專利名稱：二開裸眼水平井內(nèi)插法防砂固井管柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油開采井下管柱，特別涉及一種二開裸眼水平井內(nèi)插法防砂固
井管柱。
二背景技術(shù)：
石油開采的水平井采用裸眼完井的方式，具有增大井身與油層的接觸面積，更大 程度地釋放地層能量，提高油井產(chǎn)量，少井高效地開發(fā)優(yōu)勢。目前裸眼水平井主要采用二開 防砂完井的方式，而防砂完井管柱主要采用帶盲板式井下管柱，這種結(jié)構(gòu)的管柱為裸眼水 平井防砂固井工程發(fā)揮了作用，但其存在如下的缺點(diǎn)或不足①下入井中注水泥固井管柱 后，還需要下入鉆塞管柱，進(jìn)行鉆塞作業(yè)，要鉆遇關(guān)閉塞、分級箍內(nèi)腔、水泥塞及盲板四部分 時(shí)，鉆塞周期長，鉆壓難以控制；②存在套管側(cè)鉆、井下套管松口及卡鉆的風(fēng)險(xiǎn)；③鉆塞過 程中易在水平段管柱內(nèi)留下鉆屑，進(jìn)行后續(xù)其他作業(yè)工序時(shí)，外徑較大的工具在水平段管 柱內(nèi)易遇阻或遇卡；④由于裸眼環(huán)空和套管管柱被盲板隔開，在管柱下入過程中，裸眼井筒 內(nèi)的泥漿無法流入套管管柱內(nèi)，被迫擠入地層，加重了泥漿對地層的污染程度，影響油井產(chǎn) 量；⑤為保證盲板式裸眼防砂完井管柱的順利下入，還需停止下鉆，等待人工進(jìn)行向套管內(nèi) 灌泥槳，操作麻煩；⑥作業(yè)成功率低。
三
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種二開裸眼水平井內(nèi)插法防砂固井管柱，采用內(nèi)外管
和內(nèi)外注水泥器結(jié)構(gòu)，有效地克服或避免上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)或不足。 本實(shí)用新型所述的二開裸眼水平井內(nèi)插法防砂固井管柱，包括外管柱和內(nèi)管柱。
所述外管柱包括酸洗充填閥上順次安裝連接的防砂篩管，裸眼封隔器外定位臺(tái)階，外注水
泥器和套管，內(nèi)管柱包括油上，連接安裝的內(nèi)注水泥器，內(nèi)管柱安裝于外管柱中，內(nèi)外管柱
之間相互固定及密封。 其中，所述外注水泥器包括上接頭上順次連接安裝的外套筒、彈簧、內(nèi)滑套和下接 頭。內(nèi)滑套上安裝有與外套筒相密封的密封件。所述彈簧安裝于上接頭下端和內(nèi)滑套上端 之間的空間中。所述外套筒下部設(shè)有外注水泥口，內(nèi)滑套安置于外套筒內(nèi)的外注水泥口處， 在彈簧的作用下控制外注水泥口的開與關(guān)。所述內(nèi)注水泥器包括上接頭內(nèi)順次連接的中心 管和內(nèi)轉(zhuǎn)換頭，內(nèi)轉(zhuǎn)換頭下端為盲孔，與外轉(zhuǎn)換筒連為一體。上接頭外順次連接安裝的上皮 碗套、上皮碗、連接套、上壓套、定位束爪筒、彈簧、活塞套、彈簧墊、支撐管、外轉(zhuǎn)換筒、下皮 碗套、下皮碗和下接頭。所述外轉(zhuǎn)換筒與內(nèi)轉(zhuǎn)換頭連接處設(shè)有側(cè)流口 、注水泥口和與之互相 隔離的夾壁腔通道，側(cè)流口和注水泥口與中心管內(nèi)腔相連通。所述上皮碗套上設(shè)有反流口， 該反流口與中心管、內(nèi)轉(zhuǎn)換頭和上皮碗套、連接套、上壓套、支撐管、外轉(zhuǎn)換筒、定位束爪筒 構(gòu)成的夾壁腔通道相連通。所述活塞套安裝于定位束爪筒與支撐管之間，活塞套下端為外 錐面凸起。所述定位束爪筒上部為圓管體，下部為爪形結(jié)構(gòu)，該爪形上設(shè)有與活塞套外錐面 凸起相配合的內(nèi)凸起，該內(nèi)凸起之相同位置處設(shè)有定位外凸臺(tái)。所述內(nèi)滑套上部設(shè)有一內(nèi)環(huán)形槽。 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有以下優(yōu)點(diǎn) 1、簡化作業(yè)程序，減少下井管柱，注水泥固井之后，不需要再下鉆塞管柱進(jìn)行鉆塞 作業(yè)，作業(yè)成本低； 2、避內(nèi)插法施工過程中的缺陷和風(fēng)險(xiǎn)； 3、提供一套通徑大、內(nèi)壁規(guī)則、干凈的防砂完井井筒； 4、施工成功率高、施工可靠性大、勞動(dòng)強(qiáng)度低、油井產(chǎn)量高。
四
圖1是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為按圖1所示的外注水泥器結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為按圖1所示的內(nèi)注水泥器結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為按圖3所示的A_A向結(jié)構(gòu)示意圖
五具體實(shí)施方式參閱圖1-圖4，一種二開裸眼水平井內(nèi)插法防砂固井管柱，包括外管柱和內(nèi)管柱。 外管柱包括酸洗充填閥1上順次安裝連接的防砂篩管2、裸眼封隔器3、外定位臺(tái)階4、外注 水泥器5和套管6。內(nèi)管柱包括油管8及其上連接安裝的內(nèi)注水泥器7。內(nèi)管柱安裝于外 管柱中，內(nèi)外管柱之間相互固定及密封。 外注水泥器5包括上接頭9上順次連接安裝的外套筒10、彈簧11、內(nèi)滑套13和下 接頭15。內(nèi)滑套13上安裝有與外套筒10相密封的密封件12。彈簧11安裝于上接頭9下 端和內(nèi)滑套13上端之間的空間中。外套筒10下部設(shè)有2-6個(gè)(圖中表示為4個(gè))圓周均 布的外注水泥口 14。內(nèi)滑套13在外套筒10內(nèi)圓的密封面內(nèi)上下滑動(dòng)，在彈簧11的作用 下，打開或關(guān)閉外注水泥口 14。內(nèi)注水泥器7包括上接頭16內(nèi)順次連接的中心管17和內(nèi) 轉(zhuǎn)換頭29，內(nèi)轉(zhuǎn)換頭29下端為盲孔，與外轉(zhuǎn)換筒28連為一體；上接頭16外順次連接安裝 的上皮碗套19、上皮碗20、連接套21、上壓套22、定位束爪筒27、彈簧23、活塞套26、彈簧墊 24、支撐管25、外轉(zhuǎn)換筒28、下皮碗套31、下皮碗32和下接頭33。外轉(zhuǎn)換筒28與內(nèi)轉(zhuǎn)換頭 29連接處設(shè)有側(cè)流口 34、注水泥口 30和與之互相隔離的夾壁腔通道35。側(cè)流口 34和注 水泥口 30與中心管17內(nèi)腔相連通。上皮碗套19上設(shè)有反流口 18，該反流口 18與中心管 17、內(nèi)轉(zhuǎn)換頭29和上皮碗套19、連接套21、上壓套22、支撐管25、外轉(zhuǎn)換筒28、定位束爪筒 27構(gòu)成的夾壁腔通道35相連通?；钊?6安裝于定位束爪筒27與支撐管25之間，活塞 套26下端設(shè)有外錐面凸起。定位束爪筒27上部為圓管體，下部為爪形結(jié)構(gòu)，該爪形上設(shè)有 與活塞套26的外錐面凸起相配合的內(nèi)凸起及該內(nèi)凸起之相同位置處設(shè)有定位外凸臺(tái)。內(nèi) 滑套13上部設(shè)有一內(nèi)環(huán)形槽，該內(nèi)環(huán)形槽與內(nèi)圓形成上下兩個(gè)一定角度的臺(tái)階。 內(nèi)滑套13外圓為密封面，其外圓的上、下部安裝有密封圈12。外注水泥口 14上下 部附近的外套筒10內(nèi)圓均為密封面。外套筒10內(nèi)圓上部直徑變小，與密封面形成限位臺(tái) 階。彈簧23和彈簧墊24安裝于上壓套22下端與活塞套26上端之間的空間內(nèi)。 運(yùn)行時(shí)，在已完成的裸眼水平井筒中，內(nèi)管柱下入外管柱內(nèi)，內(nèi)注水泥器7置于裸 眼封隔器3的位置以下。上提內(nèi)管柱，觀察地面懸重變化，若懸重突然增加，說明此時(shí)內(nèi)注水泥器7上的定位束爪筒27定位外凸臺(tái)的上錐面與外定位臺(tái)階4下錐面相對應(yīng)定位，外定 位臺(tái)階4在外管柱裸眼封隔器3上部附近，在連接處內(nèi)圓上形成突臺(tái)，突臺(tái)上下均為一定角 度的錐面。外注水泥器7上的上皮碗20和下皮碗32將內(nèi)外管柱相密封。自油管8打壓， 液力從油管8經(jīng)過側(cè)流口 34和注水泥口 30進(jìn)入裸眼封隔器3上的進(jìn)液口 ，脹封裸眼封隔 器3，封隔裸眼環(huán)空。外管柱上的防砂篩管2將地層砂擋住，防止其進(jìn)入井筒內(nèi)，達(dá)到防砂的 目的。 裸眼封隔器3脹封完成后，繼續(xù)上提內(nèi)管柱至外注水泥器5附近，觀察地面懸重變 化，若懸重突然增加，說明此時(shí)內(nèi)注水泥器7上的定位束爪筒27定位外凸臺(tái)正好卡在內(nèi)滑 套13的內(nèi)環(huán)形槽內(nèi)，并將內(nèi)滑套13上拉到外套筒10內(nèi)圓上的限位臺(tái)階處，壓縮彈簧ll，外 注水泥口 14被打開，并與油管8、側(cè)流口 34、注水泥口 30相連通。內(nèi)注水泥器7上的上皮 碗20和下皮碗32在外注水泥口 14上下附近將內(nèi)外管柱密封，進(jìn)行注水泥施工。注水泥過 程中，水泥槳從油管8經(jīng)過側(cè)流口 34、注水泥口 30、外注水泥口 14進(jìn)入裸眼環(huán)空，沿裸眼環(huán) 空向上循環(huán)至地面。在此過程中，循環(huán)通道內(nèi)由于注水泥而存在液壓，活塞套26在液壓的 作用下向上移動(dòng)至支撐管25外圓上的限位臺(tái)階處，活塞套26外圓下部突臺(tái)上錐面將緊緊 支撐著定位束爪筒27內(nèi)凸起的下錐面，使得定位束爪筒27定位外凸臺(tái)牢牢固定在在內(nèi)滑 套13的內(nèi)環(huán)形槽內(nèi)，從而將內(nèi)外管柱緊緊相互固定。水泥漿注入完成后，循環(huán)通道內(nèi)液壓 消失，在彈簧23的作用下活塞套26復(fù)位，下放內(nèi)管柱，內(nèi)滑套13在彈簧11的作用下向下 滑動(dòng)將外注水泥口 14關(guān)閉。此時(shí)從油管8和套管6之間的環(huán)空中打入泥漿，泥漿進(jìn)入反洗 口 18、夾壁通道34、下皮碗套31內(nèi)，經(jīng)下接頭33底部返回，經(jīng)過下皮碗32外側(cè)、注水泥口 30、側(cè)流口 34進(jìn)入中心管17內(nèi)和油管8內(nèi)循環(huán)至地面，從而將注水泥過程中在油管8和中 心管17內(nèi)多余的水泥漿反洗干凈。反洗水泥漿完成后，關(guān)井侯凝，之后上提內(nèi)管柱，注水泥 固井施工全部結(jié)束。
權(quán)利要求一種二開裸眼水平井內(nèi)插法防砂固井管柱，包括外管柱和內(nèi)管柱，其特征在于所述外管柱包括酸洗充填閥(1)上順次安裝連接的防砂篩管(2)、裸眼封隔器(3)、外定位臺(tái)階(4)、外注水泥器(5)和套管(6)，內(nèi)管柱包括油管(8)及其上連接安裝的內(nèi)注水泥器(7)，內(nèi)管柱安裝于外管柱中，內(nèi)外管柱之間相互固定及密封。
2. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的二開裸眼水平井內(nèi)插法防砂固井管柱，其特征在于所述外注 水泥器(5)包括上接頭(9)上順次連接安裝的外套筒(10)、彈簧(11)、內(nèi)滑套(13)和下接 頭(15)，內(nèi)滑套(13)上安裝有與外套筒(10)相密封的密封件(12)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的二開裸眼水平井內(nèi)插法防砂固井管柱，其特征在于所述 彈簧(11)安裝于上接頭(9)下端和內(nèi)滑套(13)上端之間的空間中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的二開裸眼水平井內(nèi)插法防砂固井管柱，其特征在于所述外套 筒(10)下部設(shè)有注水泥口 (14)，內(nèi)滑套(13)安置于外套筒(10)內(nèi)注水泥口 (14)處，在彈 簧(11)的作用下控制注水泥口 (14)的開與關(guān)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裸眼水平井免鉆塞防砂固井管柱，其特征在于所述內(nèi)注水泥 器(7)包括上接頭(16)內(nèi)順次連接的中心管(17)和內(nèi)轉(zhuǎn)換頭(29)，內(nèi)轉(zhuǎn)換頭(29)下端 為盲孔，與外轉(zhuǎn)換筒(28)連為一體，上接頭(16)外順次連接安裝的上皮碗套(19)、上皮碗 (20)、連接套(21)、上壓套(22)、定位束爪筒(27)、彈簧(23)、活塞套(26)、彈簧墊24、支撐 管(25)、外轉(zhuǎn)換筒(28)、下皮碗套(31)、下皮碗(32)和下接頭(33)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裸眼水平井免鉆塞防砂固井管柱，其特征在于所述外轉(zhuǎn)換筒 (28)與內(nèi)轉(zhuǎn)換頭(29)連接處設(shè)有側(cè)流口 (34)、注水泥口 (30)和與之互相隔離的夾壁腔通 道(35)，側(cè)流口 (34)和注水泥口 (30)與中心管(17)內(nèi)腔相連通。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裸眼水平井免鉆塞防砂固井管柱，其特征在于所述上皮碗套 (19)上設(shè)有反流口 (18)，該反流口 (18)與中心管(17)、內(nèi)轉(zhuǎn)換頭(29)和上皮碗套(19)、 連接套(21)、上壓套(22)、支撐管(25)、外轉(zhuǎn)換筒(28)、定位束爪筒(27)構(gòu)成的夾壁腔通 道(35)相連通。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裸眼水平井免鉆塞防砂固井管柱，其特征在于所述活塞套 (26)安裝于定位束爪筒(27)與支撐管(25)之間，活塞套(26)下端為外錐面凸起。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5或8所述的裸眼水平井免鉆塞防砂固井管柱，其特征在于所述定位 束爪筒(27)上部為圓管體，下部為爪形結(jié)構(gòu)，該爪形上設(shè)有與活塞套(26)的外錐面凸起相 配合的內(nèi)凸起，該內(nèi)凸起之相同位置處設(shè)有定位外凸臺(tái)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的裸眼水平井免鉆塞防砂固井管柱，其特征在于所述內(nèi)滑 套(13)上部設(shè)有一內(nèi)環(huán)形槽。
專利摘要一種二開裸眼水平井內(nèi)插法防砂固井管柱，包括外管柱和內(nèi)管柱。所述外管柱包括酸洗充填閥(1)上順次安裝連接的防砂篩管(2)、裸眼封隔器(3)、外定位臺(tái)階(4)、外注水泥器(5)和套管(6)，內(nèi)管柱包括油管(8)及其上連接安裝的內(nèi)注水泥器(7)，內(nèi)管柱安裝于外管柱中，內(nèi)外管柱之間相互密封。本實(shí)用新型具有簡化作業(yè)程序，減少下井管柱趟數(shù)，注水泥固井之后，不須進(jìn)行鉆塞作業(yè)，作業(yè)成本低，提供通徑大、內(nèi)壁規(guī)則、干凈的防砂完井井筒，施工成功率高，施工可靠性大，勞動(dòng)強(qiáng)度低，油井產(chǎn)量高等特點(diǎn)，廣泛在石油開采裸眼水平井防砂固井完井工藝中應(yīng)用。
文檔編號E21B7/04GK201531254SQ200920252539
公開日2010年7月21日 申請日期2009年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月4日
發(fā)明者吳建平, 吳瓊, 周承詩, 智勤功, 王登慶, 謝金川, 陳剛, 高斌, 高雪峰 申請人:中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司采油工藝研究院