CN220769419U - 漏失井双油管注水泥塞管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于多管柱井密封的技术领域，具体涉及漏失井双油管注水泥塞管柱，包括大油管，大油管用于设置在套管内部并与套管形成油套环空，大油管底部连接有用于减缓流体流速的单流阀，单流阀的流体进口朝向上方，还包括小油管，小油管固定在大油管内，小油管底端靠近单流阀流体进口，大油管与小油管形成大小油管环空，大小油管环空设置有用于关闭大小油管环空的阀门。解决了严重漏失井注水泥塞,清水等与水泥浆因管柱内液面低，缓冲效果不明显造成紊流使各流体严重混相导致水泥塞的封堵位置准确性下降甚至封堵失败的问题。

Description

漏失井双油管注水泥塞管柱

技术领域

本实用新型涉及在多管柱井密封的技术领域，具体涉及漏失井双油管注水泥塞管柱。

背景技术

大多数油田都是多层系，各地层的含水和压力存在差异，在开发过程中，层间矛盾越来越突出，经常需要注水泥塞封堵下部暂时不用或弃用的层段。现有注水泥塞的通用流程是：将胶木塞放入套管中，再将注水泥塞管柱下入套管，注水泥塞管柱将胶木塞顶至设定位置，因为此时套管中存有大量积水，积水液面接近井口，注水泥塞管柱下入套管中后，与套管联通，因为管道的联通，注水泥塞管柱中的液面和套管与管柱形成的环状空间之间的液面平齐，然后用清水正循环洗井，将清水通过地面泵加压注入管柱中，清水从管柱进入，从套管与管柱形成的环状空间流出，由此完成正循环洗井。完成正洗井后，从注水泥塞管柱中向井内通过地面泵加压注入水泥浆并用清水顶替，此时因为管柱中的积水会对水泥浆形成缓冲，使得水泥浆下落速度放缓，不易造成水泥浆与积水混相，水泥浆流出管柱后进入套管与管柱形成的环状空间，最后停留在设定的位置，然后上提注水泥塞管柱到设计水泥塞顶面上方2米左右，在管柱与套管形成的环形空间中注液进行反循环洗井，既将清水由套管与管柱形成的环状空间注入，将多余的水泥浆从油管中洗出，再上提管柱50-100米关井候凝，水泥浆在井下凝固后形成水泥塞。

现场施工时，地层如果存在严重漏失的情况，正循环洗井或反循环洗井时无返出，并且因为严重漏失，井内的积水很少，管柱下入套管后，管柱内液面也很低，若用常规注水泥塞方法施工，将水泥浆注入管柱后，水泥浆因为积水的缓冲效果不明显，导致流速过大，水泥浆处于紊流状态，在水泥浆通过管柱进入套管与管柱形成的环状空间时，因为水泥浆处于紊流状态，导致水泥浆与积水等发生混相，使得水泥塞的封堵位置准确性下降甚至会导致封堵失败。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供漏失井双油管注水泥塞管柱，以解决严重漏失井注水泥塞,清水等与水泥浆因管柱内液面低，缓冲效果不明显造成紊流使各流体严重混相导致水泥塞的封堵位置准确性下降甚至封堵失败的问题。

本实用新型的漏失井双油管注水泥塞管柱采用如下技术方案：

漏失井双油管注水泥塞管柱，包括大油管，大油管用于设置在套管内部并与套管形成油套环空，大油管底部连接有用于减缓流体流速的单流阀，单流阀的流体进口朝向上方，还包括小油管，小油管设置在大油管内，小油管底端靠近单流阀流体进口，大油管与小油管形成大小油管环空，管柱还包括用于开关大小油管环空的阀门。

本实用新型在原有注水泥塞管柱的基础上进行改进，具体的注水泥塞管柱为大油管与小油管组成的双层管柱，在大油管底部连接有可减缓流体流速的单流阀，单流阀的流体进口朝向上方，在大油管内部连接有小油管，小油管底部靠近单流阀流体进口，大油管与小油管形成了大小油管环空，这样设置双层管柱，使用时，小油管内部与大小油管环空与油套环空隔离开，进行正洗井时，从小油管中注入清水，通过小油管到达大小油管环空，此时单流阀未到达开启压力不会开启，清水从大小油管环空返出，此时清水会充满小油管与大小油管环空，正挤替入水泥浆时，因为小油管中具有足够的积水对水泥浆进行缓冲，水泥浆在下行过程中不会因为速度过大产生紊流，当水泥浆到达大小油管环空时，关闭大小油管环空阀门，此时水泥浆就不会沿着大小油管环空返出，在地面泵注压力作用下此时单流阀达到开启压力，单流阀开启，水泥浆进入油套环空，单流阀对水泥浆进行进一步的减速，防止水泥浆与油套环空内的积水发生混相，为了防止顶替水泥浆的清水进入油套环空使环空液面上升，对漏失地层的液柱压力增大，地面泵注压力降低后单流阀即刻关闭，保证水泥塞的封堵位置准确性以及封堵成功率。

进一步地，小油管包括上部小油管和下部小油管，上部小油管和下部小油管通过双管接头固定连接在大油管内，双管接头设置在大油管上并且位于单流阀上端，双管接头将大小油管环空分隔为大小油管上环空与大小油管下环空，双管接头设置有用于连通上、下部小油管的第一通孔以及用于连通大小油管上、下环空的第二通孔。

双管接头连接在大油管上并且位于单流阀的上端，小油管的上部小油管与下部小油管通过双管接头固定在大油管内部，双管接头又将大小油管环空分隔为大小油管上环空与大小油管下环空，双管接头设置有用于连通上、下部小油管的第一通孔和用于连通大小油管上、下环空的第二通孔，这样就可以把小油管稳定的固定在大油管内部，并且因为第一通孔与第二通孔，进行正、反循环洗井与正替入水泥浆时不会因为大油管内部设置有双管接头而受到阻碍。

进一步地，双管接头包括本体，本体内部具有可供流体流过的通道，本体两端分别设置有螺纹以与大油管连接，所述通道包括位于通道中心的中心通孔，中心通孔构成所述第一通孔，所述通道还包括外围通孔，外围通孔环绕中心通孔设置，外围通孔构成所述第二通孔，中心通孔两端分别设置有用于和上部小油管与下部小油管连接的螺纹。

双管接头本体两端设有螺纹与大油管连接，螺纹连接比较紧密，并且因为螺纹自带密封属性，符合井下注水泥塞的需要，本体内部具有可供流体流过的通道，用于通过水和水泥浆，中心通孔设置在通道中央，中心通孔两侧通过螺纹与上、下部小油管连接，外围通孔围绕中心通孔设置，这样外围通孔也连通了大小油管上、下环空，因为油管都是通过螺纹连接在一起的，所以双管接头通过螺纹连接在大油管上较为方便，结构简单。

进一步地，上部小油管包括密封筒和插入密封管，密封筒通过螺纹连接在中心通孔一端，在密封筒内设置有插入密封管实现对密封筒的密封，插入密封管可在密封筒内移动，插入密封管一端设有与上部小油管连接的螺纹，通过移动插入密封管的位置实现对上部小油管位置的调节。

密封筒通过螺纹连接在中心通孔一侧，在密封筒内设置插入密封管，插入密封管完成对密封筒的密封，插入密封管还可在密封筒内移动，并且插入密封管的一端与上部小油管通过螺纹连接，使用时，双管接头的位置设置可能没有那么精确，通过插入密封管在密封筒内的移动便可以调节与上部小油管连接螺纹的位置，使得连接更加方便。

进一步地，所述插入密封管为螺纹连接的分段结构，相邻连接段之间夹装有套设在管段上的弹性密封件，拧紧相邻管段挤压套设在管段上的弹性密封件，弹性密封件径向变形实现与密封筒的密封

插入密封管还是靠螺纹连接在一起的分段结构，在相邻连接段之间的管段上套设弹性密封件，当插入密封管插入密封筒后，便可以旋转相邻管段，使得相邻管段之间的弹性密封件受到挤压发生径向变形，进而实现对密封筒的密封。

进一步地，单流阀为可调节开启压力的可调压单流阀。

因为漏失发生的深度不同，这导致套管中积水液面的深度也不同，将单流阀设置为可调节开启压力的可调压单流阀，如果积水液面高，此时管柱中液面也就高，需要单流阀缓冲的力就小，可以将开启压力调小，反之，如果积水液面低，管柱中液面也就低，需要单流阀缓冲的力就大，便要将开启压力调大，因为单流阀为可调节开启压力的单流阀，这样便可以适应不同工况。

进一步地，可调压单流阀包括阀体，阀体内部具有可供流体流过的通道，流体进口和流体出口设置在阀体两端，靠近流体进口设置有阀座，靠近流体出口设置有底座，在阀座与底座之间设置有将阀球保持压紧在阀座上的弹簧，弹簧的另一端装配有用于调节压力的调节螺栓，所述调节螺栓旋装在底座上。

可调压单流阀与现有单流阀不同的是，可调压单流阀可以通过弹簧一端装配的调节螺栓来调节开启压力，当需要增大开启压力时，将旋装在底座上的调节螺杆向流体进口方向旋进，弹簧被压缩，预紧力增大，阀球与阀座更加紧密贴合。当需要减小开启压力时，将旋装在螺杆环上的调节螺杆向流体出口方向旋出，弹簧恢复，预紧力减小，弹簧与阀球和调节螺栓之间接触而不是固定连接。这样分体设置，如果出现损坏，在维修时不用整体更换，而只需要更换受损部件，节约维修成本，并且在安装时也便于安装。

进一步地，阀体与底座可拆卸连接。

螺杆环与阀体之间可拆卸连接，这样便可以将阀球、弹簧都安装到指定位置后，将调节螺栓旋装在底座上，再将底座与阀体连接起来，这样结构简单，安装方便。

进一步地，底座中央设置有用于与调节螺栓连接的螺纹孔，四周设置有供流体流通的通孔。

底座中央设置有用于与调节螺栓连接的螺纹孔，四周设置有供流体流通的通孔，这样设置，既满足了调节螺栓的安装需求，又满足了流体流通的需求。

进一步地，在单流阀的流体进口位置设有用于和大油管连接的内螺纹。

在阀体的流体进口位置设有用于和大油管连接的内螺纹，这样阀体与大油管连接后，水泥浆在经过螺纹连接处时不会被螺纹连接处形成的凸台阻挡，保证水泥浆流通通畅。并且，因为阀体与油管通过内螺纹连接，水泥浆经过油管后直接进入阀体，而不会渗入螺纹连接处，不会破坏螺纹，保证了连接的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型漏失井双油管注水泥塞管柱实施例一的使用过程的示意简图(未显示密封筒与阀门)；

图2为可调压单流阀的剖视图；

图3为双管接头与密封筒的连接示意图；

图4为图3的A-A向视图；

图5为插入密封管的剖视图。

图中：1-上部小油管，2-插入密封管，3-双管接头，4-大油管，5-油套环空，6-套管，7-可调压单流阀，8-胶木塞，9-下部地层，10-上部地层，11-大小油管下环空，12-大小油管上环空，13-积水，14-水泥浆，15-下部小油管，21-上接头，22-第一密封组件，23-第二密封组件，24-第一“O”形密封圈，25-中间体，26-第三密封组件，27-第四密封组件，28-第二“O”形密封圈，29-下接头，31-密封筒，32-本体，33-第一母螺纹，34-第二母螺纹，35-密封圈，36-中心通孔，37-外围通孔，38-第三母螺纹，39-第一公螺纹，71-阀体，72-阀球，73-弹簧，74-调节螺栓，75-底座，76-阀座，77-流体进口，78-流体出口。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。

本实施例的漏失井双油管注水泥塞管柱尤其适用于高漏失井进行注水泥塞的作业过程。

本实用新型的漏失井双油管注水泥塞管柱实施例一：如图1所示，漏失井双油管注水泥塞管柱包括大油管4和小油管，小油管包括上部小油管1和下部小油管15，大油管4插入套管6中形成油套环空5，可调压单流阀7通过设置在其流体进口77处的内螺纹与大油管4相连，流体进口77朝向上方，下部小油管15的底端靠近单流阀的流体进口77。

在大油管4位于可调压单流阀7上部连接有双管接头3，双管接头3的结构如图3所示，双管接头3包括本体32，本体32通过两端设置的螺纹与大油管4连接，本体32具有可供流体流过的通道，所述通道包括位于通道中心的中心通孔36，中心通孔36构成所述第一通孔，所述通道还包括外围通孔37，外围通孔37环绕中心通孔36设置，外围通孔37构成所述第二通孔。中心通孔36两端设有螺纹用于连接上部小油管1和下部小油管15，中心通孔36与外围通孔37的结构如图4所示，大油管4与小油管形成大小油管环空，管柱还包括用于开关大小油管环空的阀门，双管接头3将大小油管环空分隔成大小油管上环空12和大小油管下环空11，外围通孔37用于连通大小油管上环空12和大小油管下环空11。

上部小油管1包括密封筒31和插入密封管2，将密封筒31通过中心通孔36位于第一母螺纹33一侧的第二母螺纹34连接到双管接头3上，密封筒31用于和第二母螺纹34连接的公螺纹并非为自密封效果好的锥形螺纹，所以在第二母螺纹34与中心通孔36交界处设置密封圈35以加强密封效果，密封筒31与双管接头3的连接如图3所示。

密封筒31内设置有插入密封管2，插入密封管2的结构如图5所示，插入密封管2包括上接头21、弹性密封件包括第一密封组件22、第二密封组件23、第三密封组件26、第四密封组件27。上接头21包括上接头大径段和上接头小径段，上接头大径段的直径大于上接头小径段，所以会在交界处形成凸台，上接头大径段设有与上部小油管1连接的螺纹，上接头小径段套设有第一密封组件22和第二密封组件23，并且上接头小径段设有用于和中间体25连接的公螺纹；中间体25上部的中间体大径段设与上接头21连接的母螺纹，上接头大径段与上接头小径段形成的凸台与上接头21和中间体25螺纹连接处形成的凸台压紧第一、第二密封组件，中间体25下端设有中间体小径段，中间体大径段的直径大于中间体小径段的直径，所以会在交界处形成凸台，中间体小径段设有与下接头29连接的公螺纹，中间体小径段套设有第三密封组26和第四密封组件27。下接头29上端有与中间体25连接的母螺纹，中间体大径段与中间体小径段形成的凸台与中间体25与下接头29螺纹连接处形成的凸台压紧第三、第四密封组件，当旋转上接头21时，将会把第一、二密封组件和第三、四密封组件挤压变形，进而实现密封筒31的密封，在上接头21与中间体25的螺纹连接处设有第一“O”形密封圈24，在中间体25与下接头29的螺纹连接处设有第二“O”形密封圈28，第一、二“O”形密封圈用于密封螺纹连接处。在下接头29下端设有马蹄形引导鞋，便于插入密封管2插入密封筒31。因为在施工中，双管接头3固定的位置不会很精确，插入密封管2设置在密封筒31内并且可以沿着密封筒31内腔上下滑动，插入密封管2一端与上部小油管1连接，当出现双管接头3位置不准确的情况，便可以通过插入密封管2来适当调节与上部小油管1连接的螺纹位置，这样方便与上部小油管1连接。

可调压单流阀7的结构如图2所示，可调压单流阀7设定开启压力时，如果需要将开启压力调大，可将底座75上的调节螺栓74向着流体进口77旋进，底座75与阀体71可拆卸连接，并且底座75设置在靠近阀体71内靠近流体出口78处，底座75中部设有与调节螺栓74连接的螺纹孔，四周设有供流体流过的通孔，在阀座76与底座75之间设置有将阀球71保持压紧在阀座76上的弹簧73，弹簧73的另一端装配有用于调节压力的调节螺栓74，这样设置，结构简单，安装方便，并且出现零件损坏的情况时，不用整体更换，只需要替换受损部件即可，节约维修成本。此时因为可调节螺栓74的旋进，弹簧73被压缩，压紧力增大，使得与弹簧73另一端接触的阀球72与靠近流体入口77处的阀座76更加紧密贴合，阀球72位于阀座76朝向流体出口78一侧，阀球72与阀座76如此设置，可以保证流体只能从流体进口77进入，从流体出口78流出而不能反向流通。要调小开启压力时，将调节螺栓74向着流体出口78方向旋出，此时弹簧73恢复，压紧力减小，开启压力随之减小。

在阀体71的流体进口77位置设有用于和大油管4连接的内螺纹，流体进口77朝向大油管4的出液口方向，可调压单流阀7安装在大油管4外部，相比于安装在大油管4内部，可以保证流体顺畅进入阀体71，而不会被螺纹连接处形成的凸台所阻挡，而且螺纹连接处不会有水泥浆渗入导致螺纹被破坏，这样便可以根据不同的工况调节不同的开启压力，使得各流体在通过时流速减缓，消除紊流，进而消除了混相现象，保证了水泥塞封堵的成功率以及封堵位置的准确性。

漏失井双油管注水泥塞管柱在使用时，需要封堵下部地层9，根据套管6中积水13的液面深度调节可调压单流阀7开启压力，双管接头3连接在大油管4的设计位置处，将密封筒31与双管接头3连接，下部小油管15通过设置在中心通孔36位于第一公螺纹39一侧的第三母螺纹38连接，大油管4推动胶木塞8至下部地层9与上部地层10之间。下入插入密封管2及上部小油管1，将插入密封管2插入密封筒31内。此时将清水加压从上部小油管1注入，清水通过上部小油管1进入密封筒31内设置的插入密封管2，通过插入密封管2后下行，经过位于双管接头3内部中央的中心通孔36，接着流经与双管接头3螺纹连接的下部小油管15到达大小油管下环空11。此时可调压单流阀7因为没达到开启压力不会开启，清水便会沿着大小油管下环空11上行，到达双管接头3时，因为环绕中心通孔36布置的环形通孔37将大小油管下环空11与大小油管上环空12连通，所以清水便可以通过环形通孔37继续上行至大小油管上环空12，至此，正循环洗井完成。此时大小油管上环空12，大小油管下环空11以及小油管内都充满了清水，此时将水泥浆及顶替清水正替入上部小油管1，因为整个管柱内都充满了清水，水泥浆14下行过程中提供了足够的缓冲，消除了紊流，进而消除了混相现象的发生。当水泥浆14到达大小油管下环空11时，关闭大小油管环空的闸门，此时因为水泥浆的打压作用，压力达到可调压单流阀7开启压力，可调压单流阀7打开，水泥浆将不会沿着大小油管环空继续上行，而是通过可调压单流阀7替入胶木塞8以上的油套环空5。

水泥浆14替入油套环空5到达设定位置后，打开大小油管环空的阀门，用清水进行反洗井，将清水从大小油管环空替入，首先进入大小油管上环空12，当清水下行到达双管接头3处时，通过环形通孔37进入大小油管下环空11，因为未达到可调压单流阀7的开启压力，清水便进入下部小油管15，当沿着下部小油管15上行至双管接头3处时，通过中心通孔36进入密封筒31，最后返出。这样便将可调压单流阀7以上大、小油管内多余的水泥浆14清洗干净。

本实用新型的漏失井双油管注水泥塞管柱实施例二，与实施例一的不同之处在于，弹簧固定连接有调节螺栓，阀体可拆卸连接有底座，底座中央设有与调节螺栓配合的螺纹孔。安装时，先将调节螺栓通过螺纹孔旋入底座，当调节螺栓穿过底座时，再将调节螺栓与弹簧固定连接，最后将底座与阀体连接起来。

本实用新型的漏失井双油管注水泥塞管柱实施例三，与实施例一的不同之处在于，将密封筒用于与双管接头连接的螺纹设置为自密封性良好的锥形螺纹，无需在密封筒与双管接头连接处设置密封圈。

本实用新型的漏失井双油管注水泥塞管柱实施例四，与实施例一的不同之处在于，不再设置双管接头，而是在大油管内壁设置内法兰，内法兰中央开设有与小油管直径相同的小油管通孔，环绕小油管通孔设有螺纹孔，在相邻螺纹孔之间设有大油管连通孔，在小油管外壁设置有外法兰，外法兰上设有与内法兰螺纹孔配合的外法兰通孔，在外法兰上还设置有与大油管连通孔相配合用于连通大小油管上、下环空的外法兰连通孔，大小油管通过内法兰螺纹孔与外法兰通孔穿入螺栓进行固定。

本实用新型的漏失井双油管注水泥塞管柱实施例五，与实施例一的不同之处在于，插入密封管为一体结构，在插入密封管上开设有用于套设弹性密封件的凹槽。

本实用新型的漏失井双油管注水泥塞管柱实施例六，与实施例一的不同之处在于，上部小油管为普通油管，不再连接密封筒与插入密封管，通过在双管接头上连接长度不同的油管，该油管与上部小油管连接实现位置调节。

本实用新型的漏失井双油管注水泥塞管柱实施例七，与实施例一的不同之处在于，调单流阀为不可调节压力的单流阀。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.漏失井双油管注水泥塞管柱，包括大油管，大油管用于设置在套管内部并与套管形成油套环空，其特征在于，大油管底部连接有用于减缓流体流速的单流阀，单流阀的流体进口朝向上方，还包括小油管，小油管设置在大油管内，小油管底端靠近单流阀流体进口，大油管与小油管形成大小油管环空，管柱还包括用于开关大小油管环空的阀门。

2.根据权利要求1所述的漏失井双油管注水泥塞管柱，其特征在于，小油管包括上部小油管和下部小油管，上部小油管和下部小油管通过双管接头固定连接在大油管内，双管接头设置在大油管上并且位于单流阀上端，双管接头将大小油管环空分隔为大小油管上环空与大小油管下环空，双管接头设置有用于连通上、下部小油管的第一通孔以及用于连通大小油管上、下环空的第二通孔。

3.根据权利要求2所述的漏失井双油管注水泥塞管柱，其特征在于，双管接头包括本体，本体内部具有可供流体流过的通道，本体两端分别设置有螺纹以与大油管连接，所述通道包括位于通道中心的中心通孔，中心通孔构成所述第一通孔，所述通道还包括外围通孔，外围通孔环绕中心通孔设置，外围通孔构成所述第二通孔，中心通孔两端分别设置有用于和上部小油管与下部小油管连接的螺纹。

4.根据权利要求3所述的漏失井双油管注水泥塞管柱，其特征在于，上部小油管包括密封筒和插入密封管，密封筒通过螺纹连接在中心通孔一端，在密封筒内设置有插入密封管实现对密封筒的密封，插入密封管可在密封筒内移动，插入密封管一端设有与上部小油管连接的螺纹，通过移动插入密封管的位置实现对上部小油管位置的调节。

5.根据权利要求4所述的漏失井双油管注水泥塞管柱，其特征在于，所述插入密封管为螺纹连接的分段结构，相邻连接段之间夹装有套设在管段上的弹性密封件，拧紧相邻管段挤压套设在管段上的弹性密封件，弹性密封件径向变形实现与密封筒的密封。

6.根据权利要求4所述的漏失井双油管注水泥塞管柱，其特征在于，所述单流阀为可调节开启压力的可调压单流阀。

7.根据权利要求6所述的漏失井双油管注水泥塞管柱，其特征在于，所述可调压单流阀包括阀体，阀体内部具有可供流体流过的通道，流体进口和流体出口设置在阀体两端，靠近流体进口设置有阀座，靠近流体出口设置有底座，在阀座与底座之间设置有将阀球保持压紧在阀座上的弹簧，弹簧的另一端装配有用于调节压力的调节螺栓，所述调节螺栓旋装在底座上。

8.根据权利要求7所述的漏失井双油管注水泥塞管柱，其特征在于，所述阀体与底座可拆卸连接。

9.根据权利要求7或8所述的漏失井双油管注水泥塞管柱，其特征在于，底座中央设置有用于与调节螺栓连接的螺纹孔，四周设置有供流体流通的通孔。

10.根据权利要求6所述的漏失井双油管注水泥塞管柱，其特征在于，在单流阀的流体进口位置设有用于和大油管连接的内螺纹。