专利名称：水平井可关闭平衡筛管及其关闭工具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种利用井下防砂装置、节流装置与关闭装置结合的能实现防砂和流入控制的平衡筛管，属于石油与天然气特殊水平井完井技术领域。
背景技术：
水平井作为一种高效的油气田开发技术，由二十世纪中叶发展而来，时至今日其应用范围日益广泛，相关的先进技术层出不穷。自从进入二十一世纪以来，随着对油气资源的需求急剧增长，水平井技术在国内外石油工业领域里的重要性很快凸显了出来。水平井开发油气藏具有其特有的优势，那就是在油藏内部存在一条水平延伸的井眼，往往比垂直穿透油藏的直井具有更大的泄油面积。通过理论研究发现，由于增加了油藏的泄油面积，使得水平井在接近甚至低于直井生产压差时，就能获得比直井高出几倍的产量。然而，水平井在开采中容易出砂会造成井下设备、地面设备及工具，如分离器、 泵、管线等的磨蚀和损害，也会造成井下的堵塞，降低水平井产量甚至迫使水平井停产。同时，在生产过程中，水平段容易受到储层非均质性、跟趾端效应的影响，水平井将出现不均衡生产，从而造成底水、气顶的锥进，使井筒过早见水、见气，对水平井产能造成非常不利的影响，影响油藏开发的经济效益。在众多影响底水向油井锥进的因素中，生产压差往往起着决定性的作用。从渗流力学的角度出发，生产压差是底水向油井锥进的动力，所以在油田开发中想要控制底水的锥进，就必须对生产压差进行合理的调节，因此在经济极限产量允许的条件下适当地减小生产压差可以有效延缓底水突破时间，延长油井无水采油期，提高最终采收率，稳定油水界面，防止油藏内油水关系复杂化。目前，为解决上述问题，需要从两方面入手1、对生产段进行防砂处理；2、对生产段进行压力控制以达到平衡采油的目的。在现有防砂管基础上加装节流装置形成一种能实现防砂和流入控制的水平井井下分段平衡采油装置，该方法是在井中下入专用采油工具和封隔器，封隔器将油井产出段分割为多个独立的单元，使单一的产段产出的水不会窜流到其他单元，流体经过专用采油工具防砂装置的过滤后流入节流装置调节生产压差，最后流入到采油管柱中在压差的作用下流出到地面。在水平井长期的开采中，专用采油工具的使用在一定程度上可以延缓井筒见水时间，然而，水平井产层生产压差的不均勻分布会导致油管内流体产生不平衡流动。高压产层对低压产层造成不良影响，形成不平衡生产，在高压产层段下部的底水会很快锥进，生产段见水不可避免，常规筛管完井不能对产水严重井段进行有效控制，导致含水率快速上升并最终被迫关井停产。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题就在于提供一种可关闭平衡筛管能在井下长期有效使用，延缓井筒见水时间，在油井开采后期可有效控制出水严重的井段。为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种可关闭平衡筛管，包括防砂装置、节流装置和关闭装置，所述防砂装置包括保护网、筛网和基管；所述节流装置包括节流装置外套和圆盘式喷嘴节流环，所述关闭装置包括可关闭滑套及滑套关闭工具。为了防止可关闭平衡筛管下放过程中受井壁挤压、撞击变形损坏筛网，降低防砂性能，在所述筛网外设置有保护网，所述保护网在起保护作用的同时能将流体中的较大砂粒过滤掉，所述保护网设置于筛部上、下接头之上，使保护网和筛网之间留有距离。为了形成流体流动的渠道，在所述基管径向上设置有多根筋条，在所述上接头上开有预钻孔与基管内部连通，所述筛网布置在筋条之上。为了使节流段结构更紧密，同时增加单位长度节流单元的个数，本实用新型所述圆盘式喷嘴节流环，沿其轴向上设置有多个喷嘴，流体在节流段内部经过多次加速、减速， 消耗了能量达到节流的目的。为了使节流管串在流体的冲击下不发生相对移动，所述节流装置外套、筛部上接头设置有台阶，将圆盘式喷嘴节流环抵紧安装。为了防止工具下井时循环泥浆通过上接头预钻孔进入节流段，堵塞喷嘴，本实用新型在上接头预钻孔上点焊一圈防砂网，过滤泥浆中的大颗粒固体。为了实现根据井场实时测井数据现场安装、及时下井、降低作业风险，本实用新型将节流装置设计为圆盘式喷嘴节流环，能根据测得的数据现场组装、调整喷嘴开关的个数， 控制不同生产段的生产压差，实现油井全井段泄油。为了对出水严重的井段进行有效控制，本实用新型提供了关闭装置包括可关闭滑套及滑套关闭工具，所述可关闭滑套用剪钉固定在上接头内部与上接头内部滑动配合，可关闭滑套下端开有与关闭工具关闭块凸块外形相对应的凹槽与滑套关闭工具配合实现关闭，所述滑套关闭工具包括上接头、芯管、弹簧挡块、弹簧外筒、弹簧、活塞、关闭块、伸缩爪、 套筒和下接头。
图1为可关闭平衡筛管总体结构示意图。图2为本实用新型所述可关闭平衡筛管防砂装置纵剖面结构示意图。图3为本实用新型所述可关闭平衡筛管防砂装置横剖面结构示意图。图4为本实用新型所述可关闭平衡筛管节流段结构示意图。图5为本实用新型所述可关闭滑套。图6为本实用新型所述滑套关闭工具。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，
以下结合附图对本实用新型做进一步的说明。如图1所示，本实用新型提供了一种可关闭平衡筛管及其关闭工具，所述可关闭平衡筛管包括有上接头1、可关闭滑套4，所述上接头上设置有与节流段连通的上接头预钻孔9，所述可关闭滑套4通过剪钉2与上接头1固定；所述筛管上设置有节流装置如图4所示，所述节流装置包括圆盘式喷嘴节流环12;所述节流装置的入口与防砂装置出口连通， 节流装置的出口与上接头预钻孔9连通。图2、图3分别为平衡筛管防砂装置纵剖面、横剖面结构示意图，所述防砂装置包括有基管11、保护网14、防砂网15、筋条16、筛部下接头17，上接头1与基管11通过螺纹连接；筋条16沿径向焊接于基管11之上形成流体的流通渠道；防砂网15上端与筛部上接头13下台阶面焊接固定，下端与筛部下接头17下台阶面焊接固定；保护网14上端与筛部上接头13上台阶面焊接固定，下端与筛部下接头17上台阶面焊接固定；筛部下接头17将保护网14、防砂网15抵紧，并焊接固定于基管11之上。图4为平衡筛管节流段结构示意图，所述节流段由基管11、外套10、防砂网8、圆盘式喷嘴节流环12、筛部上接头13构成；所述筛部上接头13与基管11形成由小到大的节流腔，所述筛部上接头13设置有大小孔道，大孔道和小孔道形成流体流动的节流通道。上述平衡筛管节流能力可通过改变圆盘式节流环12开孔开关的个数来调节；外套10与筛部上接头13采用螺纹连接与上挡块5形成封闭的节流腔室，为保证密封性，在上挡块5和圆盘式节流环12上设置有多道密封圈3c。图5、图6分别为可关闭滑套和滑套关闭工具结构示意图，所述可关闭滑套设置有螺纹孔25、密封圈槽沈，在其内部开有凹槽27a ；所述滑套关闭工具包括上接头观、芯管四、弹簧挡块30、弹簧外筒31、弹簧32、活塞33、关闭块34、伸缩爪35、套筒36和下接头37， 关闭块34上设置有与可关闭滑套4凹槽27a相匹配的凸块27b ；使用时，可关闭滑套4通过滑套剪钉2连接在筛管的内部，下入的滑套关闭工具关闭块凸块27b应与凹槽27a相对应，同时完井管柱中台阶面的间距应小于关闭块凸块27b的长度，入井前弹簧32处于预紧状态，关闭块34处于径向扩张状态(如图6a所示)，下井后弹簧32受压，关闭块34处于径向收缩状态(如图6b所示)，已知需关闭出水段的大概位置，在到达目标位置前缓慢下放工具，滑套关闭工具凸块27b与可关闭滑套凹槽27a啮合，继续下放滑套关闭工具，滑套剪钉 2剪断，推动可关闭滑套下移堵住预钻孔9，上提工具，在锥面的作用下弹簧32受压，滑套关闭工具径向收缩凸块27b退出可关闭滑套凹槽27a完成可关闭滑套的关闭操作，同样，通过更换滑套关闭工具关闭块上的凸块大小与井下不同的可关闭滑套凹槽相对应可关闭不同生产段的平衡筛管。该可关闭平衡筛管整体结构简单，能根据井场实时测井数据现场安装、及时下井降低作业风险，能很好的延缓水平井底水脊进实现了全井段泄油，与关闭工具配合使用可对产水严重井段进行有效控制，延长了油井的开采时间，提高了油井的产量。
权利要求1.一种用于水平井完井的可关闭平衡筛管及其关闭工具，由防砂装置、节流装置和关闭装置三部分组成，其特征在于所述防砂装置包括保护网、筛网和基管；所述节流装置包括节流装置外套、圆盘式喷嘴节流环；所述关闭装置包括可关闭滑套及滑套关闭工具。
2.如权利要求1所述的可关闭平衡筛管及其关闭工具，其特征在于所述防砂装置在其筛网外设置有保护网；所述保护网设置于筛部上接头、筛部下接头之上；所述基管径向上均勻设置有多根筋条。
3.如权利要求1所述的可关闭平衡筛管及其关闭工具，其特征在于所述圆盘式喷嘴节流环，沿其轴向上设置有多个喷嘴。
4.如权利要求1所述的可关闭平衡筛管及其关闭工具，其特征在于所述节流装置外套、筛部上接头设置有台阶，将圆盘式喷嘴节流环抵紧安装。
5.如权利要求1所述的可关闭平衡筛管及其关闭工具，其特征在于所述基管上开有预钻孔，在所述预钻孔上设置有一层防砂网。
6.如权利要求1所述的可关闭平衡筛管及其关闭工具，其特征在于所述节流装置的入口与防砂装置的出口相通，节流装置的出口与上接头上的预钻孔相通。
7.如权利要求1所述的可关闭平衡筛管及其关闭工具，其特征在于所述可关闭滑套通过剪钉固定在上接头内部，在可关闭滑套下端开有凹槽。
8.如权利要求1所述的可关闭平衡筛管及其关闭工具，其特征在于所述关闭工具包括上接头、芯管、弹簧挡块、弹簧外筒、弹簧、活塞、关闭块、伸缩爪、套筒和下接头；所述关闭块设置有与可关闭滑套下端凹槽相匹配的凸块。
专利摘要本实用新型涉及一种水平井可关闭平衡筛管及其关闭工具，可关闭平衡筛管包括防砂装置、节流装置和可关闭滑套；所述防砂装置包括保护网、筛网和基管，为依次由外向内的筒状结构，基管上设置有筋条，形成流体的流动渠道；所述节流装置包括节流装置外套、圆盘式喷嘴节流环；所述关闭工具为铰链式结构其关闭块设置有与可关闭滑套相对应的接触面。所述圆盘式喷嘴节流环，沿其轴向上设置有多个喷嘴，流体在节流装置内部经过多次加速、减速，消耗了能量达到节流的目的。本实用新型整体结构简单，在防砂的同时能灵活的调节不同水平井生产段的生产压差，很好的延缓了水平井底水脊进，能配合关闭工具关闭出水严重井段，提高了原油产量。
文档编号E21B43/08GK202325434SQ20112034494
公开日2012年7月11日 申请日期2011年9月15日 优先权日2011年9月15日
发明者尹虎, 李黔, 肖凯文, 韩旭 申请人:西南石油大学