專利名稱：封隔高壓一次充填工藝及其適用的工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油氣井修復(fù)過(guò)程中的封隔高壓一次充填作業(yè)及適用于該作業(yè)的工具。
隨著疏松砂巖油藏開發(fā)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，需要對(duì)這類地質(zhì)條件的油井的井壁進(jìn)行修復(fù)。而提高防砂成功率、延長(zhǎng)有效期、降低作業(yè)成本已成為防砂技術(shù)的最高目標(biāo)?，F(xiàn)有技術(shù)中，油井防沙作業(yè)主要采用皮碗式充填工具，這種工具在使用中，需要在充填作業(yè)和封隔作業(yè)時(shí)各下一趟修井管柱，因而勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)。另外，皮碗在下井過(guò)程中，極易將井壁污物刮落至濾沙管部位造成堵塞。再一方面，這種皮碗式充填工具的充填壓力低，只能充填部分井筒，不能將砂子充填到近井地帶，防沙有效期短。
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，實(shí)現(xiàn)只下一次修井柱就可以完成封隔、充填及洗井作業(yè)，減少占井時(shí)間；同時(shí)提高防砂質(zhì)量，延長(zhǎng)防砂有效期。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出了一種封隔一次充填工具及一種封隔一次充填工藝。
本發(fā)明的封隔一次充填工具具有一個(gè)與油管相連的中心管；一個(gè)套在所述中心管外側(cè)的反洗套管，在所述反洗套管與所述中心管之間具有環(huán)形空間構(gòu)成的反洗通道；一個(gè)固連在所述反洗套管上的封隔裝置；所述反洗通道的下端低于所述封隔裝置，在靠近所述反洗通道的下端部的所述反洗套管的側(cè)壁上設(shè)有連通所述反洗通道的洗井孔；在所述洗井孔處設(shè)有限制流體單向流動(dòng)的裝置；在靠近所述中心管下端部位設(shè)有充填通道，所述充填通道上設(shè)有啟閉裝置；所述反洗套管與所述中心管通過(guò)絲扣固定連接。
本發(fā)明的封隔高壓一次充填工藝，包括以下步驟a．將封隔高壓一次充填工具與油管裝配在一起，組成管柱；b．在需要進(jìn)行防砂作業(yè)的油氣井內(nèi)，將封隔高壓一次充填工具及油管組成的管柱下至預(yù)定位置；
c．座封封隔器；d．打開充填通道；e．由地面泵組向油管內(nèi)提供高壓攜砂流體，高壓攜砂流體經(jīng)油管、封隔高壓一次充填工具的充填通道，進(jìn)入油管與套管間的環(huán)形空間，最后經(jīng)套管上的射孔進(jìn)入油層；f．由地面泵組向油管與套管間的環(huán)形空間內(nèi)泵入洗井液體，洗井液經(jīng)封隔高壓一次充填工具的反洗通道、充填通道進(jìn)入油管內(nèi)，將油管內(nèi)的砂子沖洗至地面。
此外，最好所述裝配步驟a中，還在封隔高壓一次充填工具的底部依此裝配上濾砂管及絲堵。
其中所述的座封封隔器步驟可以為向封隔高壓一次充填工具的中心管管內(nèi)施加液壓力，當(dāng)所施加的液壓力達(dá)到第一預(yù)定壓力時(shí)，使封隔高壓一次充填工具上的封隔器實(shí)現(xiàn)座封。
其中，所述的打開充填通道步驟為向封隔高壓一次充填工具的中心管中施加液壓力，當(dāng)所施加的液壓力達(dá)到第二預(yù)定壓力時(shí)，使封隔高壓一次充填工具上的充填通道被打開。
當(dāng)所述洗井步驟完成后，將中心管從管柱中提出，同時(shí)將充填通道密封地封閉。
采用上述工具和工藝后，使得防砂作業(yè)施工簡(jiǎn)單封隔器與高壓一次充填工具結(jié)合在一起，減少了起下管柱的次數(shù)，進(jìn)而減少了作業(yè)占井時(shí)間，節(jié)約了地面施工費(fèi)用。防砂有效期長(zhǎng)由于大排量高壓將地層充填與井筒充填結(jié)合在一起，確保了充填礫石與空洞周壁緊密鑲嵌，有效防砂半徑大，形成了高效能的擋砂屏障，故有效期長(zhǎng)；克服了皮碗式充填將井壁污物刮落至濾砂管造成堵塞的不足。同時(shí)，本發(fā)明的工藝也具有采液強(qiáng)度高、攜帶力強(qiáng)、減少了油層的污染以及修井更容易的優(yōu)點(diǎn)。
為使本發(fā)明能被更清楚的理解，下面根據(jù)附圖并結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明的封隔一次充填工具的一個(gè)具體實(shí)施例的半剖結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明封隔高壓一次充填工藝的充填過(guò)程的示意圖；圖3是本發(fā)明的反洗井過(guò)程的示意圖。
如圖所示，本實(shí)施例的封隔一次充填機(jī)構(gòu)包括一個(gè)與油管13相連的中心管4；在中心管4的外側(cè)套有一個(gè)由反洗接頭2和充填管6固定連接構(gòu)成的反洗套管，其中反洗接頭2與所述中心管之間具有環(huán)形空間構(gòu)成的反洗通道14；一個(gè)封隔裝置1固連在所述反洗接頭2上；所述反洗通道14自上而下地穿過(guò)封隔裝置1，其下端低于所述封隔裝置1，在反洗接頭2上靠近所述反洗通道14的下端部的壁上設(shè)有連通所述反洗通道14的洗井孔；一個(gè)反洗環(huán)3與第一彈簧5構(gòu)成限制流體單向流動(dòng)的裝置，其中與所述反洗接頭2間相互處于密封接合狀態(tài)的反洗環(huán)3在第一彈簧5的作用下通常使所述洗井孔處于密封閉合狀態(tài)。由靠近所述中心管4的下端部開設(shè)的至少一個(gè)第一充填孔及在所述充填管6上與所述中心管4上的第一充填孔相應(yīng)的位置上開設(shè)的第二充填孔組成充填通道15，而由一個(gè)筒形球座短節(jié)8和一個(gè)作業(yè)時(shí)置于所述球座短節(jié)8上端并密封球座短節(jié)8上端口的鋼球7以及在中心管4與充填筒6之間的環(huán)形空間內(nèi)設(shè)置的由密封筒10和第二彈簧11分別構(gòu)成啟閉第一和第二充填孔的啟閉裝置，其中所述的球座短節(jié)8通過(guò)一個(gè)易于切斷的定位銷釘9定位于閉合所述第一充填孔的位置。而第二彈簧11具有將密封筒10推向關(guān)閉第二充填孔的傾向。但受中心管4的約束，密封筒10處于使所述第二充填孔打開的位置。在本實(shí)施例中，所述充填筒6的下端固定著一個(gè)連接頭12，連接頭12的頂端支承著第二彈簧11，連接頭12的上端內(nèi)圓與所述中心管4的下端外圓通過(guò)反絲扣固定連接在接頭12的下部依此連接著濾砂管16和絲堵18。
其中，封隔器1可以采用現(xiàn)有的具有響應(yīng)功能的器件，與本實(shí)施例最相適應(yīng)的封隔器公開在ZL99221426．2號(hào)名為“井下工具多級(jí)鎖定和釋放機(jī)構(gòu)，”的實(shí)用新型專利中。由于在該份專利的公開說(shuō)明書中已對(duì)該機(jī)構(gòu)的工作原理和工作方式作了詳盡的說(shuō)明，因而這里僅就與本發(fā)明有關(guān)的工作方式進(jìn)行說(shuō)明。
參見圖2，將未裝入鋼球7的上述實(shí)施例的封隔一次充填工具下至預(yù)定位置后，從油管13的頂端經(jīng)中心管4將鋼球7投入到球座短節(jié)8的頂部，然后向中心管4管內(nèi)施加液壓力。將鋼球7與封隔一次充填工具的其它部分分開下入油井內(nèi)，使封隔一次充填工具在下入油井時(shí)，油井液可以在封隔一次充填工具內(nèi)流通，以此保證封隔一次充填工具內(nèi)外的壓力平衡，避免封隔一次充填工具下入油井內(nèi)時(shí)，因內(nèi)外壓力的不平衡而導(dǎo)致?lián)p壞。當(dāng)鋼球7落入球座短節(jié)8的頂部后，液體自上而下的通道被堵塞。此時(shí)向中心管4內(nèi)施加液壓力使得中心管4內(nèi)的壓力升高，如ZL99221426．2號(hào)實(shí)用新型專利的說(shuō)明書所述，在中心管4內(nèi)部的高壓達(dá)到第一預(yù)定值后，封隔器1向外漲開使得封隔一次充填工具與油井套管19間的油套環(huán)空被封隔。當(dāng)中心管4內(nèi)的液壓力進(jìn)一步升高到一個(gè)第二預(yù)定的壓力后，球座短節(jié)8剪斷定位銷釘9下行，將中心管4上的第一充填孔被打開。此時(shí)中心管4上的第一充填孔與充填筒6上敞開的第二充填孔構(gòu)成了連通封隔一次充填工具內(nèi)外的充填通道15。此時(shí)地面泵組提供的高壓攜砂流體，經(jīng)中心管4、充填通道15進(jìn)入中心管4與油井套管19間的環(huán)形空間，再經(jīng)過(guò)套管19上的射孔進(jìn)入油層17。隨著地面泵組所提供的壓力的升高，地層污空和井筒依此被充填結(jié)實(shí)。
參見圖3，當(dāng)充填結(jié)束后，白地面向油套環(huán)空內(nèi)泵入洗井液，洗井液在封隔器1以上的部位進(jìn)入反洗接頭2與中心管4間的反洗通道14，并到達(dá)洗井孔，隨著洗井液壓力的不斷升高，當(dāng)該壓力作用在反洗環(huán)3上的力足以克服第二彈簧5的推力時(shí)，反洗環(huán)3軸向移動(dòng)，因而使洗井孔被打開，此時(shí)洗井液經(jīng)洗井孔再次進(jìn)入封隔器1以下的油套環(huán)空內(nèi)，再經(jīng)充填通道15進(jìn)入中心管4管內(nèi)。經(jīng)持續(xù)不斷的沖洗將中心管4管內(nèi)的砂子洗至地面。
洗井結(jié)束后，正轉(zhuǎn)中心管4使其下端與連接頭12的上端脫開實(shí)現(xiàn)丟手。隨著中心管4的撤出，中心管4對(duì)密封筒10的約束也隨即消失，此時(shí)密封筒10在第二彈簧11的作用下向上移動(dòng)，進(jìn)而將充填筒6上的第二充填孔封閉。至此即完成了封隔一次充填過(guò)程。
本發(fā)明的上述實(shí)施例，僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上顯然可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)，例如在結(jié)構(gòu)上，還可以用碰珠彈子結(jié)構(gòu)或球座銷釘替代定位銷釘9；鋼球7也可以采用錐形體或其它可以堵塞球座短節(jié)8頂端的部件代替；所述的限制流體單向流動(dòng)的裝置同樣可以采用其它適用的單向閥等等。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1．一種封隔一次充填上具，其特征在于具有一個(gè)與油管(13)相連的中心管(4)；一個(gè)套在所述中心管外側(cè)的反洗套管，在所述反洗套管與所述中心管(4)之間具有環(huán)形空間構(gòu)成的反洗通道(14)；一個(gè)固連在所述反洗套管上的封隔裝置(1)；所述反洗通道(14)的下端低于所述封隔裝置(1)，在靠近所述反洗通道(14)的下端部的所述反洗套管的側(cè)壁上設(shè)有連通所述反洗通道(14)的洗井孔；在所述洗井孔處設(shè)有限制流體單向流動(dòng)的裝置；在靠近所述中心管(4)下端部位設(shè)有充填通道(15)，所述充填通道(15)上設(shè)有啟閉裝置；所述反洗套管與所述中心管(4)通過(guò)絲扣固定連接。
2．一種封隔高壓一次充填工藝，包括以下步驟a．將封隔高壓一次充填工具與油管(13)裝配在一起，組成管柱；b．在需要進(jìn)行防砂作業(yè)的油氣井內(nèi)，將封隔高壓一次充填工具及油管(13)組成的管柱下至預(yù)定位置；c．座封封隔器(1)；d．打開充填通道；e．由地面泵組向油管(13)內(nèi)提供高壓攜砂流體，高壓攜砂流體經(jīng)油管(13)、封隔高壓一次充填工具的充填通道(15)，進(jìn)入油管(13)與套管(19)間的環(huán)形空間，最后經(jīng)套管(19)上的射孔進(jìn)入油層(17)；f．由地面泵組向油管(13)與套管(19)間的環(huán)形空間內(nèi)泵入洗井液體，洗井液經(jīng)封隔高壓一次充填工具的反洗通道(14)、充填通道(15)進(jìn)入油管(13)內(nèi)，將油管(13)內(nèi)的砂子沖洗至地面。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的封隔高壓一次充填工藝，其特征在于在所述裝配步驟a中，還在封隔高壓一次充填工具的底部依此裝配上濾砂管(16)及絲堵(18)。
4．根據(jù)權(quán)利要求2所述的封隔高壓一次充填工藝，其特征在于所述的座封封隔器步驟為向封隔高壓一次充填工具的中心管(4)內(nèi)施加液壓力，當(dāng)所施加的液壓力達(dá)到第一預(yù)定壓力時(shí)，使封隔高壓一次充填工具上的封隔器(1)實(shí)現(xiàn)座封。
5．根據(jù)權(quán)利要求2所述的封隔高壓一次充填工藝，其特征在于所述的打開充填通道步驟為向封隔高壓一次充填工具的中心管(4)中施加液壓力，當(dāng)所施加的液壓力達(dá)到第二預(yù)定壓力時(shí)，使封隔高壓一次充填工具上的充填通道(14)被打開。
6．根據(jù)權(quán)利要求2所述的封隔高壓一次充填工藝，其特征在于在洗井步驟完成后，將中心管(4)從管柱中提出，同時(shí)將充填通道(14)密封地封閉。
全文摘要
本發(fā)明涉及油氣井修復(fù)過(guò)程中的封隔高壓一次充填作業(yè)及適用于該作業(yè)的工具。解決了現(xiàn)有技術(shù)在同類作業(yè)中占井時(shí)間長(zhǎng)、防砂效果差的問(wèn)題。其中的封隔一次充填工具包括一個(gè)中心管(4);一個(gè)封隔裝置(1);一個(gè)貫通封隔裝置(1)的反洗通道(14);在靠近所述中心管(4)下端部位設(shè)有充填通道(15),所述反洗通道(14)及充填通道(15)上設(shè)有啟閉裝置。通過(guò)依次向油管內(nèi)和環(huán)空內(nèi)注入攜砂流體及洗井液,使上述啟閉裝置按設(shè)計(jì)要求動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)充填和洗井作業(yè)。
文檔編號(hào)E21B33/138GK1281088SQ0012363
公開日2001年1月24日 申請(qǐng)日期2000年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月25日
發(fā)明者王松, 馮永勝, 于顯, 黃濤 申請(qǐng)人:王松