專利名稱：一種水平井裸眼礫石充填工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種石油開采井防砂工具，特別涉及一種水平井裸眼礫石充填工具。
背景技術(shù)：
一般油井分為:直井、斜井、水平井，直井為設(shè)計(jì)軌道是一條鉛垂直的井，經(jīng)井斜角接近O ;斜井為連接地面和地下巷道的有一定傾斜角度的井筒；水平井為井斜角達(dá)到或接近90°，井深沿著水平方向鉆進(jìn)的井。目前，國(guó)內(nèi)所使用的水平井礫石充填工具多為底部充填工具，即完井液從管柱的最底端開始，由下往上充填，其為石油開采防砂工藝做出了巨大的貢獻(xiàn)。同時(shí)，這種工具也存在著缺點(diǎn)和不足:①作業(yè)過(guò)程中靜液柱的壓力，不能始終作用在井壁上，從而造成井壁不穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)；充填之前的井壁可能會(huì)出現(xiàn)不完整的情形，從而造成充填質(zhì)量不高甚至不能完成充填；②投球座封，如采用座封后剪切座封球座，容易對(duì)地層產(chǎn)生水擊作用；如采用反洗球方式，排量小則難以洗球，排量大則對(duì)井壁造成沖刷，進(jìn)而增大漏失量，漏失量增大直接影響充填效果，同時(shí)還會(huì)造成地層污染長(zhǎng)水平段充填作業(yè)時(shí)，會(huì)造成循環(huán)壓力高；循環(huán)壓力高于地層壓力時(shí)，會(huì)造成漏失和局部脫砂；④如充填作業(yè)后漏失較大時(shí)，返速不能滿足反循環(huán)清洗要求，造成反洗困難，漏失量大，甚至造成工具砂卡。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的一個(gè)目的是提供一種水平井裸眼礫石充填工具，采用外管柱內(nèi)安裝服務(wù)工具的結(jié)構(gòu)，既能一趟管柱下入完成礫石充填工藝又能很好的避免或克服上述現(xiàn)有工具系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)和不足。本實(shí)用新型的水平井裸眼礫石充填工具，包括外管柱和服務(wù)工具，所述服務(wù)工具位于所述外管柱內(nèi)，其特別之處在于:所述外管柱包括依次連接的封隔器、延伸管、充填滑套、聯(lián)接密封筒、聯(lián)接接箍、延伸管、定位接箍、延伸管、快速接頭、盲管、篩管、脫砂閥密封筒、篩管、防液鎖密封筒和雙級(jí)浮鞋；所述服務(wù)工具包括依次連接的座封工具、充填工具、防抽吸閥、滑套開關(guān)工具、定位工具、分級(jí)脫砂閥及底部密封。為了進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的水平井裸眼礫石充填工具的特別之處還在于:所述充填工具包括儲(chǔ)存并排除充填落砂的儲(chǔ)砂槽、所述儲(chǔ)砂槽上設(shè)置的密封環(huán)以及形成充填環(huán)形空間的沖管外層管、中心管、分流滑套、雙筒體、充填球座，所述分流滑套位于所述沖管外層管和所述中心管的上端，所述雙筒體位于所述沖管外層管和所述中心管的下端，所述雙筒體下端與所述充填球座相連；所述分流滑套上設(shè)置有返出孔，所述雙筒體上設(shè)置有充填孔。為了進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的水平井裸眼礫石充填工具的特別之處還在于:所述分流滑套設(shè)置有與所述充填環(huán)形空間相連通的分流環(huán)形空間，所述分流環(huán)形空間連接有反洗管，所述反洗管的外層壁設(shè)置有所述返出孔、所述反洗管內(nèi)層壁設(shè)置有分流孔。為了進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的水平井裸眼礫石充填工具的特別之處還在于:所述雙筒體內(nèi)、外筒壁分別與所述中心管、所述沖管外層管相連接，所述雙筒體的內(nèi)通道與所述中心管相連通，所述雙筒體的外通道與所述沖管外層管和中心管之間的充填環(huán)形空間相連通。為了進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的水平井裸眼礫石充填工具的特別之處還在于:所述充填球座包括球座主體以及位于所述球座主體內(nèi)部的小球座，所述小球座上、下兩端分別連接有座封球鎖緊裝置、反向截流裝置，所述球座主體上設(shè)置有剪切銷釘。為了進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的水平井裸眼礫石充填工具的特別之處還在于:所述防抽吸閥包括帶孔體；所述帶孔體內(nèi)設(shè)置有與之可以發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)動(dòng)裝置；所述聯(lián)動(dòng)裝置上設(shè)置有液流孔；所述聯(lián)動(dòng)裝置上方連接有所述單流閥體，所述單流閥體上方連接有聯(lián)閥彈簧；所述聯(lián)動(dòng)裝置下端通過(guò)連接銷釘連接有彈性套，所述彈性套上設(shè)置有鎖定所述彈性套的鎖定裝置。為了進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的水平井裸眼礫石充填工具的特別之處還在于:所述鎖定裝置包括鎖定所述單流閥體打開位置的開鎖定裝置和鎖定所述單流閥體關(guān)閉位置的關(guān)鎖定裝置，所述開鎖定裝置位于所述關(guān)鎖定裝置上方。為了進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的水平井裸眼礫石充填工具的特別之處還在于:所述分級(jí)脫砂閥設(shè)置有流通孔、連通孔、進(jìn)液孔，所述進(jìn)液孔處設(shè)置有封孔體，所述封孔體連接有脫砂閥活塞和鎖塊。為了進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的水平井裸眼礫石充填工具的特別之處還在于:所述脫砂閥活塞固定連接有聯(lián)動(dòng)活塞，所述聯(lián)動(dòng)活塞上設(shè)置有聯(lián)動(dòng)彈簧。為了進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的水平井裸眼礫石充填工具的特別之處還在于:所述防液鎖密封筒包括所述防液鎖密封筒壁上設(shè)置的上連通孔、下連通孔，所述上連通孔與所述下連通孔之間的密封筒活塞，所述密封筒活塞連接有密封筒彈簧。本實(shí)用新型水平井裸眼礫石充填工具，采用由上往下的充填方式。由上往下的充填方式是由充填滑套和充填工具配合實(shí)現(xiàn)的:套管與外管柱之前形成的環(huán)空上部有頂部封隔器座封，頂部封隔器上的膠筒漲開，起到密封的作用；服務(wù)工具與外管柱之間，以充填滑套為準(zhǔn)，上部有分流滑套上的硫化環(huán)與頂部封隔器上的中心管密封，下部有充填工具下部連接桿上的硫化環(huán)與滑套密封筒密封。充填過(guò)程中，攜砂液經(jīng)油管進(jìn)入，因防抽吸閥關(guān)閉，攜砂液不能經(jīng)此通過(guò)，只能經(jīng)服務(wù)工具的充填工具的充填孔進(jìn)入外管柱與服務(wù)工具之間的環(huán)空，經(jīng)充填滑套上的出液孔進(jìn)入裸眼段油層，因攜砂液中的砂子被篩管阻擋在油層，液體通過(guò)篩管進(jìn)入防砂外管柱內(nèi)(外管柱與服務(wù)工具之間的空間)，自底部密封下端孔進(jìn)入服務(wù)工具后繼續(xù)向上流動(dòng)，直至進(jìn)入充填工具的雙筒體并進(jìn)入與之連通中心管和外層管形成的充填環(huán)形空間，經(jīng)充填工具上的返出孔進(jìn)入套管與服務(wù)工具的環(huán)空，水流返出地面，至此完成由上往下的充填。總之，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn):(I)下鉆過(guò)程中保證整體管柱流道暢通，可正循環(huán)，以防遇阻；(2) 一次投球，完成座封、充填，無(wú)需反洗球作業(yè)；(3)保證所有作業(yè)階段靜液柱壓力作用在地層上，確保井壁穩(wěn)定；[0020](4)分級(jí)脫砂，可進(jìn)行長(zhǎng)水平段的作業(yè)，保證作業(yè)過(guò)程中不壓裂地層；(5)定位工具確保工具在充填作業(yè)過(guò)程中不移位；(6)設(shè)有防液鎖密封筒，避免防砂管柱的下部密封在投球座封后產(chǎn)生液鎖，過(guò)提打開通道，平衡上下壓力；(7)具有防抽吸功能，充填作業(yè)前，保證通道暢通；(8)下入過(guò)程中，能從管柱最底部循環(huán)，確保防砂管柱能夠下入到位；(9)防止水擊，避免剪切座封球座時(shí)對(duì)地層形成水擊作用；(10)充填作業(yè)后，一次投球，不需要反洗球即可正替破膠液；(11)充填作業(yè)完成后，可實(shí)現(xiàn)從服務(wù)工具最底端將破膠液頂替至裸眼段。

圖1為本實(shí)用新型的內(nèi)外管柱連接關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1所示的充填工具結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2所示的充填球座結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖2所示的分流滑套結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為圖2所示的儲(chǔ)砂槽結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為圖1所示防抽吸閥結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為圖1所示的分級(jí)脫砂閥結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為圖1所示的防液鎖密封筒結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為圖1所示的下入位置狀態(tài)示意圖。圖10為圖1所示的投球座封封隔器位置狀態(tài)示意圖。圖11為圖1所示的驗(yàn)封封隔器位置狀態(tài)示意圖。圖12為圖1所示的酸洗管柱位置狀態(tài)示意圖。圖13為圖1所示的關(guān)閉防抽吸閥位置狀態(tài)示意圖。圖14為圖1所示的充填位置狀態(tài)示意圖。圖15為圖1所示的反循環(huán)位置狀態(tài)示意圖。圖16為圖1所示的投球激活分流滑套位置狀態(tài)示意圖。圖17為圖1所示的激活防抽吸閥位置狀態(tài)示意圖。圖18為圖1所示的正替破膠液位置狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施方式
為能清楚說(shuō)明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過(guò)以下一個(gè)具體實(shí)施方式
，并結(jié)合其附圖，對(duì)本方案進(jìn)行闡述。本實(shí)用新型的一種水平井裸眼礫石充填工具如圖1所示。其包括外管柱和服務(wù)工具，服務(wù)工具位于外管柱內(nèi)，外管柱包括依次連接的封隔器1、延伸管2、充填滑套3、聯(lián)接密封筒4、聯(lián)接接箍5、延伸管2、定位接箍6、延伸管2、快速接頭7、盲管8、篩管9、脫砂閥密封筒10、篩管9、防液鎖密封筒11和雙級(jí)浮鞋12 ;服務(wù)工具包括依次連接的座封工具13、充填工具14、防抽吸閥15、滑套開關(guān)工具16、定位工具17、分級(jí)脫砂閥18及底部密封19。其中，所述水平井裸眼礫石充填工具的服務(wù)工具的充填工具14如圖2-5所示。充填工具14包括儲(chǔ)存并排除充填落砂的儲(chǔ)砂槽148、儲(chǔ)砂槽148上設(shè)置的密封環(huán)149以及形成充填環(huán)形空間的沖管外層管145、中心管144、分流滑套143、雙筒體146、充填球座147，分流滑套143位于沖管外層管145和中心管144的上端，雙筒體146位于沖管外層管145和中心管144的下端，雙筒體146下端與充填球座147相連；分流滑套143上設(shè)置有返出孔141，雙筒體146上設(shè)置有充填孔142。分流滑套設(shè)置有與充填環(huán)形空間相連通的分流環(huán)形空間1432，分流環(huán)形空間1432連接有反洗管1436，反洗管1436的外層壁設(shè)置有返出孔141、反洗管1436內(nèi)層壁設(shè)置有分流孔1431。雙筒體146內(nèi)、夕卜筒壁分別與中心管144、沖管外層管145相連接，雙筒體146的內(nèi)通道與中心管144相連通，雙筒體146的外通道與沖管外層管145和中心管144之間的充填環(huán)形空間相連通。充填球座147包括球座主體1474以及位于球座主體1474內(nèi)部的小球座，小球座1473上、下兩端分別連接有座封球鎖緊裝置1471、反向截流裝置1472，球座主體1474上設(shè)置有剪切銷釘1475。其中，所述水平井裸眼礫石充填工具的服務(wù)工具的防抽吸閥15如圖6所示。防抽吸閥包括帶孔體158 ;帶孔體158內(nèi)設(shè)置有與之可以發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)動(dòng)裝置154 ;聯(lián)動(dòng)裝置154上設(shè)置有液流孔152 ;聯(lián)動(dòng)裝置154上方連接有單流閥體153，單流閥體153上方連接有聯(lián)閥彈簧159 ;聯(lián)動(dòng)裝置154下端通過(guò)連接銷釘157連接有彈性套151，彈性套151上設(shè)置有鎖定彈性套151的鎖定裝置。鎖定裝置包括鎖定單流閥體153打開位置的開鎖定裝置155和鎖定單流閥體153關(guān)閉位置的關(guān)鎖定裝置156，開鎖定裝置155位于關(guān)鎖定裝置
156上方。其中，所述水平井裸眼礫石充填工具服務(wù)工具的分級(jí)脫砂閥18如圖7所示。分級(jí)脫砂閥18設(shè)置有流通孔188、連通孔182、進(jìn)液孔185，進(jìn)液孔185處設(shè)置有封孔體189，封孔體189連接有脫砂閥活塞181和鎖塊187。脫砂閥活塞181固定連接有聯(lián)動(dòng)活塞183，聯(lián)動(dòng)活塞183上設(shè)置有聯(lián)動(dòng)彈簧186。其中，所述水平井裸眼礫石充填工具的外管柱的防液鎖密封筒11如圖8所示。防液鎖密封筒11包括防液鎖密封筒壁上設(shè)置的上連通孔112、下連通孔113，上連通孔112與下連通孔113之間的密封筒活塞111，密封筒活塞111連接有密封筒彈簧114。本實(shí)用新型水平井裸眼礫石充填方法如圖9-18所示。其包括依次進(jìn)行的以下步驟:(I)下入水平井裸眼礫石充填工具，下入過(guò)程中從管柱最底部正循環(huán)作業(yè)(邊下整體工具邊油管打壓，油管打壓時(shí)將雙級(jí)浮鞋12打開，將堵在雙級(jí)浮鞋12的砂子返出)，確保防砂管柱能夠下入到位。(2)在下入位置，充填工具14的充填孔142上下兩端處于密封狀態(tài)，投球座封，球落在座封球座147上面，油管打壓10-15Mpa，水流不能經(jīng)座封球座147通過(guò)，此時(shí)起壓(壓力上升);當(dāng)達(dá)到一定壓力時(shí)，剪切銷釘1475剪斷，小球座1473向下移動(dòng)，小球座1473上的分流孔與主體1474上的分流孔對(duì)齊，同時(shí)，座封球鎖緊裝置1471將球鎖定在球座1473上，連通環(huán)空(油管與套管之間的環(huán)形空間)，座封頂部封隔器I ;從油管打壓23-25 Mpa或正轉(zhuǎn)服務(wù)工具8-10圈，使座封工具13與頂部封隔器I丟手；通過(guò)外管柱的防液鎖密封筒11與服務(wù)工具底部密封19的配合，當(dāng)產(chǎn)生抽吸時(shí)，出現(xiàn)防液鎖密封筒11與底部密封19配合的密封段上端的壓力大于下端的壓力，此時(shí)的壓差通過(guò)上接頭的上連通孔112進(jìn)入，推動(dòng)密封筒活塞111下移，密封筒活塞111壓縮密封筒彈簧114，同時(shí)連通防液鎖密封筒11上的上連通孔112和下連通孔113，使防液鎖密封筒11與底部密封19配合的密封段上端和下端的壓差被平衡掉，避免丟手上提管柱時(shí)產(chǎn)生液鎖現(xiàn)象；檢驗(yàn)頂部封隔器I密封情況，以下入位置為準(zhǔn)，上提服務(wù)工具，將充填工具14頂端的密封環(huán)149處于頂部封隔器I的中心管內(nèi)，從套管打壓6-8 MPa，通過(guò)觀察地面壓力表穩(wěn)壓，證明頂部封隔器I座封合格，若壓力下降，表明頂部封隔器I沒(méi)有完全座封，需重新座封。(3)酸洗管柱，以驗(yàn)封位置為準(zhǔn)，上提服務(wù)工具，將充填工具14上的充填孔142提出頂部封隔器1，正打設(shè)計(jì)酸液至頂部封隔器I上端，然后反循環(huán)洗出管柱內(nèi)的酸液；將防抽吸閥15的彈性套151提至聯(lián)接密封筒4的下端，通過(guò)防抽吸閥15上的彈性套151帶動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置154關(guān)閉單流閥體153，并通過(guò)鎖定裝置155鎖定；以確保反循環(huán)時(shí)流體不會(huì)經(jīng)過(guò)該閥進(jìn)入地層漏失。(4)充填作業(yè):以酸洗位置為準(zhǔn)，下放服務(wù)工具，將定位工具17下壓定位于定位接箍6的上端，以確保作業(yè)過(guò)程中水平井裸眼礫石充填工具的服務(wù)工具不移位，便可對(duì)油層進(jìn)行充填作業(yè)，攜砂液通過(guò)服務(wù)工具的充填工具14的充填孔142，經(jīng)充填滑套3上的出液孔進(jìn)入裸眼段的油層，因攜砂液中的砂子被篩管9阻擋在油層，液體通過(guò)篩管9進(jìn)入防砂外管柱內(nèi)(外管柱與服務(wù)工具之間的空間)，自底部密封19下端孔進(jìn)入服務(wù)工具后繼續(xù)向上流動(dòng)，直至進(jìn)入充填工具14的雙筒體146并進(jìn)入與之連通中心管144和外層管145形成的環(huán)形空間，經(jīng)充填工具14上的返出孔141進(jìn)入套管與服務(wù)工具的環(huán)空(套管與服務(wù)工具之間的空間)，建立正循環(huán)，此時(shí)可進(jìn)行充填作業(yè)前的循環(huán)測(cè)試、充填作業(yè)。(5)充填過(guò)程中，β波返至脫砂閥密封筒10，該密封筒的外側(cè)被充填，分級(jí)脫砂閥18上的密封環(huán)184與脫砂閥密封筒10配合隔離了分級(jí)脫砂閥18外部的上端與下端，使分級(jí)脫砂閥18外部的上端壓力高于下端壓力，脫砂閥密封筒10下端篩管9外部的砂量增多，此時(shí)脫砂閥密封筒10下端壓力小于脫砂閥密封筒10上端壓力，上端水流壓差200PSI作用在脫砂閥活塞181上，并推動(dòng)脫砂閥活塞181下移，鎖定結(jié)構(gòu)(小鎖塊)187被釋放(鎖塊被彈起)，同時(shí)帶動(dòng)聯(lián)動(dòng)活塞183下移，進(jìn)而進(jìn)液孔185與連通孔182相連通，建立新的循環(huán)通道，實(shí)現(xiàn)了分級(jí)脫砂后繼續(xù)充填上半段的作用，直至充填完成。(6)反循環(huán):以充填位置為準(zhǔn)，上提服務(wù)工具，使充填工具14的充填孔142位于頂部封隔器I上端，由套管打壓，水流從充填工具14的充填孔142進(jìn)入中心管144內(nèi)部，由中心管144內(nèi)部進(jìn)入座封工具13，進(jìn)入鉆桿，返到地面，建立反循環(huán)，進(jìn)行反洗充填砂的作業(yè)。(7)打開防抽吸閥15、激活分流滑套143、驗(yàn)分流滑套143 (圖17):上提服務(wù)工具，將服務(wù)工具上所有密封提出封隔器1，此時(shí)，防抽吸閥15也被提出封隔器1，然后下放服務(wù)工具，將防抽吸閥15上的彈性套151下放至封隔器I的中心管上端，防抽吸閥15上的彈性套151掛住封隔器I上的中心管(彈性套151的最大外徑稍大于封隔器I上中心管的內(nèi)徑)，此時(shí)，帶孔體158相對(duì)于彈性套151產(chǎn)生相對(duì)向下移動(dòng)，彈性套151與聯(lián)動(dòng)裝置154之間有連接銷釘157連接，防抽吸閥158上的彈性套151帶動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置154相對(duì)向上移動(dòng)，連接銷釘157在帶孔體158上的凹槽內(nèi)向上移動(dòng)，將聯(lián)動(dòng)裝置154上的液流孔152打開，同時(shí)聯(lián)動(dòng)裝置154將單流閥體153撐起打開，并通過(guò)鎖定裝置155將彈性套151鎖定。此時(shí)防抽吸閥15處于打開狀態(tài)，然后投球到服務(wù)工具分流滑套143的內(nèi)滑套1433上，油管打壓，將剪切銷釘1434剪斷，內(nèi)滑套1433向下移動(dòng)，當(dāng)鎖環(huán)1435進(jìn)入內(nèi)滑套1433的槽內(nèi)，內(nèi)滑套1433被鎖定無(wú)法向下移動(dòng)，此時(shí)分流孔1431與分流環(huán)形空間1432連通，內(nèi)滑套1433將反洗管1436上的進(jìn)液孔關(guān)閉，分流滑套143被激活；檢驗(yàn)分流滑套143:以激活分流滑套143位置為準(zhǔn)，下放服務(wù)工具(將分流滑套143上的硫化環(huán)下放到封隔器I的中心管內(nèi))，套管打壓，水流由套管進(jìn)入，因分流滑套143被激活，水流無(wú)法進(jìn)入服務(wù)工具，此時(shí)，壓力表顯示起壓(壓力上升)，表明分流滑套處于完全關(guān)閉狀態(tài)；若壓力下降，表明分流滑套沒(méi)有完全關(guān)閉，需重新激活分流滑套。(8)打開防抽吸閥15 (正替破膠液時(shí)，從驗(yàn)分流滑套143位置，上提服務(wù)工具，此時(shí)防抽吸閥15關(guān)閉；正替破膠液前，要將防抽吸閥15打開)，正替破膠液:下放服務(wù)工具，將防抽吸閥15的彈性套151下放至頂部封隔器I的中心管上端同時(shí)加壓，通過(guò)防抽吸閥15上的彈性套151帶動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置154打開單流閥體153，并通過(guò)開鎖定裝置155鎖定，從而打開防抽吸閥15 ;將充填工具14底端的密封裝置提出頂部封隔器I上端后，投球，正打壓28-32Mpa，連通充填工具14上的分流滑套143上的分流孔1431與環(huán)形空間1433，建立新的正循環(huán)通道:水流通過(guò)鉆桿經(jīng)分流滑套143上的分流孔1431進(jìn)入環(huán)形空間1433，再經(jīng)與之連通的充填工具14上的中心管144和沖管外層管145之間的環(huán)形空間通過(guò)防抽吸閥15上已經(jīng)打開的單流閥體153進(jìn)入下部沖管，并經(jīng)底部密封19流出，進(jìn)入服務(wù)內(nèi)管柱與防砂外管柱之間的環(huán)形空間。將破膠液頂替至充填井段，以徹底清除泥餅。其中，所述的能確保防砂管柱下入到位是通過(guò)防砂管柱底部的雙級(jí)浮鞋12進(jìn)行正循環(huán)作業(yè)，邊沖邊下實(shí)現(xiàn)的:下入過(guò)程中，正打完井液，水流通過(guò)服務(wù)工具到達(dá)雙級(jí)浮鞋12并頂開雙級(jí)浮鞋12上的單向閥裝置從低端孔流出，水流攜帶雙級(jí)浮鞋12前端的巖屑等經(jīng)防砂管柱和裸眼的環(huán)形空間進(jìn)入鉆桿和套管的環(huán)空內(nèi)，返出地面，清洗干凈防砂管柱前端的巖屑，確保防砂管柱下入到位。其中，所述防液鎖(圖8)是通過(guò)外管柱的防液鎖密封筒11與服務(wù)工具底部密封19的配合，平衡壓力實(shí)現(xiàn)的:上提管柱時(shí)，當(dāng)產(chǎn)生抽吸時(shí)，出現(xiàn)防液鎖密封筒11與底部密封19配合的密封段上端的壓力大于下端的壓力，此時(shí)的壓差通過(guò)上接頭的上連通孔112進(jìn)入，推動(dòng)密封筒活塞111下移，密封筒活塞111壓縮密封筒彈簧114，同時(shí)連通防液鎖密封筒11上的上連通孔112和下連通孔113，使防液鎖密封筒11與底部密封19配合的密封段上端和下端的壓差被平衡掉，消除液鎖。其中，所述封隔器的驗(yàn)封、酸洗管柱、循環(huán)測(cè)試或充填和反循環(huán)作業(yè)是通過(guò)變換水平井裸眼礫石充填工具服務(wù)工具的充填工具14和外管柱的相對(duì)位置來(lái)實(shí)現(xiàn)的:檢驗(yàn)頂部封隔器I時(shí)，將充填工具14頂端的密封環(huán)149處于頂部封隔器I的中心管內(nèi)；循環(huán)測(cè)試或充填時(shí)，使充填工具14的充填孔142位于充填滑套3的出液孔處；酸洗管柱和反循環(huán)時(shí)，使充填工具14的充填孔142位于頂部封隔器I的上端。其中，所述關(guān)閉和激活防抽吸閥15 (圖16)是通過(guò)防抽吸閥15上的彈性套151與外管柱的配合來(lái)實(shí)現(xiàn)的:關(guān)閉防抽吸閥15時(shí)，以酸洗管柱位置為準(zhǔn)，上提服務(wù)工具，將防抽吸閥15上的彈性套151過(guò)提至外管柱聯(lián)接密封筒4的下端，此時(shí)，彈性套151上的臺(tái)階會(huì)掛住聯(lián)接密封筒4 (彈性套151的最大外徑稍大于聯(lián)接密封筒4的最小內(nèi)徑)，此時(shí)，帶孔體158相對(duì)于彈性套151產(chǎn)生相對(duì)向上移動(dòng)，彈性套151與聯(lián)動(dòng)裝置154之間有連接銷釘157連接，防抽吸閥帶孔體158上的彈性套151帶動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置154相對(duì)向下移動(dòng)，連接銷釘157在帶孔體158上的凹槽內(nèi)向下移動(dòng)，將聯(lián)動(dòng)裝置154上的液流孔152關(guān)閉，同時(shí)彈簧159將單流閥體153下壓關(guān)閉，并通過(guò)關(guān)鎖定裝置156將彈簧套151鎖定；打開防抽吸閥15時(shí)，以下入位置為準(zhǔn)，先上提服務(wù)工具，再下放服務(wù)工具(即將防抽吸閥15上的彈性套151下放至封隔器I的中心管上端，此時(shí)壓力表上有負(fù)荷顯示，壓力上升)，防抽吸閥15上的彈性套151掛住封隔器I上的中心管(彈性套151的最大外徑稍大于封隔器I上中心管的內(nèi)徑)，此時(shí)，帶孔體158相對(duì)于彈性套151產(chǎn)生相對(duì)向下移動(dòng)，彈性套151與聯(lián)動(dòng)裝置154之間有連接銷釘157連接，防抽吸閥158上的彈性套151帶動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置154相對(duì)向上移動(dòng)，連接銷釘
157在帶孔體158上的凹槽內(nèi)向上移動(dòng)，將聯(lián)動(dòng)裝置154上的液流孔152打開，同時(shí)聯(lián)動(dòng)裝置154將單流閥體153撐起打開，并通過(guò)開鎖定裝置155將彈性套151鎖定。其中，所述依次分級(jí)脫砂是通過(guò)每段上的分級(jí)脫砂閥18與脫砂閥密封筒10配合實(shí)現(xiàn)的:脫砂閥密封筒10上下兩端為篩管9，充填時(shí)，攜砂液被充填到篩管與套管之間的環(huán)形空間內(nèi)，一部分水流經(jīng)脫砂閥密封筒10上部篩管進(jìn)入服務(wù)工具，一部分水流經(jīng)脫砂閥密封筒10下部篩管進(jìn)入服務(wù)工具，此時(shí)，上部水流經(jīng)進(jìn)液孔185進(jìn)入小環(huán)空，進(jìn)而推動(dòng)脫砂閥活塞181，下部水流經(jīng)流通孔188進(jìn)入小環(huán)空向上推動(dòng)聯(lián)動(dòng)活塞183，上下壓力平衡；充填過(guò)程中，脫砂閥密封筒10下端篩管9外部的砂量增多，此時(shí)脫砂閥密封筒10下端壓力小于脫砂閥密封筒10上端壓力，上端水流壓差作用在脫砂閥活塞181上，并推動(dòng)脫砂閥活塞181下移，鎖塊187被釋放(鎖塊187被彈起)，帶動(dòng)聯(lián)動(dòng)活塞183下移，同時(shí)上端水流壓差推動(dòng)封孔體189向下移動(dòng)，使進(jìn)液孔185與連通孔182相連通，水流經(jīng)連通孔182進(jìn)入服務(wù)工具，向上返出，實(shí)現(xiàn)了分級(jí)脫砂后繼續(xù)充填上半段的作用，直至充填完成，確保充填的完整及密實(shí)性。其中，所述激活充填工具14上的分流滑套143 (圖17)是通過(guò)投球和變換充填工具14上的分流滑套143與充填工具14的相對(duì)位置來(lái)實(shí)現(xiàn)的:以反循環(huán)位置為準(zhǔn)，上提服務(wù)工具，將服務(wù)工具上所有密封提出封隔器1，防抽吸閥15上的彈性套151下放至封隔器I的中心管上端，防抽吸閥15上的彈性套151掛住封隔器I上的中心管(彈性套151的最大外徑稍大于封隔器I上中心管的內(nèi)徑)，此時(shí)，帶孔體158相對(duì)于彈性套151產(chǎn)生相對(duì)向下移動(dòng)，彈性套151與聯(lián)動(dòng)裝置154之間有連接銷釘157連接，防抽吸閥158上的彈性套151帶動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置154相對(duì)向上移動(dòng)，連接銷釘157在帶孔體158上的凹槽內(nèi)向上移動(dòng)，將聯(lián)動(dòng)裝置154上的液流孔152打開，同時(shí)聯(lián)動(dòng)裝置154將單流閥體153撐起打開，并通過(guò)開鎖定裝置155將彈性套151鎖定。此時(shí)防抽吸閥15處于打開狀態(tài)，然后投球到服務(wù)工具分流滑套143的內(nèi)滑套1433上，油管打壓，將剪切銷釘1434剪斷，內(nèi)滑套1433向下移動(dòng)，鎖環(huán)1436相對(duì)于內(nèi)滑套1433向上移動(dòng)，當(dāng)鎖環(huán)1435進(jìn)入內(nèi)滑套1433的槽內(nèi)，內(nèi)滑套1433被鎖定無(wú)法向下移動(dòng)，此時(shí)分流孔1431與分流環(huán)形空間1432連通，內(nèi)滑套1433將反洗管1436上的進(jìn)液孔關(guān)閉，分流滑套143被激活。其中，所述正替破膠液(圖18)是通過(guò)上述所激活的充填工具14上的分流滑套143而建立的新循環(huán)通道來(lái)實(shí)現(xiàn)的:水流通過(guò)鉆桿經(jīng)分流滑套143上的分流孔1431進(jìn)入分流環(huán)形空間1432，再經(jīng)與之連通的充填工具14上的中心管144和沖管外層管145之間的環(huán)形空間通過(guò)防抽吸閥15上已經(jīng)打開的單流閥體153進(jìn)入下部沖管，并經(jīng)底部密封19流出，進(jìn)入服務(wù)內(nèi)管柱與防砂外管柱之間的環(huán)形空間。正循環(huán)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)鉆桿容積，替出防砂外管柱內(nèi)的破膠液。
權(quán)利要求1.一種水平井裸眼礫石充填工具，包括外管柱和服務(wù)工具，所述服務(wù)工具位于所述外管柱內(nèi)，其特征在于:所述外管柱包括依次連接的封隔器(I)、延伸管(2)、充填滑套(3)、聯(lián)接密封筒(4)、聯(lián)接接箍(5)、延伸管(2)、定位接箍(6)、延伸管(2)、快速接頭(7)、盲管(8)、篩管(9)、脫砂閥密封筒(10)、篩管(9)、防液鎖密封筒(11)和雙級(jí)浮鞋(12);所述服務(wù)工具包括依次連接的座封工具(13)、充填工具(14)、防抽吸閥(15)、滑套開關(guān)工具(16)、定位工具(17 )、分級(jí)脫砂閥(18 )及底部密封(19 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平井裸眼礫石充填工具，其特征在于:所述充填工具(14)包括儲(chǔ)存并排除充填落砂的儲(chǔ)砂槽(148)、所述儲(chǔ)砂槽(148)上設(shè)置的密封環(huán)(149)以及形成充填環(huán)形空間的沖管外層管(145)、中心管(144)、分流滑套(143)、雙筒體(146)、充填球座(147)，所述分流滑套(143)位于所述沖管外層管(145)和所述中心管(144)的上端，所述雙筒體(146)位于所述沖管外層管(145)和所述中心管(144)的下端，所述雙筒體(146)下端與所述充填球座(147)相連；所述分流滑套(143)上設(shè)置有返出孔(141 )，所述雙筒體(146)上設(shè)置有充填孔(142)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水平井裸眼礫石充填工具，其特征在于:所述分流滑套設(shè)置有與所述充填環(huán)形空間相連通的分流環(huán)形空間(1432)，所述分流環(huán)形空間(1432)連接有反洗管(1436)，所述反洗管(1436)的外層壁設(shè)置有所述返出孔(141 )、所述反洗管(1436)內(nèi)層壁設(shè)置有分流孔(1431)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或者3所述的水平井裸眼礫石充填工具，其特征在于:所述雙筒體(146)內(nèi)、外筒壁分別與所述中心管(144)、所述沖管外層管(145)相連接，所述雙筒體(146)的內(nèi)通道與所述中心管(144)相連通，所述雙筒體(146)的外通道與所述沖管外層管(145)和中心管(144)之間的充填環(huán)形空間相連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或者3所述的水平井裸眼礫石充填工具，其特征在于:所述充填球座(147)包括球座主體(1474)以及位于所述球座主體(1474)內(nèi)部的小球座,所述小球座(1473)上、下兩端分別連 接有座封球鎖緊裝置(1471)、反向截流裝置(1472)，所述球座主體(1474)上設(shè)置有剪切銷釘(1475)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或者2或者3所述的水平井裸眼礫石充填工具，其特征在于:所述防抽吸閥包括帶孔體(158);所述帶孔體(158)內(nèi)設(shè)置有與之可以發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)動(dòng)裝置(154);所述聯(lián)動(dòng)裝置(154)上設(shè)置有液流孔(152);所述聯(lián)動(dòng)裝置(154)上方連接有所述單流閥體(153)，所述單流閥體(153)上方連接有聯(lián)閥彈簧(159);所述聯(lián)動(dòng)裝置(154)下端通過(guò)連接銷釘(157)連接有彈性套(151 )，所述彈性套(151)上設(shè)置有鎖定所述彈性套(151)的鎖定裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水平井裸眼礫石充填工具，其特征在于:所述鎖定裝置包括鎖定所述單流閥體(153)打開位置的開鎖定裝置(155)和鎖定所述單流閥體(153)關(guān)閉位置的關(guān)鎖定裝置(156)，所述開鎖定裝置(155)位于所述關(guān)鎖定裝置(156)上方。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或者2或者3所述的水平井裸眼礫石充填工具，其特征在于:所述分級(jí)脫砂閥(18)設(shè)置有流通孔(188)、連通孔(182)、進(jìn)液孔(185)，所述進(jìn)液孔(185)處設(shè)置有封孔體(189)，所述封孔體(189)連接有脫砂閥活塞(181)和鎖塊(187)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水平井裸眼礫石充填工具，其特征在于:所述脫砂閥活塞(181)固定連接有聯(lián)動(dòng)裝置(183)，所述聯(lián)動(dòng)裝置(183)上設(shè)置有聯(lián)動(dòng)彈簧(186)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或者2或者3所述的水平井裸眼礫石充填工具，其特征在于:所述防液鎖密封筒(11)包括所述防液鎖密封筒壁上設(shè)置的上連通孔(112)、下連通孔(113)，所述上連通孔(112)與所述下連通孔(113 )之間的密封筒活塞(111)，所述密封筒活塞(111)連接有密封筒彈簧(1 14)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種石油開采井防砂工具，特別涉及一種水平井裸眼礫石充填工具。本實(shí)用新型的水平井裸眼礫石充填工具，包括外管柱和服務(wù)工具，所述服務(wù)工具位于所述外管柱內(nèi)，其特別之處在于所述外管柱包括依次連接的封隔器、延伸管、充填滑套、聯(lián)接密封筒、聯(lián)接接箍、延伸管、定位接箍、延伸管、快速接頭、盲管、篩管、脫砂閥密封筒、篩管、防液鎖密封筒和雙級(jí)浮鞋；所述服務(wù)工具包括依次連接的座封工具、充填工具、防抽吸閥、滑套開關(guān)工具、定位工具、分級(jí)脫砂閥及底部密封。
文檔編號(hào)E21B37/08GK202970628SQ201220683310
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者王忠祿, 吳世運(yùn) 申請(qǐng)人:山東瑞豐石油技術(shù)有限責(zé)任公司