CN108691511A - 一种封隔上层充填下层一体化防砂管柱及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种封隔上层充填下层一体化防砂管柱及方法，管柱主要由上油管、多通道封隔器、两种不同直径油管、通道转换器、防砂充填工具、筛管、丝堵等组成。该管柱依靠多通道封隔器与防砂充填工具的胶筒密封上部油层，通过由多通道封隔器、两种不同直径油管、通道转换器及防砂充填工具组成的双通道实现充填防砂施工，实现了一次管柱下井完成密闭上层同时对下层进行充填防砂的工艺技术，极大简化了施工工艺、降低了作业成本。

Description

一种封隔上层充填下层一体化防砂管柱及方法

技术领域

本发明涉及油田油、水井作业用的修井工具，具体地说是一种封隔上层充填下层一体化防砂管柱及方法。

背景技术

目前胜利油田进入中后期开发阶段，随着油藏精细化描述等技术的进步，大多数老油井都进行了多次、重复的射孔，一井多层已经是老油田的现状，尽管进行了分层、细分层开采，但是由于各个层系的油藏地质条件本身的不同，加之开采程度的不同，导致油井的层间矛盾持续加剧，同一口井中同时存在高压层和低压层的情况比较普遍，这种情况必然导致开发难度的加大，特别是在疏松砂岩油藏的油井中，出现一井多层并且层间矛盾突出的问题后，如何有效实现分层防砂工艺技术，而且在当前的国际低油价形势下有效降低分层施工成本，已经成为困扰现场的技术难题之一。尤其是在一口油井中出现低压层在上部，高压层(需要充填层)在下部的情况，如何在保护上部低压层的前提下，完成对高压层的防砂充填施工，是现场急需解决的问题。本发明的目的就是提供一种能够实现在充填防砂施工过程中保护上部油层，同时又能够对下部油层进行充填防砂施工的管柱技术及方法。

经过检索，发现申请号201520589859.0，申请日2015.08.07公开了一种封上采下筛管充填防砂一体化施工管柱，自上而下油管、Y445型封隔器、Y211型封隔器、可重复充填防砂工具、辅助工具、信号筛管、扶正器、筛管、扶正器、丝堵螺纹连接，整个管柱一次下入套管内，卡封和防砂一次完成，利用Y445型封隔器与Y211型封隔器的组合实现封隔层的封闭；利用可重复开启通道的充填工具与辅助工具的配合实现生产层的筛管充填防砂。该实用新型利用封隔器与可重复开启充填通道的充填工具的巧妙配合，实现了卡封上停层、筛管充填防砂下层一体化施工，较好地解决了多油层开发油井卡封上层、筛管充填防砂采下层的难题，而且具有简化施工、节省工期，降水增油效果显著。

本发明与以上检索到的专利存在较大区别，主要区别见发明内容。现有技术需要先将工具丢手在井内，充填施工时需要再次下入带有辅助工具的充填管柱，在开启充填通道后，方可进行防砂施工，其所表述的一体化其意义在于防砂施工与封上采下管柱的一体化，而非防砂充填技术本身的一体化。本申请专门针对充填防砂技术的一体化，充填施工结束后，井内大部分管柱需要起出井内，本申请只是针对防砂施工过程中的技术；而检索到的公开现有技术是在防砂施工结束后，只能开采下层，因为两种封隔器均留在井内，因此与本发明有着本质的区别。

发明内容

本发明的目的在于提供一种封隔上层充填下层一体化防砂管柱及方法，在套管内分层充填防砂工艺中建立起密闭循环通道。能够实现封隔上部油层，同时可对下部油层进行充填防砂施工。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种封隔上层充填下层一体化防砂管柱，包括自上而下依次连接的上油管、双通道封隔器、双层油管、通道转换器、防砂充填工具、筛管、丝堵，所述双层油管包括外油管以及设置在外油管内部的内油管，所述内油管和外油管之间形成油管环空，其中双通道封隔器的中通道与内油管中心腔连通，双通道封隔器的边通道与油管环空连通。

所述多通道封隔器包括封隔器、中心管、滑动上接头、连接套，所述中心管位于封隔器内部，中心管内部为中通道，中心管与封隔器之间形成边通道，所述封隔器上端通过封隔器上接头连接滑动上接头，所述中心管下端连接内管下接头，所述封隔器下端依次通过封隔器下接头、连接套与外管下接头连接。

所述滑动上接头与中心管形成边上流道，边上流道与边通道连通，滑动上接头开设径向孔，该径向孔连通边上流道，所述滑动上接头上端连接上油管。

所述外管下接头、内管下接头之间形成边下流道，边下流道上端与边通道连通，边下流道下端连通油管环空，所述内管下接头下端通过油管扣连接内油管，所述外管下接头下端通过油管扣连接外油管。

所述连接套与中心管之间设置中通连接件，中通连接件位于内管下接头上部。

所述通道转换器包括转换器接头、油管接头，所述油管接头设置在转换器接头外部，两者之间形成转换通道；所述转换器接头上端连接内油管，下端连接防砂充填工具，形成内流通道；所述油管接头上端连接外油管，所述转换通道连通油管环空。

所述转换器接头、油管接头之间设置中通连接件。

所述油管接头下端连接下密封套，所述下密封套下端套在防砂充填工具上部，O型圈位于防砂充填工具循环孔下部，下密封套与防砂充填工具之间形成一个液流通道，所述液流通道连通油管环空。

防砂充填工具上设置砂浆出口及循环孔，分别位于防砂充填工具胶筒的下方和上方。

为了达成上述另一目的，本发明采用了如下技术方案，一种封隔上层充填下层一体化防砂方法，其特征在于，管柱按照设计下到位后，先上提管柱，油管加液压坐封防砂充填工具，下放管柱坐封多通道封隔器，油管继续加液压至压力突降，待油套环空出液，表明防砂充填工具的循环通道开启，之后装井口，开始充填防砂施工；

待防砂施工结束后，直接上提管柱一定高度，先解封多通道封隔器，继续上提一定吨位，正传管柱使得防砂充填工具丢手，继续上提管柱直至施工管柱全部起出井外，完成该工艺的施工

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

所述管柱下井后，可实现一次管柱完成密封上部油层，一次管柱建立内部两路液体循环通道，实现对下层防砂充填的施工。

现有技术需要先将工具丢手在井内，充填施工时需要再次下入带有辅助工具的充填管柱，在开启充填通道后，方可进行防砂施工，其所表述的一体化其意义在于防砂施工与封上采下管柱的一体化，而非防砂充填技术本身的一体化(参见申请号201520589859.0的专利)。本申请专门针对充填防砂技术的一体化，充填施工结束后，井内大部分管柱需要起出井内，本申请只是针对防砂施工过程中的技术；而检索到的公开现有技术是在防砂施工结束后，只能开采下层，因为两种封隔器均留在井内，因此与本发明有着本质的区别。

本发明的有益效果还在于：施工结束后，可通过防砂充填工具实现丢手，丢手后，油管、双通道封隔器、外油管、内油管、通道转换器及防砂充填工具的丢手部分，均可随管柱上提起出井筒，防砂施工管柱不影响后续施工作业。

多通道封隔器、外油管、内油管、通道转换器与防砂充填工具经过螺纹连接后，可形成两路不连通的液体通道。

多通道封隔器的结构由滑动上接头、中心管、封隔器上接头、封隔器、封隔器下接头、连接套、内管下接头、外管下接头构成，该结构实现了多通道封隔器的内部两路液体通道。

通道转换器的结构由转换器接头、油管接头、中通连接件、下密封套与O型圈组成，该结构实现了通道转换器的内部两路液体通道。

附图说明

图1为本发明一种封隔上层充填下层一体化防砂管柱的结构示意图；

图2是多通道封隔器的结构示意图。

图3是通道转换器的结构示意图。

图中：1-上油管；2-多通道封隔器循环孔；3-多通道封隔器；4-外油管；5-内油管；6-充填工具循环孔；7-通道转换器；8-防砂充填工具；9-筛管；10-丝堵；11-套管；12-滑动上接头；13-中心管；14-径向孔；15-封隔器上接头；16-封隔器；17-封隔器下接头；18-连接套；19-内管下接头；20-外管下接头；21-油管扣；22-油管扣；23-油管扣；24-转换器接头；25-油管接头；26-中通连接件；27-下密封套；28-油管扣；29-O型圈。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅为参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

如附图1至3所示，一种封隔上层充填下层一体化防砂管柱，包括自上而下依次连接的上油管1、双通道封隔器3、双层油管、通道转换器7、防砂充填工具8、筛管9、丝堵10，所述双层油管包括外油管5以及设置在外油管内部的内油管4，所述内油管和外油管之间形成油管环空，其中双通道封隔器的中通道与内油管中心腔连通，双通道封隔器的边通道与油管环空连通。

所述多通道封隔器包括封隔器16、中心管13、滑动上接头12、连接套18，所述中心管位于封隔器内部，中心管内部为中通道，中心管与封隔器之间形成边通道，所述封隔器上端通过封隔器上接头15连接滑动上接头，所述中心管下端连接内管下接头19，所述封隔器下端依次通过封隔器下接头17、连接套18与外管下接头20连接。

所述滑动上接头与中心管形成边上流道，边上流道与边通道连通，滑动上接头开设径向孔14，该径向孔连通边上流道，所述滑动上接头上端连接上油管。

所述外管下接头、内管下接头之间形成边下流道，边下流道上端与边通道连通，边下流道下端连通油管环空，所述内管下接头下端通过油管扣22连接内油管，所述外管下接头下端通过油管扣21连接外油管。所述内管下接头19分别与中心管13及连接套18通过螺纹连接，并且内管下接头19上部设置有中通孔。

图1中的多通道封隔器循环孔2就是图2中径向孔14。

所述通道转换器包括转换器接头4、油管接头25，所述油管接头设置在转换器接头外部，并且两者之间形成转换通道，所述油管接头上端连接内油管，下端防砂充填工具，所述油管接头上端连接外油管，所述转换通道连通油管环空。所述转换器接头、油管接头之间设置中通连接件26。所述油管接头下端连接下密封套27，所述下密封套下端套在防砂充填工具上部，O型圈29位于防砂充填工具循环孔下部，下密封套与防砂充填工具之间形成一个液流通道，所述液流通道连通油管环空。

防砂充填工具上设置砂浆出口66及充填工具循环孔6，其分别位于防砂充填工具胶筒的下方和上方(参见图1)，在防砂充填工具座封后继续增压可开启砂浆出口，之后，砂浆出口与循环孔可实现连通(即砂浆从砂浆出口流出，砂子被筛管挡在油套环空，不含砂子的液体经过筛管进入防砂充填工具的循环孔，之后再进入上面所说的油管环空。

管柱结构的特点在于：多通道封隔器3与防砂充填工具8需要分别放置在油层一的上下边界处；多通道封隔器3通过油管螺纹分别与外油管4和内油管5连接，多通道封隔器循环孔2位于封隔器胶筒上部；外油管4和内油管5通过油管螺纹与通道转换器7连接，充填工具循环孔6位于防砂充填工具8的胶筒上部，同时位于外油管4与内油管5组成的环空当中。

工艺过程：管柱按照设计下到位后，先上提管柱一定高度，油管加液压坐封防砂充填工具8，下放管柱坐封多通道封隔器3，油管继续加液压至压力突降，待油套环空出液，表明防砂充填工具8的循环通道开启，之后装井口，开始充填防砂施工。待防砂施工结束后，直接上提管柱一定高度，先解封多通道封隔器3，继续上提一定吨位，正传管柱一定圈数使得防砂充填工具8丢手，继续上提管柱直至施工管柱全部起出井外，完成该工艺的施工。

参阅附图1、2、3，为描述封隔油层一的具体方法，特将多通道封隔器3及通道转换器7的结构原理半剖展示。

多通道封隔器3的结构原理为：中心管13与内管下接头19连接组成管内通道；滑动上接头12、封隔器16、连接套18及外管下接头连接与中心管13、内管下接头19组成环空通道；封隔器16为Y111型封隔器，多通道封隔器3与套管11组成的油套环空通道；当多通道封隔器3坐封后，油套环空通道会在Y111型封隔器胶筒的密封下实现上下封隔，而另外两个通道不受影响。

通道转换器7的结构原理为：转换器接头24经油管扣23与内油管5连接，经油管扣28与防砂充填工具8连接，组成管内通道；油管接头25上与外油管4连接，下与中通连接件26及下密封套27连接(密封套27下部的O型圈29位于防砂充填工具8反液出口下方)，与转换器接头24、防砂充填工具8上部(至反液出口)组成环空通道；因防砂充填工具8的密封胶筒位于反液出口的下方，因此由防砂充填工具8与套管11组成的油套环空通道与另外两个通道没有关联。

利用多通道封隔器分别连接两种不同直径油管，再经双通道连接器与充填防砂工具连接，形成两个液流通道，即内管通道和管管通道(即由两种不同直径油管之间形成的环形通道)。施工时，经内管通道打压坐封充填防砂工具；经下放管柱坐封多通道封隔器；继续增压打开充填防砂工具的循环通道，此时内管通道与管管通道建立连通。在由多通道封隔器和充填防砂工具组成的环空密封机构的作用下，上部油层被密闭。此后进行正常防砂充填作业。待充填防砂施工结束后，直接上提管柱一定吨位先使多通道封隔器解封；之后正转管柱，使充填工具丢手；最后上提管柱直至提出施工管柱，完成防砂施工。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。

Claims (10)

1.一种封隔上层充填下层一体化防砂管柱，其特征在于，包括自上而下依次连接的上油管、双通道封隔器、双层油管、通道转换器、防砂充填工具、筛管、丝堵，所述双层油管包括外油管以及设置在外油管内部的内油管，所述内油管和外油管之间形成油管环空，其中双通道封隔器的中通道与内油管中心腔连通，双通道封隔器的边通道与油管环空连通。

2.根据权利要求1所述的一种封隔上层充填下层一体化防砂管柱，其特征在于，所述多通道封隔器包括封隔器、中心管、滑动上接头、连接套，所述中心管位于封隔器内部，中心管内部为中通道，中心管与封隔器之间形成边通道，所述封隔器上端通过封隔器上接头连接滑动上接头，所述中心管下端连接内管下接头，所述封隔器下端依次通过封隔器下接头、连接套与外管下接头连接。

3.根据权利要求2所述的一种封隔上层充填下层一体化防砂管柱，其特征在于，所述滑动上接头与中心管形成边上流道，边上流道与边通道连通，滑动上接头开设径向孔，该径向孔连通边上流道，所述滑动上接头上端连接上油管。

4.根据权利要求3所述的一种封隔上层充填下层一体化防砂管柱，其特征在于，所述外管下接头、内管下接头之间形成边下流道，边下流道上端与边通道连通，边下流道下端连通油管环空，所述内管下接头下端通过油管扣连接内油管，所述外管下接头下端通过油管扣连接外油管。

5.根据权利要求3所述的一种封隔上层充填下层一体化防砂管柱，其特征在于，所述连接套与中心管之间设置中通连接件，中通连接件位于内管下接头上部。

6.根据权利要求1所述的一种封隔上层充填下层一体化防砂管柱，其特征在于，所述通道转换器包括转换器接头、油管接头，所述油管接头设置在转换器接头外部，并且两者之间形成转换通道，所述转换器接头上端连接内油管，下端连接防砂充填工具，所述油管接头上端连接外油管，所述转换通道连通油管环空。

7.根据权利要求6所述的一种封隔上层充填下层一体化防砂管柱，其特征在于，所述转换器接头、油管接头之间设置中通连接件。

8.根据权利要求6所述的一种封隔上层充填下层一体化防砂管柱，其特征在于，所述油管接头下端连接下密封套，所述下密封套下端连接防砂充填工具。

9.根据权利要求6所述的一种封隔上层充填下层一体化防砂管柱，其特征在于，防砂充填工具上设置砂浆出口及循环孔，分别位于防砂充填工具胶筒的下方和上方。

10.一种封隔上层充填下层一体化防砂方法，其特征在于，管柱按照设计下到位后，先上提管柱，油管加液压坐封防砂充填工具，下放管柱坐封多通道封隔器，油管继续加液压至压力突降，待油套环空出液，表明防砂充填工具的循环通道开启，之后装井口，开始充填防砂施工；待防砂施工结束后，直接上提管柱一定高度，先解封多通道封隔器，继续上提一定吨位，正传管柱使得防砂充填工具丢手，继续上提管柱直至施工管柱全部起出井外，完成该工艺的施工。