CN115949378B - 一种用于油田作业的充填工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于油田作业的充填工具，涉及油田作业领域。该用于油田作业的充填工具，包括基础管体组件、充填管体组件和保护管体组件，所述充填管体组件设置在基础管体组件的中部，所述充填管体组件能够以基础管体组件的轴向中心线为圆心旋转喷出充填用携砂液，所述保护管体组件套设在基础管体组件的外部并将充填管体组件包裹在内。通过中心管旋转喷出充填用携砂液，从而避免了现有技术中喷口位置相对固定，进而影响携砂液充填的均匀度的问题，通过保护管体组件设计，当出现井壁溃塌的情况时，通过格栅可将砂桥阻挡在外，避免了砂桥直接封堵喷口强行中断充填作业的情况，同时也避免了中心管、喷嘴的结构受损问题。

Description

一种用于油田作业的充填工具

技术领域

本发明涉及油田作业技术领域，具体为一种用于油田作业的充填工具。

背景技术

在常规砾石充填防砂中，对于深水油气田砾石充填、裸眼井砾石充填或长水平井砾石充填，由于局部井眼不规则、地层塌陷或早期砂桥等原因，会造成局部井段充填不实，不能形成稳定密实的砾石充填层，影响防砂效果，甚至导致防砂失败。

具体的，油井内，油管柱与井壁之间的环空中由于地质的问题，在高压充填作业的环境下，易引发井壁溃塌，从而出现砂桥堵塞喷口强行中断充填作业的情况，为此，本申请设计一种用于油田作业的充填工具，其能够在出现井壁溃塌的情况时，通过格栅将砂桥阻挡在外，避免了砂桥直接封堵喷口强行中断充填作业的情况，同时旋转喷出充填用携砂液，避免了现有技术中喷口位置相对固定，进而影响携砂液充填的均匀度，导致工作效率较低的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于油田作业的充填工具，解决了现有的油井在充填作业时，油井壁溃塌进而封堵携砂液出口，强行中断充填作业的的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于油田作业的充填工具，包括基础管体组件、充填管体组件和保护管体组件，所述充填管体组件设置在基础管体组件的中部，所述充填管体组件能够以基础管体组件的轴向中心线为圆心旋转喷出充填用携砂液，所述保护管体组件套设在基础管体组件的外部并将充填管体组件包裹在内。

优选的，基础管体组件包括上主管，所述上主管的外部上方安装有上连接管，所述上主管的内部设置有关闭管，所述上主管的底部侧面一周开设有上嵌槽，所述上主管的底端口一周开设有上环槽；

基础管体组件还包括下主管，所述下主管的外部下方安装有下连接管，所述下主管的顶部侧面一周开设有下嵌槽，所述下主管的顶端口一周开设有下环槽。

优选的，充填管体组件包括中心管，所述中心管的顶端口一周设置有上滑环，所述上滑环的外部设置在上环槽的内部并能够相互滑动，所述中心管的底端口一周设置有下滑环，所述下滑环的外部设置在下环槽的内部并能够相互滑动。

优选的，所述中心管的内部两侧均开设有喷口，所述中心管的外部两侧均安装有喷嘴且所述喷嘴与所述喷口一一对应相连通，两侧所述喷嘴的外侧端口指向关于所述中心管的中心点中心对称。

优选的，所述中心管的顶部两侧均安装有上半扣箍，两侧所述上半扣箍的内侧顶部均设置有突出部，两侧所述突出部的外部分别设置在上嵌槽的内部两侧并能够相互滑动，所述中心管的底部部两侧均安装有下半扣箍，两侧所述下半扣箍的内侧底部均设置有另一突出部，两侧所述另一突出部的外部分别设置在下嵌槽的内部两侧并能够相互滑动。

优选的，保护管体组件包括保护套管和套管管座，所述保护套管的内部安装在下主管的外部上方，所述保护套管的中部设置有供充填用携砂液流通的格栅，所述保护套管的顶端口一周均匀设置有多个管口凸齿，所述套管管座的内部安装在上主管的外部中部，所述套管管座的底端口设置有多个限位凸齿，所述限位凸齿与管口凸齿之间交错设置。

优选的，保护管体组件还包括两片半抱箍，所述半抱箍的上侧分别通过螺栓安装在套管管座的外部下方两侧，所述半抱箍的下侧分别通过螺栓安装在保护套管的外部上方两侧。

工作原理：通过上连接管、下连接管将本工具与现有的油管柱相连并下入油井内，直至下放至充填位置处，而后利用现有技术向油管柱内投入堵塞工具，待堵塞工具被限制在本工具的底部时，利用现有技术向油管柱内注入充填用携砂液，携砂液在堵塞工具的阻挡下，将自中心管内部的两侧喷口处涌出，并自两侧喷嘴的外部端口处喷出，从而实现向油井内充填的目的，同时在喷出的携砂液的反作用力的作用下，使得中心管具有侧向作用力，由于上滑环的外部设置在上环槽的内部并能够相互滑动，下滑环的外部设置在下环槽的内部并能够相互滑动，从而使得中心管在侧向作用力下能够以上主管的轴向中心线为圆心旋转喷出充填用携砂液，从而避免了现有技术中喷口位置相对固定，进而影响携砂液充填的均匀度，导致工作效率较低的问题，进一步，油井内，油管柱与井壁之间的环空中由于地质的问题，在高压充填作业的环境下，易引发井壁溃塌，从而出现砂桥堵塞喷口强行中断充填作业的情况，为此，本工具中集成了保护管体组件设计，其套设在基础管体组件的外部并将充填管体组件包裹在内，具体的保护套管的中部设置有供充填用携砂液流通的格栅，且在该格栅的内部还保留有可供中心管、喷嘴自由旋转的空间，如此，当出现井壁溃塌的情况时，通过格栅可将砂桥阻挡在外，避免了砂桥直接封堵喷口强行中断充填作业的情况，同时也避免了中心管、喷嘴的结构受损问题。

本发明提供了一种用于油田作业的充填工具。具备以下有益效果：

1、本发明通过与现有的油管柱相连并下入油井内，进而携砂液在堵塞工具的阻挡下，将自中心管两侧的喷嘴喷出，从而实现向油井内充填的目的，同时在反作用力的作用下，使得中心管在侧向作用力下能够以上主管的轴向中心线为圆心旋转喷出充填用携砂液，从而避免了现有技术中喷口位置相对固定，进而影响携砂液充填的均匀度，导致工作效率较低的问题。

2、本发明通过套设在基础管体组件的外部并将充填管体组件包裹在内的保护管体组件设计，当出现井壁溃塌的情况时，通过格栅可将砂桥阻挡在外，避免了砂桥直接封堵喷口强行中断充填作业的情况，同时也避免了中心管、喷嘴的结构受损问题。

附图说明

图1为本发明的立体示意图；

图2为本发明的结构分解示意图；

图3为图2中部分结构的示意图；

图4为图3中结构的另一视角示意图；

图5为本发明的保护管与管座的结构示意图；

图6为图1中A-A处剖面示意图；

图7为图1中B-B处剖面示意图；

图8为图1中C-C处剖面示意图。

其中，1、上主管；2、上嵌槽；3、上环槽；4、关闭管；5、上连接管；6、下主管；7、下嵌槽；8、下环槽；9、下连接管；10、中心管；11、上滑环；12、下滑环；13、喷口；14、喷嘴；15、上半扣箍；16、下半扣箍；17、保护套管；18、管口凸齿；19、套管管座；20、限位凸齿；21、半抱箍。

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做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。

实施例一：

如图1-8所示，本发明实施例提供一种用于油田作业的充填工具，包括基础管体组件、充填管体组件和保护管体组件，充填管体组件设置在基础管体组件的中部，充填管体组件能够以基础管体组件的轴向中心线为圆心旋转喷出充填用携砂液，保护管体组件套设在基础管体组件的外部并将充填管体组件包裹在内。

具体的，基础管体组件包括上主管1，上主管1的外部上方安装有上连接管5，本实施例中，上主管1的顶部用于与现有的油管柱相连，上主管1的内部设置有关闭管4，上主管1的底部侧面一周开设有上嵌槽2，上主管1的底端口一周开设有上环槽3，如图6所示，关闭管4的外部上方设置有突出缘，上主管1的内部为变径管腔，具体为，上管径与关闭管4的外部突出缘直径一致，下管径与关闭管4的外径一致，关闭管4与上主管1之间通过易断销钉相连，当充填作业完毕，需要关闭携砂液的出口时，通过压力使得易断销钉断裂，进而使得关闭管4向下运动，直至关闭管4的外部突出缘嵌在上主管1的内部管腔变径处，此时即可实现封堵，中断充填作业。

进一步，基础管体组件还包括下主管6，下主管6的外部下方安装有下连接管9，本实施例中，下连接管9的底部用作连接防砂筛管，防砂筛管的底部连接现有的下井用油管柱，下主管6的顶部侧面一周开设有下嵌槽7，下主管6的顶端口一周开设有下环槽8。

具体的，充填管体组件包括中心管10，中心管10的顶端口一周设置有上滑环11，上滑环11的外部设置在上环槽3的内部并能够相互滑动，中心管10的底端口一周设置有下滑环12，下滑环12的外部设置在下环槽8的内部并能够相互滑动。

进一步，中心管10的内部两侧均开设有喷口13，中心管10的外部两侧均安装有喷嘴14且喷嘴14与喷口13一一对应相连通，两侧喷嘴14的外侧端口指向关于中心管10的中心点中心对称。

进一步，中心管10的顶部两侧均安装有上半扣箍15，两侧上半扣箍15的内侧顶部均设置有突出部，两侧突出部的外部分别设置在上嵌槽2的内部两侧并能够相互滑动，中心管10的底部部两侧均安装有下半扣箍16，两侧下半扣箍16的内侧底部均设置有另一突出部，两侧另一突出部的外部分别设置在下嵌槽7的内部两侧并能够相互滑动。

本实施例中，通过上述设计能够实现基础管体组件、充填管体组件之间的便于拆装，具体为，上环槽3、上滑环11与下环槽8、下滑环12限制了中心管10的旋转位置，即只能以以上主管1的轴向中心线为圆心旋转，同时通过中心管10上方安装的上半扣箍15与上嵌槽2的嵌扣作用、中心管10下方安装的下半扣箍16与下嵌槽7的嵌扣作用，能够实现中心管10与上主管1、下主管6的之间的不相互脱落，确保工具稳定运行。

本实施例中，通过上连接管5、下连接管9将本工具与现有的油管柱相连并下入油井内，直至下放至充填位置处，而后利用现有技术向油管柱内投入堵塞工具，待堵塞工具被限制在本工具的底部时，利用现有技术向油管柱内注入充填用携砂液，携砂液在堵塞工具的阻挡下，将自中心管10内部的两侧喷口13处涌出，并自两侧喷嘴14的外部端口处喷出，从而实现向油井内充填的目的，同时在喷出的携砂液的反作用力的作用下，使得中心管10具有侧向作用力，由于上滑环11的外部设置在上环槽3的内部并能够相互滑动，下滑环12的外部设置在下环槽8的内部并能够相互滑动，从而使得中心管10在侧向作用力下能够以上主管1的轴向中心线为圆心旋转喷出充填用携砂液，从而避免了现有技术中喷口13位置相对固定，进而影响携砂液充填的均匀度，导致工作效率较低的问题。

具体的，保护管体组件包括保护套管17和套管管座19，保护套管17的内部安装在下主管6的外部上方，保护套管17的中部设置有供充填用携砂液流通的格栅，保护套管17的顶端口一周均匀设置有多个管口凸齿18，套管管座19的内部安装在上主管1的外部中部，套管管座19的底端口设置有多个限位凸齿20，限位凸齿20与管口凸齿18之间交错设置。

进一步，保护管体组件还包括两片半抱箍21，半抱箍21的上侧分别通过螺栓安装在套管管座19的外部下方两侧，半抱箍21的下侧分别通过螺栓安装在保护套管17的外部上方两侧。

本实施例中，通过上述设计能够实现上下两部分基础管体组件之间的连接稳定性，实现便于拆装的目的，同时也能够对内部的充填管体组件形成保护，具体为，保护套管17与下主管6的外部固连，套管管座19与上主管1的外部固连，保护套管17、套管管座19之间通过交错设置的限位凸齿20与管口凸齿18，能够实现本工具在旋转下井时，上下两部分基础管体组件之间的受力一致，其次，通过半抱箍21将套管管座19与保护套管17之间相连，避免了上下两部分基础管体组件之间的分离，通过保护管体组件连接上下两部分基础管体组件也能够降低内部充填管体组件的受力程度，避免结构变形，确保中心管10能够始终顺利的旋转。

本实施例中，依据实际情况，在油井内，油管柱与井壁之间的环空中由于地质的问题，在高压充填作业的环境下，易引发井壁溃塌，从而出现砂桥堵塞喷口13强行中断充填作业的情况，为此，本工具中集成了保护管体组件设计，其套设在基础管体组件的外部并将充填管体组件包裹在内，具体的保护套管17的中部设置有供充填用携砂液流通的格栅，且在该格栅的内部还保留有可供中心管10、喷嘴14自由旋转的空间，如此，当出现井壁溃塌的情况时，通过格栅可将砂桥阻挡在外，避免了砂桥直接封堵喷口13强行中断充填作业的情况，同时也避免了中心管10、喷嘴14的结构受损问题。

实施例二：

本发明实施例提供一种用于油田作业的充填工具，包括基础管体组件、充填管体组件和保护管体组件，充填管体组件设置在基础管体组件的中部，充填管体组件能够以基础管体组件的轴向中心线为圆心旋转喷出充填用携砂液，保护管体组件套设在基础管体组件的外部并将充填管体组件包裹在内。

具体的，基础管体组件包括上主管1，上主管1的外部上方安装有上连接管5，本实施例中，上主管1的顶部用于与现有的油管柱相连，上主管1的内部设置有关闭管4，上主管1的底部侧面一周开设有上嵌槽2，上主管1的底端口一周开设有上环槽3，如图6所示，关闭管4的外部上方设置有突出缘，上主管1的内部为变径管腔，具体为，上管径与关闭管4的外部突出缘直径一致，下管径与关闭管4的外径一致，关闭管4与上主管1之间通过易断销钉相连，当充填作业完毕，需要关闭携砂液的出口时，通过压力使得易断销钉断裂，进而使得关闭管4向下运动，直至关闭管4的外部突出缘嵌在上主管1的内部管腔变径处，此时即可实现封堵，中断充填作业。

进一步，基础管体组件还包括下主管6，下主管6的外部下方安装有下连接管9，防砂筛管的底部连接现有的下井用油管柱，下主管6的顶部侧面一周开设有下嵌槽7，下主管6的顶端口一周开设有下环槽8。

本实施例中，该充填工具中的下连接管9的底部用作连接另一充填工具中的上主管1，相应的另一充填工具中，上连接管5被去除，以此连接，下井的充填工具即可被设置为多组，以提高充填效率。

具体的，充填管体组件包括中心管10，中心管10的顶端口一周设置有上滑环11，上滑环11的外部设置在上环槽3的内部并能够相互滑动，中心管10的底端口一周设置有下滑环12，下滑环12的外部设置在下环槽8的内部并能够相互滑动。

进一步，中心管10的内部两侧均开设有喷口13，中心管10的外部两侧均安装有喷嘴14且喷嘴14与喷口13一一对应相连通，两侧喷嘴14的外侧端口指向关于中心管10的中心点中心对称。

进一步，中心管10的顶部两侧均安装有上半扣箍15，两侧上半扣箍15的内侧顶部均设置有突出部，两侧突出部的外部分别设置在上嵌槽2的内部两侧并能够相互滑动，中心管10的底部部两侧均安装有下半扣箍16，两侧下半扣箍16的内侧底部均设置有另一突出部，两侧另一突出部的外部分别设置在下嵌槽7的内部两侧并能够相互滑动。

本实施例中，通过上述设计能够实现基础管体组件、充填管体组件之间的便于拆装，具体为，上环槽3、上滑环11与下环槽8、下滑环12限制了中心管10的旋转位置，即只能以以上主管1的轴向中心线为圆心旋转，同时通过中心管10上方安装的上半扣箍15与上嵌槽2的嵌扣作用、中心管10下方安装的下半扣箍16与下嵌槽7的嵌扣作用，能够实现中心管10与上主管1、下主管6的之间的不相互脱落，确保工具稳定运行。

本实施例中，通过上连接管5、下连接管9将本工具与现有的油管柱相连并下入油井内，直至下放至充填位置处，而后利用现有技术向油管柱内投入堵塞工具，待堵塞工具被限制在本工具的底部时，利用现有技术向油管柱内注入充填用携砂液，携砂液在堵塞工具的阻挡下，将自中心管10内部的两侧喷口13处涌出，并自两侧喷嘴14的外部端口处喷出，从而实现向油井内充填的目的，同时在喷出的携砂液的反作用力的作用下，使得中心管10具有侧向作用力，由于上滑环11的外部设置在上环槽3的内部并能够相互滑动，下滑环12的外部设置在下环槽8的内部并能够相互滑动，从而使得中心管10在侧向作用力下能够以上主管1的轴向中心线为圆心旋转喷出充填用携砂液，从而避免了现有技术中喷口13位置相对固定，进而影响携砂液充填的均匀度，导致工作效率较低的问题。

具体的，保护管体组件包括保护套管17和套管管座19，保护套管17的内部安装在下主管6的外部上方，保护套管17的中部设置有供充填用携砂液流通的格栅，保护套管17的顶端口一周均匀设置有多个管口凸齿18，套管管座19的内部安装在上主管1的外部中部，套管管座19的底端口设置有多个限位凸齿20，限位凸齿20与管口凸齿18之间交错设置。

进一步，保护管体组件还包括两片半抱箍21，半抱箍21的上侧分别通过螺栓安装在套管管座19的外部下方两侧，半抱箍21的下侧分别通过螺栓安装在保护套管17的外部上方两侧。

本实施例中，通过上述设计能够实现上下两部分基础管体组件之间的连接稳定性，实现便于拆装的目的，同时也能够对内部的充填管体组件形成保护，具体为，保护套管17与下主管6的外部固连，套管管座19与上主管1的外部固连，保护套管17、套管管座19之间通过交错设置的限位凸齿20与管口凸齿18，能够实现本工具在旋转下井时，上下两部分基础管体组件之间的受力一致，其次，通过半抱箍21将套管管座19与保护套管17之间相连，避免了上下两部分基础管体组件之间的分离，通过保护管体组件连接上下两部分基础管体组件也能够降低内部充填管体组件的受力程度，避免结构变形，确保中心管10能够始终顺利的旋转。

本实施例中，依据实际情况，在油井内，油管柱与井壁之间的环空中由于地质的问题，在高压充填作业的环境下，易引发井壁溃塌，从而出现砂桥堵塞喷口13强行中断充填作业的情况，为此，本工具中集成了保护管体组件设计，其套设在基础管体组件的外部并将充填管体组件包裹在内，具体的保护套管17的中部设置有供充填用携砂液流通的格栅，且在该格栅的内部还保留有可供中心管10、喷嘴14自由旋转的空间，如此，当出现井壁溃塌的情况时，通过格栅可将砂桥阻挡在外，避免了砂桥直接封堵喷口13强行中断充填作业的情况，同时也避免了中心管10、喷嘴14的结构受损问题。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种用于油田作业的充填工具，包括基础管体组件、充填管体组件和保护管体组件，其特征在于：所述充填管体组件设置在基础管体组件的中部，所述充填管体组件能够以基础管体组件的轴向中心线为圆心旋转喷出充填用携砂液，所述保护管体组件套设在基础管体组件的外部并将充填管体组件包裹在内，基础管体组件包括上主管（1），所述上主管（1）的外部上方安装有上连接管（5），所述上主管（1）的内部设置有关闭管（4），所述上主管（1）的底部侧面一周开设有上嵌槽（2），所述上主管（1）的底端口一周开设有上环槽（3）；基础管体组件还包括下主管（6），所述下主管（6）的外部下方安装有下连接管（9），所述下主管（6）的顶部侧面一周开设有下嵌槽（7），所述下主管（6）的顶端口一周开设有下环槽（8），充填管体组件包括中心管（10），所述中心管（10）的顶端口一周设置有上滑环（11），所述上滑环（11）的外部设置在上环槽（3）的内部并能够相互滑动，所述中心管（10）的底端口一周设置有下滑环（12），所述下滑环（12）的外部设置在下环槽（8）的内部并能够相互滑动，所述中心管（10）的内部两侧均开设有喷口（13），所述中心管（10）的外部两侧均安装有喷嘴（14）且所述喷嘴（14）与所述喷口（13）一一对应相连通，两侧所述喷嘴（14）的外侧端口指向关于所述中心管（10）的中心点中心对称，所述中心管（10）的顶部两侧均安装有上半扣箍（15），两侧所述上半扣箍（15）的内侧顶部均设置有突出部，两侧所述突出部的外部分别设置在上嵌槽（2）的内部两侧并能够相互滑动，所述中心管（10）的底部部两侧均安装有下半扣箍（16），两侧所述下半扣箍（16）的内侧底部均设置有另一突出部，两侧所述另一突出部的外部分别设置在下嵌槽（7）的内部两侧并能够相互滑动。

2.根据权利要求1所述的一种用于油田作业的充填工具，其特征在于：保护管体组件包括保护套管（17）和套管管座（19），所述保护套管（17）的内部安装在下主管（6）的外部上方，所述保护套管（17）的中部设置有供充填用携砂液流通的格栅，所述保护套管（17）的顶端口一周均匀设置有多个管口凸齿（18），所述套管管座（19）的内部安装在上主管（1）的外部中部，所述套管管座（19）的底端口设置有多个限位凸齿（20），所述限位凸齿（20）与管口凸齿（18）之间交错设置。

3.根据权利要求2所述的一种用于油田作业的充填工具，其特征在于：保护管体组件还包括两片半抱箍（21），所述半抱箍（21）的上侧分别通过螺栓安装在套管管座（19）的外部下方两侧，所述半抱箍（21）的下侧分别通过螺栓安装在保护套管（17）的外部上方两侧。。