CN220890115U - 免带压作业插管采油管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种免带压作业插管采油管柱，抽油泵的上方油管通过液力锚锚定的井筒内壁，抽油泵的下方设有中间筛网，中间筛网的下方设有加强筛管，加强筛管的下方设有插管，插管插入于插管采油桥塞坐封丢手后的芯轴中心孔道中；插管采油桥塞的芯轴中部外周设有桥塞锚定机构，芯轴的下端旋接有密封接头，密封接头的上部外周设有胶筒坐封机构，密封接头的下部内腔设有堵头，堵头呈上窄下宽的台阶状，堵头的外台阶抵靠在密封接头的内台阶下方，堵头的上部外周嵌装有堵头密封圈与密封接头的内壁实现密封，堵头的下部圆周通过堵头剪钉锁定在密封接头的台阶孔中。该采油管柱实现免带压下泵投产，缩短施工周期，可满足注药和热洗的需求，且性能稳定。

Description

免带压作业插管采油管柱

技术领域

本实用新型涉及一种采油管柱，尤其涉及一种免带压作业插管采油管柱，属于采油设施技术领域。

背景技术

随着油田开发地不断深入，常规油藏可采储量不断降低，开发逐渐向低渗、致密油藏方向转移，针对低渗致密油藏储层物性差、产能下降快、注采关系难建立的特点，引进应用蓄能压裂技术开采。蓄能压裂后经过焖井、放喷，随着产量、压力不断下降，必然要实施下泵生产。

公开号为CN 203145888U的中国实用新型专利，公开了一种油田工程用井下采油工具，特别涉及一种可插管采油的可取式插管采油桥塞及其专用插管。本可取式插管采油桥塞由坐封机构、锚定机构、密封机构、解封机构及专用插管五部分组成。本实用新型整体结构采用了锚定-密封连锁方式，同时采用了开窗侧推式单体卡瓦双向锚定方式，实现了管柱完全锚定，提高了承压能力，并且克服了沉砂、常规卡瓦回收困难等问题，解卡、解封可靠。该方案中的可取式插管采油桥塞在入井过程中保持贯通状态，只能采用带压作业的方案；而带压作业具有成本高、施工周期长，无法满足快速、高效投产的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有油田页岩油井和致密油井在压裂后地层压力高，常规作业无法完成下泵投产的难题，提供一种免带压作业插管采油管柱，对插管采油桥塞进行改进，实现免带压下泵投产，可满足注药和热洗的需求，且性能稳定。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种免带压作业插管采油管柱，包括抽油泵，所述抽油泵的上方油管通过液力锚锚定的井筒内壁，所述抽油泵的下方设有中间筛网，中间筛网的下方设有加强筛管，加强筛管的下方设有插管，所述插管插入于插管采油桥塞坐封丢手后的芯轴中心孔道中；所述插管采油桥塞的芯轴中部外周设有桥塞锚定机构，所述芯轴的下端旋接有密封接头，所述密封接头的上部外周设有胶筒坐封机构，所述密封接头的下部内腔设有堵头，所述堵头呈上窄下宽的台阶状，堵头的外台阶抵靠在密封接头的内台阶下方，所述堵头的上部外周嵌装有堵头密封圈与密封接头的内壁实现密封，所述堵头的下部圆周通过堵头剪钉锁定在密封接头的台阶孔中。

作为本实用新型的改进，所述桥塞锚定机构包括卡瓦筒、卡瓦锥体、卡瓦和限位环，所述卡瓦锥体套装在所述芯轴的外周，所述卡瓦筒的上端套装在卡瓦锥体的大端外周，所述卡瓦筒的下端套装在所述密封接头的上部外周；所述卡瓦位于卡瓦筒的卡瓦槽内且通过燕尾槽滑动连接在卡瓦锥体上，所述限位环压在所述卡瓦锥体的大端外台阶上且外圆与卡瓦筒的内壁相旋接。

作为本实用新型的进一步改进，所述胶筒坐封机构包括多个被隔环分隔的密封胶筒，顶部密封胶筒抵靠在所述卡瓦筒的下端，底部的密封胶筒抵靠在所述密封接头的外台阶上。

作为本实用新型的进一步改进，所述芯轴的下端头外壁与所述密封接头的内壁之间通过O形圈相互密封。

作为本实用新型的进一步改进，所述卡瓦锥体的大端上方设有向上延伸的锥体上筒壁，所述锥体上筒壁的上端旋接有坐封接头，所述坐封接头的下方设有防砂胶筒，所述防砂胶筒套装在所述锥体上筒壁的外周。

作为本实用新型的进一步改进，所述坐封接头的内壁下部旋接有锁环，所述锁环的底部压在所述锥体上筒壁的顶部；所述芯轴的外台阶上方抵靠有锁套，当坐封接头向下移动使所述胶筒坐封机构实现坐封时，所述锁环的内齿与所述锁套的外齿相互啮合实现轴向锁定。

作为本实用新型的进一步改进，所述锁套的上部为薄壁段且设有锁块孔，各锁块孔中分别嵌装有锁块，各锁块的内缘嵌于所述芯轴外周的锁块槽内。

作为本实用新型的进一步改进，所述坐封接头的上端设有缩径段且通过坐封剪钉锁定在解封接头的外壁，所述解封接头的下部套在所述芯轴的外周且通过解封剪钉相互连接，所述解封接头的下端套装在所述锁套的上部薄壁段外周。

作为本实用新型的进一步改进，所述解封剪钉位于所述锁套的顶部上方。

作为本实用新型的进一步改进，所述解封接头的下部设有解封接头外台阶，解封时，所述解封接头外台阶抵靠在所述坐封接头的上部内台阶下方。

作为本实用新型的进一步改进，所述解封接头的上端外周设有供打捞工具旋接的外螺纹段。

作为本实用新型的进一步改进，所述芯轴的上端旋接有连接头，所述连接头的上端母螺纹供桥塞坐封驱动工具连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述坐封接头的上端内台阶下方嵌装有防砂胶垫，所述防砂胶垫的内缘抵靠在所述解封接头的外壁。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：1、借鉴插管采油工艺的技术优点，对插管采油桥塞进行改进；传统插管采油桥塞坐封后的桥塞面上下连通不密封，无法实施带压作业；本管柱中免带压作业插管桥塞在插管下端设置了堵头与堵头销钉，坐封后实现了密封油层，实现不带压作业施工；

2、对插管及泵挂管柱实施改进，使得投产后能实施加药、热洗等日常维护，生产管柱上提、下放灵活，维护作业时无需起出桥塞；

3、满足安全环保需求；

4、满足抽油杆防偏磨延长检泵周期需求；

5、降低作业成本，提高作业效率，满足致密油藏蓄能压裂后不带压下泵的需求；

6、便于采用专用桥塞打捞工具进行打捞，桥塞解封、起出方便；

7、用于地层压力高的自喷井中，井内无油管可实现免带压下泵投产的插管采油，与带压作业相比平均节约施工周期4-5天，以产油5t/d计，延长生产时间5天，吨油利润2500元/吨计算，利润为6.25万元；此外，单井节约作业费5万元以上。

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为本实用新型免带压作业插管采油管柱的结构示意图；

图2为本实用新型中插管采油桥塞的剖视图；

图中：A.插管采油桥塞；1、坐封剪钉；2、防砂胶垫；3、连接头；4、解封接头；5、坐封接头；6、锁环；7、解封剪钉；8、锁块；9、防砂胶筒；10、锁套；11、限位环；12、芯轴；13、卡瓦锥体；14、卡瓦；15、卡瓦筒；16、O形圈；17、密封胶筒；18、隔环；19、密封接头；20、堵头；21、堵头剪钉；

B.加强筛管；C.中间筛网；D.抽油泵；E.液力锚；F.尾部筛管。

具体实施方式

在本实用新型的以下描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指装置必须具有特定的方位。

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。

如图1所示，以Φ73mm管柱为例，本实用新型免带压作业插管采油管柱自下而上依次包括：插管+Φ73mm油管+加强筛管B+Φ73mm油管+中间滤网+Φ73mm油管+Φ32mm抽油泵D+Φ73mm内衬油管+液力锚E+Φ73mm内衬油管+Φ73mm油管。其中加强筛管B用于满足后期加药热洗等维护需求，抽油泵D底部设有带压作业球座，便于插入插管后能不带压施工；中间筛网C一是为了托住带压球座顶杆，二是为了防止如胶皮、密封圈之类的杂质进入泵筒。抽油泵D上方安装液力锚E，满足锚定泄油功能，抽油杆工作段的油管采用内衬油管，内壁衬有高分子材料，防止抽油杆发生偏磨。插管插入插管采油桥塞A坐封丢手后的中心孔道中。

如图2所示，插管采油桥塞A中：坐封接头5套在解封接头4的外周，坐封剪钉1旋接在坐封接头5外圆面上部的径向螺孔内，坐封剪钉1的内端头插入解封接头4的外圆面沉孔中。

坐封接头5的上部内螺纹段下方嵌装有防砂胶垫2，防砂胶垫2的外圆嵌于坐封接头5中心孔的环形凹槽中，防砂胶垫2的内周抵靠在解封接头4的外壁起到防砂作用。

坐封接头5的下部内螺纹与卡瓦锥体13的上部外螺纹相旋接，限位环11、防砂胶筒9套在卡瓦锥体13的上部外周，防砂胶筒9位于限位环11的上方，

限位环11的下部外螺纹与卡瓦筒15的上部内螺纹相旋接，限位环11的顶部凸环压在卡瓦筒15的顶部。限位环11的底部内缘压在卡瓦锥体13外台阶上，限位环11的底部外缘压在卡瓦筒15的内台阶上。

卡瓦锥体13、卡瓦筒15均套在芯轴12的外周，卡瓦14位于卡瓦筒15的卡瓦槽内，卡瓦14的底部支撑在卡瓦锥体13上且通过燕尾槽滑动连接。

坐封接头5的下部内螺纹段上方设有坐封接头锯齿内螺纹，坐封接头锯齿内螺纹中旋接有锁环6，锁环6设有交错的竖向剖缝使锁环6具有一定的弹性，锁环6的内壁设有锁环锯齿内螺纹，用于桥塞坐封时与锁套10啮合。

锁套10套在芯轴12的中段外周，锁套10的底部抵靠在芯轴12的外台阶上。锁块8的内缘嵌于芯轴12外周的锁块槽内，锁块8的外缘位于锁套10的锁块孔中，通过锁套10的锁块孔限制了锁套10与芯轴12的轴向移动。

解封接头4的下部套在锁套10的上部外周，两锁块8的外圆面抵靠在解封接头4的下部内壁，限制了锁块8的径向运动。

解封剪钉7位于锁套10的顶部上方且旋接在解封接头4的径向螺孔内，解封剪钉7的内端头嵌于芯轴12的外圆沉孔中。

密封接头19的上端内螺纹与芯轴12的下端外螺纹相旋接，并通过O形圈16相互密封，密封接头19的上部外壁抵靠在卡瓦筒15的下部内壁。

密封胶筒17、隔环18、卡瓦筒15套在密封接头19的外周，顶部的密封胶筒17抵靠在卡瓦筒15的下端，底部的密封胶筒17抵靠在密封接头19的外台阶上。

堵头20位于密封接头19的内孔下部，堵头20的上部外周嵌装有堵头密封圈与密封接头19的内壁实现密封。堵头20呈上窄下宽的台阶状，堵头20的外台阶抵靠在密封接头19的内台阶下方，堵头剪钉21旋接在密封接头19的径向螺孔中，堵头剪钉21的内端头嵌入堵头20的外圆沉孔中。

解封接头4上部设有一段外螺纹便于用桥塞打捞工具解封打捞。

锁套10的下部外周设有锁套锯齿外螺纹，便于桥塞坐封时与锁环6的锯齿内螺纹相啮合。

芯轴12的上部外周设有芯轴环形槽，芯轴环形槽位于解封剪钉7嵌入部位的上方，便于桥塞坐封后拉断芯轴环形槽处的薄壁而实现丢手。

密封接头19的下部外周设有锥形外螺纹，便于与桥塞下部管柱连接。

使用时，通过连接头3在插管采油桥塞A的上方连接桥塞坐封驱动工具，在桥塞坐封驱动工具的上方连接连续油管，将插管采油桥塞A带压下入到井下设计位置，通过地面打压，桥塞坐封驱动工具推动坐封接头5向下运动，将坐封剪钉1剪断，卡瓦锥体13推动卡瓦14一边滑动一边径向伸出，直至锚定在套管即井筒内壁，防砂胶筒9被压缩至套管内壁，密封胶筒17被压缩膨胀密封在套管内壁，同时锁环6跟随坐封接头5下行，直至锁环锯齿内螺纹与锁套10的锁套锯齿外螺纹相啮合，使插管采油桥塞A实现自锁。

当坐封力超过芯轴12上环形槽薄壁处的抗拉极限时，芯轴12在环形槽处被拉断，实现丢手，插管采油桥塞A坐封在井下设计位置。

此时地层压力不能传递到插管采油桥塞A上方的井筒，拉断以上的工具及连续油管被提出井口。然后可用常规作业下泵投产，生产管柱的最下部接插管，将插管沿芯轴12的中心孔插入，直至插管下端推动堵头20，将堵头剪钉21剪断，堵头20掉落，为避免堵头20及堵头剪钉21掉落井内，在密封接头19的下端旋接尾部筛管F用于存放堵头20。

插管插接完成后，桥塞下部地层产液可通过插管内孔进入插管采油桥塞A上方的井筒，可开抽生产。从套管环空注入的加药热洗流体经加强筛管B进入抽油泵D至地面。

需要解封时，在解封接头4的上部外螺纹上旋接桥塞打捞工具，通过上提桥塞打捞工具将解封剪钉7剪断，解封接头4上行直至解封接头4的下部外台阶抵靠在坐封接头5的上部内台阶下方。解封接头4的下端脱离锁套10的外周，使锁块8的外圆不再受限，锁块8脱离芯轴12外周的嵌槽实现解锁。卡瓦14解除锚定，密封胶筒17释放解除坐封。

X17-2井采用套管蓄能压裂，经过焖井、放喷后实施下泵投产，因油井存在5MPa压力，采用连续油管下入免带压作业插管桥塞，打压18MPa坐封桥塞，井筒试压12MPa后30min不降，泄压后起出打桥塞管柱，井筒内无压力，说明免带压作业插管桥塞坐封成功，下入底带插管的泵挂管柱，插入插管加压60-80KN剪断销钉完成生产管柱。管柱中的加强筛管B用于后期的加药热洗，中间滤网用于阻挡一些大的杂质如胶皮、密封圈之类的东西进入泵筒，投产后日产油5t/d。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点，非因此局限本实用新型的专利保护范围，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制。除上述实施例外，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还可以有其他实施方式。本实用新型还会有各种变化和改进，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。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种免带压作业插管采油管柱，包括抽油泵，所述抽油泵的上方油管通过液力锚锚定的井筒内壁，其特征在于：所述抽油泵的下方设有中间筛网，中间筛网的下方设有加强筛管，加强筛管的下方设有插管，所述插管插入于插管采油桥塞坐封丢手后的芯轴中心孔道中；所述插管采油桥塞的芯轴中部外周设有桥塞锚定机构，所述芯轴的下端旋接有密封接头，所述密封接头的上部外周设有胶筒坐封机构，所述密封接头的下部内腔设有堵头，所述堵头呈上窄下宽的台阶状，堵头的外台阶抵靠在密封接头的内台阶下方，所述堵头的上部外周嵌装有堵头密封圈与密封接头的内壁实现密封，所述堵头的下部圆周通过堵头剪钉锁定在密封接头的台阶孔中。

2.根据权利要求1所述的免带压作业插管采油管柱，其特征在于：所述桥塞锚定机构包括卡瓦筒、卡瓦锥体、卡瓦和限位环，所述卡瓦锥体套装在所述芯轴的外周，所述卡瓦筒的上端套装在卡瓦锥体的大端外周，所述卡瓦筒的下端套装在所述密封接头的上部外周；所述卡瓦位于卡瓦筒的卡瓦槽内且通过燕尾槽滑动连接在卡瓦锥体上，所述限位环压在所述卡瓦锥体的大端外台阶上且外圆与卡瓦筒的内壁相旋接。

3.根据权利要求2所述的免带压作业插管采油管柱，其特征在于：所述胶筒坐封机构包括多个被隔环分隔的密封胶筒，顶部密封胶筒抵靠在所述卡瓦筒的下端，底部的密封胶筒抵靠在所述密封接头的外台阶上。

4.根据权利要求1所述的免带压作业插管采油管柱，其特征在于：所述芯轴的下端头外壁与所述密封接头的内壁之间通过O形圈相互密封。

5.根据权利要求2所述的免带压作业插管采油管柱，其特征在于：所述卡瓦锥体的大端上方设有向上延伸的锥体上筒壁，所述锥体上筒壁的上端旋接有坐封接头，所述坐封接头的下方设有防砂胶筒，所述防砂胶筒套装在所述锥体上筒壁的外周。

6.根据权利要求5所述的免带压作业插管采油管柱，其特征在于：所述坐封接头的内壁下部旋接有锁环，所述锁环的底部压在所述锥体上筒壁的顶部；所述芯轴的外台阶上方抵靠有锁套，当坐封接头向下移动使所述胶筒坐封机构实现坐封时，所述锁环的内齿与所述锁套的外齿相互啮合实现轴向锁定。

7.根据权利要求6所述的免带压作业插管采油管柱，其特征在于：所述锁套的上部为薄壁段且设有锁块孔，各锁块孔中分别嵌装有锁块，各锁块的内缘嵌于所述芯轴外周的锁块槽内。

8.根据权利要求7所述的免带压作业插管采油管柱，其特征在于：所述坐封接头的上端设有缩径段且通过坐封剪钉锁定在解封接头的外壁，所述解封接头的下部套在所述芯轴的外周且通过解封剪钉相互连接，所述解封接头的下端套装在所述锁套的上部薄壁段外周。

9.根据权利要求8所述的免带压作业插管采油管柱，其特征在于：所述解封剪钉位于所述锁套的顶部上方。

10.根据权利要求8所述的免带压作业插管采油管柱，其特征在于：所述解封接头的下部设有解封接头外台阶，解封时，所述解封接头外台阶抵靠在所述坐封接头的上部内台阶下方。