油田注水井井下防返吐、可反洗工藝管柱系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種油田修井工具，即油田注水井井下防返吐、可反洗工藝管柱系統(tǒng)。一種油田注水井井下防返吐、可反洗工藝管柱系統(tǒng)，包括順次連接的可丟手可反洗封隔器和防返吐可反洗控制器。所述的可丟手可反洗封隔器包括封隔器除了具有Y341封隔器的液壓座封、提拉解封的基本功能外，還增加了液壓丟手和可反洗井功能。所述的防返吐控制器包括雙向凡爾組合，可根據(jù)需要預(yù)先設(shè)定正反雙向開啟壓力。依靠封隔器封堵油套環(huán)空通道；依靠防反吐控制器封堵油管通道，從而實現(xiàn)封堵整個地層壓力，防止地層水返吐；需要洗井時可以直接反洗井；需要測井時又可帶壓測井，不比放噴、放壓。
【專利說明】油田注水井井下防返吐、可反洗工藝管柱系統(tǒng)
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本實用新型涉及一種油田采油配套工具，即油田注水井井下防返吐、可反洗工藝管柱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，現(xiàn)有油田注水管柱基本都是在注水管柱適當(dāng)位置連接普通封隔器，坐封封賭油套環(huán)空后進(jìn)行注水作業(yè)，當(dāng)需要檢串、測井或洗井時，必須先放壓、放水，待井筒內(nèi)液柱壓力與地層壓力平衡之后才能施工，不僅作業(yè)復(fù)雜、費用高，而且浪費大量的水力資源并造成環(huán)境污染。本注水井井下防返吐、反洗井工藝管柱技術(shù)的立項初衷，就是要解決原有注水管柱存在的這些不足。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是針對上述不足而開發(fā)的一套組合裝置，這套裝置能夠封堵地層壓力和注入水不返吐、需要測井檢串時可以隨意帶壓起下管柱、需要清理地層堵塞物時，又可很容易地插接管柱形成反洗通道實現(xiàn)反洗井，是實現(xiàn)多用途，操作簡單，安全可靠的油田注水井井下防返吐、可反洗工藝管柱系統(tǒng)。
[0005]本實用新型的技術(shù)解決方案是:一種油田注水井井下防返吐、可反洗工藝管柱系統(tǒng)。包括順次連接的可丟手可反洗封隔器、防返吐可反洗控制器。
[0006]所述的可丟手可反洗封隔器包括封隔器(常規(guī)Y341封隔器，略有適應(yīng)改動)和與封隔器連接的丟手裝置；丟手裝置為一管體丟手，插裝在封隔器的上中心管內(nèi)并通過丟手鎖塊與上中心管連接，管體丟手下端內(nèi)襯有凡爾活塞，在凡爾活塞外圓上下端有兩道密封圈與上中心管密封，密封圈之間球座上方開有側(cè)孔，與封隔器的座封活塞通道聯(lián)通；管體丟手上端連接有丟手接頭并與注水管柱連接。
[0007]注水井防反吐配套封隔器除了具有Y341封隔器的基本液壓座封，提放解封功能夕卜，還增加了丟手和反洗功能，座封機(jī)構(gòu)從座封液缸展開，上端與卡瓦座連接，內(nèi)裝座封活塞，活塞下端頂在膠筒壓圈上，由座封剪釘固定在外中心管上。當(dāng)液體進(jìn)入座封液缸缸體內(nèi)，給卡瓦座和座封活塞兩個相反方向力，在作用力小于座封剪釘剪斷力時，先推動卡瓦上行沿錐體外張預(yù)錨定在套管內(nèi)壁，繼續(xù)加力當(dāng)大于座封剪釘剪斷力時，剪斷剪釘活塞開始向下運動推動膠筒壓圈壓縮膠筒密封油套環(huán)空，活塞移動的同時，卡簧步步鎖緊防止壓圈回退，直到卡瓦錨定、封隔器坐實；反洗機(jī)構(gòu)是用外中心管隔離出一條反洗通道，封隔器座封后打開反洗通道的入口，座封通道的末端是由一個刃型平衡滑套把門，當(dāng)井底壓力大于封隔器上部油套環(huán)空壓力時，滑套受井底壓力作用，刃鋒被死死壓在密封圈上，防止井底壓力外泄，反洗井時，封隔器上部油套環(huán)空注入水的壓力大于井底壓力，滑套被推開，洗井液經(jīng)反洗通道被注入井下。
[0008]所述的防返吐可反洗控制器包括套筒，套筒帶有上、下接頭；套筒內(nèi)有雙向凡爾組合，雙向凡爾組合包括空心中心管，中心管下端帶閥頭，閥頭頂在閥座上，中心管下空心口處有密封鋼球，鋼球下有支撐彈簧，中心管外套有反洗壓力彈簧。
[0009]配套有反洗插裝接頭，所述的反洗插裝接頭包括一段外筒，外筒上接上接頭，外筒內(nèi)裝有多道組合密封件，外筒下端端連接有引鞋。
[0010]配套有專用解封打撈工具，專用解封打撈工具包括上接頭連接矛桿并用頂絲鎖緊防止脫扣，打撈爪套裝在矛桿上，矛桿外錐面與打撈爪的內(nèi)錐面為同一錐度配合，打撈爪的外打撈扣與封隔器丟手接頭為同一扣型。
[0011]本實用新型的優(yōu)點是:1、具有注水井井下注水、防返吐、可反洗多用途。將本裝置安裝在注水管柱的最下端投放在井底，插接管柱可以正向注水或反向洗井；停泵或取出上部管柱后可以自動封堵油套環(huán)空和油管，避免注入水返吐；可帶壓投放各種測井儀器進(jìn)行測井施工。2、具有操作簡單，安全可靠，簡化作業(yè)程序，降低勞動強度，節(jié)約水資源，降低生產(chǎn)成本等優(yōu)勢。
[0012]下面將結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型注水管柱系統(tǒng)狀態(tài)排布圖。
[0014]圖2 — I是可丟手可反洗封隔器上半部分結(jié)構(gòu)簡圖。
[0015]圖2 — 2是可丟手可反洗封隔器下半部分結(jié)構(gòu)簡圖。
[0016]圖3是壓差式注水井防返吐可反洗控制器結(jié)構(gòu)簡圖。
[0017]圖4是反洗插裝接頭結(jié)構(gòu)簡圖。
[0018]圖5是專用打撈工具結(jié)構(gòu)簡圖。
【具體實施方式】
[0019]參見圖1，注水管柱系統(tǒng)主要部件名稱如下:地面63，注水層64，套管65，注水管柱66，丟手67，注水管柱插裝接頭68，專用打撈工具69，可丟手可反洗專用封隔器70，防返吐可反洗控制器71。
[0020]一種油田注水井井下防返吐、可反洗工藝管柱系統(tǒng)，包括順次連接的可注水管柱66、丟手67 (或注水管柱插裝接頭68或?qū)Ｓ么驌乒ぞ?9)、可丟手可反洗專用封隔器70，防返吐可反洗控制器71。可丟手可反洗專用封隔器70座封在套管65的內(nèi)壁上封堵住油套環(huán)形空間，壓差式防反吐可反洗控制器71作為一種特殊的單向封堵機(jī)構(gòu)封堵住油管通道，使得注入水在規(guī)定壓強值內(nèi)只能往注水層64進(jìn)，而不能倒流返吐回地面63 ;如果井底壓強超過規(guī)定值，壓差式防反吐可反洗控制器71的雙向凡爾組合又可逆向打開，從而實現(xiàn)反洗井。
[0021]參見圖2 — 1、圖2 — 2，圖2 — I和圖2 — 2是一個圖，因為太長，為了清楚畫出才不得以分成上下兩部分?？蓙G手可反洗封隔器70主要部件名稱如下:丟手接頭I (管接頭)、丟手2 (管體)、側(cè)孔3，上接頭4、上中心管7、解封檔環(huán)8、解封套9、解封鎖塊10、解封剪釘11、錐體12、卡瓦13、卡瓦座17、活塞19、活塞缸套20、鋼球21、丟手鎖塊22、凡爾活塞24、卡簧25、卡簧隔環(huán)26、卡簧座27、定壓剪釘29、座封剪釘31、膠筒壓圈32、絲堵33、隔環(huán)34、膠筒35、外中心管36、下中心管37、下膠筒護(hù)圈38、密封件39、反洗刃型平衡活塞42、壓縮彈簧43、反洗缸套45、下接頭47。[0022]向注水管柱66內(nèi)投入的鋼球21入座丟手2的凡爾活塞24后封堵了油管通道，迫使注入液體徑丟手凡爾球上部的側(cè)孔3進(jìn)入座封通道，一方面推動卡瓦座17擠壓卡瓦13沿錐體12外張將封隔器錨定在套管65的管壁上，同時活塞19推動膠筒壓圈32擠壓膠筒35并由卡簧25及時鎖死密封油套環(huán)空，另一方面活塞19移動解除了對丟手鎖塊22的約束，鎖塊22脫落就可隨意將丟手2從封隔器中心管7內(nèi)抽出，實現(xiàn)丟手，只把以下的封隔器和防反吐可反洗控制器71留在井下，用來封堵地層壓力，防止液體經(jīng)過油套環(huán)空返回地面。
[0023]將注水管柱插裝接頭68連接在管柱66的最下端與可丟手可反洗封隔器70的丟手接頭I (上接頭)實現(xiàn)快速插接，即可進(jìn)行正向注水；也可向油套環(huán)空反向注水，洗井液進(jìn)入封隔器的進(jìn)水口，經(jīng)過外中心管36和下中心管37之間的反循環(huán)通道，推開反洗刃型平衡活塞42 (反洗活塞)，進(jìn)入封隔器以下油套環(huán)空，與井下液體會合形成合力，推開壓差式防反吐可反洗控制器71的雙向凡爾(52、53、54，見圖3)，進(jìn)入油管反回地面，實現(xiàn)反洗井。
[0024]將可丟手可反洗專用封隔器70連接在管柱66的最下端，探魚頂、下壓實現(xiàn)對扣后即可直接上提，當(dāng)上提力超過規(guī)定值時，可丟手可反洗專用封隔器70的解封剪釘11被剪斷，解除約束，膠筒35和卡瓦13回收，實現(xiàn)解封，即可取出全部預(yù)留裝備。
[0025]參見圖3，所述的壓差式注水井防反吐可反洗控制器71主要部件名稱如下:上接頭48、調(diào)壓螺母49、反洗壓力彈簧50、套筒51 (本體)、雙向凡爾組合(52\53\54)，即中心管52(或稱反向凡爾組合)，閥座53，密封鋼球54。還有凡爾球支撐座55、凡爾球支撐彈簧56、下接頭57。
[0026]雙向凡爾組合(52、53、54)可以正反雙向開啟，只是由反洗壓力彈簧50和凡爾球支撐彈簧56決定了各自的開啟壓強。正向注水，凡爾球54可以輕松打開，停泵后在凡爾球54在支撐彈簧56的作用下迅速回位封堵，防止注入水越過凡爾返回地面；反向凡爾組合52和凡爾球54的開啟壓力可以通過調(diào)壓螺母49來預(yù)先設(shè)定，只有在井底壓力超過反向凡爾組合52預(yù)定開啟壓力值時，才能打開實現(xiàn)反洗井，停泵后，反向凡爾組合52、凡爾球54在彈簧50的作用下迅速回位封堵，防止井下水繼續(xù)外溢。
[0027]參見圖4，所述的注水管柱插裝接頭68包含構(gòu)件如下:上接頭58、外筒59(本體)、密封件60、引鞋61。插裝接頭68可以套裝在封隔器的上接頭4的外部，通過插裝接頭68內(nèi)部的密封件60與上接頭4實現(xiàn)密封對接。預(yù)設(shè)的管柱重量壓在接頭上4，使其不會脫落。
[0028]參見圖5，所述的專用打撈工具69包括如下部件:打撈工具上接頭72，頂絲73、矛桿74 (心軸)、打撈爪75。矛桿74與上接頭72連接用頂絲73鎖死，矛桿74的下端為倒錐形，打撈爪75套裝在矛桿74上，打撈爪75內(nèi)錐面與矛桿74 一致，打撈爪75的打撈扣與封隔器母丟手接頭I扣型一致。當(dāng)打撈器引入封隔器母扣，受管柱壓力打撈爪75上移脫開矛桿74錐面、收縮擠入丟手接頭I (母接頭)實現(xiàn)對扣，上提管柱矛桿74錐面脹開打撈爪75，因為有丟手接頭I約束，只能與母扣死死咬合在一起，從而實現(xiàn)打撈。
[0029]根據(jù)井下需要，設(shè)定參數(shù):坐封壓強，丟手壓強，反洗通道打開壓強，反洗通道最小截面積，封隔器解封拉力。
[0030]使用方法:
[0031](一)安裝可丟手可反洗專用封隔器70，防返吐可反洗控制器71。
[0032]1、選擇適合井眼規(guī)格的防返吐可反洗控制器71和可丟手可反洗封隔器70。
[0033]2、檢查防返吐可反洗控制器71和可丟手可反洗封隔器70各部件連接是否完好，動作是否靈活可靠。
[0034]3、工具下井前必須事先通井，刮削套管65內(nèi)壁，確?？蓙G手可反洗封隔器70座封段套管內(nèi)壁沒有變形或掛渣結(jié)塊。
[0035]4、按照自下而上順序:防返吐可反洗控制器71+可丟手可反洗封隔器70+油管66順序和施工工藝設(shè)計要求連接工具，緩慢下放到預(yù)定位置，注意在整個下井過程中不得猛提猛放或旋轉(zhuǎn)管柱。
[0036]5、投封隔器座封鋼球21,開泵緩慢升壓至14 一 16MPa,穩(wěn)壓10分鐘，座封可丟手可反洗封隔器70，即液體一進(jìn)水口一卡瓦座17帶動卡瓦13上移外脹錨定在套管壁上一同時封隔器活塞19下移一推動膠筒壓圈32 —擠壓膠筒35外脹坐封，同時活塞19移動正好對正了反洗通道的入口。至此，防反吐可反洗控制器71封閉油管通道而可丟手可反洗封隔器70又封閉了油套環(huán)形空間。
[0037]6、繼續(xù)打壓達(dá)到18_20MPa以上，封隔器丟手定壓剪釘29被剪斷，凡爾活塞24下移，解除了對丟手鎖塊22的約束，釋放丟手2并自動卸壓。
[0038]7、緩慢上提起出座封管柱。
[0039](二)注水作業(yè):
[0040]1、將注水(反洗)插裝接頭68連接在油管的最下端下入井內(nèi)，在距離封隔器上接頭4約I米處放慢下放速度，試探魚頂，與封隔器上接頭4插裝對接。
[0041]2、確認(rèn)對接并密封良好，即可正式開始注水作業(yè)，向油管注水，注入水經(jīng)防返吐可反洗控制器71的反向凡爾組合52中心孔，推開鋼球54 (注水凡爾閥)進(jìn)入注水層64。
[0042]3、完成注水停泵，鋼球54在彈簧56作用下立即關(guān)閉(鋼球54歸位)，封堵住地下水，避免注入水返吐回地面。
[0043]4、完成注水后，可直接上提抽脫插裝接頭68起出注水管柱。
[0044](三)反洗井作業(yè):
[0045]1、首次座封可丟手可反洗封隔器70時，座封活塞19移動正好對正反洗入孔，但因井底壓力 > 油套環(huán)空液柱壓力，所以可丟手可反洗封隔器70的刃型滑套開關(guān)被死死壓在密封件上，封住了反洗通道。
[0046]2、將注水(反洗)插裝接頭68連接在油管的最下端下入井內(nèi)，在距離封隔器上接頭4約I米處放慢下放速度，試探魚頂，與封隔器上接頭4插裝對接。
[0047]2、確認(rèn)對接并密封良好后，開泵向油套環(huán)空緩慢升壓注水，當(dāng)泵壓高于井底壓強時，液體從反洗通道入口進(jìn)入，經(jīng)過反洗通道，推開反洗刃型平衡活塞42，進(jìn)入可丟手可反洗封隔器70以下環(huán)空洗井，當(dāng)壓強大于防反吐控制器雙向凡爾反洗開啟設(shè)定值時，反洗通道被打開(見圖3，鋼球54和52反向凡爾共同上移，碟簧50被壓縮)，形成反洗井循環(huán)通道，洗井液通過油套環(huán)空一可丟手可反洗封隔器70—防反吐控制器71—油管66返出到地面。
[0048]3、完成反洗井停后泵，防反吐控制器的反洗凡爾52、54和封隔器的刃型滑套開關(guān)在碟簧和井底壓力的作用下自動關(guān)閉，重新封堵住地下水，避免返吐回地面。
[0049]4、完成反洗井后,可直接上提抽脫插裝接頭68、起出注水管柱。
[0050](四)測井:
[0051]起出上部管柱后，可丟手可反洗封隔器70和防返吐可反洗控制器71封堵了油套環(huán)空和油管通道，無需放壓排液即可帶壓向井內(nèi)下各種測試工具進(jìn)行測試。[0052](五)起出裝置:
[0053]如果需要起出安裝在井下的防返吐控制裝置，可按如下操作:
[0054]1、將專用打撈工具69連接在打撈管柱66的最下端下入井內(nèi)，當(dāng)?shù)竭_(dá)距封隔器上接頭500mm時停止下放。
[0055]2、開泵沖洗魚頂5分鐘。
[0056]3、邊沖洗邊緩慢下放，探魚頂，下壓、對扣、試探上提，注意觀察拉力表，噸位超過管柱懸重，說明已經(jīng)抓獲落魚。
[0057]4、繼續(xù)上提，載荷達(dá)到20KN以上，剪斷封隔器的解封剪釘11，解封套9上移，解除對解封鎖塊10的約束，丟手鎖塊22脫落，解除了全部座封擠壓力，上中心管7+下中心管37+下接頭47+反洗缸套45+膠筒護(hù)圈38+膠筒35+膠筒壓圈32+座封缸套20+卡瓦座17+卡瓦13整體下移，解除密封和錨定，(見圖2 — 1，圖2 — 2)，即可起鉆，取出可丟手可反洗封隔器70和防返吐可反洗控制器71。
[0058]以上描述，只是本實用新型的【具體實施方式】，各種舉例說明不對本實用新型的實質(zhì)內(nèi)容構(gòu)成限制。
【權(quán)利要求】
1.一種油田注水井井下防返吐、可反洗工藝管柱系統(tǒng)，其特征在于包括順次連接的可丟手可反洗封隔器(70)、防返吐可反洗控制器(71)； 所述的可丟手可反洗封隔器(70)包括封隔器和與封隔器連接的丟手裝置；丟手裝置為一管體丟手(2)，插裝在封隔器的上中心管(7)內(nèi)并通過丟手鎖塊(22)與上中心管(7)連接，管體丟手(2)下端內(nèi)襯有凡爾活塞(24)，在凡爾活塞(24)外圓上下端有兩道密封圈與上中心管(7)密封，密封圈之間球座上方開有側(cè)孔(3)，與封隔器的座封活塞通道聯(lián)通；管體丟手(2 )上端連接有丟手接頭(I)并與注水管柱(66 )連接； 所述的防返吐可反洗控制器(71)包括套筒(51)，套筒(51)帶有上、下接頭(48)、(57);套筒(51)內(nèi)有雙向凡爾組合(52、53、54)，雙向凡爾組合包括空心中心管(52)，中心管(52)下端帶閥頭，閥頭頂在閥座(53)上，中心管(52)下空心口處有密封鋼球(54)，鋼球(54)下有支撐彈簧(56)，中心管(52)外套有反洗壓力彈簧(50)。
2.按照權(quán)利要求1所述的油田注水井井下防返吐、可反洗工藝管柱系統(tǒng)，其特征在于配套有反洗插裝接頭(68)，所述的反洗插裝接頭(68)包括一段外筒(59)，外筒(59)上接上接頭(4)，外筒(59)內(nèi)裝有多道組合密封件(60)，外筒(59)下端端連接有引鞋(61)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的油田注水井井下防返吐、可反洗工藝管柱系統(tǒng)，其特征在于配套有專用解封打撈工具(69 )，專用解封打撈工具(69 )包括上接頭(72 )連接矛桿(74)并用頂絲(73)鎖緊防止脫扣，打撈爪(75)套裝在矛桿(74)上，矛桿(74)外錐面與打撈爪(75)的內(nèi)錐面為同一錐度配合，打撈爪(75)的外打撈扣與封隔器丟手接頭(I)為同一扣型。
【文檔編號】E21B43/20GK203716947SQ201420046973
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月25日
【發(fā)明者】姚寶春, 劉運強, 向蓉, 李益民, 劉永輝, 楊建生, 樊存社, 劉亭, 梁東平, 王飛, 劉仲敕, 徐杰斌, 高偉時 申請人:高梓軒