CN221032501U - 一种膨胀悬挂预充填筛管一体化管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种膨胀悬挂预充填筛管一体化管柱，包括液压动力系统、连接组件、膨胀悬挂机构和丢手机构；连接组件包括与液压杆连接的连接管，其一端设置膨胀套管，另一端设置丢手机构和挤压环；膨胀悬挂机构包括膨胀管、悬挂管和膨胀椎体，膨胀管包括内外套设的内管和外管，内管和外管之间设置防砂筛管；悬挂管与内管连接；膨胀椎体包括上锥体和下锥体，上锥体和下锥体分别插入内管和外管两端之间的间隙中；丢手机构包括套设于连接管外部的内套管和限位环，以及套设于内套管和限位环外部的外套筒。本实用新型具备实现预充填筛管内外压差小，过流量大，施工便捷的优点，降低生产作业成本同时提高产量。

Description

一种膨胀悬挂预充填筛管一体化管柱

技术领域

本实用新型属于石油勘探开发中油气水井筛管射孔压裂后防砂管柱领域，具体涉及一种膨胀悬挂预充填筛管一体化管柱。

背景技术

压裂是目前油气井增产的重要手段，具有增加泄油面积，加快开采速度，提高原油产量和采收率的作用。渤海疏松砂岩储层在开发过程中，大部分采用筛管砾石充填防砂完井，受筛管防砂精度的影响，采用常规加砂压裂，支撑剂无法通过筛管，当前主要采用的工艺是射开筛管建立加砂通道，压裂后采用树脂覆膜陶粒建立人工井壁的化学防砂工艺。在现场施工过程中发现部分井投产后出砂严重，影响压裂工艺技术的实施，影响增产效果。因此如何延长疏松砂岩井防砂有效期，建立长效防砂机制，是该类油藏改造需要解决的首要问题。

海上油田目前筛管射孔压裂后的防砂技术主要有树脂覆膜陶粒建立人工井壁的化学防砂工艺和小筛管机械防砂工艺。化学防砂在现场应用过程中出现有效期短，出砂严重的情况，小筛管机械防砂存在防砂效果差，内外压差较大，过液量不足，且内通径不能满足现场要求等问题，严重影响筛管射孔压裂效果，影响油井的产量。

随着海上油田生产年限的增加，对筛管射孔压裂技术的需要也越来越多，解决压裂后防砂难，有效期短，防砂后过液量不足等问题，对筛管射孔压裂的实施，提高海上油田原油产量具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型是为了解决海上油田筛管射孔压裂后防砂效果差、有效期短、过液量低等问题而提出的，其目的是提供一种膨胀悬挂预充填筛管一体化管柱。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种膨胀悬挂预充填筛管一体化管柱，包括液压动力系统、连接组件、膨胀悬挂机构和丢手机构；所述连接组件包括与液压动力系统的液压杆连接的连接管，连接管靠近液压杆的一端外部设置膨胀套管，另一端设置丢手机构和挤压环；所述膨胀悬挂机构包括膨胀管、悬挂管和膨胀椎体，膨胀管包括内外套设的内管和外管，内管和外管之间设置防砂筛管；悬挂管与内管连接；膨胀椎体包括上锥体和下锥体，上锥体和下锥体分别插入内管和外管两端之间的间隙中；所述丢手机构包括套设于连接管外部的内套管和限位环，以及套设于内套管和限位环外部的外套筒。

在上述技术方案中，所述内管是由外径依次增大的小径内管、中径内管和大径内管组成的阶梯套管型结构；大径内管设置于靠近液压杆的一端；外管套设于小径内管外部。

在上述技术方案中，所述外管包括中间管以及分别与中间管两端连接的上扩张管和下扩张管，上扩张管和下扩张管结构相同，两者呈镜像对称设置；上扩张管和下扩张管的自由端侧内壁形成圆锥面，且自由端侧内径大于与中间管侧内径。

在上述技术方案中，所述防砂筛管包括筛管和充填于筛管内部的滤料，筛管两端设置过滤网，所述滤料为陶瓷颗粒，过滤网由金属丝编织密纹网。

在上述技术方案中，所述悬挂管的连接端内壁形成环形凹槽，悬挂管另一端内壁形成丢手连接槽，丢手连接槽由圆环段和圆锥段组合而成；

在上述技术方案中，所述膨胀椎体包括上锥体和下锥体，上锥体和下锥体结构相同，且呈镜像对称设置；所述上锥体和下锥体均为由圆柱段和圆台段一体成型的套筒型结构；圆柱段内壁形成环形卡槽，圆台段内壁形成密封圈槽。

在上述技术方案中，所述外套筒为一端敞口的圆筒结构，封闭端中间形成通孔，连接管穿过通孔，敞口端外壁形成凸环，凸环外壁为圆锥面，凸环外壁锥度与悬挂管的丢手连接槽的圆锥段锥度相配合；

在上述技术方案中，所述内套管的外壁两端均形成凸环，靠近限位环一侧的凸环与外套筒内壁之间，以及与连接管外壁之间均设置密封圈；靠近挤压环一端的内套管内壁与连接管外壁之间设置密封圈；

在上述技术方案中，所述限位环设置于靠近外套筒封闭端的一侧。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供了一种油气水井筛管射孔压裂后双向膨胀悬挂预充填筛管防砂一体化管柱，能够有效地解决海上油田筛管射孔压裂后防砂效果差、有效期短的问题，同时具备实现预充填筛管内外压差小，过流量大，施工便捷的优点，降低生产作业成本同时提高产量。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中膨胀悬挂机构的结构示意图；

图3是图1中A部分的放大结构示意图；

图4是图1中B部分的放大结构示意图；

图5是图1中C部分的放大结构示意图；

图6是图1中D部分的放大结构示意图；

图7是本实用新型中上锥体和下锥体的结构示意图。

其中：

1 液压杆

21 连接管 22 膨胀套管

23 挤压环

31 内管 32 外管

33 防砂筛管 34 悬挂管

35 上锥体 36 下锥体

311 小径内管 312 中径内管

313 大径内管 321 中间管

322 上扩张管 323 下扩张管

341 丢手连接槽

41 外套筒 42 内套管

43 限位环

5 原井防砂管柱

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，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型技术方案，下面结合说明书附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，一种膨胀悬挂预充填筛管一体化管柱，包括液压动力系统、连接组件、膨胀悬挂机构和丢手机构，且液压驱动系统靠近地面设置；

所述连接组件包括与液压动力系统的液压杆1连接的连接管21，连接管21靠近液压杆1的一端外部设置膨胀套管22，另一端设置丢手机构和挤压环23；膨胀套管22外壁设置卡爪，在加压过程(通过地面的泥浆泵设备输送液压向连接管21中间输送泥浆实现加压)中，膨胀套管22与膨胀管内壁压紧固定，不随液压杆1移动，连接管21随液压杆1移动；

如图2、4所示，所述膨胀悬挂机构包括膨胀管、悬挂管34和膨胀椎体，膨胀管包括内外套设的内管31和外管32，内管31和外管32之间设置防砂筛管33；悬挂管34与内管31连接；

所述内管31是由外径依次增大的小径内管311、中径内管312和大径内管313组成的阶梯套管型结构；大径内管313设置于靠近液压杆1的一端；外管32套设于小径内管311外部；

所述外管32包括中间管321以及分别与中间管321两端连接的上扩张管322和下扩张管323，上扩张管322和下扩张管323结构相同，两者呈镜像对称设置；上扩张管322和下扩张管323的自由端侧内壁形成圆锥面，且自由端侧内径大于与中间管321侧内径；上扩张管322和下扩张管323的外径相同，且大于中间管321的外径；

所述防砂筛管33包括筛管和充填于筛管内部的滤料，筛管两端设置过滤网，所述滤料为陶瓷颗粒，过滤网由金属丝编织密纹网；防砂筛管33挡砂性能好，流通性能好，强度高，内衬过滤网，由金属丝编织密纹网，具有很高的防砂精度，充填颗粒失效后，能单独承担防砂效果，过滤网和充填滤料起到双保险作用，共同保证管柱长效防砂；

所述悬挂管34的连接端内壁形成环形凹槽，悬挂管34另一端内壁形成丢手连接槽341，丢手连接槽由圆环段和圆锥段组合而成；

如图7所示，所述膨胀椎体包括上锥体35和下锥体36，上锥体35和下锥体36结构相同，且呈镜像对称设置；所述上锥体35和下锥体36均为由圆柱段和圆台段一体成型的套筒型结构；圆柱段内壁形成环形卡槽，圆台段内壁形成密封圈槽；

如图3所示，所述上锥体35的圆台段插入上扩张管322与小径内管311之间的间隙内，其圆柱段套设于中径内管312外部，且圆台段与小径内管311之间以及圆柱段与中径内管312之间均设置密封圈；

如图5所示，所述下锥体36的圆台段插入下扩张管323与小径内管311之间的间隙内，其圆柱段套设于悬挂管34外部，且圆台段与小径内管311之间以及圆柱段与悬挂管34之间均设置密封圈；

所述上锥体35和下锥体36的圆台段外圆周的锥度与上扩张管322和下扩张管323内壁的圆锥面的锥度相配合；

如图6所示，所述丢手机构包括套设于连接管21外部的内套管42和限位环43，以及套设于内套管42和限位环43外部的外套筒41；

所述外套筒41为一端敞口的圆筒结构，封闭端中间形成通孔，连接管21穿过通孔，敞口端外壁形成凸环，凸环外壁为圆锥面，凸环外壁锥度与悬挂管34的丢手连接槽341的圆锥段锥度相配合；

所述内套管42的外壁两端均形成凸环，靠近限位环43一侧的凸环与外套筒41内壁之间，以及与连接管21外壁之间均设置密封圈；靠近挤压环23一端的内套管42内壁与连接管21外壁之间设置密封圈；

所述限位环43设置于靠近外套筒41封闭端的一侧。

本实用新型的工作原理：

地面提供动力后，液压动力系统的液压杆带动连接管向上移动，此时通过加压使膨胀套管22与大径内管313内壁压紧，而不随连接管21移动；连接管向上运动带动其上的丢手机构向上移动，通过丢手机构外套筒41的凸环与悬挂管34的丢手连接槽341相配合，带动悬挂管34向上移动，进而推动内管31和下锥体36向上移动，下锥体36进一步插入下扩张管323与小径内管311之间的间隙内，而内管31向上移动，使得此时处于静置状态的上锥体35进一步插入上扩张管322与小径内管311之间的间隙内，相当于上、下锥体相向运动，挤压膨胀管，并使之与外部的原防砂筛管4紧密贴合；各处密封圈的设计能起到很好的密封作用，当压力达到10±3MPa(压力值通过地面泥浆泵设备设定)时即可完成膨胀悬挂；继续升高压力，当压力达到20±3MPa时，完成膨胀悬挂后，继续打压，丢手机构脱开，液压动力系统1和连接组件2随上部油管起出至地面，完成双向膨胀悬挂预充填防砂筛管施工。

本实用新型双向膨胀悬挂技术一次性完成防砂管柱的上下两端的固定，节省起下管柱的次数，降低施工成本，提高施工效率；可膨胀金属在上下锥体的挤胀下，牢牢贴紧外部防砂筛管，与密封胶圈共同作用，既能保证悬挂牢靠，又能保证新防砂管柱与原井防砂管柱之间的密封；陶瓷颗粒充填料和高精度防砂滤网相结合，双重保险，在充填颗粒失效的情况下，仍能起到很好的防砂效果，具有长效高效防砂作用，且过流量大，满足压裂油水井生产的需要；膨胀完成后，动力系统随管柱起出，具有较大的内部通道，满足后续冲沙修井的需要。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (9)

1.一种膨胀悬挂预充填筛管一体化管柱，其特征在于：包括液压动力系统、连接组件、膨胀悬挂机构和丢手机构；

所述连接组件包括与液压动力系统的液压杆(1)连接的连接管(21)，连接管(21)靠近液压杆(1)的一端外部设置膨胀套管(22)，另一端设置丢手机构和挤压环(23)；

所述膨胀悬挂机构包括膨胀管、悬挂管(34)和膨胀椎体，膨胀管包括内外套设的内管(31)和外管(32)，内管(31)和外管(32)之间设置防砂筛管(33)；悬挂管(34)与内管(31)连接；膨胀椎体包括上锥体(35)和下锥体(36)，上锥体(35)和下锥体(36)分别插入内管(31)和外管(32)两端之间的间隙中；

所述丢手机构包括套设于连接管(21)外部的内套管(42)和限位环(43)，以及套设于内套管(42)和限位环(43)外部的外套筒(41)。

2.根据权利要求1所述的膨胀悬挂预充填筛管一体化管柱，其特征在于：所述内管(31)是由外径依次增大的小径内管(311)、中径内管(312)和大径内管(313)组成的阶梯套管型结构；大径内管(313)设置于靠近液压杆(1)的一端；外管(32)套设于小径内管(311)外部。

3.根据权利要求1所述的膨胀悬挂预充填筛管一体化管柱，其特征在于：所述外管(32)包括中间管(321)以及分别与中间管(321)两端连接的上扩张管(322)和下扩张管(323)，上扩张管(322)和下扩张管(323)结构相同，两者呈镜像对称设置；上扩张管(322)和下扩张管(323)的自由端侧内壁形成圆锥面，且自由端侧内径大于与中间管(321)侧内径。

4.根据权利要求1所述的膨胀悬挂预充填筛管一体化管柱，其特征在于：所述防砂筛管(33)包括筛管和充填于筛管内部的滤料，筛管两端设置过滤网，所述滤料为陶瓷颗粒，过滤网由金属丝编织密纹网。

5.根据权利要求4所述的膨胀悬挂预充填筛管一体化管柱，其特征在于：所述悬挂管(34)的连接端内壁形成环形凹槽，悬挂管(34)另一端内壁形成丢手连接槽(341)，丢手连接槽由圆环段和圆锥段组合而成。

6.根据权利要求1所述的膨胀悬挂预充填筛管一体化管柱，其特征在于：所述膨胀椎体包括上锥体(35)和下锥体(36)，上锥体(35)和下锥体(36)结构相同，且呈镜像对称设置；所述上锥体(35)和下锥体(36)均为由圆柱段和圆台段一体成型的套筒型结构；圆柱段内壁形成环形卡槽，圆台段内壁形成密封圈槽。

7.根据权利要求1所述的膨胀悬挂预充填筛管一体化管柱，其特征在于：所述外套筒(41)为一端敞口的圆筒结构，封闭端中间形成通孔，连接管(21)穿过通孔，敞口端外壁形成凸环，凸环外壁为圆锥面，凸环外壁锥度与悬挂管(34)的丢手连接槽(341)的圆锥段锥度相配合。

8.根据权利要求1所述的膨胀悬挂预充填筛管一体化管柱，其特征在于：所述内套管(42)的外壁两端均形成凸环，靠近限位环(43)一侧的凸环与外套筒(41)内壁之间，以及与连接管(21)外壁之间均设置密封圈；靠近挤压环(23)一端的内套管(42)内壁与连接管(21)外壁之间设置密封圈。

9.根据权利要求1所述的膨胀悬挂预充填筛管一体化管柱，其特征在于：所述限位环(43)设置于靠近外套筒(41)封闭端的一侧。