CN2530030Y - 油井井下防砂充填器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了石油工业使用的油井井下防砂充填器，适于高压充填防砂工艺和循环防砂工艺。适于高压充填防砂的由座封机构、密封机构、锚定机构、充填机构和丢手机构组成，具有上接头、下接头、中心管、胶筒等部件，充填机构装于中心管的下部，中心管为分体结构，上分体内安装反洗机构，下分体外安装充填机构。适于循环防砂的中心管为分体结构，上分体内安装反洗机构或者不安装反洗机构，于下分体外安装循环机构，其余结构相同。本工具具有安全可靠、施工工序少等特点。

Description

油井井下防砂充填器

技术领域

本实用新型属于石油工业的开采设备，特别是油井井下防砂充填器，适用于需要高压充填防砂和循环充填防砂的油井。

技术背景

在石油工业的开采现场，原油在开采过程中，油层中的砂子易随原油采到地面，造成地层骨架结构破坏而出砂亏空，砂埋油层而原油流不到套管内，无法开采。油井井下防砂充填器是地下油层防砂的重要工具，实现了地层充填与机械砂管防砂一次来完成的目的。一般分为两种，高压充填器和循环充填器。目前，高压充填工具存在的问题是：一是仅靠液压座封，达不到完全密封；二是施工时要配合一台水泥车打平衡；三是高压充填进地层的砂子往工具里倒返；四是反洗口与充填口为同一口，造成防砂时泄漏、砂子上窜至工具上部而卡钻。循环充填工具存在的问题是：一是只能循环充填不能悬挂筛管柱；二是防砂丢手后，当充填的石英砂卡不紧防砂管柱时，防砂管柱易下滑而对不住油层；三是防砂后要靠下密封插头、封隔器、防顶卡瓦来达到密封环空的目的。由于这些问题的存在，造成修井作业工序多，时间长，成本高。工人劳动强度大，防砂效果差。从而造成生产成本高，原油的采收率低等问题。

发明内容

本实用新型的目的是制造油井井下防砂充填器，克服现有技术中的缺陷，让高压充填防砂和循环充填防砂的油井井下防砂充填器座封可靠，可充填可反洗，砂子不泄漏、不卡工具不卡钻。循环充填防砂时，防砂管柱不脱不滑，工具可悬挂，防砂后密封可靠。减少修井作业的工序和环境污染，降低工人的劳动强度，提高防砂工艺效果，延长油井的免修期。从而降低生产成本，提高原油的采收率。

以下技术方案可达上述目的：油井井下防砂充填器，适用于高压充填防砂工艺，由座封机构、密封机构、锚定机构、充填机构和丢手机构组成，具有上接头、下接头、中心管、胶筒等部件，充填机构装于中心管的下部。本实用新型中心管为分体结构，上分体内安装反洗机构，下分体外安装充填机构。

油井井下防砂充填器，适用于循环防砂工艺，由座封机构、密封机构、锚定机构、充填机构和丢手机构组成，具有上接头、下接头、中心管、胶筒等部件，充填机构装于中心管的下部。本实用新型的中心管为分体结构，上分体内安装反洗机构或者不安装反洗机构，于下分体外安装循环机构。

本实用新型较现有的高压充填防砂和循环防砂工具相比具有如下显著的优点：本工具经过二级座封后，将防砂管柱加压实现第三级密封，使密封安全可靠。充填机构和循环机构外增设充填挡砂机构和循环挡砂机构，充填结束后，其充填口将被关闭，用于充填的砂子不能倒返进入工具。本实用新型悬挂、丢手、反洗方便可靠，只要上提管柱即可实现液压丢手，正转实现机械丢手。用本实用新型防砂效果显著，能提高采收率，作业工序少，工人的劳动强度和生产成本明显降低。

附图说明

附图1为本实用新型循环防砂充填器的整体结构示意图。

附图2为用于高压防砂充填的本实用新型结构示意图的上半图。

附图3为用于高压防砂充填的本实用新型结构示意图的下半图。

附图4为用于循环防砂充填的本实用新型结构示意图的上半图。

附图5为用于循环防砂充填的本实用新型结构示意图的下半图。

具体实施方式

实施例1：油井井下防砂充填器，适用于高压充填防砂工艺，由座封机构、密封机构、锚定机构、充填机构和丢手机构组成，具有上接头1、下接头21、中心管2、胶筒9等部件，充填机构装于中心管2的下部，中心管2为分体结构，上分体内安装反洗机构，下分体外安装充填机构。反冼机构中的反洗套24为上大下小结构，外径设有台阶、其上部及下部均设有密封圈。充填机构由充填部分和挡砂部分组成，充填部分由充填筒15、充填器内套18和中心管2的下分体组成，充填筒15上均匀分布充填口，该充填口与中心管2下分体上的充填口数量、对应位置相同；于充填器内套18外增设充填挡砂部分，由密封筒16、连接套19和弹簧17组成，密封筒16套装于充填筒15内，在密封筒16的内台阶之下与连接套19之间安装弹簧17。充填机构的充填器内套18其外径设有密封圈、凹槽及剪钉槽，于上部凹槽内安装悬挂剪钉，剪钉的直径为8-14mm。充填器内套18下部凹槽的轴向截面为梯形，于上部凹槽下面也设有剪钉槽，内装剪钉。液压式丢手机构由连接套19、锁球25、充填器内套18、中心管2下分体组成，连接套19下部与下接头21连接，其连接部安装防脱剪钉20，于中心管2下分体的底部以及连接套19的中部均设有球道，由锁球25将中心管2下分体与连接套19悬挂连接，锁球25在其运移过程中落入充填器内套18下部轴向截面为梯形的凹槽内；倒扣式丢手机构由中心管2下分体与连接套19上的左旋螺纹构成。密封胶筒9为多道胶筒，根据井下情况可使用中温或高温胶筒。在其之间安装隔环10，隔环10上有孔，与套筒8上的孔配合，形成装配孔。锁环6与连接管7上的反向倒齿螺纹相互锁定，使胶筒9和卡瓦14不会复位。锁环6的壁厚是4.5-5.5mm厚度中的任意一种，由于壁薄而弹性大，运行阻力小。上接头1的下部内腔中安装活塞，于活塞下面安装压环3，压环3中部内腔有台阶，压环3与打捞头4由座封剪钉5连接。压环3的内腔台阶与打捞头4上的外径台阶在解封时相互限制位置，打捞头4不会从工具内脱出，从而实现将全套工具由油井中带出。弹簧23安装在中心管2上分体内，中心管2上分体的上部外径处有限位台阶，此台阶之上的长度等于上接头1下部内腔的深度及连接管7上的反向倒齿螺纹的长度。卡瓦14与卡瓦罩12之间设计了弓形片簧13，弓形片簧13的厚度是0.6-1.2mm中的任意一种；卡瓦罩12上的卡瓦槽的长度是大于卡瓦14长度4-11mm中的任意一种，如此卡瓦14不会窜出卡瓦槽12表面。现场使用时本实用新型随管柱下入井内，打压后由液压推动活塞、活塞推动压环3，压环3推动护套，先剪断座封销钉5，护套推动胶筒9、11及上锥体、卡瓦14实现一级座封。由于座封销钉5的直径大，所以锁环6下行距离长，胶筒9和11一级座封压缩距离大；再继续打压剪断充填器内套18的固定销钉，胶筒9、卡瓦14继续外张，达到二级座封。对液压丢手的高压充填工具，充填器内套18的销钉被剪断后，中心管2下分体与连接套19的锁球25脱落，可将管柱加压实现第三级座封。锁环6与连接管7上的反向倒齿螺纹相互锁定，胶筒9、11和卡瓦14不会复位。用水泥车向接在防砂管柱上的本实用新型内泵入携砂液，中心管2下分体及充填筒15上有数个相互对应的充填口，携砂液经充填口进入套管与筛管的环空后再充填进地层。充填结束后，充填机构的密封筒16在弹簧17的作用下将充填口关闭。由环空内打液，打开反洗套24，反洗防砂管柱。然后上提或正转管柱实现丢手，完成防砂工艺。

实施例2：油井井下防砂充填器，适用于循环充填防砂工艺，由座封机构、密封机构、锚定机构、充填机构和丢手机构组成，具有上接头1、下接头21、中心管2、胶筒9等部件，循环机构也就是循环充填机构装于中心管2的下部，中心管2为分体结构，上分体内安装反洗机构或者不安装反洗机构，于下分体外安装循环机构。循环机构由循环部分和挡砂部分组成，循环部分由中心管2的下分体、安装在中心管2下分体外部的外套22和充填器内套18组成，充填器内套18上分布有周向槽，当充填器内套18下行到下死点时，充填器内套18上的槽与中心管2下分体上的孔对齐，中心管2下分体与外套22之间的间隙构成排液通道；中心管2下分体、外套22能与充填筒15上的孔对齐，构成充填通道。挡砂部分与实施例1相同，由密封筒16、连接套19和弹簧17组成，密封筒16套装于充填筒15内，在密封筒16的内台阶之下与连接套19之间安装弹簧17。其余部件及结构均与实施例1中的用于高压充填的油井井下充填防砂器一样。施工时，用封井器封住防砂管柱本体，向工具内泵入携砂液，携砂液经充填口进入套管与防砂筛管的防砂环空，砂子将防砂环空内充填结实，液体经防砂筛管至循环机构返到油套环空，由套管闸门排出。充填结束后，循环机构的密封筒16在弹簧17的作用下将充填口关闭。由油套环空内泵液，反洗防砂管柱，正转管柱实现丢手，完成防砂工艺。

Claims (10)

1、油井井下防砂充填器，适用于高压充填防砂工艺，由座封机构、密封机构、锚定机构、充填机构、丢手机构和反洗机构组成，具有上接头(1)、下接头(21)、中心管(2)、胶筒(9)等部件，充填机构装于中心管(2)的下部，其特征在于中心管(2)为分体结构，上分体内安装反洗机构，下分体内安装充填机构。

2、根据权利要求1所述的油井井下防砂充填器，其特征在于反冼机构由反洗套(24)、中心管(2)的上分体和压环(3)组成，反洗套(24)为上大下小结构，外径设有台阶、其上部及下部均设有密封圈，中心管(2)上分体以及压环(3)上均设有反洗口。

3、根据权利要求1所述的油井井下防砂充填器，其特征在于充填机构由充填部分和挡砂部分组成，充填部分由充填筒(15)、充填器内套(18)和中心管(2)的下分体组成，充填筒(15)上均匀分布充填口，该充填口与中心管(2)下分体上的充填口数量、对应位置相同，充填器内套(18)底端端面设有标记槽；挡砂部分由密封筒(16)、连接套(19)和弹簧(17)组成，密封筒(16)套装于充填筒(15)内，在密封筒(16)的内台阶之下与连接套(19)之间安装弹簧(17)。

4、根据权利要求3所述的油井井下防砂充填器，其特征在于充填机构的充填器内套(18)的外径设有密封圈、凹槽及剪钉槽，于上部凹槽内安装悬挂剪钉；上部凹槽下面也设有剪钉槽，内装座封剪钉(5)，其座封剪钉(5)的直径为9-13mm中的任意一种；其下部凹槽为锁球槽，该槽轴向截面为梯形。

5、根据权利要求1所述的油井井下防砂充填器，其特征在于液压式丢手机构由连接套(19)、锁球(25)、充填器内套(18)、中心管(2)的下分体组成，连接套(19)下部与下接头(21)连接，下接头(21)的直径与筛管接箍的直径相等，其连接部安装防脱剪钉(20)；于中心管(2)下分体的底部以及连接套(19)的中部均设有球道，由锁球(25)将中心管(2)下分体与连接套(19)悬挂连接，锁球(25)在其运移过程中落入充填器内套(18)下部的凹槽内；倒扣式丢手机构由中心管(2)下分体与连接套(19)上的左旋螺纹构成。

6、根据权利要求1所述的油井井下防砂充填器，其特征在于密封胶筒(9)与(11)之间安装隔环(10)，隔环(10)上有孔，与套筒(8)上的孔配合；锁环(6)与连接管(7)上的反向倒齿螺纹相互锁定；锁环(6)的壁厚是4.5-5.5mm厚度中的任意一种。

7、根据权利要求1所述的油井井下防砂充填器，其特征在于上接头(1)的下部内腔中安装活塞，于活塞下面安装压环(3)，压环(3)中部内腔中有台阶，压环(3)与打捞头(4)由座封剪钉(5)连接，压环(3)的内腔台阶与打捞头(4)上的外径台阶相互限制；中心管(2)上分体内安装弹簧(23)，中心管(2)上分体的上部外径处有限位台阶，此台阶之上的长度等于上接头(1)下部内腔的深度及连接管(7)上的反向倒齿螺纹的长度。

8、根据权利要求1所述的油井井下防砂充填器，其特征是在卡瓦(14)与卡瓦罩(12)之间设计了弓形片簧(13)，弓形片簧(13)的厚度是0.6-1.2mm中的任意一种；卡瓦罩(12)上的卡瓦槽的长度是大于卡瓦(14)长度4-11mm中的任意一种。

9、油井井下防砂充填器，适用于循环防砂工艺，由座封机构、密封机构、锚定机构、充填机构和丢手机构组成，具有上接头(1)、下接头(21)、中心管(2)、胶筒(9)等部件，充填机构装于中心管(2)的下部，其特征在于中心管(2)为分体结构，上分体内不安装反洗机构或者安装反洗机构，于下分体外安装循环机构。

10、根据权利要求9所述的油井井下防砂充填器，其特征在于循环机构由循环部分和挡砂部分组成，循环部分由中心管(2)的下分体、安装在中心管(2)下分体外部的外套(22)和充填器内套(18)组成，充填器内套(18)上分布有周向槽，当充填内套(18)下行到下死点时，充填器内套(18)上的槽与中心管(2)下分体上的孔对齐，中心管(2)下分体与外套(22)之间的间隙构成排液通道；中心管(2)下分体、外套(22)与充填筒(15)上的孔对齐，构成充填通道；挡砂部分由密封筒(16)、连接套(19)和弹簧(17)组成，密封筒(16)套装于充填筒(15)内，在密封筒(16)的内台阶之下与连接套(19)之间安装弹簧(17)。

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