CN2756816Y - 防砂管管外砾石充填防砂洗井补偿器 - Google Patents

Abstract

本实用新型防砂管管外砾石充填防砂洗井补偿器是将充填工具以下防砂管底部以上，防砂管与油层套管环空中的油、砂、垢等杂质，清洗至地面后，再进行防砂的洗井补偿装置，它由卡瓦牙套、销钉套、沉球套、密封套、内管、堵塞块、光洁中心管及附件组成，其上接头是一段圆钢管，上端内螺纹与防砂管底端外螺纹连接，使用时先通过它的洗井通孔将防砂管与油层套管环空中的油、砂、垢清洗至地面，然后再用内管与销钉套剪断销钉关闭它的洗井通孔，改变循环通道，完成砾石充填，达到防砂的目的。使用该洗井补偿器，可减少反循环洗井工序，提高了防砂一次成功率，延长了防砂寿命周期，避免了因杂质堵塞防砂管缝隙造成防砂失败所带来的经济损失，具有可观的经济效益。

Description

防砂管管外砾石充填防砂洗井补偿器

技术领域：本实用新型公开了一种石油井在进行防砂管防砂时，将充填工具以下防砂管底部以上防砂管与油层套管环空中的油、砂、垢等杂质，清洗至地面后，再进行防砂的洗井补偿装置，尤其适用于稠油或出砂严重的石油井防砂。

背景技术：目前石油井防砂技术中使用防砂管(金属绕丝筛管或激光割缝筛管)管外砾石充填防砂是最先进、最有效的防止石油井出砂的防砂工艺技术。但是因存在着诸多不利因素，影响了该工艺技术的成功率和有效率。首先：连接在防砂管上部的充填工具密封皮碗与油层套管内壁为过盈配合，下入时，将粘附在油层套管内壁上的油、砂、垢等杂质刮削下来，积聚在充填工具密封皮碗以下防砂管与油层套管环空中，防砂反循环洗井时，只能清洗充填工具以上，而在充填工具以下防砂管底部以上，防砂管与油层套管环空中的杂质无法清洗至地面，当进行正循环洗井时，洗井液从油管内通过充填工具密封皮碗下面的充填孔，转换至防砂管与油层套管的环空中后，携带着油、砂、垢这些杂质，强行通过防砂管的缝隙进入防砂管与中心管的环空，再沿环空下行至中心管底端后进入中心管内腔上行，经充填工具循环孔至充填工具上部的油管与油层套管环空中，返出地面，形成循环充填砾石的通道，但是由于防砂管缝隙非常狭窄，大部分杂质不能通过并将防砂管缝隙堵塞，造成正循环洗井压力高无法进行砾石充填，使防砂失败。其次：在上起冲砂、压井管柱和下入防砂管柱的过程中，由于井筒内压井液柱高度发生变化，而引起井底压力的变化，造成油层出油、出砂并悬浮在防砂层位中下部的井筒内，防砂时，虽然正循环洗井压力不高，但它会造成砾石充填量不够或充填不实，甚至形成砾石桥塞，影响防砂效果，使防砂失败。

发明内容：本实用新型的目的是提供一种防砂管管外砾石充填防砂洗井补偿器，它安装在防砂管底端与防砂尾管之间，防砂时，正循环洗井可利用它的洗井通孔将积聚于充填工具密封皮碗以下防砂管底部以上，防砂管与油层套管环空中的油、砂、垢等杂质清洗至地面，然后再关闭它的洗井通孔进行正循环充填砾石防砂，从而提高防砂的一次成功率和有效率。

本实用新型是采用以下技术方案实现的：防砂管管外砾石充填防砂洗井补偿器的上接头是一段圆钢管，其上端制上接头内螺纹与防砂管底端的外螺纹连接，下端制外螺纹与卡瓦牙套上端的内螺纹连接；卡瓦牙套是一段圆钢管，其中部内腔制直径上大下小的锥形面，内腔中放置圆形卡瓦牙，其下端制内螺纹与销钉套上端的外螺纹连接；销钉套是一段圆钢管，中部制带内螺纹的销钉孔，与销钉的外螺纹连接，其下端制外螺纹与沉球套上端的内螺纹连接；沉球套是一段圆钢管，其下端制内螺纹与密封套上端的外螺纹连接；密封套是一段圆钢管，其内壁经特殊处理后具有较高的光洁度；在上接头、卡瓦牙套、卡瓦牙、销钉套、沉球套、密封套组成的内腔中，放置内管，内管是一段圆钢管，其上端面制45°外倒角，上部制销钉座孔，销钉通过销钉孔座入其内，上部靠下制咬合齿，中上部制内管凸起台阶与密封套的上端面配合接触，内管凸起台阶靠下制钢球台阶孔，钢球可自由放置其内，内管的中部制两道密封圈槽C，中下部制洗井通孔，洗井通孔靠下制密封圈槽D，内管的下端制下部连接外螺纹与防砂尾管和尾堵的内螺纹连接；在内管的内腔中放置堵塞块，堵塞块是一段圆钢管，其上端面制45°内倒角，中部外壁制钢球嵌入座环，钢球通过钢球台阶孔嵌入其内，中下部外壁制密封圈槽A，堵塞块内壁中部制密封圈槽B，其下端面制45°外倒角；在堵塞块的内腔中放置光洁中心管，光洁中心管是一段圆钢管，其上端外径加大后制光洁中心管上接头外螺纹与防砂中心管的内螺纹连接，下端制45°外倒角。防砂时，正循环洗井，洗井液从油管内通过充填工具密封皮碗下面的充填孔，转换至防砂管与油层套管的环空中，由于连接在防砂管下面的防砂管管外砾石充填防砂洗井补偿器，依靠密封套、堵塞块、“O”型密封圈A、B、C及光洁中心管，将防砂管与中心管环空通道密封，使洗井液只能沿防砂管与油层套管的环空下行，并携带着积聚在环空中的油、砂、垢等杂质，通过防砂管管外砾石充填防砂洗井补偿器的洗井通孔后，进入光洁中心管内腔上行至中心管内腔后，经充填工具循环孔进入油管与油层套管环空，返至地面，从而达到将防砂管与油层套管的环空彻底清洗干净的目的；之后，加深防砂管柱3-5m，使防砂尾管的尾堵底端支撑在人工井底或砂面上，加压50-70KN将限制内管产生位移的销钉剪断，继续加深，内管携带钢球、堵塞块相对上移，其上部进入上接头空腔内，而钢球从钢球台阶孔滚入沉球环空内，释放开堵塞块，洗井通孔与“O”型密封圈D上移进入密封套，与密封套配合将洗井通孔密封，同时，咬合齿与卡瓦牙咬合，将内管位置锁定；最后，上提防砂管柱至防砂位置，开始正循环洗井、并充填砾石，当洗井液从油管内通过充填工具密封皮碗下部的充填孔，转换至防砂管与油层套管环空内时，由于洗井通孔被密封，迫使洗井液通过防砂管缝隙进入防砂管与中心管环空下行，并向下推动堵塞块，沿内管的内壁与光洁中心管的外壁，向下滑动，最终，脱离光洁中心管沉入防砂管尾管内，洗井液则顺利进入光洁中心管内腔上行至中心管内腔后，经充填工具循环孔至充填工具密封皮碗以上油管与油层套管的环空返出地面，形成循环充填砾石的通道，进而顺利完成防砂管管外砾石充填，达到防砂的目的。

有益效果：采用上述技术方案其优点有，第一，防砂时可将反循环洗井工序省掉，直接进行正循环洗井；第二，能够将积聚在充填工具密封皮碗以下防砂管底部以上，防砂管与油层套管环空中的油、砂、垢等杂质彻底清洗干净；第三，避免了因防砂管缝隙堵塞而造成的渗透率降低，使油井防砂后具有较高的产能；第四，避免了因油、砂、垢等杂质造成的充填砾石量不够或充填不实等后果，提高了防砂有效率，延长了防砂寿命周期；第五，避免了因油、砂、垢等杂质堵塞防砂管缝隙，使正循环洗井压力高，造成防砂失败，提高了防砂的一次成功率，减少了因防砂失败造成的巨大经济损失，具有可观的经济效益。

附图说明：说明书附图是防砂管管外砾石充填防砂洗井补偿器的纵向全剖面的结构图。

具体实施方式：下面结合说明书附图(图1)对本实用新型进一步说明。

图中：(1)光洁中心管上接头、(2)上接头内螺纹、(3)上接头、(4)上接头空腔、(5)光洁中心管、(6)卡瓦牙套、(7)卡瓦牙、(8)销钉套、(9)销钉孔、(10)销钉、(11)销钉座孔、(12)咬合齿、(13)沉球套、(14)沉球环空、(15)堵塞块、(16)内管凸起台阶、(17)“O”型密封圈B、(18)密封圈槽B、(19)钢球台阶孔、(20)钢球、(21)钢球嵌入座环、(22)“O”型密封圈A、(23)密封圈槽A、(24)“O”型密封圈C、(25)密封圈槽C、(26)密封套、(27)洗井通孔、(28)“O”型密封圈D、(29)密封圈槽D、(30)内管、(31)下部连接外螺纹。

防砂管管外砾石充填防砂洗井补偿器的上接头(3)是一段圆钢管，其上端制上接头内螺纹(2)与防砂管底端的外螺纹连接，中下部扩孔后制上接头空腔(4)，下端制外螺纹与卡瓦牙套(6)上端的内螺纹连接；卡瓦牙套(6)是一段圆钢管，其中部内腔制直径上大下小的锥形面，内腔中放置圆形卡瓦牙(7)，其下端制内螺纹与销钉套(8)上端的外螺纹连接；卡瓦牙(7)是一段沿纵向剖切开一道槽口的圆钢管，内壁制咬合齿，外壁制直径上大下小的锥形面，与卡瓦牙套(6)内壁的锥形面配合；销钉套(9)是一段圆钢管，中部制带内螺纹的销钉孔(9)，与销钉(10)的外螺纹连接，其下端制外螺纹与沉球套(13)上端的内螺纹连接；沉球套(13)是一段圆钢管，其下端制内螺纹与密封套(26)上端的外螺纹连接；密封套(13)是一段圆钢管，其内壁经特殊处理后，具有较高的光洁度；在上接头(3)、卡瓦牙套(6)、卡瓦牙(7)、销钉套(8)、沉球套(13)、密封套(26)组成的内腔中，放置内管(30)，内管(30)是一段圆钢管，其上端面制45°外倒角，上部制销钉座孔(9)，销钉(10)通过销钉孔(9)座入其内，以限制内管(30)产生位移，上部靠下制咬合齿(12)，中上部制内管凸起台阶(16)与密封套(26)的上端面配合接触，内管凸起台阶(16)靠下制钢球台阶孔(19)，钢球(20)可自由放置其内，内管(30)的中部制两道密封圈槽C(25)，“O”型密封圈C(24)放置其内，中下部制洗井通孔(27)，洗井通孔(27)靠下制密封圈槽D(29)，“O”型密封圈D(28)放置其内，内管(30)的下端制下部连接外螺纹(31)与防砂尾管和尾堵的内螺纹连接，内管(30)中下部的内壁经特殊处理后，具有较高的光洁度；在内管(30)的内腔中放置堵塞块(15)，堵塞块(15)是一段圆钢管，其上端面制45°内倒角，中部外壁制钢球嵌入座环(21)，钢球(20)通过钢球台阶孔(19)嵌入其内，并在密封套(26)的扶持作用下，固定堵塞块(15)防止其发生位移，中下部外壁制密封圈槽A(23)，“O”型密封圈A(22)放置其内，堵塞块(15)内壁中部制密封圈槽B(18)，“O”型密封圈B(17)放置其内，其下端面制45°外倒角，堵塞块(15)的内、外壁经特殊处理后，具有较高的光洁度；在堵塞块(15)的内腔中放置光洁中心管(5)，光洁中心管(5)是一段圆钢管，上端外径加大后制光洁中心管上接头(1)外螺纹与防砂中心管的内螺纹连接，其整个外壁经特殊处理后，具有较高的光洁度，下端面制45°外倒角。

防砂时，正循环洗井，洗井液从油管内通过充填工具密封皮碗下面的充填孔，转换至防砂管与油层套管的环空中，由于连接在防砂管下面的防砂管管外砾石充填防砂洗井补偿器，依靠密封套(26)、堵塞块(15)、“O”型密封圈A(22)、B(17)、C(24)及光洁中心管(5)，将防砂管与中心管环空通道密封，使洗井液只能沿防砂管与油层套管的环空下行，并携带着积聚在环空中的油、砂、垢等杂质，通过防砂管管外砾石充填防砂洗井补偿器的洗井通孔(27)后，进入光洁中心管(5)内腔上行至中心管内腔后，经充填工具循环孔进入油管与油层套管环空，返至地面，从而达到将防砂管与油层套管的环空彻底清洗干净的目的；之后，加深防砂管柱3-5m，使防砂尾管的尾堵底端支撑在人工井底或砂面上，加压50-70KN，使内管(30)与销钉套(8)之间产生剪切力，将限制内管(30)产生位移的销钉(10)剪断，继续加深，内管(30)携带钢球(20)、堵塞块(15)等相对上移，其上部进入上接头空腔(4)内，而钢球(20)由于失去密封套(26)的扶持，从钢球台阶孔(19)滚入沉球环空(14)内，释放开堵塞块(15)，洗井通孔(27)与“O”型密封圈D(28)上移进入密封套(26)，与密封套(26)配合将洗井通孔(27)密封，同时，咬合齿(12)与卡瓦牙(7)咬合，将内管(30)位置锁定；最后，上提防砂管柱至防砂位置，开始正循环洗井、并充填砾石，当洗井液从油管内通过充填工具密封皮碗下部的充填孔，转换至防砂管与油层套管环空内时，由于洗井通孔(27)被密封，迫使洗井液通过防砂管缝隙进入防砂管与中心管环空下行，并向下推动堵塞块(15)，此时堵塞块(15)由于失去了钢球(20)的固定作用，在洗井液的推动下，沿内管(30)的内壁与光洁中心管(5)的外壁，向下滑动，最终，脱离光洁中心管(5)沉入防砂管尾管内，洗井液则顺利进入光洁中心管(5)内腔上行至中心管内腔后，经充填工具循环孔至充填工具密封皮碗以上油管与油层套管的环空返出地面，形成循环充填砾石的通道，进而顺利完成防砂管管外砾石充填，达到防砂的目的。

实施例2：该防砂管管外砾石充填防砂洗井补偿器有多种型号，适用范围较广。

Claims (5)

1、一种由上接头(3)、卡瓦牙套(6)、销钉套(8)、沉球套(13)、密封套(26)、内管(30)、堵塞块(15)、光洁中心管(5)组成的防砂管管外砾石充填防砂洗井补偿器，其特征是：防砂管管外砾石充填防砂洗井补偿器的上接头(3)是一段圆钢管，其上端制上接头内螺纹(2)与防砂管底端的外螺纹连接，中下部扩孔后制上接头空腔(4)，下端制外螺纹与卡瓦牙套(6)上端的内螺纹连接；卡瓦牙套(6)是一段圆钢管，其中部内腔制直径上大下小的锥形面，内腔中放置圆形卡瓦牙(7)，其下端制内螺纹与销钉套(8)上端的外螺纹连接；销钉套(9)是一段圆钢管，中部制带内螺纹的销钉孔(9)，与销钉(10)的外螺纹连接，其下端制外螺纹与沉球套(13)上端的内螺纹连接；沉球套(13)是一段圆钢管，其下端制内螺纹与密封套(26)上端的外螺纹连接；密封套(13)是一段圆钢管，其内壁经特殊处理后，具有较高的光洁度；在上接头(3)、卡瓦牙套(6)、卡瓦牙(7)、销钉套(8)、沉球套(13)、密封套(26)组成的内腔中，放置内管(30)，在内管(30)的内腔中放置堵塞块(15)，在堵塞块(15)的内腔中放置光洁中心管(5)。

2、按权利要求1所述的防砂管管外砾石充填防砂洗井补偿器，其特征是：卡瓦牙是一段沿纵向剖切开一道槽口的圆钢管，内壁制咬合齿，外壁制直径上大下小的锥形面。

3、按权利要求1所述的防砂管管外砾石充填防砂洗井补偿器，其特征是：内管(30)是一段圆钢管，其上端面制45°外倒角，上部制销钉座孔(9)，上部靠下制咬合齿(12)，中上部制内管凸起台阶(16)，内管凸起台阶(16)靠下制钢球台阶孔(19)，内管(30)的中部制两道密封圈槽C(25)，中下部制洗井通孔(27)，洗井通孔(27)靠下制密封圈槽D(29)，内管(30)的下端制下部连接外螺纹(31)，内管(30)中下部的内壁经特殊处理后，具有较高的光洁度。

4、按权利要求1所述的防砂管管外砾石充填防砂洗井补偿器，其特征是：堵塞块(15)是一段圆钢管，其上端制45°内倒角，中部外壁制钢球嵌入座环(21)，中下部外壁制密封圈槽A(23)，堵塞块(15)内壁中部制密封圈槽B(18)，其下端制45°外倒角，堵塞块(15)的内外壁经特殊处理后，具有较高的光洁度。

5、按权利要求1所述的防砂管管外砾石充填防砂洗井补偿器，其特征是：光洁中心管(5)是一段圆钢管，上端外径加大后制光洁中心管上接头(1)外螺纹，其整个外壁经特殊处理后，具有较高的光洁度，下端制45°外倒角。