專利名稱：膨脹式篩管懸掛方法及膨脹式篩管懸掛器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明專利涉及一種油氣井完井方法，特別涉及井下篩管的完井方 法，更具體的說是一種膨脹式篩管懸掛完井方法及膨脹式篩管懸掛器。
背景技術：
采用篩管完井能夠提高油氣井的防砂能力，延長油氣井修井周期。 目前，國內外越來越多的油氣田采用篩管懸掛完井方法。常規(guī)的篩管懸掛完井方法是將篩管串連接在送入管柱下端，把篩管串放到井底；然后 將篩管座掛在套管內壁的下端；然后，啟動丟手裝置把篩管串丟開；上 提送入管柱；再次下鉆，鉆開篩管串內的盲板，并清洗篩管串內壁；最 后起鉆，完成篩管串懸掛施工。存在如下不足篩管串在下入井內的過 程中，不能建立循環(huán)，無法對篩管串和井底循環(huán)清洗，只有起出送入管 柱再下一趟洗井管柱，才能替出井筒內的泥漿，加劇了對油層污染。在 施工過程中需要下一趟鉆柱，鉆開篩管串內的盲板，使實施篩管串懸掛 施工時間加長，下鉆次數(shù)多。中國專利公告號CN2203355Y，公開了一種篩管懸掛器，并對篩管懸 掛的施工過程進行闡述。公告號CN2721857Y，公開了一種完井懸掛器。 公告號CN2898269Y，公開了一種多功能篩管懸掛器。發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種膨脹式篩管懸掛方法，利用液壓為動力使 篩管膨脹，實現(xiàn)篩管懸掛完井。在施工過程中篩管串座掛前，隨時能夠 實施循環(huán)鉆井液，在施工中減小鉆井液對油層造成的傷害，最大限度地
提高油層滲透率恢復值，提高油井產(chǎn)量，提高采收率。通過向井內下入 一趟施工管柱完成可循環(huán)篩管懸掛完井?？朔Ｒ?guī)篩管完井方法存在的 不能循環(huán)鉆井液的不足，克服施工中需要多次下鉆柱，施工周期長的不 足。本發(fā)明的另一個目的是提供一種篩管懸掛工具，即膨脹式篩管懸掛 器，實現(xiàn)上述循環(huán)鉆井液的篩管懸掛完井方法。本發(fā)明膨脹式篩管懸掛方法是通過以下步驟實現(xiàn)的.-A、 向井眼內下入篩管完井管柱向井眼套管內下入篩管完井管柱，并下放到預定位置。篩管完井管 柱的結構自下而上是下端是沖管密封和浮鞋，沖管密封和浮鞋上部連 接篩管串。篩管串上部連接膨脹式篩管懸掛器，膨脹式篩管懸掛器上部 連接鉆柱。B、 注入鉆井液當篩管完井管柱下放到設計位置后，向篩管完井管柱內注入鉆井液， 循環(huán)頂替出篩管與裸眼之間原有的鉆井液后停止注鉆井液。利用注入鉆 井液浸泡裸眼井段一段時間。根據(jù)鉆井液和地層的不同，浸泡時間長短 不同，確定裸眼井段浸泡時間，本領域技術人員能確定。再次重復注入 新鮮的鉆井液，再次浸泡裸眼井段一段時間，最大限度地恢復儲層的滲 透性。然后分兩次投球憋壓。C、 投球憋壓，座封膨脹式篩管懸掛器向篩管完井管柱內投入一個小球，小球到達下滑套，堵塞膨脹式篩 管懸掛器與篩管串之間的下滑套中部通道；利用泥漿泵向篩管完井管柱 內注入高壓鉆井液。鉆井液壓力上推脹塞，座掛膨脹式篩管懸掛器。根 據(jù)井深及井況不同來確定泵壓大小，本領域技術人員能確定。D、 投球憋壓，打通鉆柱與篩管串之間的通道然后，向篩管完井管柱內投入一個大球，大球到達上滑套，封隔上
滑套中部通道；利用泥槳泵向篩管完井管柱內注入高壓完井液。高壓完 井液壓力推動上滑套向下滑動，首先剪斷上滑套剪釘，使上滑套下落至 下滑套上，再利用完井液壓力剪斷下滑套剪釘，使下滑套落至沖管上部， 打通鉆柱與篩管串之間的通道。上提篩管完井管柱，使脹塞和密封套與篩管串失去密封。E、 注入鉆井液，沖洗篩管串的內壁向篩管完井管柱內注入鉆井液，沖洗篩管串的內壁。F、 起出篩管完井管柱起出篩管完井管柱，將膨脹式篩管懸掛器的送入接頭、中心管、脹 塞、連接管、上滑套、下滑套、沖管、密封套、沖管接箍、小球、大球 和固定套被攜帶到地面，留在井下的是膨脹管、外連接套、篩管串和沖 管密封和浮鞋。完成可循環(huán)篩管完井作業(yè)。為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用的是膨脹式篩管懸掛器。所述的膨脹式 篩管懸掛器是一種液壓膨脹式篩管懸掛器。該液壓膨脹式篩管懸掛器的結構是包括送入接頭、中心管、膨脹管、脹塞、連接管、外連接套、 上滑套、下滑套、沖管、密封套、沖管接箍、剪釘、小球、剪釘、大球和固定套。送入接頭上部有螺紋，能將液壓膨脹式篩管懸掛器連接在送入管柱 的下端。其特征在于送入接頭下端外壁連接有一個膨脹管，送入接頭 下端內壁連接有一個中心管，脹塞在中心管與膨脹管之間，且脹塞能沿 中心管上下滑動。固定套固定連接在中心管上。中心管下端連接有連接 管。中心管下端內壁上通過剪釘固定有一個上滑套。連接管通過剪釘固 定有一個下滑套。連接管下端連接有沖管。沖管的下端固定有沖管接箍。 膨脹管下端連接外連接套。外連接套內壁與沖管外壁之間有密封套，外 連接套與密封套之間有密封圈，沖管與密封套之間有密封圈。密封套坐 封在外連接套的內臺階上。外連接套的下端有外螺紋。小球的直徑大于
下滑套的中心孔直徑。大球的直徑大于上滑套的中心孔直徑。膨脹管與送入接頭的連接方式可以采用左扣螺紋連接。膨脹管與送 入接頭的連接方式也可以采用花鍵連接。膨脹管的外側至少有一個以上的環(huán)形凸起。環(huán)形凸起的截面為矩形， 外部邊沿直徑與膨脹管的最大直徑相同。送入接頭與中心管之間有橡膠密封圈。脹塞分別與中心管和膨脹管 之間有橡膠圈密封。中心管與連接管之間有橡膠圈密封。中心管與上滑 套之間有橡膠圈密封。連接管與下滑套之間有橡膠圈密封。連接管與沖 管之間有橡膠圈密封。膨脹管與外連接套之間有橡膠圈密封。上滑套的外壁上至少有兩個對稱的剪釘孔，上滑套的座封平面與中 心孔之間至少有一個上側孔，上滑套的外壁與中心孔之間至少有一個側 孔。下滑套的外壁上至少有兩個對稱的剪釘孔，下滑套的外壁上至少有 一個側孔。本發(fā)明的有益效果是利用可循環(huán)篩管完井方法，能實現(xiàn)篩管懸掛 完井。本發(fā)明利用液壓為動力使篩管膨脹，實現(xiàn)篩管懸掛完井。這種懸 掛方法，打破了篩管懸掛施工傳統(tǒng)做法，提供了一種嶄新的篩管懸掛方 法。在施工過程能夠隨時循環(huán)鉆井液，把鉆井時對油層造成的傷害減小 到最低，最大限度地提高油層滲透率恢復值，提高采收率；與常規(guī)的篩 管完井方法相比，僅通過向井內下入一趟施工管柱能完成可循環(huán)篩管懸 掛完井，提高完井效率，節(jié)約施工費用。


圖1是本發(fā)明可循環(huán)篩管完井方法采用的篩管完井管柱結構示意圖。圖2是投入小球時的液壓膨脹式篩管懸掛器示意圖。
圖3是投入大球時的液壓膨脹式篩管懸掛器示意圖。 圖4是上提篩管完井管柱示意圖。 圖5是提出篩管完井管柱示意圖。圖6是上滑套的結構剖面示意圖。 圖7是下滑套的結構剖面示意圖。圖中，l.送入接頭，2.中心管，3.膨脹管，4.脹塞，5.連接管，6. 外連接套，7.上滑套，8.下滑套，9.沖管，IO.密封套，ll.沖管接箍， 12.內臺階，13.側孔，14.剪釘，15.小球，16.側孔，17.剪釘，18.上側 孔，19.大球，20.固定套，21.環(huán)形凸起，22.套管，23.鉆柱，24.篩管串，25.沖管密封和浮鞋。
具體實施方式
實施例1:施工過程A、 向井眼內下入篩管完井管柱參閱附圖l。向井眼套管內下入篩管完井管柱，并下放到預定位置。篩管完井管柱的結構自下而上是下端是沖管密封和浮鞋25，沖管密封和浮鞋25上部連接篩管串24。篩管串24上部連接膨脹式篩管懸掛器， 膨脹式篩管懸掛器上部連接鉆柱23。B、 注入鉆井液當篩管完井管柱下放到設計位置后，向篩管完井管柱內注入鉆井液， 循環(huán)頂替出篩管與裸眼之間原有的鉆井液后停止注鉆井液。利用注入鉆 井液浸泡裸眼井段5小時。再次重復注入新鮮的鉆井液，再次浸泡裸眼 井段5小時。通過注入鉆井液的浸泡恢復儲層的滲透性。然后分兩次投 球憋壓。C、 投球憋壓，座封膨脹式篩管懸掛器參閱圖2。向篩管完井管柱內投入一個小球15，直徑55毫米，小球15到達下滑套8，堵塞膨脹式篩管懸掛器與篩管串24之間的下滑套8 中部通道；利用泥漿泵向篩管完井管柱內注入高壓鉆井液。高壓鉆井液 的壓力為12MPa。鉆井液壓力上推脹塞4向上運動，將膨脹管3全部脹 開，座掛膨脹式篩管懸掛器，然后停泵。D、 投球憋壓，打通鉆柱與篩管串之間的通道參閱圖3。向篩管完井管柱內投入一個大球19，直徑80毫米，大球 19到達上滑套7，封隔上滑套7中部通道；利用泥漿泵向篩管完井管柱 內注入高壓完井液。高壓鉆井液的壓力為13MPa。高壓完井液壓力推動 上滑套7向下滑動，首先剪斷上滑套7的剪釘17，使上滑套7下落至下 滑套8上，再利用完井液壓力剪斷下滑套8的剪釘14，使下滑套8落至 沖管9上部，打通鉆柱23與篩管串24之間的通道。停泵。參閱圖4。上提篩管完井管柱2.5米，使脹塞4和密封套IO與篩管 串24失去密封。E、 注入鉆井液，沖洗篩管串的內壁向篩管完井管柱內注入鉆井液，時間為2小時，沖洗篩管串24的內壁。F、 起出篩管完井管柱參閱圖5。上提并起出篩管完井管柱，將膨脹式篩管懸掛器的送入 接頭l、中心管2、脹塞4、連接管5、上滑套7、下滑套8、沖管9、密 封套10、沖管接箍11、小球15、大球19和固定套20被攜帶到地面。 留在井下的是膨脹管3、外連接套6、篩管串24和沖管密封和浮鞋25。 完成可循環(huán)篩管完井作業(yè)。液壓膨脹式篩管懸掛器實施例參閱附圖1。以一個規(guī)格為95/8"—7"的液壓膨脹式篩管懸掛器為例， 進行具體說明。
送入接頭1最大外徑為210毫米。中心管2長度為1355毫米，內徑 為82毫米，外徑為120毫米。膨脹管3長度為1400毫米。膨脹管3的 外側有兩道環(huán)形凸起21。環(huán)形凸起21的截面為梯形，厚度為5毫米。 環(huán)形凸起21外部邊沿的直徑與膨脹管3的最大直徑相同。送入接頭1上部有螺紋，能使液壓膨脹式篩管懸掛器連接在送入管 柱的下端，將液壓膨脹式篩管懸掛器送入井下懸掛的位置。送入接頭1 下端外壁連接有膨脹管3。膨脹管3與送入接頭1的連接方式是花鍵連 接。送入接頭1下端內壁連接一個中心管2。送入接頭1與中心管2之 間有橡膠密封圈。脹塞4的厚度為300毫米，最大外徑為192毫米，其軸向兩端有錐面。 脹塞4套在中心管2上，脹塞4能在中心管2上面滑動。脹塞4分別與 中心管2和膨脹管3之間有橡膠圈密封。固定套20固定連接在中心管2 上，能阻止脹塞4相對于中心管2相對向下滑動。中心管2下端外壁上螺紋連接有連接管5。中心管2與連接管5之 間有橡膠圈密封。中心管2下端內壁上通過剪釘17固定有上滑套7。中心管2與上滑 套7之間有橡膠圈密封。上滑套7的內孔直徑為60毫米。上滑套7的作 用投入的小球15阻斷送入管柱到篩管串的內部通道，上滑套7與大球 19一起打通被阻斷的內部通道。參閱圖6。上滑套7的外壁上有兩個對 稱的剪釘孔，上滑套7的座封平面與中心孔之間有兩個上側孔18。上側 孔18的作用是當大球19在壓力液的作用下，上滑套7下滑并推動下 滑套下滑后，打通送入管柱與篩管串的內部通道。上滑套7的外壁與中 心孔之間有兩個側孔16。側孔16的作用是上滑套7下滑的過程中， 封堵了一部分原注入液體，側孔16是卸壓孔。連接管5通過剪釘14固定有下滑套8。連接管5與下滑套8之間有 橡膠圈密封。下滑套8固定在連接管5內部的臺階上。下滑套8的內孔 直徑為50毫米。下滑套8的作用是與小球15—起，阻斷送入管柱和 篩管串之間的通道，進行憋壓。參閱圖7。下滑套8的外壁上有兩個對稱的剪釘孔，下滑套8的外壁上有兩個側孔13。側孔13的作用是:投 入大球19，推動上滑套7和下滑套8運動到設計位置后，打開送入管柱和篩管串之間的內部通道。連接管5下端螺紋連接有沖管9。連接管5與沖管9之間有橡膠圈 密封。沖管9的下端外側固定有沖管接箍11。膨脹管3下端連接外連接套6。膨脹管3與外連接套6之間有橡膠 圈密封。外連接套6內壁與沖管9外壁之間有密封套10。密封套10的作用 是將外連接套6與沖管9之間的環(huán)空密封。外連接套6與密封套10 之間有密封圈，沖管9與密封套10之間有密封圈。密封套10坐封在外 連接套6的內臺階12上。外連接套6的下端有外螺紋。施工時，外連接 套6下端能連接篩管，以便將篩管懸掛在井下的套管壁上。小球15的直徑大于下滑套8的中心孔直徑。小球15的直徑是55大球19的直徑大于上滑套7的中心孔直徑。大球19的直徑是80
權利要求
1、 一種膨脹式篩管懸掛方法，其特征是A、 向井眼內下入篩管完井管柱向井眼套管內下入篩管完井管柱，并下放到預定位置，篩管完井管 柱的結構自下而上是下端是沖管密封和浮鞋(25)，沖管密封和浮鞋(25)上部連接篩管串(24)，篩管串(24)上部連接膨脹式篩管懸掛器，膨脹式 篩管懸掛器上部連接鉆柱(23);B、 注入鉆井液當篩管完井管柱下放到設計位置后，向篩管完井管柱內注入鉆井液， 循環(huán)頂替出篩管與裸眼之間原有的鉆井液后停止注鉆井液，利用注入鉆 井液浸泡裸眼井段一段時間，根據(jù)鉆井液和地層的不同，浸泡時間長短 不同，確定裸眼井段浸泡時間，本領域技術人員能確定，再次重復注入 新鮮的鉆井液，再次浸泡裸眼井段一段時間，最大限度地恢復儲層的滲 透性，然后分兩次投球憋壓；C、 投球憋壓，座封膨脹式篩管懸掛器向篩管完井管柱內投入一個小球(15)，小球(15)到達下滑套(8)，堵 塞膨脹式篩管懸掛器與篩管串(24)之間的下滑套(8)中部通道；利用泥漿 泵向篩管完井管柱內注入高壓鉆井液，鉆井液壓力上推脹塞(4)，座掛膨 脹式篩管懸掛器，根據(jù)井深及井況不同來確定泵壓大小，本領域技術人 員能確定；D、 投球憋壓，打通鉆柱與篩管串之間的通道然后，向篩管完井管柱內投入一個大球(19)，大球(19)到達上滑套 (7)，封隔上滑套(7)中部通道；利用泥漿泵向篩管完井管柱內注入高壓 完井液，高壓完井液壓力推動上滑套(7)向下滑動，首先剪斷上滑套(7) 的剪釘(17)，使上滑套(7)下落至下滑套(8)上，再利用完井液壓力剪斷 下滑套(8)的剪釘(14)，使下滑套(8)落至沖管(9)上部，打通鉆柱(23)與篩管串(24)之間的通道；上提篩管完井管柱，使脹塞(4)和密封套(10)與篩管串(24)失去密封；E、 注入鉆井液，沖洗篩管串的內壁 向篩管完井管柱內注入鉆井液，沖洗篩管串(24)的內壁；F、 起出篩管完井管柱起出篩管完井管柱，將膨脹式篩管懸掛器的送入接頭(l)、中心管 (2)、脹塞(4)、連接管(5)、上滑套(7)、下滑套(8)、沖管(9)、密封套 (10)、沖管接箍(ll)、小球(15)、大球(19)和固定套(20)被攜帶到地面， 留在井下的是膨脹管(3)、外連接套(6)、篩管串(24)和沖管密封和浮鞋 (25)，完成可循環(huán)篩管完井作業(yè)。
2、如權利要求1所述的膨脹式篩管懸掛方法，所使用的液壓膨脹式 篩管懸掛器的結構，包括送入接頭(l)、中心管(2)、膨脹管(3)、脹塞 (4)、連接管(5)、外連接套(6)、上滑套(7)、下滑套(8)、沖管(9)、密 封套(IO)、沖管接箍(ll)、剪釘(14)、小球(15)、剪釘(17)、大球(19) 和固定套(20)，送入接頭(l)上部有螺紋，其特征在于送入接頭(l)下端外壁連接 有一個膨脹管(3)，送入接頭(1)下端內壁連接有一個中心管(2)，脹塞(4) 在中心管(2)與膨脹管(3)之間，且脹塞(4)能沿中心管(2)上下滑動，固 定套(20)固定連接在中心管(2)上，中心管(2)下端連接有連接管(5)，中 心管(2)下端內壁上通過剪釘(17)固定有一個上滑套(7)，連接管(5)通過 剪釘(14)固定有一個下滑套(8)，連接管(5)下端連接有沖管(9)，沖管(9) 的下端固定有沖管接箍(ll)，膨脹管(3)下端連接外連接套(6)，外連接 套(6)內壁與沖管(9)外壁之間有密封套(10)，外連接套(6)與密封套(10) 之間有密封圈，沖管(9)與密封套(10)之間有密封圈，密封套(10)坐封在 外連接套(6)的內臺階(12)上，外連接套(6)的下端有外螺紋，小球(15)的直徑大于下滑套(8)的中心孔直徑，大球(19)的直徑大于上滑套(7)的中心孔直徑。
3、 根據(jù)權利要求2所述的液壓膨脹式篩管懸掛器，其特征在于膨脹管(3)與送入接頭(1)的連接方式是花鍵連接。
4、 根據(jù)權利要求2所述的液壓膨脹式篩管懸掛器，其特征在于膨脹管(3)與送入接頭(1)的連接方式是左扣螺紋連接。
5、 根據(jù)權利要求3或4所述的液壓膨脹式篩管懸掛器，其特征是 膨脹管(3)的外側至少有一個以上的環(huán)形凸起(21)，環(huán)形凸起(21)的截面 為矩形，外部邊沿直徑與膨脹管(3)的最大直徑相同。
6、 根據(jù)權利要求3或4所述的液壓膨脹式篩管懸掛器，其特征是 送入接頭(1)與中心管(2)之間有橡膠密封圈，脹塞(4)分別與中心管(2) 和膨脹管(3)之間有橡膠圈密封，中心管(2)與連接管(5)之間有橡膠圈密 封，中心管(2)與上滑套(7)之間有橡膠圈密封，連接管(5)與下滑套(8) 之間有橡膠圈密封，連接管(5)與沖管(9)之間有橡膠圈密封，膨脹管(3) 與外連接套(6)之間有橡膠圈密封。
7、 根據(jù)權利要求3或4所述的液壓膨脹式篩管懸掛器，其特征是 上滑套(7)的外壁上至少有兩個對稱的剪釘孔，上滑套(7)的座封平面與 中心孔之間至少有一個上側孔(18)，上滑套(7)的外壁與中心孔之間至少
8、 根據(jù)權利要求3或4所述的液壓膨脹式篩管懸掛器，其特征是 下滑套(8)的外壁上至少有兩個對稱的剪釘孔，下滑套(8)的外壁上至少 有一個側孔(13)。
全文摘要
可循環(huán)篩管完井方法，應用于油氣井篩管的完井，特征是A.向井眼內下入篩管完井管柱；B.注入鉆井液；C.投球憋壓，座封膨脹式篩管懸掛器；D.投球憋壓，打通鉆柱與篩管串之間的通道；E.注入鉆井液，沖洗篩管串的內壁；F.起出篩管完井管柱，完成可循環(huán)篩管完井作業(yè)。效果是利用可循環(huán)篩管完井方法，能實現(xiàn)篩管懸掛完井。打破了篩管懸掛施工傳統(tǒng)做法。在施工過程能夠隨時循環(huán)鉆井液，把鉆井時對油層造成的傷害減小到最低，最大限度地提高油層滲透率恢復值，提高采收率；與常規(guī)的篩管完井方法相比，僅通過向井內下入一趟施工管柱能完成可循環(huán)篩管懸掛完井，提高完井效率，節(jié)約施工費用。
文檔編號E21B23/00GK101122220SQ20071012207
公開日2008年2月13日 申請日期2007年9月21日 優(yōu)先權日2007年9月21日
發(fā)明者于永亮, 任榮權, 尹洪偉, 張燕萍, 軍 王, 輝 王 申請人:中國石油天然氣集團公司;中國石油集團鉆井工程技術研究院