一種注水泥完井后篩管外水泥環(huán)擠壓裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開的是一種注水泥完井后篩管外水泥環(huán)擠壓裝置，可在不射孔的情況下，擠壓破碎篩管外水泥環(huán)，大幅降低生產(chǎn)成本，尤其適用于水平井。本裝置包括密封總成、節(jié)流傳壓總成和反洗密封總成，節(jié)流傳壓總成的兩端連接密封總成，位于下方的密封總成的下部與反洗密封總成連接；節(jié)流傳壓總成的傳壓通道與兩端連接的密封總成的傳壓通道連通。使用本實(shí)用新型擠壓破碎篩管外水泥環(huán)，能夠重新建立油氣生產(chǎn)通道，保持篩管完井的高導(dǎo)流能力。不僅能夠擠開篩管外的水泥環(huán)重新建立油氣生產(chǎn)通道，而且打開油氣生產(chǎn)通道后能夠直接進(jìn)行酸洗施工，快速恢復(fù)近井地層的滲透率。實(shí)現(xiàn)下一趟管柱完成破碎篩管外水泥環(huán)和反洗井的目的，可大幅降低生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種注水泥完井后篩管外水泥環(huán)擠壓裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及石油開采領(lǐng)域的注水泥完井篩管外水泥環(huán)的處理裝置，特別是一種注水泥完井后篩管外水泥環(huán)擠壓裝置，可在不射孔的情況下，擠壓破碎篩管外水泥環(huán)，大幅降低生產(chǎn)成本，尤其適用于水平井。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著水平井技術(shù)的不斷成熟，應(yīng)用規(guī)模也迅速擴(kuò)大，已經(jīng)成為油田老區(qū)調(diào)整挖潛提高采收率、新區(qū)產(chǎn)能建設(shè)高效開發(fā)的重要手段。水平井篩管頂部注水泥完井過程中，由于工具原因或井下特殊情況，會導(dǎo)致篩管段漏入水泥漿，并將油層固死?，F(xiàn)有的技術(shù)方案是下一趟鉆塞管柱，用鉆頭鉆開篩管內(nèi)的水泥塞后，下入射孔槍對篩管外的水泥環(huán)進(jìn)行射孔，射孔后下入刮管器進(jìn)行刮管，然后洗井。再在篩管內(nèi)下入一層小濾砂管，小濾砂管通過懸掛器懸掛于原套管之上，進(jìn)行管內(nèi)二次防砂，平均一口水平井射孔費(fèi)用80萬，7寸套管內(nèi)懸掛濾砂管防砂費(fèi)用一口井平均70萬，平均每口井增加完井成本150萬元左右，延長完井周期5天?，F(xiàn)有的技術(shù)方案存在的缺點(diǎn)是:
?+鉆水泥塞的過程中鉆頭容易對篩管的基管部分造成偏磨，影響篩管的強(qiáng)度；I篩管內(nèi)
懸掛小濾砂管后，內(nèi)通徑變小，后期作業(yè)時下入工具的尺寸受限制，給施工帶來不便；f處
理周期長，管內(nèi)二次防砂后完井成本大幅提高。因此生產(chǎn)現(xiàn)場迫切需要一種處理篩管外水泥環(huán)的裝置，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種注水泥完井后篩管外水泥環(huán)擠壓裝置，重新建立油氣生產(chǎn)通道。在不增加完井成本的同時，縮短投產(chǎn)周期，保證原有的完井通徑，方便后期作業(yè)施工。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:一種注水泥完井后篩管外水泥環(huán)擠壓裝置包括密封總成、節(jié)流傳壓總成和反洗密封總成，節(jié)流傳壓總成的兩端連接密封總成，位于下方的密封總成的下部與反洗密封總成連接；節(jié)流傳壓總成的傳壓通道與兩端連接的密封總成的傳壓通道連通。
[0005]本實(shí)用新型的顯著效果和優(yōu)點(diǎn)是:本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，組裝方便。在注水泥完井在篩管外形成水泥環(huán)后，將本實(shí)用新型連接在井下作業(yè)管柱中，能夠在不射孔的情況下，重新建立油氣生產(chǎn)通道，保持篩管完井的高導(dǎo)流能力。不僅能夠擠開篩管外的水泥環(huán)重新建立油氣生產(chǎn)通道，而且打開油氣生產(chǎn)通道后通過連接的井下作業(yè)管柱能夠直接進(jìn)行酸洗施工，快速恢復(fù)近井地層的滲透率。擠壓破碎水泥環(huán)的作業(yè)和酸洗作業(yè)采用一趟管柱完成，減少了施工工序 ，省去了射孔工序、刮管作業(yè)及篩管懸掛作業(yè)工序，同時單井的生產(chǎn)成本也減少了射孔費(fèi)用及二次防砂費(fèi)用150萬元左右。井下作業(yè)管柱中連接了本實(shí)用新型后，可將擠水泥環(huán)作業(yè)和酸洗施工采用一趟作業(yè)管柱完成，起下管柱及整個施工時間不超過I天，比現(xiàn)有的技術(shù)方案平均可縮短4天的施工周期。使用本實(shí)用新型處理注水泥完井后的篩管外水泥環(huán)，保證了原有的完井通徑，大大方便了后期的作業(yè)施工和生產(chǎn)?？纱蠓档蜕a(chǎn)和作業(yè)成本，顯著提高油田經(jīng)濟(jì)開發(fā)效益，具有很好的使用和推廣價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是本實(shí)用新型在管柱中的連接示意圖。
[0007]圖2是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖的上半圖。
[0008]圖3是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖的下半圖。
[0009]圖4是本實(shí)用新型中密封總成的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖5是本實(shí)用新型中節(jié)流傳壓總成的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖6是本實(shí)用新型中反洗密封總成的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下結(jié)合附圖詳述本實(shí)用新型，并非限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0013]圖1中所示的井筒結(jié)構(gòu)為:在井筒9內(nèi)設(shè)置套管8，套管8下部連接篩管10，并且在套管8末端連接管外封隔器，在管外封隔器上部套管8外的環(huán)空注水泥固井，下部篩管10外的環(huán)空為裸眼完井。
[0014]參見圖1，將泄油器、洗井封隔器2、本實(shí)用新型以及密封插管4通過油管I自上而下依次連接形成井下作業(yè)管柱。泄油器連接在洗井封隔器2的上方、位于井筒9井斜小于45度的位置，泄油器與井口之間通過油管I連接。
[0015]參見圖2和圖3，一種注水泥完井后篩管外水泥環(huán)擠壓裝置包括密封總成3.1、節(jié)流傳壓總成3.2和反洗密封總成3.3，節(jié)流傳壓總成3.2的兩端連接密封總成3.1，位于下方的密封總成3.1的下部與反洗密封總成3.3連接；節(jié)流傳壓總成3.2的傳壓通道與兩端連接的密封總成3.1的傳壓通道連通。下方的密封總成3.1與節(jié)流傳壓總成3.2共用一根節(jié)流傳壓中心管，并通過該節(jié)流傳壓中心管與反洗密封總成3.3連接。參見圖4，密封總成3.1包括膠筒3.1.1、中心管3.1.2和傳壓套3.1.3，中心管3.1.2的管體上設(shè)有進(jìn)液孔3.1.5與節(jié)流傳壓總成3.2連通，將膠筒3.1.1套裝在中心管3.1.2外面，膠筒3.1.1的上端與硫化頭壓套3.1.4連接、下端與傳壓套3.1.3連接。連接在節(jié)流傳壓總成3.2上方的密封總成3.1的中心管3.1.2的進(jìn)液孔3.1.5位于管體的下部，兩個密封總成3.1之間的間距可以通過接入加長或縮短的傳壓套3.1.3和中心管3.1.2獲得調(diào)節(jié)，以滿足擠壓破碎篩管外水泥環(huán)的跨度；膠筒3.1.1設(shè)有兩層橡膠，兩層橡膠之間設(shè)有鋼絲并將兩層橡膠和鋼絲硫化在一起；在硫化頭壓套3.1.4、膠筒3.1.1和傳壓套3.1.3與中心管3.1.2之間留有液流間隙做為傳壓通道，膨脹密封總成3.1的膠筒3.1.1。連接在節(jié)流傳壓總成3.2下方的密封膠筒3.1.1上部的硫化頭壓套3.1.4為方便連接是連接套狀結(jié)構(gòu)。參見圖5，節(jié)流傳壓總成3.2包括啟動活塞3.2.1、節(jié)流傳壓中心管、節(jié)流彈簧3.2.2、彈簧支撐套和節(jié)流套3.2.3，在節(jié)流套3.2.3和彈簧支撐套上均設(shè)有循環(huán)孔3.2.4，啟動活塞3.2.1通過剪釘3.2.5與密封總成3.1的中心管3.1.2連接，該中心管3.1.2上的進(jìn)液孔3.1.5與啟動活塞3.2.1的下部內(nèi)腔連通；節(jié)流傳壓中心管的上端通過內(nèi)接頭與中心管3.1.2連接、下端與反洗密封總成3.3的上接頭3.3.5連接；節(jié)流彈簧3.2.2套裝在彈簧支撐套的外面、安裝在外接頭與節(jié)流套3.2.3之間，節(jié)流套3.2.3通過剪釘3.2.5與彈簧支撐套連接；外接頭與密封總成3.1的傳壓套3.1.3連接，彈簧支撐套與連接套3.2.6連接。外接頭與內(nèi)接頭之間以及彈簧支撐套和連接套3.2.6與節(jié)流傳壓中心管之間均留有液流間隙做為傳壓通道，該傳壓通道與連接在節(jié)流傳壓總成3.2上方和下方的密封總成3.1的傳壓通道連通。節(jié)流套3.2.3安裝在彈簧支撐套下部外圓的臺階上，節(jié)流套3.2.3上的循環(huán)孔3.2.4位于剪釘
3.2.5的上方，彈簧支撐套上的循環(huán)孔3.2.4位于彈簧支撐套管體的下部；連接套3.2.6的上部外圓與彈簧支撐套螺紋連接、下部外圓與下方密封總成3.1的硫化頭壓套3.1.4螺紋連接。彈簧支撐套和節(jié)流套3.2.3分別開有循環(huán)孔3.2.4，但不處于同一周圓面上。關(guān)閉狀態(tài)時彈簧支撐套外圓臺階的密封圈正好處于兩個循環(huán)孔3.2.4之間。彈簧支撐套與中心管3.1.2和傳壓套3.1.3的液流間隙相連通，組成上方密封總成3.1的傳壓通道。彈簧支撐套和連接套3.2.6與節(jié)流傳壓中心管之間均留有液流間隙做為下方密封總成3.1的傳壓通道。參見圖6，反洗密封總成3.3包括上接頭3.3.5、下接頭、球座3.3.1，支座3.3.2，反洗球3.3.3和支撐彈簧3.3.4，球座3.3.1裝在下接頭的內(nèi)圓臺階內(nèi)并通過剪釘固定；球座3.3.1的內(nèi)部裝有支座3.3.2，球座3.3.1的下部與彈簧座螺紋連接；彈簧座和支座3.3.2之間設(shè)有支撐彈簧3.3.4將支座3.3.2頂緊在球座3.3.1的內(nèi)圓臺階上；上接頭3.3.5與下接頭螺紋連接，在上接頭3.3.5與下接頭之間還裝有反洗球罩。球座3.3.1上端設(shè)有密封錐面與反洗球3.3.3配合，反洗球罩安裝在上接頭3.3.5的中部臺階與下接頭的上端面之間；支座3.3.2設(shè)有中心孔、其上部管體為瓣狀結(jié)構(gòu)穿插在球座3.3.1的中心孔內(nèi)；下接頭的下部內(nèi)圓與密封插管接頭螺紋連接，密封插管接頭再與密封插管4連接。支座3.3.2為中空的瓣狀結(jié)構(gòu)，初始狀態(tài)下支撐反洗球3.3.3，使反洗球3.3.3離開球座3.3.1的密封錐面，形成一些間隙。當(dāng)需要膨脹密封總成3.1時，隨著排量的升高，反洗球3.3.3開始下壓支座3.3.2并壓縮支撐彈簧3.3.4。此時反洗球3.3.3與球座3.3.1的密封錐面接觸形成密封，開始正常的擠壓施工。當(dāng)反循環(huán)洗井時，支座3.3.2將反洗球3.3.3推開，可進(jìn)行正常的反洗井作業(yè)。施工結(jié)束后，起管柱時支座3.3.2支撐著反洗球3.3.3可形成泄流通道，將油管I內(nèi)的液體泄掉，防止帶噴起管柱造成環(huán)境污染。
[0016]本實(shí)用新型的施工方法是:
[0017]a.先將連接在管柱中的本實(shí)用新型下至篩管10以下10-20米，關(guān)閉井口的套管閘門和防噴器。此時，本實(shí)用新型中的節(jié)流傳壓總成3.2的啟動活塞3.2.1處于關(guān)閉狀態(tài)，油管I內(nèi)保持密封性。
[0018]b.從油管I正打壓，油管I內(nèi)的液體打開啟動活塞3.2.1并通過節(jié)流傳壓總成3.2的傳壓通道進(jìn)入本實(shí)用新型兩端的密封總成3.1內(nèi)，開始膨脹膠筒3.1.1，將本實(shí)用新型的兩個密封總成3.1之間的油管I與篩管10之間的環(huán)空封閉；
[0019]c.繼續(xù)升高油管I內(nèi)的壓力，使油管I與篩管10之間環(huán)空的壓力升高，直到把篩管10外面的水泥環(huán)擠壓破碎。
[0020]d.觀察地層吸水情況，若地層吸水良好，則說明水泥環(huán)已被成功擠碎，篩管10與油層已經(jīng)連通，泄壓打開井口的防噴器，將管柱下放20米，繼續(xù)擠壓破碎下段篩管10外的水泥環(huán)；
[0021]e.重復(fù)上述施工步驟，直至下探至井底，此時洗井封隔器2已進(jìn)入篩管段；
[0022]f.將管柱下端連接的密封插管4插入人工井底的洗井閥中將洗井閥打開，建立反循環(huán)洗井通道，接反洗井管線，關(guān)閉井口的防噴器，開始反洗井。
[0023]從油管I正打壓的施工壓力控制在15MPa以下。
[0024]其中本實(shí)用新型中的節(jié)流傳壓總成3.2中的傳壓套3.1.3和中心管3.1.2可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計長度，保證施工時足夠的跨度。施工時，自下而上連接好本擠壓酸洗管柱，將本實(shí)用新型放置在篩管段有水泥環(huán)的位置。從油管I正向打液壓，此時本實(shí)用新型中的反洗密封總成3.3中的反洗球3.3.3坐于球座3.3.1的密封錐面之上，油管I內(nèi)形成密封空間，密封總成3.1的膠筒3.1.1受液壓膨脹貼緊在篩管10的內(nèi)壁上，由于篩管10外已形成凝固水泥環(huán)，兩個密封總成3.1的膠筒3.1.1與篩管10之間形成密閉空間。此時油管I繼續(xù)升高壓力，節(jié)流傳壓總成3.2中的節(jié)流套3.2.3在壓差作用下上頂節(jié)流彈簧3.2.2上行，露出循環(huán)孔3.2.4。此時油管I內(nèi)的壓力傳遞至油管I和篩管10之間的環(huán)形密封空間內(nèi)，繼續(xù)升高壓力，直至將篩管外水泥環(huán)擠開。觀察地層吸水情況，若地層吸水良好，則說明水泥環(huán)已被成功擠開，篩管10與油層已經(jīng)連通，泄壓打開防噴器，將本實(shí)用新型下放20米。重復(fù)上述施工步驟，將篩管10外的凝固水泥環(huán)逐段擠壓開，直至下探至井底，此時洗井封隔器2已進(jìn)入篩管段，將本實(shí)用新型下端連接的密封插管4插入人工井底的洗井閥中，打開洗井閥，使篩管10外環(huán)空和油管I內(nèi)建立連通。此時本實(shí)用新型的反洗密封總成3.3反向可以打開，能夠使管柱上下連通，用酸洗液反循環(huán)洗井。酸洗液由油套環(huán)空自上而下到達(dá)洗井封隔器2后，由于洗井封隔器2密封了下部的油管I和篩管10之間的環(huán)空，酸洗液將繞過洗井封隔器2進(jìn)入篩管10外環(huán)空，同時酸洗液攜帶擠碎的水泥塊從篩管10外環(huán)空向井底運(yùn)移，并通過洗井閥進(jìn)入油管I中。本實(shí)用新型中反洗密封總成3.3的反洗球3.3.3在反循環(huán)洗井過程中被底部的支撐彈簧3.3.4托起，不再起密封作用。此時可建立反循環(huán)洗井通道，酸洗液攜帶水泥碎塊可順利上返至上部油管I并最終到達(dá)井筒9外。洗井過程根據(jù)地面泵車施工壓力變化調(diào)節(jié)排量。觀察出口返液情況，若循環(huán)壓力小于6MPa，出口返液無雜物，則說明篩管10外的水泥環(huán)已經(jīng)擠開，近井地層恢復(fù)了滲透率并建立了油氣生產(chǎn)通道。酸洗結(jié)束后投棒砸開泄油器，起出本擠壓酸洗管柱便可進(jìn)行投產(chǎn)作業(yè)。
[0025]本實(shí)用新型不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本實(shí)用新型的啟示下使用其他任何與本實(shí)用新型相同或相近似的實(shí)施工具，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種注水泥完井后篩管外水泥環(huán)擠壓裝置，其特征是，包括密封總成(3.1)、節(jié)流傳壓總成(3.2)和反洗密封總成(3.3)，節(jié)流傳壓總成(3.2)的兩端連接密封總成(3.1)，位于下方的密封總成(3.1)的下部與反洗密封總成(3.3)連接；節(jié)流傳壓總成(3.2)的傳壓通道與兩端連接的密封總成(3.1)的傳壓通道連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注水泥完井后篩管外水泥環(huán)擠壓裝置，其特征是，所述下方的密封總成(3.1)與節(jié)流傳壓總成(3.2)共用一根節(jié)流傳壓中心管，并通過該節(jié)流傳壓中心管與反洗密封總成(3.3)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種注水泥完井后篩管外水泥環(huán)擠壓裝置，其特征是，所述密封總成(3.1)包括膠筒(3.1.1)、中心管(3.1.2)和傳壓套(3.1.3)，中心管(3.1.2)的管體上設(shè)有進(jìn)液孔(3.1.5)與節(jié)流傳壓總成(3.2)連通，將膠筒(3.1.1)套裝在中心管(3.1.2)外面，膠筒(3.1.1)的上端與硫化頭壓套(3.1.4)連接、下端與傳壓套(3.1.3)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種注水泥完井后篩管外水泥環(huán)擠壓裝置，其特征是，所述安裝在節(jié)流傳壓總成(3.2)上部的密封總成(3.1)的中心管(3.1.2)的進(jìn)液孔(3.1.5)位于管體的下部，兩個密封總成(3.1)之間的間距可以通過接入加長或縮短的傳壓套(3.1.3)和中心管(3.1.2)獲得調(diào)節(jié)；膠筒(3.1.1)設(shè)有兩層橡膠，兩層橡膠之間設(shè)有鋼絲，兩層橡膠和鋼絲硫化在一起；在硫化頭壓套(3.1.4)、膠筒(3.1.1)和傳壓套(3.1.3)與中心管(3.1.2)之間留有液流間隙做為傳壓通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種注水泥完井后篩管外水泥環(huán)擠壓裝置，其特征是，所述節(jié)流傳壓總成(3.2)包括啟動活塞(3.2.1)、節(jié)流傳壓中心管、節(jié)流彈簧(3.2.2)、彈簧支撐套和節(jié)流套(3.2.3)，在節(jié)流套(3.2.3)和彈簧支撐套上均設(shè)有循環(huán)孔(3.2.4)，啟動活塞(3.2.1)通過剪釘(3.2 .5)與密封總成(3.1)的中心管(3.1.2)連接，該中心管(3.1.2)上的進(jìn)液孔(3.1.5)與啟動活塞(3.2.1)的下部內(nèi)腔連通；節(jié)流傳壓中心管的上端通過內(nèi)接頭與中心管(3.1.2)連接、下端與反洗密封總成(3.3)的上接頭(3.3.5)連接；節(jié)流彈簧(3.2.2)套裝在彈簧支撐套的外面、安裝在外接頭與節(jié)流套(3.2.3)之間，節(jié)流套(3.2.3)通過剪釘(3.2.5)與彈簧支撐套連接；外接頭與密封總成(3.1)的傳壓套(3.1.3)連接，彈簧支撐套與連接套(3.2.6)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種注水泥完井后篩管外水泥環(huán)擠壓裝置，其特征是，所述外接頭與內(nèi)接頭之間以及彈簧支撐套和連接套(3.2.6)與節(jié)流傳壓中心管之間均留有液流間隙做為傳壓通道，該傳壓通道與連接在節(jié)流傳壓總成(3.2)上方和下方的密封總成(3.1)的傳壓通道連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種注水泥完井后篩管外水泥環(huán)擠壓裝置，其特征是，所述節(jié)流套(3.2.3)安裝在彈簧支撐套下部外圓的臺階上，節(jié)流套(3.2.3)上的循環(huán)孔(3.2.4)位于剪釘(3.2.5)的上方，彈簧支撐套上的循環(huán)孔(3.2.4)位于彈簧支撐套管體的下部；連接套(3.2.6)的上部外圓與彈簧支撐套螺紋連接、下部外圓與下方密封總成(3.1)的硫化頭壓套(3.1.4)螺紋連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注水泥完井后篩管外水泥環(huán)擠壓裝置，其特征是，所述反洗密封總成(3.3)包括上接頭(3.3.5)、下接頭、球座(3.3.1)，支座(3.3.2)，反洗球(3.3.3)和支撐彈簧(3.3.4)，球座(3.3.1)裝在下接頭的內(nèi)圓臺階內(nèi)并通過剪釘固定；球座(3.3.1)的內(nèi)部裝有支座(3.3.2)，球座(3.3.1)的下部與彈簧座螺紋連接；彈簧座和支座(3.3.2)之間設(shè)有支撐彈簧(3.3.4)，將支座(3.3.2)頂緊在球座(3.3.1)的內(nèi)圓臺階上；上接頭(3.3.5)與下接頭螺紋連接，在上接頭(3.3.5)與下接頭之間還裝有反洗球罩。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種注水泥完井后篩管外水泥環(huán)擠壓裝置，其特征是，所述球座(3.3.1)上端設(shè)有 密封錐面與反洗球(3.3.3)配合，反洗球罩安裝在上接頭(3.3.5)的中部臺階與下接頭的上端面之間；支座(3.3.2)設(shè)有中心孔、其上部管體為瓣狀結(jié)構(gòu)穿插在球座(3.3.1)的中心孔內(nèi)；下接頭的下部內(nèi)圓與密封插管接頭螺紋連接。
【文檔編號】E21B21/00GK203756095SQ201420073366
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年2月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月20日
【發(fā)明者】田啟忠, 溫盛魁, 伊偉鍇, 楊慧, 朱瑛輝, 張化強(qiáng), 岳廣韜 申請人:中國石油化工股份有限公司, 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