本發(fā)明屬于石油開(kāi)采中使用的井下注氣技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種長(zhǎng)效co2注氣管柱及操作方法。

背景技術(shù)：

co2混相驅(qū)油是近年國(guó)外新興起的技術(shù)，在一定壓力和溫度下實(shí)現(xiàn)原油與co2混相，能夠補(bǔ)充地層能量提高采收率，國(guó)內(nèi)各油田也逐步開(kāi)展了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，目前主要采用籠統(tǒng)注氣管柱，冀東油田采用y221封隔器+水力錨結(jié)構(gòu)；大慶油田某井區(qū)采用“普通扣型油管+dgl封隔器”的籠統(tǒng)注入管柱；勝利油田采用y441封隔器；吉林油田和長(zhǎng)慶油田采用哈里伯頓phl封隔器y441。根據(jù)調(diào)研，co2驅(qū)管柱專(zhuān)用配套工具較少，存在以下問(wèn)題：一、由于高壓且由于溫度與壓力的變化，管柱存在蠕動(dòng)，可取式封隔器氣密封可靠性低，失效比例較高，單次完井有效期短；二、施工工序復(fù)雜，封隔工具坐封、解封工序復(fù)雜，常需要打壓、旋轉(zhuǎn)，甚至下專(zhuān)用工具打開(kāi)洗井滑套；三、對(duì)于需要定期檢測(cè)管柱腐蝕的注入井，需要頻繁的起下管柱，帶壓作業(yè)費(fèi)用較高，增加了co2驅(qū)的成本；四、管柱功能簡(jiǎn)單，不能應(yīng)對(duì)復(fù)雜作業(yè)要求，如洗井滑套打開(kāi)后，無(wú)法自動(dòng)關(guān)閉。因此針對(duì)以上問(wèn)題，應(yīng)設(shè)計(jì)專(zhuān)用co2驅(qū)專(zhuān)用工具并優(yōu)化管柱結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種長(zhǎng)效co2注氣管柱及操作方法，解決了封隔器易失效、洗井時(shí)開(kāi)關(guān)滑套過(guò)于復(fù)雜、帶壓作業(yè)可靠性的問(wèn)題。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種長(zhǎng)效co2注氣管柱，包括上部管柱和下部管柱，所述上部管柱包括套裝在套管內(nèi)的油管，所述油管從上至下依次設(shè)置有循環(huán)洗井滑套、水力錨、掛環(huán)器和密封插管，所述下部管柱包括依次設(shè)置在所述油管上的密封筒和封隔器，所述下部管柱的底部設(shè)置有坐封球座和雙級(jí)單流閥，所述下部管柱通過(guò)所述封隔器的錨瓦固定在所述套管的內(nèi)壁上，通過(guò)所述循環(huán)洗井滑套實(shí)現(xiàn)注水時(shí)關(guān)閉，反洗時(shí)打開(kāi)。

進(jìn)一步的，所述循環(huán)洗井滑套包括滑套本體，所述滑套本體的外面套有護(hù)套，所述護(hù)套和滑套本體之間安裝有活塞和彈簧，所述活塞上設(shè)置有第一銷(xiāo)釘，所述活塞、護(hù)套和滑套本體圍成空氣腔，通過(guò)液壓方式推動(dòng)所述活塞。

進(jìn)一步的，在所述護(hù)套和滑套本體上均開(kāi)有端口。

進(jìn)一步的，所述坐封球座包括上接頭和下接頭，所述上接頭通過(guò)母扣連接所述油管，所述上接頭內(nèi)設(shè)置有坐封球座滑套，所述坐封球座滑套通過(guò)第二銷(xiāo)釘與上接頭相連接，在所述上接頭和下接頭之間固定有閥座，所述閥座內(nèi)設(shè)置有密封球，所述閥座下部設(shè)置有帶孔擋板，通過(guò)所述帶孔擋板與所述下接頭連接。

進(jìn)一步的，所述上接頭和下接頭上均開(kāi)有孔道，所述下接頭內(nèi)設(shè)置有滑套，用于在節(jié)流壓差作用下推動(dòng)滑套上移關(guān)閉所述下接頭。

進(jìn)一步的，所述上接頭與下接頭采用絲扣連接。

進(jìn)一步的，所述坐封球座和雙級(jí)單流閥為一體式結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述油管的鋼級(jí)為p110，扣型為bgt-1氣密封特殊螺紋扣。

本發(fā)明還公開(kāi)一種長(zhǎng)效co2注氣管柱的操作方法，包括以下步驟：

s1、下入第一趟管柱，將密封筒、封隔器、雙級(jí)單流閥、坐封球座組成的下部管柱送到設(shè)計(jì)位置，投可溶球至坐封球滑套處，打壓剪斷第二剪釘，滑套下移關(guān)閉坐封球座端口，憋壓坐封封隔器；丟手后起出送入管柱；

s2、再下入回接管柱，將油管、循環(huán)洗井滑套、水力錨、掛環(huán)器、密封插管組成的上部管柱送至密封筒上方；

s3、替液，循環(huán)替入環(huán)空保護(hù)液；

s4、下壓將密封插管插入密封筒內(nèi)；

s5、可溶球溶解后，可正常注入co2；

s6、當(dāng)檢查管柱腐蝕情況以及其他作業(yè)，需要起出上部管柱時(shí)，只需反循環(huán)操作。

進(jìn)一步的，當(dāng)套壓大于油壓和彈簧預(yù)緊力時(shí)，循環(huán)洗井滑套的活塞下移，露出端口，油套管連接通道打開(kāi)，可進(jìn)行洗井，洗井結(jié)束后，在彈簧力的作用下，活塞復(fù)位，通道關(guān)閉，然后起出上部管柱。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

本發(fā)明長(zhǎng)效co2注氣管柱包括上部管柱和下部管柱，上部管柱的油管上從上至下依次設(shè)置有循環(huán)洗井滑套、水力錨、掛環(huán)器和密封插管，下部管柱依次設(shè)置密封筒和封隔器，在下部管柱底部設(shè)置坐封球座和雙極單流閥，封隔器上安裝了循環(huán)洗井滑套，可進(jìn)行替換空保護(hù)液或者反循環(huán)壓井，環(huán)空注入時(shí)自動(dòng)打開(kāi)，注入結(jié)束后自動(dòng)關(guān)閉，無(wú)需下專(zhuān)用工具打開(kāi)，簡(jiǎn)化了施工工藝，為提高單流閥密封可靠性，設(shè)計(jì)了雙級(jí)單流閥，管柱底部安裝了坐封球座和雙級(jí)單流閥一體式結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)y443封隔器坐封和井底關(guān)井。

進(jìn)一步的，循環(huán)洗井滑套位于水力錨之上，包括彈簧、活塞和空氣腔機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)注水時(shí)關(guān)閉，反洗時(shí)可自動(dòng)打開(kāi)；坐封球座和雙級(jí)單流閥設(shè)計(jì)成一體，可以減少工具長(zhǎng)度，雙級(jí)單流閥通過(guò)雙保險(xiǎn)實(shí)現(xiàn)井底關(guān)井，第一級(jí)設(shè)計(jì)有閥座、密封球、擋板，實(shí)現(xiàn)第一級(jí)單向流動(dòng)，第二級(jí)設(shè)計(jì)成滑套機(jī)構(gòu)，可以利用節(jié)流壓差關(guān)閉通道，實(shí)現(xiàn)第二級(jí)單向流動(dòng)。

進(jìn)一步的，采用y443永久封隔器，實(shí)現(xiàn)膠筒與套管之間的有效密封，防止管柱蠕動(dòng)造成封隔器密封不嚴(yán)，通過(guò)y443封隔器上方增加回接插管，消除管柱蠕動(dòng)對(duì)封隔器的影響，解決了密封有效性的問(wèn)題。

進(jìn)一步的，坐封球座包括上接頭、下接頭，以及設(shè)置在上接頭和下接頭內(nèi)的坐封球座和密封球，上部相當(dāng)于坐封球座，可實(shí)現(xiàn)投可溶球坐封封隔器，同時(shí)下部集成了兩級(jí)單流閥，在停止注入時(shí)，套壓高于油壓時(shí)，通過(guò)節(jié)流壓差推動(dòng)滑套上移關(guān)閉進(jìn)液節(jié)流通道，如果本級(jí)失效，液體繼續(xù)上竄，將推動(dòng)閥球封堵住閥座，與永久式封隔器配合，實(shí)現(xiàn)井下關(guān)井，此時(shí)可以進(jìn)行起鉆等作業(yè)，適用于co2注入管柱，安裝在co2驅(qū)注入管柱底部，使管柱在下鉆過(guò)程中能夠油套壓平衡，管柱下到位后，具有坐封封隔器功能，同時(shí)也應(yīng)具有井下關(guān)井功能，由于采用了雙級(jí)單流閥結(jié)構(gòu)，使井下關(guān)井更加可靠。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種長(zhǎng)效co2注氣管柱的操作方法，下入第一趟管柱，將密封筒、封隔器、雙級(jí)單流閥、坐封球座組成的下部管柱送到設(shè)計(jì)位置，投可溶球至坐封球滑套處，打壓剪斷第二剪釘，滑套下移關(guān)閉坐封球座端口，憋壓坐封封隔器；丟手后起出送入管柱；再下入回接管柱，將油管、循環(huán)洗井滑套、水力錨、掛環(huán)器、密封插管組成的上部管柱送至密封筒上方；然后替液，循環(huán)替入環(huán)空保護(hù)液；再下壓將密封插管插入密封筒內(nèi)；待可溶球溶解后，可正常注入co2；當(dāng)檢查管柱腐蝕情況以及其他作業(yè)，需要起出上部管柱時(shí)，只需反循環(huán)操作，操作方法通過(guò)液壓控制就可以開(kāi)啟和關(guān)閉循環(huán)洗井滑套，本方法操作簡(jiǎn)單安全，下鉆、起鉆過(guò)程與常規(guī)二次回接管柱起下鉆相同，在更換環(huán)空保護(hù)液時(shí)又避免了下工具打開(kāi)開(kāi)關(guān)，節(jié)約了時(shí)間，提高了安全性，因?yàn)楣苤勺詣?dòng)井下關(guān)井，再不配備井口帶壓設(shè)備的情況下進(jìn)行帶壓起鉆，節(jié)約了成本。

綜上所述，本發(fā)明管柱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能完善，能夠滿(mǎn)足co2注氣管柱的要求，通過(guò)選用永久式封隔器使封隔更加可靠，通過(guò)設(shè)計(jì)多功能坐封球座，具備井下關(guān)井的功能，可帶壓起鉆，起鉆時(shí)不需要壓井、也不需要配備井口帶壓裝置即可起出管柱，同時(shí)雙級(jí)單流閥的設(shè)計(jì)，使井下關(guān)井功能更加可靠；通過(guò)循環(huán)洗井滑套，可在不動(dòng)管柱的情況下，僅通過(guò)環(huán)空打壓即可開(kāi)啟滑套，進(jìn)行替換環(huán)空保護(hù)液的操作，而不需要下專(zhuān)用工具，使操作更加簡(jiǎn)便，降低了成本；通過(guò)掛環(huán)器，使管柱也可監(jiān)測(cè)腐蝕情況。

下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的co2注氣管柱的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的循環(huán)洗井滑套的結(jié)構(gòu)圖；

圖3為坐封球座和雙級(jí)單流閥一體式結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1.套管；2.油管；3.循環(huán)洗井滑套；4.水力錨；5.掛環(huán)器；6.密封插管；7.密封筒；8.封隔器；9.坐封球座；10.雙極單流閥；11.滑套本體；12.；13.護(hù)套；14.；15.第一銷(xiāo)釘；16.活塞；17.；18.；19.空氣腔；20.彈簧；21.；22.；23.上接頭；24.坐封球座滑套；25.第二銷(xiāo)釘；26.閥座；27.密封球；28.帶孔擋板；29.滑套；30.密封圈；31.下接頭。

具體實(shí)施方式

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

本發(fā)明提供了一種長(zhǎng)效co2注氣管柱及操作方法，用于co2驅(qū)單層或多層籠統(tǒng)注氣，可滿(mǎn)足高壓條件下頻繁起下鉆的要求。

確定co2注氣管柱功能：

一、封隔可靠，長(zhǎng)效密封；

二、注入二氧化碳時(shí)通道順暢、停注二氧化碳時(shí)可井下關(guān)井；

三、下鉆阻力?。?/p>

四、可通過(guò)套管打壓開(kāi)啟洗井開(kāi)關(guān)，更換井筒內(nèi)的環(huán)空保護(hù)液；

五、定期監(jiān)測(cè)管柱腐蝕。

確定co2注氣管柱結(jié)構(gòu)如下：

一、采用永久式封隔器，提高管柱密封可靠性；

二、采用具有雙級(jí)單流閥和坐封球座功能的多功能坐封球座，通過(guò)平衡孔設(shè)計(jì)、節(jié)流通道設(shè)計(jì)，結(jié)合可溶球技術(shù)，可保證保證下鉆時(shí)油套聯(lián)通，下鉆阻力小，注入時(shí)通道順暢、停注時(shí)可井下關(guān)井；

三、設(shè)計(jì)可液壓控制開(kāi)關(guān)的洗井開(kāi)關(guān)，套管打壓開(kāi)啟洗井開(kāi)關(guān)，更換井筒內(nèi)的環(huán)空保護(hù)液，更換完畢后，洗井開(kāi)關(guān)在彈簧力作用下關(guān)閉，可進(jìn)行正注；

四、管柱安裝掛環(huán)器，可定期取出，檢查管柱的腐蝕。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明長(zhǎng)效co2注氣管柱包括上部管柱和下部管柱，所述上部管柱包括套裝在套管1內(nèi)的油管2，所述油管2從上至下依次設(shè)置有循環(huán)洗井滑套3、水力錨4、掛環(huán)器5和密封插管6，所述下部管柱包括依次設(shè)置在所述所述油管2上的密封筒7和封隔器8，所述下部管柱的底部設(shè)置有坐封球座9和雙級(jí)單流閥10，所述下部管柱通過(guò)所述封隔器8的錨瓦固定在所述套管1的內(nèi)壁上，通過(guò)所述循環(huán)洗井滑套3實(shí)現(xiàn)注水時(shí)關(guān)閉，反洗時(shí)打開(kāi)。

所述油管2的鋼級(jí)為p110，扣型為bgt-1氣密封特殊螺紋扣。

所述坐封球座9和雙級(jí)單流閥10為一體式結(jié)構(gòu)。

所述封隔器8為永久式y(tǒng)443型。

請(qǐng)參閱圖2，所述循環(huán)洗井滑套3包括滑套本體11，所述滑套本體11的外面套有護(hù)套13，所述護(hù)套13和滑套本體11之間安裝有活塞16和彈簧20，所述活塞16上設(shè)置有第一銷(xiāo)釘15，所述活塞16、護(hù)套13和滑套本體11圍成空氣腔，通過(guò)液壓方式即可推動(dòng)活塞16。

在所述護(hù)套13和滑套本體11上均開(kāi)有端口，反洗時(shí)當(dāng)套壓高于油壓、銷(xiāo)釘15和彈簧20預(yù)緊力之和時(shí)，剪斷第一銷(xiāo)釘15，活塞16向下運(yùn)動(dòng)，露出端口，油管2和套管1連通，可以正常循環(huán)，當(dāng)反洗結(jié)束時(shí)，在油壓和彈簧20作用下，活塞16向上運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉端口。

請(qǐng)參閱圖3，所述坐封球座9包括上接頭23和下接頭31，所述上接頭23與下接頭31采用絲扣連接，上接頭23加工有母扣，連接油管，所述上接頭23內(nèi)設(shè)置有坐封球座滑套24，所述坐封球座滑套24通過(guò)第二剪釘25與上接頭23相連接，可投可溶球落座于所述坐封球座滑套24處，憋壓坐封y443永久封隔器8，將壓力提升至20mpa剪斷第二剪釘25，滑套24下移關(guān)閉所述上接頭23上的端口，隔斷油套之間的通道，在上接頭23和下接頭31之間固定有閥座26、密封球27、帶孔擋板28，所述密封球27設(shè)置在所述閥座26內(nèi)，所述帶孔擋板28設(shè)置在所述閥座26的下部，與滑套29連接，這種結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)套管液體進(jìn)入油管時(shí)，在節(jié)流壓差的作用下，實(shí)現(xiàn)雙保險(xiǎn)，增加了密封可靠性，實(shí)現(xiàn)井底可靠關(guān)井。

所述上接頭23開(kāi)有孔道，用于下鉆過(guò)程中平衡油套壓力；

所述下接頭31也開(kāi)有孔道，用于注入co2，下接頭31內(nèi)置有滑套29，用于起鉆時(shí)，在節(jié)流壓差作用下推動(dòng)滑套29上移，關(guān)閉下接頭上的端口。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種長(zhǎng)效co2注氣管柱操作方法，包括以下步驟：

s1、下入第一趟管柱，將密封筒、y443封隔器、雙級(jí)單流閥、坐封球座組成的下部管柱送到設(shè)計(jì)位置，投可溶球至坐封球滑套處，打壓剪斷第二銷(xiāo)釘，滑套下移關(guān)閉坐封球座端口，憋壓坐封y443封隔器；丟手后起出送入管柱；

s2、再下入回接管柱，將油管、循環(huán)洗井滑套、水力錨、掛環(huán)器、密封插管組成的上部管柱送至密封筒上方；

s3、替液，循環(huán)替入環(huán)空保護(hù)液；

s4、下壓將密封插管插入密封筒內(nèi)；

s5、可溶球溶解后，可正常注入co2；

s6、當(dāng)檢查管柱腐蝕情況以及其他作業(yè)，需要起出上部管柱時(shí)，只需反循環(huán)即可。

當(dāng)套壓大于油壓和彈簧預(yù)緊力時(shí)，循環(huán)洗井滑套的活塞下移，露出端口，油套管連接通道打開(kāi)，可進(jìn)行洗井，洗井結(jié)束后，在彈簧力的作用下，活塞復(fù)位，通道關(guān)閉，然后起出上部管柱。

由于在管柱下方設(shè)置了雙級(jí)單流閥，起鉆時(shí)單流閥關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)井底關(guān)井，可正常起鉆。

以上內(nèi)容僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍之內(nèi)。