CN109296336B - 一种速度管柱滑套式堵塞装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种速度管柱滑套式堵塞装置及方法，该装置至少包括连接在速度管柱最下端的堵塞装置本体，堵塞装置本体是顶端开口底端封堵的管柱状结构，堵塞装置本体位于顶端的侧壁开有进气口，进气口外部滑动连接有滑套，滑套内固定有密封胶筒，密封胶筒通过滑套销钉与堵塞装置本体固定，密封胶筒上端为直径逐渐增大的倒圆锥状结构，堵塞装置本体的内腔设有堵塞头，堵塞头通过堵塞销钉和堵塞装置本体固定，堵塞头下方的堵塞装置本体侧壁上开有进气孔。本发明装置具有双重打堵塞头功能，当第一个堵塞头无法顺利打掉时，启动打第二个堵塞头机制，即通过井口投球后泵注氮气，从而打开滑套，保证速度管柱正常生产。

Description

一种速度管柱滑套式堵塞装置及方法

技术领域

本发明涉及气田开采技术领域，尤其是涉及一种速度管柱滑套式堵塞装置及方法, 适用于采用速度管柱排水采气的积液气井。

背景技术

随着气井生产时间的持续，气井产能逐渐降低，低于临界携液流速时井底开始积液，若不及时采取排液措施，可使气井水淹甚至停产。速度管柱排水采气技术是基于井筒两相流和最小携液流量理论，在气井原φ73mm油管中下入小直径的连续油管作为生产管柱，剪断连续油管后通过专用悬挂器使其悬挂在采气井口，该技术能降低气井的临界携液流速，增大井筒中气体流速，从而提高气井携液能力，确保气井在很长一段时间内不积液，从而保证气井的平稳生产。该技术采用不压井作业，向井筒中下入连续油管前，在地面将连续油管底端预置堵塞器，防止下管过程中气井流体从连续油管产出。

目前，该技术已在中石油最大的长庆油田应用800余口井，每年应用井数数百口，已成为长庆油田三大主体排水采气技术之一。但该技术现场应用过程中发现，连续油管管底预置的堵塞器有时不容易打掉，甚至无法打掉，严重影响了气井的速度管柱排水采气。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种速度管柱滑套式堵塞装置及方法, 本发明目的之一是解决速度管柱下入后堵塞器难以打掉的问题；目的之二是解决严重影响了气井的速度管柱排水采气的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种速度管柱滑套式堵塞装置，它至少包括连接在速度管柱最下端的堵塞装置本体，其特征是：所述堵塞装置本体是顶端开口底端封堵的管柱状结构，堵塞装置本体位于顶端的侧壁开有进气口，所述进气口外部滑动连接有滑套，滑套内固定有密封胶筒，密封胶筒通过滑套销钉与堵塞装置本体固定，密封胶筒上端为直径逐渐增大的倒圆锥状结构，堵塞装置本体的内腔设有堵塞头，堵塞头通过堵塞销钉和堵塞装置本体固定，堵塞头下方的堵塞装置本体侧壁上开有进气孔。

所述滑套销钉和堵塞销钉均沿堵塞装置本体的直径方向与堵塞装置本体可拆卸连接。

所述滑套销钉连接在堵塞装置本体时，滑套和密封胶筒封堵进气口；滑套销钉被剪断时，滑套和密封胶筒脱离进气口。

所述密封胶筒靠近速度管柱的端面是楔形结构。

所述滑套的材质是金属材料。

所述堵塞头的上端和堵塞装置本体内腔活动连接，堵塞头的下端通过堵塞销钉和堵塞装置本体固定，所述堵塞头的侧壁沿径向向外设置有凸缘。

所述堵塞装置本体内腔还设有密封套，密封套的上沿和堵塞装置本体内腔固定，密封套的下沿和堵塞头外部的凸缘卡接。

所述堵塞装置本体的底部封堵端是锥形结构。

所述进气孔有若干个，若干个进气孔沿堵塞装置本体的周向和轴向等间距均匀排列。

一种速度管柱滑套式堵塞方法，其特征是：堵塞头与密封套通过堵塞销钉一起连接在滑套式堵塞装置本体下端；将气井套管内的高压气体引入速度管柱内部，然后利用速度管柱与原油管环空生产，使滑套式堵塞装置堵塞头上、下产生压力差，从而剪断滑套销钉，从而打掉堵塞头，形成速度管柱的第一道生产通道。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，该发明采用双重通道设计，具有双重打堵塞头功能，当第一个堵塞头无法顺利打掉时，启动打第二个堵塞头机制，该发明装置顶部侧壁设计有可打开的滑套，当堵塞头无法打掉时，地面投球，通过井口泵注气体推动滑套胶筒移动，从而剪断滑套上的销钉，打开滑套，形成速度管柱第二道生产通道，保证速度管柱正常生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中说需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本发明的整体结构图。

图中：1、速度管柱；2、密封胶筒；3、滑套；4、钢球；5、滑套销钉；6、堵塞装置本体；7、密封套；8、堵塞销钉；9、堵塞头；10、进气孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种速度管柱滑套式堵塞装置，它至少包括连接在速度管柱1最下端的堵塞装置本体6，其特征是：所述堵塞装置本体6是顶端开口底端封堵的管柱状结构，堵塞装置本体6位于顶端的侧壁开有进气口，所述进气口外部滑动连接有滑套3，滑套3内固定有密封胶筒2，密封胶筒2通过滑套销钉5与堵塞装置本体6固定，密封胶筒2上端为直径逐渐增大的倒圆锥状结构，堵塞装置本体6的内腔设有堵塞头9，堵塞头9通过堵塞销钉8和堵塞装置本体6固定，堵塞头9下方的堵塞装置本体6侧壁上开有进气孔10。

使用时，将本发明装置在地面预置到速度管柱1底部，随同速度管柱1一起下至气井井筒中，利用本发明封堵速度管柱1内部，防止井筒中气体沿速度管柱1产出，待速度管柱1在井口密封悬挂完毕，通过将气井套管内的高压气体引入速度管柱1内部，然后利用速度管柱1与原油管环空生产，使堵塞装置本体6内腔的堵塞头9上、下产生压力差，从而剪断堵塞销钉8进而打掉堵塞头9，形成速度管柱1的第一道生产通道。更为重要的是，如果气井进入中后期，本身产能很低，致使堵塞装置本体6内腔上下产生的压力差不足以打掉堵塞头9时，通过在井口向速度管柱1内部投球，然后用增压车向速度管柱1内部泵送氮气，从而剪断滑套销钉5进而打开堵塞装置本体6顶端的滑套3和密封胶筒2，堵塞装置本体6顶部的进气口外露，形成速度管柱1第二道生产通道，从而使气井能够利用速度管柱1排水采气生产。

实施例2

如图1所示，一种速度管柱滑套式堵塞装置，它至少包括连接在速度管柱1最下端的堵塞装置本体6，其特征是：所述堵塞装置本体6是顶端开口底端封堵的管柱状结构，堵塞装置本体6位于顶端的侧壁开有进气口，所述进气口外部滑动连接有滑套3，滑套3内固定有密封胶筒2，密封胶筒2通过滑套销钉5与堵塞装置本体6固定，密封胶筒2上端为直径逐渐增大的倒圆锥状结构，堵塞装置本体6的内腔设有堵塞头9，堵塞头9通过堵塞销钉8和堵塞装置本体6固定，堵塞头9下方的堵塞装置本体6侧壁上开有进气孔10。

所述滑套销钉5和堵塞销钉8均沿堵塞装置本体6的直径方向与堵塞装置本体6可拆卸连接。

所述滑套销钉5连接在堵塞装置本体6时，滑套3和密封胶筒2封堵进气口；滑套销钉5被剪断时，滑套3和密封胶筒2脱离进气口。

所述密封胶筒2靠近速度管柱1的端面是楔形结构。

所述滑套3的材质是金属材料。

使用时，密封胶筒2与滑套3通过滑套销钉5一起连接在滑套式堵塞装置本体6顶端，密封胶筒2上端面采用楔形设计结构，便于钢球4能够顺利坐封于此。

如果气井进入中后期，本身产能很低，致使滑套式堵塞装置堵塞头9上、下产生的压力差不足以打掉堵塞头9时，通过在井口向速度管柱1内部投钢球4，然后用增压车向速度管柱1内部泵送高压氮气，从而推动密封胶筒2下移剪断滑套销钉5，从而打开堵塞装置上的滑套3，使气井能够利用速度管柱排水采气生产。

滑套3是通过牢固的滑套销钉5固定在堵塞装置本体6上，滑套3是由金属材料构成的，其结构采用弧形设计。

实施例3

如图1所示，它是在实施例1或2的基础上改进，所述堵塞头9的上端和堵塞装置本体6内腔活动连接，堵塞头9的下端通过堵塞销钉8和堵塞装置本体6固定，所述堵塞头9的侧壁沿径向向外设置有凸缘。

所述堵塞装置本体6内腔还设有密封套7，密封套7的上沿和堵塞装置本体6内腔固定，密封套7的下沿和堵塞头9外部的凸缘卡接。

使用时，堵塞头9与密封套7通过堵塞销钉8一起连接在滑套式堵塞装置本体6下端。将气井套管内的高压气体引入速度管柱1内部，然后利用速度管柱1与原油管环空生产，使滑套式堵塞装置堵塞头9上、下产生压力差，从而剪断滑套销钉5，从而打掉堵塞头9，形成速度管柱1的第一道生产通道。

实施例4

如图1所示，它是在实施例1或2或3的基础上改进，所述堵塞装置本体6的底部封堵端是锥形结构。

所述进气孔10有若干个，若干个进气孔10沿堵塞装置本体6的周向和轴向等间距均匀排列。

所述堵塞装置本体6滚压式连接在速度管柱1的最下端。

在地面将速度管柱1与滑套式堵塞装置本体6连接，两者间采用滚压式连接工艺，密封可靠，连接牢固。

使用时，通过将气井套管内的高压气体引入速度管柱1内部，然后利用速度管柱1与原油管环空生产，使堵塞装置本体6内腔的堵塞头9上、下产生压力差，从而剪断堵塞销钉8进而打掉堵塞头9，形成速度管柱1的第一道生产通道，堵塞头9下方的堵塞装置本体6侧壁上开有进气孔10，若干个进气孔10便于井底产出的天然气进入速度管柱1内的第一道生产通道。

实施例5

如图1所示，对本发明装置的工作过程做如下描述：

在地面将滑套式堵塞装置组装完毕，然后预置在速度管柱底端，利用连续油管作业车将速度管柱下至气井井筒预定深度，若利用气井本身能量无法打掉滑套式堵塞装置的堵塞头时，在地面向速度管柱内部投球，通过氮气增压车注入氮气打开堵塞装置上的滑套，利用速度管柱作为生产通道，进行排水采气生产。

1、预置滑套式堵塞装置。

首先，在地面将速度管柱1与滑套式堵塞装置本体6连接，两者间采用滚压式连接工艺，密封可靠，连接牢固，密封胶筒2与滑套3通过滑套销钉5一起连接在滑套式堵塞器装置本体6上端。密封胶筒2上端面采用楔形设计结构，便于钢球4能够顺利坐封于此。堵塞头9与密封套7通过堵塞销钉8一起连接在滑套式堵塞装置本体6下端。

2、打掉堵塞装置堵头。

将气井套管内的高压气体引入速度管柱1内部，然后利用速度管柱1与原油管环空生产，使滑套式堵塞装置堵塞头9上、下产生压力差，从而剪断滑套销钉5，从而打掉堵塞头9。

3、打开堵塞装置滑套。

如果气井进入中后期，本身产能很低，致使滑套式堵塞装置堵塞头9上、下产生的压力差不足以打掉堵塞头9时，通过在井口向速度管柱1内部投钢球4，然后用增压车向速度管柱1内部泵送高压氮气，从而推动密封胶筒2下移剪断滑套销钉5，从而打开堵塞装置上的滑套3，使气井能够利用速度管柱排水采气生产。

本发明与现有技术相比，该发明采用双重通道设计，具有双重打堵塞头功能，当第一个堵塞头无法顺利打掉时，启动打第二个堵塞头机制，该发明装置顶部侧壁设计有可打开的滑套，当堵塞头无法打掉时，地面投球，通过井口泵注气体推动滑套胶筒移动，从而剪断滑套上的销钉，打开滑套，形成速度管柱第二道生产通道，保证速度管柱正常生产。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“ 第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (10)

1.一种速度管柱滑套式堵塞装置，它至少包括连接在速度管柱（1）最下端的堵塞装置本体（6），其特征是：所述堵塞装置本体（6）是顶端开口底端封堵的管柱状结构，堵塞装置本体（6）位于顶端的侧壁开有进气口，所述进气口内部滑动连接有滑套（3），滑套（3）内固定有密封胶筒（2），密封胶筒（2）通过滑套销钉（5）与堵塞装置本体（6）固定，密封胶筒（2）上端为直径逐渐增大的倒圆锥状结构，堵塞装置本体（6）的内腔设有堵塞头（9），堵塞头（9）通过堵塞销钉（8）和堵塞装置本体（6）固定，堵塞头（9）下方的堵塞装置本体（6）侧壁上开有进气孔（10）；

通过将气井套管内的高压气体引入速度管柱（1）内部，然后利用速度管柱（1）与原油管环空生产，使堵塞装置本体（6）内腔的堵塞头（9）上、下产生压力差，从而剪断堵塞销钉（8）进而打掉堵塞头（9），形成速度管柱（1）的第一道生产通道；如果气井进入中后期，本身产能很低，致使堵塞装置本体（6）内腔上下产生的压力差不足以打掉堵塞头（9）时，通过在井口向速度管柱（1）内部投球，然后用增压车向速度管柱（1）内部泵送氮气，从而剪断滑套销钉（5）进而打开堵塞装置本体（6）顶端的滑套（3）和密封胶筒（2），堵塞装置本体（6）顶部的进气口外露，形成速度管柱（1）第二道生产通道，从而使气井能够利用速度管柱（1）排水采气生产。

2.根据权利要求1所述的一种速度管柱滑套式堵塞装置，其特征是：所述滑套销钉（5）和堵塞销钉（8）均沿堵塞装置本体（6）的直径方向与堵塞装置本体（6）可拆卸连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种速度管柱滑套式堵塞装置，其特征是：所述滑套销钉（5）连接在堵塞装置本体（6）时，滑套（3）和密封胶筒（2）封堵进气口；滑套销钉（5）被剪断时，滑套（3）和密封胶筒（2）脱离进气口。

4.根据权利要求1所述的一种速度管柱滑套式堵塞装置，其特征是：所述密封胶筒（2）靠近速度管柱（1）的端面是楔形结构。

5.根据权利要求1所述的一种速度管柱滑套式堵塞装置，其特征是：所述滑套（3）的材质是金属材料。

6.根据权利要求1所述的一种速度管柱滑套式堵塞装置，其特征是：所述堵塞头（9）的上端和堵塞装置本体（6）内腔活动连接，堵塞头（9）的下端通过堵塞销钉（8）和堵塞装置本体（6）固定，所述堵塞头（9）的侧壁沿径向向外设置有凸缘。

7.根据权利要求6所述的一种速度管柱滑套式堵塞装置，其特征是：所述堵塞装置本体（6）内腔还设有密封套（7），密封套（7）的上沿和堵塞装置本体（6）内腔固定，密封套（7）的下沿和堵塞头（9）外部的凸缘卡接。

8.根据权利要求1所述的一种速度管柱滑套式堵塞装置，其特征是：所述堵塞装置本体（6）的底部封堵端是锥形结构。

9.根据权利要求1或8所述的一种速度管柱滑套式堵塞装置，其特征是：所述进气孔（10）有若干个，若干个进气孔（10）沿堵塞装置本体（6）的周向和轴向等间距均匀排列。

10. 根据权利要求1所述的一种速度管柱滑套式堵塞装置的速度管柱滑套式堵塞方法，其特征是：

（1）预置滑套式堵塞装置

首先，在地面将速度管柱（1）与堵塞装置本体（6）连接，两者间采用滚压式连接工艺，密封胶筒（2）与滑套（3）通过滑套销钉（5）一起连接在堵塞装置本体（6）上端；密封胶筒（2）上端面采用楔形设计结构；堵塞头（9）与密封套（7）通过堵塞销钉（8）一起连接在堵塞装置本体（6）下端；

（2）打掉堵塞装置堵头

将气井套管内的高压气体引入速度管柱（1）内部，然后利用速度管柱（1）与原油管环空生产，使滑套式堵塞装置的堵塞头（9）上、下产生压力差，从而剪断堵塞销钉（8），从而打掉堵塞头（9）；

（3）打开堵塞装置滑套

如果气井进入中后期，本身产能很低，致使滑套式堵塞装置的堵塞头（9）上、下产生的压力差不足以打掉堵塞头（9）时，通过在井口向速度管柱（1）内部投钢球（4），然后用增压车向速度管柱（1）内部泵送高压氮气，从而推动密封胶筒（2）下移剪断滑套销钉（5），从而打开堵塞装置上的滑套（3），使气井能够利用速度管柱排水采气生产。