本發(fā)明屬于熱采井完井工具，特別涉及一種稠油熱采井的完井管串及其使用方法。

背景技術(shù)：

稠油熱采技術(shù)是利用蒸汽給儲層增加溫度，以降低稠油的粘度，提高流動性，從而提高開采速度和效率。往地層注熱蒸汽的關(guān)鍵難點(diǎn)之一是如何減少熱蒸汽的損失，節(jié)約資源，一般情況下，是利用隔熱管和封隔器相配合的方式。注熱蒸汽和稠油開采一般為兩套管串，也就是說，向井內(nèi)注完熱蒸汽后，需要起出注汽管柱，更換為開采管柱進(jìn)行油井開采。但目前，注蒸汽管柱也存在封隔器不易打撈、密封不嚴(yán)等問題。

現(xiàn)有技術(shù)中，一般是采用熱采懸掛器1’+熱力補(bǔ)償器2’+熱敏封隔器3’+篩管4’的管串組合方式，具體請如圖1所示，熱敏封隔器3’安裝在剛出管鞋的裸眼段內(nèi)，防止蒸汽在非儲層大量漏失，但熱敏封隔器3’的工作溫度在200℃左右，當(dāng)溫度較低時(shí)，密封效果差，影響熱傳遞效率。另外，熱敏封隔器3’可能出現(xiàn)無法解封的問題，影響整個(gè)管串的提出。為解決熱敏封隔器3’的密封效果差的問題，現(xiàn)場有時(shí)會采用自膨脹封隔器替代熱敏封隔器，密封效果相對更好。但由于是熱采井，井下溫度有時(shí)會高達(dá)300℃，自膨脹封隔器的耐溫能力和持續(xù)密封能力又很難滿足現(xiàn)場要求。另外，使用自膨脹封隔器后，整個(gè)管串不能被打撈。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提出了一種可打撈的熱采井管串及其使用方法，其通過發(fā)明一種設(shè)有可打撈式裸眼封隔器的管串，配合可打撈式封隔懸掛器，實(shí)現(xiàn)一次性下入篩管串并封隔可打撈式裸眼封隔器和可打撈式封隔懸掛器，實(shí)現(xiàn)高效注汽的目的。另外，可一次性打撈出下入的整個(gè)管串，以滿足修井等作業(yè)需要。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種可打撈的熱采井管串，其包括外部管串和內(nèi) 部管串，所述的外部管串包括由下向上依次連接的：引鞋、篩管、套管串以及可打撈式封隔懸掛器，所述的套管串上設(shè)置有可打撈式裸眼封隔器；其中，所述的可打撈式裸眼封隔器包括：套設(shè)于套管外的內(nèi)套以及在內(nèi)套的外壁上依次設(shè)置的液缸、膠筒以及端環(huán)，所述液缸通過坐封剪釘固定于內(nèi)套上且液缸與內(nèi)套之間圍有環(huán)空，在套管和內(nèi)套的壁上設(shè)有與環(huán)空連通的過流孔，所述內(nèi)套的兩端由可融化擋圈限位。

所述的可打撈的熱采井管串，其中，所述膠筒的中部設(shè)有易膨區(qū)。

所述的可打撈的熱采井管串，其中，所述的易膨區(qū)包括設(shè)置于膠筒上的凹槽和/或開口以及凹槽和/或開口的周圍區(qū)域。

所述的可打撈的熱采井管串，其中，所述的端環(huán)與內(nèi)套之間設(shè)有卡接件，卡接件部分嵌入內(nèi)套中，在端環(huán)的內(nèi)壁上設(shè)有與卡接件相配合的卡接凹槽。

所述的可打撈的熱采井管串，其中，所述卡接件靠近端環(huán)的上游處設(shè)有向下游傾斜的斜面。

所述的可打撈的熱采井管串，其中，在端環(huán)下游的套管外壁上設(shè)有解封凹槽，當(dāng)端環(huán)從卡接件脫離時(shí)，卡接件在膠筒向下的擠壓作用下能夠陷入解封凹槽內(nèi)。

所述的可打撈的熱采井管串，其中，在解封凹槽下游的套管外壁上設(shè)有接箍部。

所述的可打撈的熱采井管串，其中，所述環(huán)空包括不相連通的上游環(huán)空和下游環(huán)空，所述的過流孔與下游環(huán)空相連通，所述液缸在上游環(huán)空的上端設(shè)有防退卡簧。

所述的可打撈的熱采井管串，其中，還包括熱力補(bǔ)償器，其設(shè)于所述的套管串上。

本發(fā)明還提供一種可打撈的熱采井管串的使用方法，其包括以下步驟：

(1)下入外部管串；

(2)下入內(nèi)部管串：內(nèi)部管串包括由下向上依次連接的：與套管串密封的接球座、油管、轉(zhuǎn)換接頭、可打撈式封隔懸掛器的送入工具、上部的送入鉆具，所述的接球座與可打撈式裸眼封隔器形成密封；

(3)漲封所述的可打撈式裸眼封隔器和可打撈式封隔懸掛器：

投球后，接球座的循環(huán)孔被堵塞，繼續(xù)憋壓坐封可打撈式裸眼封隔器和上方的可打撈式封隔懸掛器，在可打撈式裸眼封隔器和可打撈式封隔懸掛器坐封后， 完成丟手，起出接球座，整個(gè)管串實(shí)現(xiàn)通徑；

(4)打撈管串：用送入鉆具帶打撈工具下入到可打撈封隔懸掛器的位置，下壓一預(yù)定載荷，然后上提，解封可打撈式封隔懸掛器，繼續(xù)上提，可打撈式裸眼封隔器的膠筒沿套管向下運(yùn)動，運(yùn)動到末端時(shí)，膠筒失去束縛解封，不再和井壁接觸，整個(gè)管串能夠從井內(nèi)取出。

本發(fā)明的有益效果是：該管串的創(chuàng)新點(diǎn)是采用了可回收的可打撈式裸眼封隔器，并提供了具體的使用方法，能夠一次投球便可漲封可打撈式裸眼封隔器和可打撈式封隔懸掛器。本發(fā)明的可打撈式裸眼封隔器用于封非儲層，在熱采井注汽時(shí)提高熱效率，相對熱敏封隔器的密封效果更好，更適應(yīng)裸眼段的密封。

附圖說明

在下文中將基于實(shí)施例并參考附圖來對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。其中：

圖1為現(xiàn)有的熱采井管串的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明的外部管串的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明的可打撈式裸眼封隔器的初始狀態(tài)示意圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明的可打撈式裸眼封隔器的工作狀態(tài)示意圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明的下入管串的示意圖；

圖6為根據(jù)本發(fā)明的打撈管串的示意圖。

附圖標(biāo)記說明：100-可打撈式裸眼封隔器；1-可融化擋圈；2-固定環(huán)；3-內(nèi)套；3’-上游環(huán)空；3”-下游環(huán)空；4-坐封剪釘；5-密封圈；6-防退卡簧；7-液缸；7’-過流孔；8-密封圈；9-彈簧；10-膠筒；11-第一密封圈；12-端環(huán)；13-卡塊；14-第二密封圈；15-套管；16-易膨區(qū)；17-解封凹槽；18-接箍部；200-可打撈式封隔懸掛器；300-熱力補(bǔ)充器；400-套管串；500-篩管；600-引鞋；700-接球座；800-打撈工具；900-油管；1’-熱采懸掛器；2’-熱力補(bǔ)償器；3’-熱敏封隔器；4’-篩管。

在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實(shí)際的比例。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

本發(fā)明針對的是利用水平井技術(shù)開采稠油，注汽和開采在一個(gè)井眼內(nèi)完成。首先，本發(fā)明提供一種可打撈的熱采井管串，所述管串不僅能夠滿足熱采注汽需 要，并能夠?qū)崿F(xiàn)一次性打撈。

具體如圖2所示，其為熱采井管串的外部管串的結(jié)構(gòu)示意圖。所述的外部管串包括由下向上依次連接的：引鞋600、篩管500、套管串400、熱力補(bǔ)償器300以及可打撈式封隔懸掛器200，所述的套管串400上設(shè)置有可打撈式裸眼封隔器100。所述的可打撈式封隔懸掛器200用來懸掛整個(gè)管串，并可封隔環(huán)空。所述的可打撈式裸眼封隔器100用于封隔非儲層裸眼段，減少熱損失。所述的熱力補(bǔ)償器300用于調(diào)節(jié)注熱蒸汽時(shí)管串伸長的長度。需要說明的是，所述熱力補(bǔ)償器300的位置并不僅局限于可打撈式裸眼封隔器100和可打撈式封隔懸掛器200之間，外部管串中任一位置都可根據(jù)需求安裝熱力補(bǔ)償器300，或者不安裝熱力補(bǔ)償器300。

再請如圖3所示，可打撈式裸眼封隔器100設(shè)置于套管15的外壁上，其包括套設(shè)于套管15外的內(nèi)套3以及在內(nèi)套3的外壁上依次設(shè)置的液缸7、膠筒10以及端環(huán)12。在液缸7與內(nèi)套3之間圍有不相連通的上游環(huán)空3’和下游環(huán)空3”。在套管15和內(nèi)套3的壁上設(shè)有能與下游環(huán)空連通的過流孔7’，在過流孔7’的上游及下游兩端設(shè)有密封圈8。所述液缸7在上游環(huán)空3’的上端設(shè)有防退卡簧6。所述液缸7通過位于其上游的坐封剪釘4固定于內(nèi)套3上，在坐封剪釘4的上、下游兩端設(shè)有密封圈5。

為了避免在井下高溫環(huán)境中，封隔器坐封后，套管15在熱脹冷縮原理下產(chǎn)生軸向移動而破壞膠筒10的封隔作用。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，將內(nèi)套3的兩端設(shè)有與套管15相配合的固定環(huán)2，在固定環(huán)2與套管15之間設(shè)有可融化擋圈1。在這種情況下，當(dāng)封隔器進(jìn)入深井作業(yè)時(shí)，井下高溫使位于封隔器兩側(cè)的可融化擋圈1融化，套管15與內(nèi)套3之間的軸向約束消失，使得兩者可以發(fā)生相對運(yùn)動。套管15在井下高溫影響下會發(fā)生熱膨脹現(xiàn)象而產(chǎn)生軸向位移，由于套管15與內(nèi)套3之間可進(jìn)行相對運(yùn)動，因此，可以保證封隔器與裸眼井壁之間相對靜止，進(jìn)而保證封隔效果。

在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，在膠筒10的內(nèi)壁的中部構(gòu)造有易膨區(qū)16。優(yōu)選地，易膨區(qū)16包括設(shè)置于膠筒10上的凹槽和/或開口以及凹槽和/或開口的周圍區(qū)域。優(yōu)選地，可以在膠筒10內(nèi)徑中心部環(huán)剝?nèi)ヒ粋€(gè)V型槽，形成一定的薄弱環(huán)節(jié)。在這種情況下，由于在膠筒10的中部形成了一定的薄弱環(huán)節(jié)，封隔器在井下坐封時(shí)，受到井下高溫環(huán)境的影響以及坐封載荷的作用能夠保證膠筒10 在中心處的易膨區(qū)16附近膨脹，使膠筒10的中心處與井壁緊密接觸，進(jìn)而使膠筒10與井壁之間的密封封隔效果理想。

在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，如圖1所示，膠筒10兩側(cè)設(shè)有彈簧9，省去了膠筒10外殼的防突結(jié)構(gòu)，使封隔器外表面等徑。由此，可以避免封隔器回收作業(yè)時(shí)與裸眼井壁之間的磕碰，影響套管15的上提。其中，彈簧9可通過硫化方式固定于膠筒10的兩側(cè)內(nèi)部，但不以此為限。

在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，端環(huán)12與內(nèi)套3之間設(shè)有卡接件。優(yōu)選地，卡接件部分嵌入內(nèi)套3中的卡塊13，在端環(huán)12的內(nèi)壁上設(shè)有與卡塊13相配合的卡接凹槽(圖中未標(biāo)示)。在卡塊13的上、下游兩端分別設(shè)有第一密封圈11和第二密封圈14。在卡塊13靠近端環(huán)12的上游處構(gòu)造有向下游傾斜的斜面，以利于封隔器解封過程中卡塊13沿斜面滑動脫出卡接凹槽。

在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，在端環(huán)12下游的套管15外壁上設(shè)有解封凹槽17。在套管15與封隔器內(nèi)套3之間的軸向約束消失并上提套管15時(shí)，卡塊13隨之上行一段距離，卡塊13與端環(huán)12之間的軸向約束消失，端環(huán)12沿斜面從卡塊13中脫離出，并在膠筒10的擠壓作用下向下運(yùn)動，膠筒10解封。然后卡塊13在膠筒10向下的擠壓作用下陷入解封凹槽17內(nèi)。進(jìn)一步地，在端環(huán)12的下游的套管15的外壁上設(shè)有接箍部16。由此，當(dāng)膠筒10與裸眼井壁之間的擠壓力消失，封隔器單元整體滑落至接箍部16，在上提套管15的過程中封隔器隨之一起到達(dá)井口，實(shí)現(xiàn)打撈回收作業(yè)。

下面對本發(fā)明的可打撈式裸眼封隔器的具體使用過程進(jìn)行說明。

當(dāng)封隔器與套管15到達(dá)預(yù)定位置后，向套管15內(nèi)下入球座與憋壓球，然后再向套管15內(nèi)注入高壓液體，開始坐封。高壓液體經(jīng)過過流孔7’進(jìn)入液缸7與內(nèi)套3之間的下游環(huán)空3”。當(dāng)套管15內(nèi)的高壓液體的壓力增大到一定程度后會剪斷位于液缸7的上端的坐封剪釘4。液缸7在高壓液體作用下沿套管15向下運(yùn)動，擠壓膠筒10使其收縮，膠筒10借助于其中部的易膨區(qū)16更容易沿套管15徑向膨脹，封堵井壁環(huán)空的效果更佳。持續(xù)憋壓一段時(shí)間后放壓，膠筒10在防退卡簧6的作用下，保持封隔狀態(tài)，完成坐封。

當(dāng)坐封結(jié)束后，在井下高溫環(huán)境中經(jīng)過一段時(shí)間后可融化擋圈1被融化，這時(shí)套管15與封隔器內(nèi)套3之間的軸向約束消失，套管15相對于封隔器可以進(jìn)行軸向自由運(yùn)動。在深井或超深井中，由于下入的套管15較長，在井下高溫影響 下套管15會產(chǎn)生很大的軸向變形。由于套管15和封隔器之間可以實(shí)現(xiàn)自由軸向運(yùn)動，這樣就避免了因?yàn)樘坠?5變形量過大而破壞封隔器的封隔作用，可以實(shí)現(xiàn)套管15長度的自補(bǔ)償。

當(dāng)遇到修井或洗井等井下操作時(shí)，需要將封隔器解封并連同套管15一起提出井口。本發(fā)明的方案可以實(shí)現(xiàn)封隔器的打撈回收作業(yè)。具體過程為：首先，解除套管15與封隔器內(nèi)套3之間的軸向約束并上提套管15，卡塊13隨之上行一段距離，卡塊13與端環(huán)12之間的軸向約束消失，端環(huán)12沿斜面從卡塊13中脫離出，并在膠筒10的擠壓作用下向下運(yùn)動，膠筒10解封。然后卡塊13在膠筒10向下的擠壓作用下陷入解封凹槽17內(nèi)。進(jìn)一步地，在端環(huán)12的下游的套管15的外壁上設(shè)有接箍部16。由此，當(dāng)膠筒10與裸眼井壁之間的擠壓力消失，封隔器單元整體滑落至接箍部16，在上提套管15的過程中封隔器隨之一起到達(dá)井口，實(shí)現(xiàn)打撈回收作業(yè)。

其次，本發(fā)明還提供一種可打撈的熱采井管串的使用方法，所述的使用方法具體包括以下步驟：

(1)下入外部管串(請見圖2)：

所述的外部管串包括由下向上依次連接的：引鞋600、篩管500與套管串400以及可打撈式封隔懸掛器200，在所述的套管串400上安裝至少一個(gè)可打撈式裸眼封隔器100。此外，還可根據(jù)需要下入熱力補(bǔ)償器300，熱力補(bǔ)償器300的位置可設(shè)于可打撈式裸眼封隔器100和可打撈式封隔懸掛器200之間，當(dāng)然，外部管串中任一位置都可根據(jù)需求安裝熱力補(bǔ)償器300。以上為外部管串。

(2)下入內(nèi)部管串(請見圖5)：

下完外部管串后坐吊卡，開始下入內(nèi)部管串。內(nèi)部管串包括由下向上依次連接的：可以與套管串400密封的接球座700、油管900或小尺寸鉆具、轉(zhuǎn)換接頭(圖中未詳示)、可打撈式封隔懸掛器的送入工具(圖中未詳示)、上部的送入鉆具(圖中未詳示)。所述的接球座700與可打撈式裸眼封隔器100形成密封。

其中，接球座700外部為密封膠碗，內(nèi)部有可剪切的接球座。

(3)漲封所述的可打撈式裸眼封隔器100和可打撈式封隔懸掛器200：

所述的可打撈裸眼封隔器100和可打撈式封隔懸掛器200均為液壓漲封。

投球后，接球座700的循環(huán)孔被堵塞，繼續(xù)憋壓坐封可打撈式裸眼封隔器100和上方的可打撈式封隔懸掛器200。密封球座5利用鉆桿或者油管900連接在可 打撈式封隔懸掛器200的送入工具下方，送入工具與鉆桿(或油管)、接球座700之間的連接螺紋均是密封連接?？纱驌剖椒飧魬覓炱?00與專用的送入工具連接，送入整個(gè)下部管串到設(shè)計(jì)位置，在可打撈式裸眼封隔器100和可打撈式封隔懸掛器200坐封后，完成丟手，起出接球座700，整個(gè)下部管串實(shí)現(xiàn)通徑。

本發(fā)明所提供的可打撈的熱采井管串可同時(shí)適應(yīng)常溫開采和注熱蒸汽開采兩種情況。注熱蒸汽開采時(shí)，由于高溫使管串軸向伸長，一般的裸眼封隔器的位置可能發(fā)生滑動，影響與裸眼的密封效果，因此在本發(fā)明的可打撈式裸眼封隔器100上設(shè)計(jì)了可融化擋圈1，管串伸長時(shí)，只有管串的套管15運(yùn)動，膠筒10不動，膠筒10與套管15之間為滑動密封。

(4)打撈管串(請見圖6)：

用送入鉆具帶打撈工具800下入到可打撈封隔懸掛器200的位置，下壓一定載荷(一般為50kN左右)，然后上提，解封可打撈式封隔懸掛器200，繼續(xù)上提，可打撈式裸眼封隔器100的膠筒10沿套管15向下運(yùn)動，運(yùn)動到末端時(shí)，膠筒10失去束縛解封，不再和井壁接觸。整個(gè)管串可從井內(nèi)取出。

綜上所述，本發(fā)明的有益效果是：該管串的創(chuàng)新點(diǎn)是采用了可回收的可打撈式裸眼封隔器100，并提供了具體的使用方法，能夠一次投球便可漲封可打撈式裸眼封隔器100和可打撈式封隔懸掛器200。本發(fā)明的可打撈式裸眼封隔器100用于封非儲層，在熱采井注汽時(shí)提高熱效率，相對熱敏封隔器的密封效果更好，更適應(yīng)裸眼段的密封。本發(fā)明的可打撈式裸眼封隔器100已經(jīng)通過地面和現(xiàn)場試驗(yàn)，整個(gè)管串的功能能夠到達(dá)設(shè)計(jì)要求。

雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對其進(jìn)行各種改進(jìn)并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結(jié)構(gòu)沖突，各個(gè)實(shí)施例中所提到的各項(xiàng)技術(shù)特征均可以任意方式組合起來。本發(fā)明并不局限于文中公開的特定實(shí)施例，而是包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。