起长井段射孔枪工艺及专用装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种起长井段射孔枪工艺及专用装置，属石油开采射孔工艺【技术领域】。本发明由井口不压井作业装置及专用油管短节工具串组成，其中：井口不压井作业装置由游动卡瓦、上固定卡瓦、环形防喷器、平衡泄压四通、全封防喷器、升高短节、下固定卡瓦、三闸板防喷器和升降系统组成；油管短节工具串，由丝堵、油管短节、打捞工具组成。起长井段射孔枪工艺步骤：（A）不压井作业装置安装；(B)缸内倒扣起出射孔枪上部油管；（C）下油管短节工具串缸内打捞射孔枪；（D）缸内倒开射孔枪接头并提枪出井口；（E）循环步骤（C）、（D）直至枪串全部起出。本发明实现了不压井起长井段射孔枪，有效避免了射孔压井对低压储层的污染。
【专利说明】起长井段射孔枪工艺及专用装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种起长井段射孔枪工艺及专用装置，属于石油开采射孔工艺【技术领域】。
【背景技术】
[0002]油气井完井作业时，为平衡井下压力，防止井喷事故，需采用压井液压井，由于压井液均为化学药剂，易污染储层，影响油气井产量。特别是开发后期，地层压力较低的井，压井液易漏失进地层，更容易对储层造成污染。为了减少对储层的污染，通常需要采用不压井作业，即在不灌注压井液的情况下，利用井口不压井装置带压强行起下管柱进行作业。
[0003]不压井作业基本工作原理是利用堵塞工具封堵管柱内部通道，利用井口防喷器封堵管柱与井筒环形空间外部通道，在加压装置控制下强行起下管柱，依靠防喷器胶芯抱住管柱本体实现密封，从而实现在不压井、不放喷条件下起下管柱的目的。现有的不压井作业工艺，是利用不压井作业装置的环形防喷器动密封油管，游动卡瓦和固定卡瓦交替工作，并配合举升系统液缸，在井口起下管柱。而在油气井射孔作业过程中，枪与枪之间由于需要传爆，上下接头内部相通，枪内部还有不规则的枪架填充，射完孔后枪体又布满孔眼，这就造成射孔枪串内部和外部均不易封堵，导致油气井的油气泄露，存在施工安全隐患。另外由于射孔工艺需要对射孔层位自下而上连续射开，对射孔的精准度和质量又有严格的要求，以保证射孔效果。这就导致对射孔枪串做任何改造，如枪与枪间增加盲管、枪身外增加密封工具等，都会造成部分油气层会避射，影响气井产量。因此要实现不压井起射孔枪工艺难度大。
[0004]现有不压井起射孔枪工艺，只能起较短的射孔枪，一般射孔枪串只有几米?几十米。对于几米的射孔枪串，通常采用井口放压或少量液体压井，快速提枪出井口的变通方法，完成起枪作业。对于几十米的射孔枪串，通过调研国外一些完井服务公司，采用井口安装防喷管，配合吊车将射孔枪一次提出井口。由于受防喷管安全施工和吊车起吊高度的影响，最多也只能起几十米的射孔枪串。但对于通常利用枯竭油气藏建的储气库井，完井工艺要求既要最大程度保护低压储层，又要提高单井生产能力，因此通常一次性射开井段高达几百米，这就导致现有的不压井作业工艺均无法解决该问题，只能采用压井的方式起长井段射孔枪，不利于完井过程中油气层的保护。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是克服现有技术存在的不压井作业装置起射孔枪密封困难，油气井的油气易泄露，施工安全隐患大的技术缺陷，提供一种简单易行、适应面广的不压井起长井段射孔枪装置。
[0006]本发明的另一个目的是提供一种不压井起长井段射孔枪工艺。
[0007]本发明通过以下技术方案加以实现:
本发明的起长井段射孔枪装置包括井口不压井作业装置及专用油管短节工具串，其中:
井口不压井作业装置由游动卡瓦、上固定卡瓦、环形防喷器、平衡泄压四通、全封防喷器、升高短节、下固定卡瓦、三闸板防喷器和升降系统组成。游动卡瓦安装在升降系统的上横梁中心，上固定卡瓦、环形防喷器、平衡泄压四通、全封防喷器、升高短节、下固定卡瓦、三闸板防喷器自上至下依次通过法兰连接。
[0008]油管短节工具串，由丝堵、油管短节、打捞工具组成，油管短节上端与丝堵螺纹连接，其下端与打捞工具反扣螺纹连接。
[0009]所述的平衡泄压四通一侧通过平衡压力管线与油管头四通连接，另一侧与地面放喷管线连接。
[0010]所述的升降系统由上横梁、下横梁和升降液缸组成。升降液缸通过上横梁和下横梁固定连接，上横梁在升降液缸的液压作用下做轴向升降运动。
[0011]不压井起射孔枪工艺如下:
(A)不压井作业装置安装:通过井口不压井作业装置下部的三闸板防喷器将不压井作业装置安装在井口油管头四通上；(B)起油管:通过钢丝作业将油管封堵工具下到井下管柱的射孔枪上部的末根油管内，采用常规不压井作业方法在井口起出末根油管以上的油管柱；利用环形防喷器动密封油管，游动卡瓦和上固定卡瓦交替工作起油管，直至射孔枪接头位于不压井作业装置的升高短节缸体内，关闭下固定卡瓦，使其卡住射孔枪，拆卸末根油管，游动卡瓦和上固定卡瓦交替工作将其起出全封防喷器上部后，关闭全封防喷器，开环形防喷器，将末根油管提出井口 ；(C)捞射孔枪:井口下油管短节工具串，其自上而下依次为丝堵、油管短节、卡瓦打捞筒，游动卡瓦和上固定卡瓦交替工作将油管短节工具串下至全封防喷器上部，关环形防喷器，开全封防喷器，继续下油管短节工具串，使其下部卡瓦打捞筒打捞住射孔枪接头后，游动卡瓦和上固定卡瓦交替工作起油管短节工具串，直至下节射孔枪接头位于下固定卡瓦上端面，同时使上节射孔枪位于升高短节至平衡泄压四通之间的缸体内，关闭下固定卡瓦，使其卡住射孔枪；(D)卸起射孔枪:转动井口油管短节工具串，使上下两节射孔枪脱扣后，游动卡瓦和上固定卡瓦交替工作起上节射孔枪至全封防喷器上部，关闭全封防喷器，开环形防喷器，提油管短节工具串及与其相连射孔枪出井口 ；(E)循环步骤(C)、(D)直至射孔枪串全部起出井口。
[0012]所述的关全封防喷器，需在关掉全封防喷器后，再打开平衡泄压四通与地面放喷管线相连的一侧闸门泄掉全封防喷器以上缸内压力。
[0013]所述的开全封防喷器，是在打开全封防喷器之前，还需打开平衡泄压四通与压力平衡管线相连的一侧闸门重新平衡全封防喷器以上缸内压力。
[0014]本发明的有益效果在于:
本发明解决了常规不压井作业装置在井口起长井段射孔枪，由于无法密封射孔枪，致井内油气易泄露，而必须采用压井方式起射孔枪的技术缺陷。本发明实现了不压井作业起长井段射孔枪，有效避免了射孔时压井对低压储层造成的污染。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明的井口不压井作业装置结构示意图。
[0016]图2为本发明的油管短节工具串结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明做具体的描述:
由图1和图2可知，本发明的起长井段射孔枪装置包括井口不压井作业装置及专用油管短节工具串，其中:井口不压井作业装置由游动卡瓦1、上固定卡瓦2、环形防喷器3、平衡泄压四通4、全封防喷器5、升高短节6、下固定卡瓦7、三闸板防喷器8和升降系统组成。游动卡瓦I安装在升降系统的上横梁14中心，上固定卡瓦2、环形防喷器3、平衡泄压四通4、全封防喷器5、升高短节6、下固定卡瓦7、三闸板防喷器8自上至下依次通过法兰连接。
[0018]油管短节工具串，由丝堵16、油管短节17、打捞工具18组成，油管短节17上端与丝堵16螺纹连接，其下端与打捞工具18反扣螺纹连接。
[0019]所述的平衡泄压四通4 一侧通过平衡压力管线15与油管头四通9连接，另一侧与地面放喷管线12连接。
[0020]所述的升降系统由上横梁14、下横梁11和升降液缸13组成，升降液缸13通过上横梁14和下横梁11固定连接，上横梁14在升降液缸13的液压作用下做轴向升降运动。
[0021]不压井起射孔枪的工艺步骤如下:
(A)不压井作业装置安装:通过井口不压井作业装置下部的三闸板防喷器8将不压井作业装置安装在井口油管头四通9上；
(B)起油管:通过钢丝作业将油管封堵工具下到井下管柱的射孔枪上部的末根油管内，采用常规不压井作业方法在井口起出末根油管以上的油管柱；利用环形防喷器3动密封油管，游动卡瓦I和上固定卡瓦2交替工作起油管，直至射孔枪接头位于不压井作业装置的升高短节6缸体内，关闭下固定卡瓦,使其卡住射孔枪,拆卸末根油管,游动卡瓦I和上固定卡瓦2交替工作将其起出全封防喷器上部后，关闭全封防喷器，打开平衡泄压四通4与地面放喷管线12相连的一侧闸门，泄掉全封防喷器5以上缸内压力，开环形防喷器3，将末根油管提出井口 ；
(C)捞射孔枪:井口下油管短节工具串，其自上而下依次为丝堵16、油管短节17、卡瓦打捞筒18，游动卡瓦I和上固定卡瓦2交替工作将油管短节工具串下至全封防喷器5上部，关环形防喷器3，打开平衡泄压四通4与压力平衡管线15相连的一侧闸门，重新平衡全封防喷器5以上缸内压力，开全封防喷器5，继续下油管短节工具串，使其下部卡瓦打捞筒18打捞住射孔枪接头后，游动卡瓦I和上固定卡瓦2交替工作起油管短节工具串，直至下节射孔枪接头位于下固定卡瓦7上端面，同时使上节射孔枪位于升高短节6至平衡泄压四通4之间的缸体内，关闭下固定卡瓦7，使其卡住射孔枪；
(D)卸起射孔枪:转动井口油管短节工具串，使上下两节射孔枪脱扣后，游动卡瓦I和上固定卡瓦2交替工作起上节射孔枪至全封防喷器5上部，关闭全封防喷器5，打开平衡泄压四通4与地面放喷管线12相连的一侧闸门，泄掉全封防喷5以上缸内压力，开环形防喷器3，提油管短节工具串及与其相连射孔枪出井口 ；
(E)循环步骤(C)、(D)直至射孔枪串全部起出井口。
【权利要求】
1.一种起长井段射孔枪装置，包括井口不压井作业装置及专用油管短节工具串，其特征是:井口不压井作业装置由游动卡瓦(I)、上固定卡瓦(2)、环形防喷器(3)、平衡泄压四通(4)、全封防喷器(5)、升高短节(6)、下固定卡瓦(7)、三闸板防喷器(8)和升降系统组成，游动卡瓦(I)安装在升降系统的上横梁(14)中心，上固定卡瓦(2)、环形防喷器(3)、平衡泄压四通(4)、全封防喷器(5)、升高短节(6)、下固定卡瓦(7)、三闸板防喷器(8)自上至下依次通过法兰连接；油管短节工具串，由丝堵(16)、油管短节(17)、打捞工具(18)组成，油管短节(17)上端与丝堵(16)螺纹连接，其下端与打捞工具(18)反扣螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的起长井段射孔枪装置，其特征是:所述的平衡泄压四通(4)一侧通过平衡压力管线(15)与油管头四通(9)连接，另一侧与地面放喷管线(12)连接。
3.根据权利要求1所述的起长井段射孔枪装置，其特征是:所述的升降系统由上横梁(14)、下横梁(11)和升降液缸(13)组成，升降液缸(13)通过上横梁(14)和下横梁(11)固定连接。
4.起长井段射孔枪工艺，其特征在于包含以下步骤: (A)不压井作业装置安装:通过井口不压井作业装置下部的三闸板防喷器(8)将不压井作业装置安装在井口油管头四通(9)上； (B)起油管:通过钢丝作业将油管封堵工具下到井下管柱的射孔枪上部的末根油管内，采用常规不压井作业方法在井口起出末根油管以上的油管柱；利用环形防喷器(3)动密封油管，游动卡瓦(I)和上固定卡瓦(2)交替工作起油管，直至射孔枪接头位于不压井作业装置的升高短节(6)缸体内，关闭下固定卡瓦(7)，使其卡住射孔枪，拆卸末根油管，游动卡瓦(I)和上固定卡瓦(2)交替工作将其起出全封防喷器(5)上部后，关闭全封防喷器(5)，开环形防喷器(3)，将末根油管提出井口 ； (C)捞射孔枪:井口下油管短节工具串，其自上而下依次为丝堵(16)、油管短节(17)、卡瓦打捞筒(18)，游动卡瓦(I)和上固定卡瓦(2)交替工作将油管短节工具串下至全封防喷器(5)上部，关环形防喷器(3)，开全封防喷器(5)，继续下油管短节工具串，使其下部卡瓦打捞筒(18)打捞住射孔枪接头后，游动卡瓦(I)和上固定卡瓦(2)交替工作起油管短节工具串，直至下节射孔枪接头位于下固定卡瓦(7)上端面，同时使上节射孔枪位于升高短节(6)至平衡泄压四通(4)之间的缸体内，关闭下固定卡瓦(7)，使其卡住射孔枪； (D)卸起射孔枪:转动井口油管短节工具串，使上下两节射孔枪脱扣后，游动卡瓦(I)和上固定卡瓦(2)交替工作起上节射孔枪至全封防喷器(5)上部，关闭全封防喷器(5)，开环形防喷器(3)，提油管短节工具串及与其相连射孔枪出井口 ； (E)循环步骤(C)、(D)直至射孔枪串全部起出井口。
5.根据权利要求4所述的起长井段射孔枪工艺，其特征是:所述的关全封防喷器(5)，需在关掉全封防喷器(5)后，再打开平衡泄压四通(4)与地面放喷管线(12)相连的一侧闸门，泄掉全封防喷器(5)以上缸内压力。
6.根据权利要求4所述的起长井段射孔枪工艺，其特征是:所述的开全封防喷器(5)，是在打开全封防喷器(5)之前，打开平衡泄压四通(4)与压力平衡管线(15)相连的一侧闸门，重新平衡全封防喷器(5)以上缸内压力。
【文档编号】E21B31/18GK104329040SQ201410411183
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年8月20日 优先权日:2014年8月20日
【发明者】张庆生, 强彦龙, 赵开良, 刘晶, 边江, 苗宏, 曹言光, 冯波 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司中原油田分公司采油工程技术研究院