专利名称：封隔高压一次充填工艺及其适用的工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及油气井修复过程中的封隔高压一次充填作业及适用于该作业的工具。
随着疏松砂岩油藏开发规模的不断扩大，需要对这类地质条件的油井的井壁进行修复。而提高防砂成功率、延长有效期、降低作业成本已成为防砂技术的最高目标。现有技术中，油井防沙作业主要采用皮碗式充填工具，这种工具在使用中，需要在充填作业和封隔作业时各下一趟修井管柱，因而劳动强度大，作业时间长。另外，皮碗在下井过程中，极易将井壁污物刮落至滤沙管部位造成堵塞。再一方面，这种皮碗式充填工具的充填压力低，只能充填部分井筒，不能将砂子充填到近井地带，防沙有效期短。
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，实现只下一次修井柱就可以完成封隔、充填及洗井作业，减少占井时间；同时提高防砂质量，延长防砂有效期。
为实现上述发明目的，本发明提出了一种封隔一次充填工具及一种封隔一次充填工艺。
本发明的封隔一次充填工具具有一个与油管相连的中心管；一个套在所述中心管外侧的反洗套管，在所述反洗套管与所述中心管之间具有环形空间构成的反洗通道；一个固连在所述反洗套管上的封隔装置；所述反洗通道的下端低于所述封隔装置，在靠近所述反洗通道的下端部的所述反洗套管的侧壁上设有连通所述反洗通道的洗井孔；在所述洗井孔处设有限制流体单向流动的装置；在靠近所述中心管下端部位设有充填通道，所述充填通道上设有启闭装置；所述反洗套管与所述中心管通过丝扣固定连接。
本发明的封隔高压一次充填工艺，包括以下步骤a．将封隔高压一次充填工具与油管装配在一起，组成管柱；b．在需要进行防砂作业的油气井内，将封隔高压一次充填工具及油管组成的管柱下至预定位置；
c．座封封隔器；d．打开充填通道；e．由地面泵组向油管内提供高压携砂流体，高压携砂流体经油管、封隔高压一次充填工具的充填通道，进入油管与套管间的环形空间，最后经套管上的射孔进入油层；f．由地面泵组向油管与套管间的环形空间内泵入洗井液体，洗井液经封隔高压一次充填工具的反洗通道、充填通道进入油管内，将油管内的砂子冲洗至地面。
此外，最好所述装配步骤a中，还在封隔高压一次充填工具的底部依此装配上滤砂管及丝堵。
其中所述的座封封隔器步骤可以为向封隔高压一次充填工具的中心管管内施加液压力，当所施加的液压力达到第一预定压力时，使封隔高压一次充填工具上的封隔器实现座封。
其中，所述的打开充填通道步骤为向封隔高压一次充填工具的中心管中施加液压力，当所施加的液压力达到第二预定压力时，使封隔高压一次充填工具上的充填通道被打开。
当所述洗井步骤完成后，将中心管从管柱中提出，同时将充填通道密封地封闭。
采用上述工具和工艺后，使得防砂作业施工简单封隔器与高压一次充填工具结合在一起，减少了起下管柱的次数，进而减少了作业占井时间，节约了地面施工费用。防砂有效期长由于大排量高压将地层充填与井筒充填结合在一起，确保了充填砾石与空洞周壁紧密镶嵌，有效防砂半径大，形成了高效能的挡砂屏障，故有效期长；克服了皮碗式充填将井壁污物刮落至滤砂管造成堵塞的不足。同时，本发明的工艺也具有采液强度高、携带力强、减少了油层的污染以及修井更容易的优点。
为使本发明能被更清楚的理解，下面根据附图并结合实施例对本发明做进一步的说明。
图1是本发明的封隔一次充填工具的一个具体实施例的半剖结构示意图；图2是本发明封隔高压一次充填工艺的充填过程的示意图；图3是本发明的反洗井过程的示意图。
如图所示，本实施例的封隔一次充填机构包括一个与油管13相连的中心管4；在中心管4的外侧套有一个由反洗接头2和充填管6固定连接构成的反洗套管，其中反洗接头2与所述中心管之间具有环形空间构成的反洗通道14；一个封隔装置1固连在所述反洗接头2上；所述反洗通道14自上而下地穿过封隔装置1，其下端低于所述封隔装置1，在反洗接头2上靠近所述反洗通道14的下端部的壁上设有连通所述反洗通道14的洗井孔；一个反洗环3与第一弹簧5构成限制流体单向流动的装置，其中与所述反洗接头2间相互处于密封接合状态的反洗环3在第一弹簧5的作用下通常使所述洗井孔处于密封闭合状态。由靠近所述中心管4的下端部开设的至少一个第一充填孔及在所述充填管6上与所述中心管4上的第一充填孔相应的位置上开设的第二充填孔组成充填通道15，而由一个筒形球座短节8和一个作业时置于所述球座短节8上端并密封球座短节8上端口的钢球7以及在中心管4与充填筒6之间的环形空间内设置的由密封筒10和第二弹簧11分别构成启闭第一和第二充填孔的启闭装置，其中所述的球座短节8通过一个易于切断的定位销钉9定位于闭合所述第一充填孔的位置。而第二弹簧11具有将密封筒10推向关闭第二充填孔的倾向。但受中心管4的约束，密封筒10处于使所述第二充填孔打开的位置。在本实施例中，所述充填筒6的下端固定着一个连接头12，连接头12的顶端支承着第二弹簧11，连接头12的上端内圆与所述中心管4的下端外圆通过反丝扣固定连接在接头12的下部依此连接着滤砂管16和丝堵18。
其中，封隔器1可以采用现有的具有响应功能的器件，与本实施例最相适应的封隔器公开在ZL99221426．2号名为“井下工具多级锁定和释放机构，”的实用新型专利中。由于在该份专利的公开说明书中已对该机构的工作原理和工作方式作了详尽的说明，因而这里仅就与本发明有关的工作方式进行说明。
参见图2，将未装入钢球7的上述实施例的封隔一次充填工具下至预定位置后，从油管13的顶端经中心管4将钢球7投入到球座短节8的顶部，然后向中心管4管内施加液压力。将钢球7与封隔一次充填工具的其它部分分开下入油井内，使封隔一次充填工具在下入油井时，油井液可以在封隔一次充填工具内流通，以此保证封隔一次充填工具内外的压力平衡，避免封隔一次充填工具下入油井内时，因内外压力的不平衡而导致损坏。当钢球7落入球座短节8的顶部后，液体自上而下的通道被堵塞。此时向中心管4内施加液压力使得中心管4内的压力升高，如ZL99221426．2号实用新型专利的说明书所述，在中心管4内部的高压达到第一预定值后，封隔器1向外涨开使得封隔一次充填工具与油井套管19间的油套环空被封隔。当中心管4内的液压力进一步升高到一个第二预定的压力后，球座短节8剪断定位销钉9下行，将中心管4上的第一充填孔被打开。此时中心管4上的第一充填孔与充填筒6上敞开的第二充填孔构成了连通封隔一次充填工具内外的充填通道15。此时地面泵组提供的高压携砂流体，经中心管4、充填通道15进入中心管4与油井套管19间的环形空间，再经过套管19上的射孔进入油层17。随着地面泵组所提供的压力的升高，地层污空和井筒依此被充填结实。
参见图3，当充填结束后，白地面向油套环空内泵入洗井液，洗井液在封隔器1以上的部位进入反洗接头2与中心管4间的反洗通道14，并到达洗井孔，随着洗井液压力的不断升高，当该压力作用在反洗环3上的力足以克服第二弹簧5的推力时，反洗环3轴向移动，因而使洗井孔被打开，此时洗井液经洗井孔再次进入封隔器1以下的油套环空内，再经充填通道15进入中心管4管内。经持续不断的冲洗将中心管4管内的砂子洗至地面。
洗井结束后，正转中心管4使其下端与连接头12的上端脱开实现丢手。随着中心管4的撤出，中心管4对密封筒10的约束也随即消失，此时密封筒10在第二弹簧11的作用下向上移动，进而将充填筒6上的第二充填孔封闭。至此即完成了封隔一次充填过程。
本发明的上述实施例，仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上显然可以做出其它不同形式的变化或变动，例如在结构上，还可以用碰珠弹子结构或球座销钉替代定位销钉9；钢球7也可以采用锥形体或其它可以堵塞球座短节8顶端的部件代替；所述的限制流体单向流动的装置同样可以采用其它适用的单向阀等等。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
权利要求
1．一种封隔一次充填上具，其特征在于具有一个与油管(13)相连的中心管(4)；一个套在所述中心管外侧的反洗套管，在所述反洗套管与所述中心管(4)之间具有环形空间构成的反洗通道(14)；一个固连在所述反洗套管上的封隔装置(1)；所述反洗通道(14)的下端低于所述封隔装置(1)，在靠近所述反洗通道(14)的下端部的所述反洗套管的侧壁上设有连通所述反洗通道(14)的洗井孔；在所述洗井孔处设有限制流体单向流动的装置；在靠近所述中心管(4)下端部位设有充填通道(15)，所述充填通道(15)上设有启闭装置；所述反洗套管与所述中心管(4)通过丝扣固定连接。
2．一种封隔高压一次充填工艺，包括以下步骤a．将封隔高压一次充填工具与油管(13)装配在一起，组成管柱；b．在需要进行防砂作业的油气井内，将封隔高压一次充填工具及油管(13)组成的管柱下至预定位置；c．座封封隔器(1)；d．打开充填通道；e．由地面泵组向油管(13)内提供高压携砂流体，高压携砂流体经油管(13)、封隔高压一次充填工具的充填通道(15)，进入油管(13)与套管(19)间的环形空间，最后经套管(19)上的射孔进入油层(17)；f．由地面泵组向油管(13)与套管(19)间的环形空间内泵入洗井液体，洗井液经封隔高压一次充填工具的反洗通道(14)、充填通道(15)进入油管(13)内，将油管(13)内的砂子冲洗至地面。
3．根据权利要求2所述的封隔高压一次充填工艺，其特征在于在所述装配步骤a中，还在封隔高压一次充填工具的底部依此装配上滤砂管(16)及丝堵(18)。
4．根据权利要求2所述的封隔高压一次充填工艺，其特征在于所述的座封封隔器步骤为向封隔高压一次充填工具的中心管(4)内施加液压力，当所施加的液压力达到第一预定压力时，使封隔高压一次充填工具上的封隔器(1)实现座封。
5．根据权利要求2所述的封隔高压一次充填工艺，其特征在于所述的打开充填通道步骤为向封隔高压一次充填工具的中心管(4)中施加液压力，当所施加的液压力达到第二预定压力时，使封隔高压一次充填工具上的充填通道(14)被打开。
6．根据权利要求2所述的封隔高压一次充填工艺，其特征在于在洗井步骤完成后，将中心管(4)从管柱中提出，同时将充填通道(14)密封地封闭。
全文摘要
本发明涉及油气井修复过程中的封隔高压一次充填作业及适用于该作业的工具。解决了现有技术在同类作业中占井时间长、防砂效果差的问题。其中的封隔一次充填工具包括一个中心管(4);一个封隔装置(1);一个贯通封隔装置(1)的反洗通道(14);在靠近所述中心管(4)下端部位设有充填通道(15),所述反洗通道(14)及充填通道(15)上设有启闭装置。通过依次向油管内和环空内注入携砂流体及洗井液,使上述启闭装置按设计要求动作,实现充填和洗井作业。
文档编号E21B33/138GK1281088SQ0012363
公开日2001年1月24日 申请日期2000年8月25日 优先权日2000年8月25日
发明者王松, 冯永胜, 于显, 黄涛 申请人:王松