一种一趟管柱多层循环充填防砂装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种一趟管柱多层循环充填防砂装置，它包括外管柱和插入其内部的服务管柱，服务管柱包括对接管柱和充填服务管柱，对接管柱包括冲管Ⅰ、对接器和隔液管Ⅰ，对接器与冲管Ⅰ下端固定连接，隔液管Ⅰ环绕在冲管Ⅰ和对接器的外侧并与两者环空设置，通过该环空通道进行反洗井和向上返送携砂液的液体，隔液管Ⅰ可以确保与其它油层的隔离，防止反洗井时井液进入地层，造成油层的污染；充填服务管柱包括自上向下顺次连接的双通体、弹性机构、下密封杆、冲管Ⅱ和封堵下层密封机构，双通体与对接器连接，冲管Ⅱ上设置有水眼，只采用一趟管柱可以实现多段充填，简化施工程序，节约时间和成本，不动管柱即可进行反洗井。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种石油开采井防砂工具，尤其是一种一趟管柱多层循环充填防 砂装置。 一种一趟管柱多层循环充填防砂装置
【背景技术】
[0002] 在油田中，油井一般分为直井、斜井和水平井。直井为设计轨道是一条铅垂直的 井，经井斜角接近0 ;斜井为连接地面和地下巷道的有一定倾斜角度的井筒；水平井为井斜 角达到或接近90°，井深沿着水平方向钻进的井。
[0003] 目前，油井多为长井段、多油层及水平井，充填过程中需多次下入管柱，防砂周期 长，费用高，全井段充填防砂时，由于地层各部分性质不同，充填效果差，本发明采用的工艺 将油层根据不同特性分为若干层，进行分层充填防砂，提高防砂效果，一趟管柱下入，即可 实现多层充填作业，节省作业时间，可以先加砂挤压，压力扩散后，进行循环充填，不动管柱 即可进行反洗井，简单、易操作，内含隔液管，充填任何一层时，确保与其它层的隔离，防止 反洗井时井液进入地层，造成油层的污染，这就是现有技术所存在的不足之处。
【发明内容】
[0004] 本实用新型要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种一 趟管柱多层循环充填防砂装置，该装置采用一趟管柱可以实现多层充填，简化了施工程序， 并可以避免反洗井时对油层造成污染。
[0005] 本方案是通过如下技术措施来实现的：该一趟管柱多层循环充填防砂装置包括外 管柱和插入其内部的服务管柱，所述服务管柱包括对接管柱和充填服务管柱，所述对接管 柱包括冲管I、对接器和隔液管I，所述对接器与冲管I下端固定连接，所述隔液管I环绕 在冲管I和对接器的外侧并与两者环空设置；所述充填服务管柱包括自上向下顺次连接的 双通体、弹性机构、下密封杆、冲管II和封堵下层密封机构，双通体与对接器连接，冲管II上 设置有水眼。
[0006] 上述弹性机构包括弹性套和支撑弹性套的连接杆，连接杆的两端分别与双通体和 下密封杆螺纹连接，通过连接杆将双通体和下密封杆相连。
[0007] 上述双通体上设置有夹壁腔和内充填孔，夹壁腔和内充填孔相互独立且不相通， 以形成充填防砂和反清洗两个独立的通道，所述双通体的下端设置有单流阀I，下密封杆 的下端设置有单流阀II，单流阀I使液体只能向上流动，不能向下流动，单流阀II使液体只 能向上返出，不能向下流动，将管内的砂粒洗出井口，直至井口不见砂粒。
[0008] 上述弹性套的外侧面上设置有台阶，双通体在外管柱内往复移动时，通过该台阶 与开关滑套上的凹槽配合克服弹簧的作用力，带动开关滑套移动，使内充填孔与外充填孔 对正，进行充填防砂作业，当台阶与凹槽脱离后，在弹簧作用力下，开关滑套复位，使内充填 孔与外充填孔错开，停止充填防砂。
[0009] 上述外管柱内设置有封隔器，所述封隔器将外套管分隔为多个充填段，最下方的 充填段的下端固定连接有丝堵，每个充填段内设置有封隔器、充填滑套、筛管和密封筒，所 述封隔器和充填滑套设置在上密封筒和下密封筒之间。
[0010] 上述充填滑套包括充填筒以及设置在充填筒内部的开关滑套和弹簧，所述充填筒 上设置有外充填孔，开关滑套的内侧面设置有与所述台阶匹配的凹槽，以方便台阶通过凹 槽带动开关滑套移动。开关滑套可以在弹簧的作用下关闭，同时，台阶通过凹槽带动开关滑 套移动，对开关滑套的关闭起到双重保险作用。若一次关闭不成功，可多次上提下放台阶， 台阶通过凹槽带动开关滑套关闭。
[0011] 上述封堵下层密封机构内设置有隔液管II，隔液管II可以确保与其它油层的隔 离，防止反洗井时井液进入地层，造成油层的污染。
[0012] 上述外管柱与隔液管I环空设置，既能完成反洗井作业，而且充填任何一层油层 时，隔液管I可以确保与其它油层的隔离，防止反洗井时井液进入地层，造成油层的污染。
[0013] 本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，该一趟管柱多层循环充填防砂 装置中，服务管柱包括对接管柱和充填服务管柱，所述对接管柱包括冲管I、对接器和隔液 管I，所述对接器与冲管I下端固定连接，所述隔液管I环绕在冲管I和对接器的外侧并 与两者环空设置，通过该环空通道进行反洗井和向上返送携砂液的液体，在充填任何一层 油层时，隔液管I可以确保与其它油层的隔离，防止反洗井时井液进入地层，造成油层的污 染；所述充填服务管柱包括自上向下顺次连接的双通体、弹性机构、下密封杆、冲管II和封 堵下层密封机构，双通体与对接器连接，冲管II上设置有水眼，采用这种结构后，只采用一 趟管柱可以实现多段充填，简化施工程序，节约时间和成本，并且不动管柱即可进行反洗 井，结构简单，施工方便。由此可见，本实用新型与现有技术相比，具有实质性特点和进步， 其实施的有益效果也是显而易见的。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1为本实用新型【具体实施方式】的结构示意图。
[0015] 图2为充填服务管柱的结构示意图。
[0016] 图3为充填滑套的结构示意图。
[0017] 图4为双通体的结构示意图。
[0018] 图中，1-隔液管II，2 -冲管II，3-单流阀II，4 一下密封杆，5 -弹性套，6 -双通 体，7 -对接器，8 -冲管I，9 一隔液管I，10 -丝堵，11 一筛管，12 -密封筒，13 -充填滑 套，14 一层间隔尚封隔器，15 -密封筒，16 -筛管，17 -充填滑套，18 -顶部封隔器，19 一 内充填孔，20 -外充填孔，21 -台阶，22 -双通体，23 -单流阀I，24 -夹壁腔，25 -上密 封筒，26 -开关滑套，27 -凹槽，28 -充填筒，29 -弹簧，30 -下密封筒，31 -扶正块，32 - 连接杆。
【具体实施方式】
[0019] 为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过【具体实施方式】，并结合其附图，对本方 案进行阐述。
[0020] -种一趟管柱多层循环充填防砂装置，如图所示，它包括外管柱和插入其内部的 服务管柱，所述服务管柱包括对接管柱和充填服务管柱，所述对接管柱包括冲管I 8、对接 器7和隔液管I 9,所述对接器7与冲管I 8下端固定连接，所述隔液管I 9环绕在冲管I 8 和对接器7的外侧并与两者环空设置，外管柱与隔液管I 9环空设置。
[0021] 其中，充填服务管柱包括自上向下顺次连接的双通体6、弹性机构、下密封杆4、冲 管II 2和封堵下层密封机构，双通体6与对接器7连接，冲管II 2上设置有水眼，封堵下层 密封机构内设置有隔液管II 1。该弹性机构包括弹性套5和支撑弹性套5的连接杆32,连 接杆32的两端分别与双通体6和下密封杆4螺纹连接，通过连接杆32将双通体6和下密 封杆4连接成一体。
[0022] 弹性套5的外侧面上设置有台阶21，所述双通体6上设置有夹壁腔24和内充填孔 19,夹壁腔24和内充填孔19相互独立且不相通，所述双通体6的下端设置有单流阀I 23， 下密封杆4的下端设置有单流阀II 3。
[0023] 外管柱内设置有层间隔离封隔器14,所述封隔器14将外套管分隔为多个充填段， 最下方的充填段的下端固定连接有丝堵10,每个充填段内设置有封隔器、充填滑套13、筛 管和密封筒，所述封隔器和充填滑套13设置在上密封筒25和下密封筒30之间，具体来说， 最上层油层顶端的封隔器为顶部封隔器18,相邻两油层之间的封隔器为层间隔离封隔器 14,层间隔离封隔器14的上下两端均设置有密封筒。
[0024] 充填滑套13包括充填筒28以及设置在充填筒28内部的开关滑套26和弹簧29， 所述充填筒28上设置有外充填孔20,开关滑套26的内侧面设置有与所述台阶21匹配的凹 槽27。
[0025] 充填下油层时，层间隔离封隔器14座封好之后，下放服务管柱上的双通体6至充 填位置，此时，由弹性套5将充填滑套13上的开关滑套26打开，内充填孔19和外充填孔20 相对应，从油管内打压，携砂液经过冲管I 8、对接器7、双通体6的内充填孔19及充填滑套 13上的外充填孔20向油层内充填，携砂液流经至筛管11，沙粒被筛管11挡在外面，携砂 液的液体由筛管11流经冲管II 2上的水眼，经双通体6的夹壁腔24流经至隔液管I 9与 冲管I 8之间的环空通道流至井口。当携砂液不断从油管内向下油层充砂时，压力表达到 14-16MPa，表明下油层已充填完成。
[0026] 反洗井：下油层充填完成后，进行反洗井，从隔液管I 9与冲管I 8之间的环空通 道打压注水，液体由环空通道进入到双通体6的夹壁腔24内，因双通体6下端有单流阀II 3 (液体流经单流阀II 3处，只能上返，不能经单流阀II 3向下流入油层)，所以液体只能通过 双通体6、经过对接器7和冲管I 8内通道向上返出，将管内的砂粒洗出井口，直至井口不见 砂。
[0027] 下油层充填完毕之后，上提服务管柱的双通体6,进行中间油层的充填防砂作业和 反洗井作业即可，充填防砂作业和反洗井作业过程同上。
[0028] 充填最上层油层时：中间油层充填完毕之后，上提服务管柱的双通体6,由弹性套 5将充填滑套13上的开关滑套26打开，使充填滑套13上的外充填孔20与双通体6的内充 填孔19相对应，从油管内打压，携砂液经过冲管I 8、对接器7、双通体6的内充填孔19及 充填滑套13上的外充填孔20向上油层内充填，携砂液流经至筛管16,沙粒被筛管16挡在 外面，携砂液的液体由筛管16流经冲管II 2的水眼，经过双通体6,由双通体6的夹壁腔24 经隔液管I9与冲管I8之间的环空通道以及外套管与隔液管I9环空通道流至井口。当 携砂液不断从油管内向上油层充砂时，压力表达到14_16MPa，表明下油层已充填完成。
[0029] 反洗井：从隔液管I 9与冲管I 8的环空通道和外套管与隔液管I 9的环空通道 内反循环注水打压，液体由两个环空通道进入到双通体6的夹壁腔24内，因双通体6下端 有单流阀II 3,液体流经单流阀II 3处，只能上返，不能经单流阀II 3向下流入油层，所以液 体只能通过服务管柱通道向上返出，将管内的砂粒洗出井口，直至井口不见砂。
[0030] 本实用新型的优点：
[0031] 1. 一趟管柱实现多段充填，多油层充填时只需延长外管柱的长度即可，简化施工 程序、节约时间和成本；
[0032] 2.不动管柱即可进行反洗井，结构简单，施工方便；
[0033] 3.提高防砂效果，延长防砂周期，节省作业时间；
[0034] 4.内含隔液管，充填任何一层时，确保与其它层的隔离，防止反洗井时井液进入地 层，造成油层的污染。
[0035] 本实用新型中未经描述的技术特征可以通过现有技术实现，在此不再赘述。以上 所述仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不仅限于上述【具体实施方式】，本领域普 通技术人员在本实用新型的实质范围内做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新 型的保护范围。
【权利要求】
1. 一种一趟管柱多层循环充填防砂装置，它包括外管柱和插入其内部的服务管柱，其 特征是：所述服务管柱包括对接管柱和充填服务管柱，所述对接管柱包括冲管I、对接器和 隔液管I，所述对接器与冲管I下端固定连接，所述隔液管I环绕在冲管I和对接器的外 侧并与两者环空设置；所述充填服务管柱包括自上向下顺次连接的双通体、弹性机构、下密 封杆、冲管II和封堵下层密封机构，双通体与对接器连接，冲管II上设置有水眼。
2. 根据权利要求1所述的一趟管柱多层循环充填防砂装置，其特征是：所述弹性机构 包括弹性套和支撑弹性套的连接杆，连接杆的两端分别与双通体和下密封杆螺纹连接。
3. 根据权利要求1所述的一趟管柱多层循环充填防砂装置，其特征是：所述双通体上 设置有夹壁腔和内充填孔，夹壁腔和内充填孔相互独立且不相通，所述双通体的下端设置 有单流阀I，下密封杆的下端设置有单流阀Π 。
4. 根据权利要求2所述的一趟管柱多层循环充填防砂装置，其特征是：所述弹性套的 外侧面上设置有台阶。
5. 根据权利要求1、2或3所述的一趟管柱多层循环充填防砂装置，其特征是：所述外 管柱内设置有封隔器，所述封隔器将外套管分隔为多个充填段，最下方的充填段的下端固 定连接有丝堵，每个充填段内设置有封隔器、充填滑套、筛管和密封筒，所述封隔器和充填 滑套设置在上密封筒和下密封筒之间。
6. 根据权利要求5所述的一趟管柱多层循环充填防砂装置，其特征是：所述充填滑套 包括充填筒以及设置在充填筒内部的开关滑套和弹簧，所述充填筒上设置有外充填孔，开 关滑套的内侧面设置有与所述台阶匹配的凹槽。
7. 根据权利要求1、2或3所述的一趟管柱多层循环充填防砂装置，其特征是：所述封 堵下层密封机构内设置有隔液管II。
8. 根据权利要求5所述的一趟管柱多层循环充填防砂装置，其特征是：所述外管柱与 隔液管I环空设置。
【文档编号】E21B21/00GK203847076SQ201420085442
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年2月27日 优先权日:2014年2月27日
【发明者】孔利生 申请人:孔利生