井下地層封堵的化學(xué)注漿封隔裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及地層封隔領(lǐng)域，具體涉及井下地層封堵的化學(xué)注漿封隔裝置，適用于淺部地層封堵，特別適用于地下流體分層取樣的上下地層封隔。
【背景技術(shù)】
[0002]封隔器是利用密封元件封閉管柱和井筒之間的環(huán)形空間的一種井下工具。其作用是將全井按層段分隔，或有效封隔掉高含水層，以便分層生產(chǎn)或?qū)嵤┍匾募夹g(shù)措施。廣泛應(yīng)用于油氣井、高酸性氣體、煤層氣等開采過程中鉆井、完井、儲層改造、控水堵水、壓裂、酸化、擠注化學(xué)藥劑等工程處理，采用封隔器將儲層與上部/下部地層隔開進(jìn)行分段處理。封隔器具體應(yīng)用實例如下:
[0003]開發(fā)油氣資源(如稠油)時，注蒸汽熱采技術(shù)必須進(jìn)行井下封隔隔熱，耐溫隔熱的封隔器是關(guān)鍵的井下配套工具，起到減少熱損失，保護(hù)油井套管的作用。
[0004]地?zé)衢_采完井時需要耐高溫的封隔器以保證地?zé)嵘a(chǎn)井的壽命和可靠性。
[0005]土壤環(huán)境治理時采用垂直井或水平井對土壤進(jìn)行排氣或注氣。在實施時完井作業(yè)時需對不同管段進(jìn)行不同的作業(yè)，從而需要采用不同方式的封隔器封隔井管線與裸眼井的環(huán)狀間隙，即需要一種適用于砂層土壤的膨脹封隔器。
[0006]封隔器按工作原理主要分為機械式、液壓式、自膨脹式。其各自的優(yōu)缺點如下:
[0007]機械式和液壓式封隔器問題在于:1)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，封隔效果差；2)對套管損害嚴(yán)重，難以實現(xiàn)多層；3)不能自補償和調(diào)節(jié)，必須連接熱伸縮管；
[0008]液壓式封隔器，通過液壓座封或解封，承壓座、滑塊、座封銷釘、限位螺釘、膠筒等元件組合實現(xiàn)。結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，價格昂貴，一般使用在深部地層(超過1000m)、強腐蝕介質(zhì)(超臨界C02、尚酸性氣田、重油等)、尚溫尚壓等極端條件下。
[0009]自膨脹式封隔器核心元件主要為遇液膨脹膠筒和油管，遇液膨脹膠筒能吸收井筒中的水或油等介質(zhì)而產(chǎn)生體積膨脹(通常300%-600%)來達(dá)到封閉環(huán)形空間的目的。問題在于:1)膨脹劑易分解，穩(wěn)定性差，解封困難；2)膨脹筒材料強度低，耐壓性差；3)整體變形增加封隔器下井難度，影響密封抗壓性能；4)因套管存在腐蝕或損傷而發(fā)生封隔座封不嚴(yán)，導(dǎo)致整個作業(yè)失?。?)自膨脹材料下到井筒中可能沒有浸泡于適合的介質(zhì)中而不能迅速膨脹；6)膨脹介質(zhì)被阻隔造成材料完全膨脹時間長，導(dǎo)致完井周期延遲、承壓能力達(dá)不到理想狀態(tài)。
[0010]如上所述的現(xiàn)有封隔器技術(shù)存在諸多問題，仍然不能很好地滿足某些場合。如小于200m的淺部地層，其孔隙水壓力、溫度、流體介質(zhì)等條件較好，不需要使用昂貴復(fù)雜的液壓式或機械式封隔器，而自膨脹式封隔器的技術(shù)指標(biāo)(如遇水膨脹膠筒的體積膨脹率一般為4倍)和實際密封效果可能無法滿足要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0011]本實用新型的目的就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點和不足，提供井下地層封堵的化學(xué)注漿封隔裝置，該裝置克服現(xiàn)有封隔技術(shù)的局限性，
[0012]井下地層封堵的化學(xué)注漿封隔裝置，包括中繼容器，所述的中繼容器的輸入端設(shè)置有手動栗，中繼容器的輸出端通過節(jié)流閥與注漿管連接，中繼容器的輸出端還設(shè)置有用于檢測中繼容器的輸出端壓力的壓力表，在地下設(shè)定位置設(shè)置噴漿堵頭，各個設(shè)定位置的噴漿堵頭通過自力式分段壓力控制閥門與注漿管位于地下的注漿段連通。
[0013]如上所述的注漿管的注漿段豎直設(shè)置在地下，沿注漿段在地下各層待注漿位置設(shè)置噴漿堵頭，各個噴漿堵頭通過自力式分段壓力控制閥門與注漿管位于各層的部分連接。
[0014]如上所述的注漿管的注漿段水平設(shè)置在地下，沿注漿段的待注漿位置依次設(shè)置各個噴漿堵頭，各個噴漿堵頭通過自力式分段壓力控制閥門與注漿管的注漿段連接。
[0015]如上所述的注漿管的注漿段豎直設(shè)置在地下，沿注漿段在地下各層待注漿位置設(shè)置噴漿堵頭，相鄰層的噴漿堵頭通過同一自力式分段壓力控制閥門與注漿管位于相鄰層的中間部分連接。
[0016]如上所述的井下地層封堵的化學(xué)注漿封隔裝置，所述的噴漿堵頭包括上下設(shè)置有兩個堵頭，兩個堵頭的側(cè)部周向均開設(shè)有環(huán)形槽，兩個堵頭上均開設(shè)有從一端貫穿另一端的管線穿孔，兩個堵頭上均開設(shè)有進(jìn)漿孔，兩個堵頭上的環(huán)形槽的槽底均開設(shè)有與進(jìn)漿孔連通的注漿小孔，兩個堵頭上的環(huán)形槽內(nèi)均設(shè)置有導(dǎo)液海綿，兩個堵頭之間通過空心連接管連接，空心連接管一端套設(shè)在上堵頭的底部，另一端套設(shè)在下堵頭的頂部。
[0017]如上所述的進(jìn)漿孔位于堵頭軸線。
[0018]井下地層封堵的化學(xué)注漿封隔方法，包含以下步驟:
[0019]步驟1、選取噴漿堵頭；
[0020]步驟2、將各層的自力式分段壓力控制閥門按實際要求設(shè)置不同的啟閉壓力；
[0021]步驟2、組裝、測試整個注漿封隔裝置，井下部分的注漿管通過三通、自力式分段壓力控制閥門與各個噴漿堵頭連接，井頭部分手動栗、中繼容器、壓力表、節(jié)流閥、注漿管依次連接，并在地面逐級加載壓力，測試各個支路啟閉注漿情況；
[0022]步驟3、在選定位置鉆井，鉆孔達(dá)到指定的形狀、直徑與深度；
[0023]步驟4、將注漿管以及各層的噴漿堵頭、自力式分段壓力控制閥門、三通放入井孔中，各個的噴漿堵頭、自力式分段壓力控制閥門、三通構(gòu)成的支路到達(dá)指定深度后進(jìn)行完井固定;
[0024]步驟5、地面井口處通過手動加壓栗和中繼容器實施注漿，通過井口不同的注入壓力實現(xiàn)井下支路逐級注漿；
[0025]步驟6、注入的化學(xué)漿液在井下指定位置，即各支路的噴漿堵頭處膨脹密封，實現(xiàn)井下地層的多級封隔功能。
[0026]其工作原理為:手動栗加載壓力通過壓縮氣體注入中繼容器里的化學(xué)漿液至注漿管，其中壓力表實時監(jiān)測管路壓力值，節(jié)流閥控制注漿管里的化學(xué)漿液不回流損壞手動栗。各支路的自力式分段壓力控制閥門和噴漿堵頭通過三通連接至主管路。通過手動栗和壓力表調(diào)整注入壓力值，來啟動或閉合不同位置的自力式分段壓力控制閥門，由此實現(xiàn)不同壓力值情況下不同位置的注漿堵頭實施注漿操作。遇水膨脹一定時間，化學(xué)漿液完全膨脹，各層位完成密封封隔。
[0027]通過井口不同的注入壓力值自動實現(xiàn)井下不同層位的化學(xué)注漿。
[0028]所述的注漿管可以是不銹鋼管(1/8、1/4、1/2,3/4英寸)或空壓軟管(外徑6mm、8mm、10mm、12mm等)，依實際需求選擇合適的材質(zhì)和尺寸，市場上購得。
[0029]所述的噴漿堵頭形狀和結(jié)構(gòu)依實際需求訂制，其特征在于噴漿堵頭中間留有進(jìn)漿孔，側(cè)壁鉆取均布注漿小孔，均布注漿小孔沿圓周設(shè)有導(dǎo)液海綿，起儲流和均勻分布漿液的作用。注漿管可以從中間穿過該噴漿堵頭，或從側(cè)面與噴漿堵頭底部的注漿口接頭連接。
[0030]所述的中繼容器，其功能在于注漿時通過壓縮空氣為壓力介質(zhì)，用來隔開化學(xué)漿液與手動栗、壓力表的接觸，以保護(hù)相關(guān)部件的有效循環(huán)使用。其特征在于，中繼容器密封性優(yōu)良，其設(shè)計容積大于一口井所需的漿液容量；其特征還在于其材質(zhì)耐化學(xué)漿液腐蝕，承壓能力大于井口最高注入壓力。
[0031]所述的三通，其尺寸與注漿管配套。所述的壓力表，其量程和精度滿足要求。所述的手