件16，密封组件16包括多个密封元件，密封元件沿洗井阀座8的轴线方向排布并套装于洗井阀座8的外部，密封元件与安装腔10的侧壁相抵，密封组件16采用多重密封的形式，进一步提高密封组件16的工作可靠性。

在本具体实施方式中，洗井孔12和喷嘴孔15的数量均为多个，可设置洗井孔12绕安装腔10的轴线周向均布，同样地，可使喷嘴孔15绕喷嘴腔11的轴线周向均布，提高洗井组件4的受力均匀性和工作稳定性，在本实用新型的其他具体实施方式中，还可以根据具体施工需求设置洗井孔12和喷嘴孔15的数量以及位置，以适应各种工况，提高系统的灵活性。

具体地，洗井组件4还包括拔出杆17，利用拔出杆17可带动管柱单元运动，拔出杆17与洗井阀座8可拆卸连接，方便拆装，拔出杆17远离洗井阀座8的一端具有打捞环，方便捕捞，提高管柱单元的可靠性。

更具体地，封堵组件6包括单向阀接头18、单向阀座19、弹性件20和单向阀芯21，单向阀接头18与下封隔器5可拆卸连接且二者相连通，单向阀座19与单向阀接头18螺纹连接，单向阀座19具有通孔，单向阀芯21设置于单向阀接头18与单向阀座19围成的腔体内，弹性件20设置于单向阀接头18与单向阀芯21之间，且在弹性件20的作用下，单向阀芯21封堵通孔，弹性件20可选择弹簧。封堵组件6利用单向阀芯21封堵单向阀座19的通孔，进而起到封堵下封隔器5的作用，在加工喷嘴工作过程中，能够有效保证系统密封性。

需要强调的是，单向阀芯21与通孔为面接触，面接触能够进一步提高封堵组件6的工作可靠性。

在本具体实施方式中，上封隔器3和下封隔器5均为卡瓦式封隔器，上封隔器3包括上接头22，上接头22上端能够与将管柱单元下入加固套管2中的元件相连，上接头22的下端上中心管27相连，其上设计有防转钉槽，与调节环23配合使用，调节环23与上接头22采用普通螺纹连接，其上设计有防转孔，通过防转销钉与上接头22实现防转；调节环23与隔环24、压环26都设计有压肩，调节环23可以根据胶筒安装尺寸，进行微小调整，压肩设计可以保护胶筒。上中心管27与上接头22采用油管扣连接，压环26、硬胶筒25、隔环24、软胶筒35、调节环23依次套入上中心管27，压环26设计有防转孔，通过防转销钉进行固定。锥体28套入下中心管33，与压环26采用普通螺纹连接，其上设计有防转孔，通过防转销钉进行固定。卡瓦29套入卡瓦座30中，采用弹簧进行工装。扶正块31上设计有三组弹簧安装孔，通过弹簧组安装，并依靠卡瓦座30、滑环套32进行限位。滑环套32与卡瓦座30采用普通螺纹连接，并设计有防转孔，通过销钉实现固定。滑环入滑环套32内，通过滑环销限位于下中心管33上。下中心管33上端与上中心管27采用油管扣连接，下端与转换接头34采用油管扣连接，下中心管33上设计有滑环销运动轨迹槽，实现长轨与短轨的切换。卡瓦式封隔器为本领域技术人员的惯用手段，此处不再赘述。上封隔器3和下封隔器5的结构相同，在注入矿层改造液时，锥体28撑开卡瓦29，使卡瓦29卡在加固套管2的侧壁上，实现管柱单元与套管单元之间的封堵。另外，上封隔器3和下封隔器5分别利用转换接头34与洗井组件4可拆卸连接，可采用螺纹连接方式，提高拆装维护的便捷性。上中心管27和下中心管33相连通，外部矿层改造液由上接头22、上中心管27、下中心管33和转换接头34进入洗井组件4中。

进一步地，加固套管2由钢管制成，钢管制成的加固套管2，能够大大提高生产井套管1的结构强度，提高储层改造施工的安全性。此处需要说明的是，在实际应用中，为了节约生产成本，可只在待改造储层处设置钢管制成的加固套管2，在生产井的其他部分可仍采用普通PVC材质的套管作为生产井套管1。

利用本实用新型的地浸生产井储层改造系统，进行地浸生产井储层改造时，加固生产井套管1，利用洗井组件4对加固套管2进行加工，得到注液口，通过上封隔器3和下封隔器5封堵待改造矿层井段的上下界面，形成密封腔体，向储层大排量注入矿层改造液，从而提高储能渗透能力，达到增产提效的目的。本实用新型的管柱单元结构简单、结构新颖、工作可靠性高，满足现场施工要求。

利用本实用新型的地浸生产井储层改造系统，进行地浸生产井储层改造时，包括如下步骤：

步骤一、加固待改造储层处的生产井套管1；

步骤二、对加固后的生产井套管1和加固后的生产井套管1紧邻的待改造储层进行加工，得到注液口；

步骤三、封堵加固后的生产井套管1的顶部和底部，并由注液口向待改造储层内注入矿层改造液。

本实用新型首先加固待改造储层处的生产井套管1，然后对加固后的生产井套管1和加固后的生产井套管1紧邻的待改造储层进行加工，得到注液口，再封堵加固后的生产井套管1的顶部和底部，并由注液口向待改造储层内注入矿层改造液。本实用新型通过加固待改造储层处的生产井套管1，并向待改造储层注入矿层改造液提高储能渗透能力，达到增产提效的目的，同时有效避免了现有技术中炮弹射孔压裂改造影响后续生产井开采的问题，提高了储层改造可靠性。

在本具体实施方式中，利用钢管作为套管，以实现生产井套管1的加固，提高生产井套管1的结构强度。在本实用新型的其他具体实施方式中，还可以采用其他材质的套管用于加固生产井套管1。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种地浸生产井储层改造系统，其特征在于，包括：

套管单元所述套管单元包括生产井套管，所述生产井套管包括加固套管，所述加固套管设置于待改造储层处；

管柱单元，所述管柱单元能够伸入所述加固套管内，所述管柱单元包括依次相连的上封隔器、洗井组件、下封隔器和封堵组件，所述洗井组件利用所述上封隔器与外部矿层改造液相连通，所述上封隔器和所述下封隔器均能够封堵所述管柱单元与所述加固套管之间的环空；所述洗井组件包括洗井喷枪、洗井阀座和洗井阀球，所述洗井喷枪的一端与所述上封隔器相连，所述洗井喷枪的另一端与所述下封隔器相连，所述洗井喷枪具有安装腔和喷嘴腔，所述安装腔与所述喷嘴腔相连通，所述洗井阀座可滑动地设置于所述安装腔内，所述安装腔具有洗井孔，所述洗井孔与所述管柱单元以及所述加固套管之间的腔体相连通，初始状态时，所述洗井阀座与所述洗井喷枪之间设置剪切钉，且所述洗井阀座封堵所述洗井孔；所述洗井阀座具有连通通道，所述安装腔利用所述连通通道与外部矿层改造液相连通，所述洗井阀球能够封堵所述连通通道，所述喷嘴腔具有喷嘴孔，所述喷嘴孔与所述管柱单元以及所述加固套管之间的腔体相连通，所述喷嘴孔能够与加工喷嘴相连；所述封堵组件与所述下封隔器相连，所述封堵组件能够封堵所述下封隔器。

2.根据权利要求1所述的地浸生产井储层改造系统，其特征在于：所述洗井阀座与所述安装腔之间设置有密封组件，所述密封组件包括多个密封元件，所述密封元件沿所述洗井阀座的轴线方向排布并套装于所述洗井阀座的外部，所述密封元件与所述安装腔的侧壁相抵。

3.根据权利要求1所述的地浸生产井储层改造系统，其特征在于：所述洗井孔和所述喷嘴孔的数量均为多个，所述洗井孔绕所述安装腔的轴线周向均布，所述喷嘴孔绕所述喷嘴腔的轴线周向均布。

4.根据权利要求1所述的地浸生产井储层改造系统，其特征在于：所述洗井组件还包括拔出杆，所述拔出杆与所述洗井阀座可拆卸连接，所述拔出杆远离所述洗井阀座的一端具有打捞环。

5.根据权利要求1所述的地浸生产井储层改造系统，其特征在于：所述封堵组件包括单向阀接头、单向阀座、弹性件和单向阀芯，所述单向阀接头与所述下封隔器可拆卸连接且二者相连通，所述单向阀座与所述单向阀接头螺纹连接，所述单向阀座具有通孔，所述单向阀芯设置于所述单向阀接头与所述单向阀座围成的腔体内，所述弹性件设置于所述单向阀接头与所述单向阀芯之间，且在所述弹性件的作用下，所述单向阀芯封堵所述通孔。

6.根据权利要求5所述的地浸生产井储层改造系统，其特征在于：所述单向阀芯与所述通孔为面接触。

7.根据权利要求1所述的地浸生产井储层改造系统，其特征在于：所述上封隔器和所述下封隔器均为卡瓦式封隔器，所述上封隔器和所述下封隔器分别利用转换接头与所述洗井组件可拆卸连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的地浸生产井储层改造系统，其特征在于：所述加固套管由钢管制成。

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