CN101498199B - 便于下井和上提的可控注液管及可控注液方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便于下井和上提的可控注液管及可控注液方法，包括可控注液管，所述可控注液管上设置有一个打开后不再关闭的压力打开装置，所述压力打开装置打开后，所述可控注液管通过压力打开装置和外界很好地相连通。这样，在提升可控注液管时，由于可控注液管内、外很好地相连通，大大地降低了可控注液管的内、外压力差，保证了皮囊式封隔器处于收缩状态，消除了膨胀的皮囊式封隔器与井壁的摩擦而导致的皮囊损坏和皮囊皮向外翻卷，便于注液管从油井、气井或注入井中提出，大大提高了注液管的提升速度，满足油田正常生产需要。本发明所述可控注液管便于下井和上提，使用灵活，操作简单，注液浪费小，费用低，并可实现可控注液。

Description

便于下井和上提的可控注液管及可控注液方法

技术领域

本发明涉及一种石油或天然气开采领域使用的井下注液装置和注液方法，特别涉及一种便于下井和上提的可控注液管及可控注液方法。

背景技术

根据油井、气井或注入井生产的实际需要，在石油或天然气开采过程中需要对不同的地层注入需要量的液体或气体(统称为注入介质)，如在水驱开采过程中需要注水；在蒸汽开采过程中需要注水蒸气；水气交替开采过程中需要注氮气；有时为满足生产需要，需要注入不同的化学剂，如为了消除油井、气井或注入井井壁周围或防砂管内外的堵塞物质，通常需要注入盐酸、氢氟酸等腐蚀性强酸，将防砂管内外及或油井、气井或注入井周围的堵塞物质通过化学反应溶蚀，从而达到解堵的目的。

油井、气井或注入井的注液工作有一种方式是通过下到油井、气井或注入井内的注液管来完成。油井、气井或注入井注液要求能够实现可控注液，即实现向不同地层或同一地层的不同区段中注入的注入介质的数量可控，从而实现注液效果可控。

为了实现可控注液，有人提出了一种可控注液管，如图1、图2所示，在注液管1上设置有皮囊式封隔器2，所述皮囊内腔21与注液管相通，各皮囊之间的注液管上设置有节流装置，如图2所示的节流孔5，通过节流装置进行注液。注液时，由于注液过程中节流装置存在很大的流动阻力，形成了注液管内、外压差，所述皮囊式封隔器在注液管内、外压差的作用下膨胀将注液管与井壁之间的环空分隔成各自封闭的封隔区段，这样就隔断了注入介质在注液管和井壁之间的环空内的窜流，保证各区段可控注液。

通过设置可控注液管上的皮囊式封隔器的数量和位置，可以控制向油井、气井或注入井中注入的注入介质的位置；通过设置注液管上的节流装置的数量和流动阻力参数，可以控制各封隔区段需要的注入介质的注入量；因而带皮囊式封隔器的可控注液管可以实现向不同地层或同一地层的不同区段中注入的注入介质的数量可控，即实现注液效果可控。

注液完毕，为了油井、气井或注入井的生产需要和注液管的重复利用，需要将注液管从油井、气井或注入井中提出。

注液管提升过程中，由于注液管上节流装置的流动阻力很大，其泄流速度很低，使得注液管内的液面相对注液管的下降速度很慢，远远低于注液管的上提速度，造成注液管内的注入介质的顶端液面高度随着注液管的提升而提高。而注液管与井壁之间的环空内的液体的液面高度是固定的，甚至由于注液管的上提而有所下降，这样就使得注液管内、外产生一个液面高度差，这就造成注液管内压力大于管外压力，形成了注液管内、外压差。在注液管内、外压差的作用下，皮囊式封隔器会自动膨胀。由于注液管和井壁之间的环空间隙很小，膨胀的皮囊式封隔器严重地影响了注液管的提升。一方面，在注液管提升过程中，膨胀的皮囊式封隔器因与井壁的摩擦而导致皮囊损坏；另一方面，甚至导致皮囊皮向外翻卷，翻卷后皮囊外径增加，卡在井里无法上提而出现严重事故。

皮囊式封隔器不膨胀的条件为注液管内、外液面差不超过50米，因节流装置的泄流速度很低，为了保证提升时注液管内、外压力平衡，使皮囊式封隔器能够处于收缩状态，只能降低提升速度，通过节流装置外泄一点注入介质后再上提一点注液管，这样远远无法满足油井、气井或注入井正常生产需要。

发明内容

本发明需要解决的技术问题就在于克服现有可控注液管上提过程中存在的缺陷，提供一种便于下井和上提的可控注液管及可控注液方法，它通过设置在可控注液管上的打开后不再关闭的压力打开装置，使得可控注液管内、外的连通性大大提高，这样，在提升可控注液管时，由于可控注液管内、外保持很好地连通，大大降低了可控注液管的内、外压力差，保证了皮囊式封隔器处于收缩状态，消除了膨胀的皮囊式封隔器与井壁的摩擦而导致的皮囊损坏和皮囊皮向外翻卷，大大提高了注液管的提升速度，满足油井、气井或注入井的正常生产需要。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种便于下井和上提的可控注液管，包括可控注液管，所述可控注液管上设置有一个打开后不再关闭的压力打开装置，所述压力打开装置打开后，所述可控注液管通过打开的压力打开装置和外界相连通。

本发明所述压力打开装置可以为柱塞式压力打开装置；所述柱塞式压力打开装置的结构为：通过柱塞安装销在可控注液管内安装有一个柱塞，所述柱塞和可控注液管管壁之间设置有密封圈，柱塞下方的可控注液管和外界相连通。

或者，本发明所述压力打开装置可以为膜片式压力打开装置；所述膜片式压力打开装置的结构为：在可控注液管内设置有一个压力破裂膜片，压力破裂膜片下方的可控注液管和外界相连通。

或者，本发明所述压力打开装置可以为断裂式压力打开装置；所述断裂式压力打开装置的结构为：可控注液管尾端为封闭端，所述可控注液管上设置有一圈断裂环，所述断裂环处的管壁厚度为可控注液管管壁厚度的5/6-1/10。

再或者，本发明所述压力打开装置可以为胀裂式压力打开装置；所述胀裂式压力打开装置的结构为：可控注液管尾端为封闭端，所述可控注液管设置有一段胀裂管。

为了使用方便，本发明所述压力打开装置安装于靠近所述可控注液管的尾端的位置。

为了防止所述压力打开装置留在井中，本发明所述压力打开装置下方设置有一个压力打开装置收集罩，所述收集罩为多孔式收集罩。

为了实现可控注液，本发明所述可控注液管上设置有皮囊式封隔器，所述皮囊的内腔与注液管相连通。所述可控注液管上设置有节流装置。所述节流装置为节流孔，所述节流孔的直径为0.2mm～5mm。

本发明同时提供了一种可控注液方法，包括：

向油井、气井或注入井内布设带压力打开装置的可控注液管；

按设定压力向所述可控注液管内灌送设定流量的注入介质，注液压力小于压力打开装置的打开压力；使所述可控注液管上的皮囊式封隔器膨胀，将可控注液管与井壁之间的环空分隔成各自封闭的封隔区段；

继续向可控注液管内灌送注入介质，通过节流装置向每个封隔区段注液，使每个封隔区段获得设定的注入介数量；

当注液量达到要求后，将注液压力提高到超过压力打开装置的打开压力，直到压力打开装置打开，保持可控注液管和外界很好地相连通；

等待一段时间，使可控注液管内、外液面基本相同，上提注液管。

由于本发明可控注液管上设置有打开后不再关闭的压力打开装置，注液完毕后，加大可控注液管内的压力达到并超过压力打开装置的打开压力，使压力打开装置打开，使得可控注液管内、外很好地连通。这样，在提升可控注液管时，由于可控注液管内、外很好地相连通，大大降低了可控注液管的内、外压力差，保证了皮囊式封隔器处于收缩状态，消除了膨胀的皮囊式封隔器与井壁的摩擦而导致的皮囊损坏和皮囊皮向外翻卷，大大提高了注液管的提升速度，满足油井、气井或注入井的正常生产需要。

另外，由于本发明可控注液管上设置有皮囊式封隔器，注液时，由于注液过程中节流装置存在很大的流动阻力，形成了注液管内、外压差，所述皮囊式封隔器在注液管内、外压差的作用下膨胀将注液管与井壁之间的环空分隔成各自封闭的封隔区段，这样就隔断了注入介质在注液管和井壁之间的环空内的窜流，保证各区段可控注液。

通过设置可控注液管上的皮囊式封隔器的数量和位置，可以控制向油井、气井或注入井中注入的注入介质的位置；通过设置注液管上的节流装置的数量和流动阻力参数，可以控制各封隔区段需要的注入介质的注入量；因而本发明所述可控注液管可以实现向不同地层或同一地层的不同区段中注入的注入介质的数量可控，即实现可控注液。

本发明所述可控注液管便于下井和提升，使用灵活，操作简单，注液浪费小，费用低，因此具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为现有技术中带皮囊式封隔器的可控注液管结构示意图。

图2为本发明所述皮囊式封隔器的安装结构示意图。

图3为本发明所述带压力打开装置的可控注液管结构示意图。

图4为本发明所述柱塞式压力打开装置结构示意图。

图5为本发明所述膜片式压力打开装置结构示意图。

图6为本发明所述断裂式压力打开装置结构示意图。

图7为本发明所述胀裂式压力打开装置结构示意图。

具体实施方式

实施例1可控注液管结构

如图3所示，本发明一种便于下井和上提的可控注液管，包括可控注液管1，为了可控注液，本发明所述可控注液管上设置有节流孔，所述节流孔的直径为0.2mm～5mm，由于节流孔直径太小，图3中未画出节流孔，(图2中标示出了节流孔5)，图3中黑色箭头方向为通过节流孔的注液方向。为了隔断注入介质在注液管和井壁之间的环空内的窜流，保证可控注液，本发明所述可控注液管上设置有皮囊式封隔器2，如图2所示，所述皮囊式封隔器的皮囊的内腔21与注液管相连通。为了方便上提可控注液管，本发明所述可控注液管上设置有一个打开后不再关闭的压力打开装置3，当可控注液管内的压力达到或超过压力打开装置的打开压力时，压力打开装置自动打开，保证可控注液管内、外很好地连通。为了防止压力打开装置打开后其部件掉入油井、气井或注入井中，本发明所述压力打开装置下方设置有一个压力打开装置收集罩4，打开后的压力打开装置部件落入压力打开装置收集罩内，所述收集罩为多孔状收集罩。

如图4所示，本发明所述压力打开装置为柱塞式压力打开装置；通过柱塞安装销31在可控注液管内安装有一个柱塞32，所述柱塞和可控注液管管壁之间设置有密封圈33，柱塞下方的可控注液管和外界相连通。图4中箭头方向为加压方向，当可控注液管内的压力超过柱塞安装销所能承受的压力时，柱塞安装销被打断，柱塞被打到压力打开装置收集罩内，可控注液管和外界很好地相连通。这样，在提升可控注液管时，由于可控注液管内、外很好地相连通，大大地降低了可控注液管的内、外压力差，便于注液管从油井、气井或注入井中提出。

实施例2可控注液管结构

如图3所示，本发明一种便于下井和上提的可控注液管，包括可控注液管1，为了可控注液，本发明所述可控注液管上设置有节流孔，所述节流孔的直径为0.2mm～5mm，由于节流孔直径太小，图3中未画出节流孔，(图2中标示出了节流孔5)，图3中黑色箭头方向为通过节流孔的注液方向。为了隔断注入介质在注液管和井壁之间的环空内的窜流，保证可控注液，本发明所述可控注液管上设置有皮囊式封隔器2，如图2所示，所述皮囊式封隔器的皮囊的内腔21与注液管相连通。为了方便上提可控注液管，本发明所述可控注液管上设置有一个打开后不再关闭的压力打开装置3，当可控注液管内的压力达到或超过压力打开装置的打开压力时，压力打开装置自动打开，保证可控注液管内、外很好地连通。为了防止压力打开装置打开后其部件掉入油井、气井或注入井中，本发明所述压力打开装置下方设置有一个压力打开装置收集罩4，打开后的压力打开装置部件落入压力打开装置收集罩内，所述收集罩为网状收集罩。

如图5所示，本发明所述压力打开装置为膜片式压力打开装置；在可控注液管内设置有一个压力破裂膜片34，压力破裂膜片下方的可控注液管和外界相连通。图5中箭头方向为加压方向，当可控注液管内的压力超过压力破裂膜片所能承受的压力时，压力破裂膜片被打破，可控注液管和外界很好地相连通。这样，在提升可控注液管时，由于可控注液管内、外很好地相连通，大大地降低了可控注液管的内、外压力差，便于注液管从油井、气井或注入井中提出。

实施例3可控注液管结构

如图3所示，本发明一种便于下井和上提的可控注液管，包括可控注液管1，为了可控注液，本发明所述可控注液管上设置有节流孔，所述节流孔的直径为0.2mm～5mm，由于节流孔直径太小，图3中未画出节流孔，(图2中标示出了节流孔5)，图3中黑色箭头方向为通过节流孔的注液方向。为了隔断注入介质在注液管和井壁之间的环空内的窜流，保证可控注液，本发明所述可控注液管上设置有皮囊式封隔器2，如图2所示，所述皮囊式封隔器的皮囊的内腔21与注液管相连通。为了方便上提可控注液管，本发明所述可控注液管上设置有一个打开后不再关闭的压力打开装置3，当可控注液管内的压力达到或超过压力打开装置的打开压力时，压力打开装置自动打开，保证可控注液管内、外很好地连通。为了防止压力打开装置打开后其部件掉入油井、气井或注入井中，本发明所述压力打开装置下方设置有一个压力打开装置收集罩4，打开后的压力打开装置部件落入压力打开装置收集罩内，所述收集罩为多孔状收集罩。

如图6所示，本发明所述压力打开装置为断裂式压力打开装置；可控注液管尾端为封闭端，在靠近可控注液管尾端的可控注液管上设置有一圈断裂环35，所述断裂环处的管壁厚度为可控注液管管壁厚度的5/6-1/10。图6中箭头方向为加压方向，当可控注液管内的压力超过断裂环所能承受的压力时，可控注液管从断裂环处断开，可控注液管和外界很好地相连通。断开的可控注液管落入压力打开装置收集罩内。这样，在提升可控注液管时，由于可控注液管内、外很好得相连通，大大地降低了可控注液管的内、外压力差，便于注液管从油井、气井或注入井中提出。

实施例4可控注液管结构

如图3所示，本发明一种便于下井和上提的可控注液管，包括可控注液管1，为了可控注液，本发明所述可控注液管上设置有节流孔，所述节流孔的直径为0.2mm～5mm，由于节流孔直径太小，图3中未画出节流孔，(图2中标示出了节流孔5)，图3中黑色箭头方向为通过节流孔的注液方向。为了隔断注入介质在注液管和井壁之间的环空内的窜流，保证可控注液，本发明所述可控注液管上设置有皮囊式封隔器2，如图2所示，所述皮囊式封隔器的皮囊的内腔21与注液管相连通。为了方便上提可控注液管，本发明所述可控注液管上设置有一个打开后不再关闭的压力打开装置3，当可控注液管内的压力达到或超过压力打开装置的打开压力时，压力打开装置自动打开，保证可控注液管内、外很好地连通。为了防止压力打开装置打开后其部件掉入油井、气井或注入井中，本发明所述压力打开装置下方设置有一个压力打开装置收集罩4，打开后的压力打开装置部件落入压力打开装置收集罩内，所述收集罩为多孔状收集罩。

如图7所示，本所述压力打开装置为胀裂式压力打开装置；可控注液管尾端为封闭端，靠近可控注液管尾端的可控注液管为胀裂管36。图7中箭头方向为加压方向，当可控注液管内的压力超过胀裂管所能承受的压力时，可控注液管从胀裂管处胀裂，可控注液管和外界很好地相连通。胀裂的碎片落入压力打开装置收集罩内。这样，在提升可控注液管时，由于可控注液管内、外很好地相连通，大大地降低了可控注液管的内、外压力差，便于注液管从油井、气井或注入井中提出。

由于本发明实施例1、2、3和4所述的可控注液管上设置有打开后不再关闭的压力打开装置，注液完毕后，加大可控注液管内的压力达到并超过压力打开装置的打开压力，使压力打开装置打开，使得可控注液管内、外很好地连通。这样，在提升可控注液管时，由于可控注液管内、外很好地相连通，大大降低了可控注液管的内、外压力差，保证了皮囊式封隔器处于收缩状态，消除了膨胀的皮囊式封隔器与井壁的摩擦而导致的皮囊损坏和皮囊皮向外翻卷，大大提高了注液管的提升速度，满足油井、气井或注入井的正常生产需要。

另外，由于本发明实施例1、2、3和4所述的可控注液管上设置有皮囊式封隔器，注液时，由于注液过程中节流装置存在很大的流动阻力，形成了注液管内、外压差，所述皮囊式封隔器在注液管内、外压差的作用下膨胀将注液管与井壁之间的环空分隔成各自封闭的封隔区段，这样就隔断了注入介质在注液管和井壁之间的环空内的窜流，保证各区段可控注液。

通过设置可控注液管上的皮囊式封隔器的数量和位置，可以控制向油井、气井或注入井中注入的注入介质的位置；通过设置注液管上的节流装置的数量和流动阻力参数，可以控制各封隔区段需要的注入介质的注入量；因而本发明实施例1、2、3和4所述的所述可控注液管可以实现向不同地层或同一地层的不同区段中注入的注入介质的数量可控，即实现可控注液。

本发明实施例1、2、3和4所述可控注液管便于下井和提升，使用灵活，操作简单，注液浪费小，费用低，因此具有广阔的应用前景。

实施例5可控注液方法

向油井、气井或注入井内布设带压力打开装置的可控注液管；

按设定压力向所述可控注液管内灌送设定流量的注入介质，注液压力小于压力打开装置的打开压力，使所述可控注液管上的皮囊式封隔器膨胀，将可控注液管与井壁之间的环空分隔成各自封闭的封隔区段；

继续向可控注液管内灌送注入介质，通过节流孔向每个封隔区段注液，使每个封隔区段获得设定的注入介数量；

当注液量达到要求后，将注液压力提高到超过压力打开装置的打开压力，直到压力打开装置打开，保持可控注液管和外界很好地相连通；

等待一段时间，使可控注液管内、外液面基本相同，上提可控注液管。可控注液管提升速度能够满足油井、气井或注入井的正常生产需要。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (11)

1.一种便于下井和上提的可控注液管，其特征在于：所述可控注液管上设置有皮囊式封隔器，所述皮囊式封隔器的皮囊内腔与注液管相连通；所述可控注液管上设置有一个打开后不再关闭的压力打开装置，所述压力打开装置打开后，所述可控注液管通过压力打开装置和外界相连通。

2.如权利要求1所述的便于下井和上提的可控注液管，其特征在于：所述压力打开装置为柱塞式压力打开装置；所述柱塞式压力打开装置的结构为：通过柱塞安装销在可控注液管内安装有一个柱塞，柱塞下方的可控注液管和外界相连通。

3.如权利要求2所述的便于下井和上提的可控注液管，其特征在于：所述柱塞和可控注液管管壁之间设置有密封圈。

4.如权利要求1所述的便于下井和上提的可控注液管，其特征在于：所述压力打开装置为膜片式压力打开装置；所述膜片式压力打开装置的结构为：在可控注液管内设置有一个压力破裂膜片，压力破裂膜片下方的可控注液管和外界相连通。

5.如权利要求1所述的便于下井和上提的可控注液管，其特征在于：所述压力打开装置为断裂式压力打开装置；所述断裂式压力打开装置的结构为：可控注液管尾端为封闭端，所述可控注液管上设置有一圈断裂环，所述断裂环处的管壁厚度为可控注液管管壁厚度的1/10-5/6。

6.如权利要求1所述的便于下井和上提的可控注液管，其特征在于：所述压力打开装置为胀裂式压力打开装置；所述胀裂式压力打开装置的结构为：可控注液管尾端为封闭端，所述可控注液管设置有一段胀裂管。

7.如权利要求1-6之任一所述的便于下井和上提的可控注液管，其特征在于：所述压力打开装置安装于靠近所述可控注液管的尾端的位置。

8.如权利要求7所述的便于下井和上提的可控注液管，其特征在于：所述压力打开装置下方设置有一个压力打开装置收集罩，所述收集罩为多孔式收集罩。

9.如权利要求8所述的便于下井和上提的可控注液管，其特征在于：所述可控注液管上设置有节流装置。

10.如权利要求9所述的便于下井和上提的可控注液管，其特征在于：所述节流装置为节流孔，所述节流孔的直径为0.2mm～5mm。

11.一种可控注液方法，其特征在于，包括：

向油井、气井或注入井内布设带压力打开装置的可控注液管；

按设定压力向所述可控注液管内灌送设定流量的注入介质，注液压力小于压力打开装置的打开压力；使所述可控注液管上的皮囊式封隔器膨胀，将可控注液管与井壁之间的环空分隔成各自封闭的封隔区段；

继续向可控注液管内灌送注入介质，通过节流装置向每个封隔区段注液，使每个封隔区段获得设定的注入介质数量；

当注液量达到要求后，将注液压力提高到超过压力打开装置的打开压力，直到压力打开装置打开，保持可控注液管和外界很好地相连通；

等待一段时间，使可控注液管内、外液面基本相同，上提注液管。

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