筛管防砂管柱及其解卡方法与流程

本发明涉及油气开采技术领域，特别涉及一种筛管防砂管柱及其解卡方法。

背景技术：

筛管防砂管柱自上而下一般由封隔器、盲管、筛管和死堵(丝堵)构成，另外，管柱中有时还可以安装安全接头。使用时，将筛管防砂管柱下入出砂油气井井筒内，利用筛管的过滤功能，将地层产出液中所携带的地层阻挡在筛管外部，从而达到防砂的目的。整体上，筛管防砂是一种机械防砂技术，因其具有施工简便、措施成本低的特点而成为石油开采中应用最广泛的防砂技术之一。

但是现场应用发现这种筛管防砂管柱后期打捞十分困难，原因是：经过一段时间后在管柱外与井筒环空形成砂层，防砂管柱被砂层卡死。因此，通常需要采用大修作业配合打捞，存在打捞作业起下管柱次数多、打捞周期长、打捞作业费用高等问题。

因此，有必要提供一种可冲洗解卡的筛管防砂管柱，实现筛管防砂管柱高效解卡，快速打捞。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可冲洗解卡的筛管防砂管柱及其解卡方法，能够克服现有技术中的缺陷，利用液流冲洗的方式实现筛管防砂管柱高效解卡和快速打捞。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种筛管防砂管柱，其包括：防砂留井管柱和冲洗管柱，其中，

所述防砂留井管柱自上而下依次包括：防砂封隔器、调长光管、防砂筛管、沉砂光管、冲洗工具，所述冲洗工具设置有开关机构；

所述冲洗管柱包括：冲管、设置在所述冲管上的振动冲洗器、与所述冲洗工具配套的冲洗插接工具，所述冲洗插接工具插入所述冲洗工具中时能打开所述开关机构；

当所述防砂留井管柱发生砂卡时，向所述防砂留井管柱内下入所述冲洗管柱，所述冲洗插接工具打开所述冲洗工具的开关机构，所述防砂留井管柱外的环空与所述冲洗管柱的内部连通，形成冲洗解卡循环通路。

在一个优选的实施方式中，所述振动冲洗器位于所述防砂封隔器与所述冲洗插接工具之间。

在一个优选的实施方式中，所述振动冲洗器的个数为多个，多个所述振动冲洗器间隔预定距离均匀设置在所述冲管上。

在一个优选的实施方式中，所述振动冲洗器设置有流道，所述流道位于所述冲管外，当流体流经所述流道时，所述振动冲洗器能产生预定频率的液体压力波。

在一个优选的实施方式中，所述防砂筛管正对油层生产层段。

在一个优选的实施方式中，当所述油层生产层段中具有厚度大于预定厚度的隔层时，所述防砂筛管中还设置有与所述隔层相正对的光管。

在一个优选的实施方式中，所述沉砂光管的长度为10米至30米之间。

在一个优选的实施方式中，所述冲管从地面井口一直连接至井底的所述冲洗工具，所述冲洗解卡循环通路为：所述冲洗管柱与防砂留井管柱之间的内环空至所述防砂筛管的孔隙流至所述防砂筛管与井筒的外环空至所述冲洗工具至所述冲洗管柱内，最后至地面。

基于上述筛管防砂管柱的解卡方法，其包括：当防砂留井管柱发生砂卡时，向所述防砂留井管柱中下入冲洗管柱，实现所述冲洗管柱与所述防砂留井管柱对接；

在所述冲洗管柱与防砂留井管柱对接到位后，冲洗插接工具打开冲洗工具的开关机构，使所述防砂留井管柱外的环空与所述冲洗管柱的内部连通，形成冲洗解卡循环通路；

向所述冲洗管柱与防砂留井管柱之间的环空注入冲洗液，使得振动冲洗器产生液体压力波，对所述防砂留井管柱外环空的砂层进行振动冲击；井内砂粒通过所述冲洗解卡循环通路返至地面。

在一个优选的实施方式中，当冲洗解卡完成后，还包括：

起出所述冲洗管柱，冲洗工具的开关机构再次关闭，下入打捞工具对防砂封隔器解封，并将管柱一次性捞出。

本发明的特点和优点是：本申请所提供的筛管防砂管柱及其解卡方法，通过设置配套的防砂留井管柱和冲洗管柱，能够实现如下技术效果：

1)该发明的防砂留井管柱部分构成简单，施工简易；

2)该发明的冲洗管柱部分构成简单，易于小修作业操作；

3)利用该发明可实现对筛管外环空砂层进行冲洗的功能，解除了筛管防砂管柱被卡死的风险，实现了筛管防砂管柱低负荷打捞、快速打捞及可控打捞；

4)该冲洗解卡防砂管柱，打捞作业只需小修作业配合施工即可，大大降低了筛管防砂管柱的打捞费用。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

图1是本申请实施方式中一种筛管防砂管柱的防砂留井管柱的结构示意图；

图2是本申请实施方式中生产后防砂留井管柱被砂层卡死示意图；

图3是本申请实施方式中一种筛管防砂管柱的冲洗管柱结构示意图；

图4是本申请实施方式中一种冲洗管柱的冲击解卡原理示意图；

图5是冲洗后达到的效果图；

图6是本申请实施方式中一种筛管防砂管柱的解卡方法步骤流程图。

附图标记说明：

a-表层套管；b-技术套管；c-砂层；1-防砂封隔器；2-调长光管；3-防砂筛管；4-沉砂光管；5-冲洗工具；6-冲管；7-振动冲洗器；70-流道；8-冲洗插接工具；9-外环空。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

本发明提供一种可冲洗解卡的筛管防砂管柱及其解卡方法，能够克服现有技术中的缺陷，利用液流冲洗的方式实现筛管防砂管柱高效解卡，并有利于后续快速打捞及可控打捞。

请参阅图1至图5，本申请实施方式中提供一种筛管防砂管柱，其可以包括：防砂留井管柱和冲洗管柱，其中，所述防砂留井管柱自上而下依次包括：防砂封隔器1、调长光管2、防砂筛管3、沉砂光管4、冲洗工具5，所述冲洗工具5设置有开关机构；所述冲洗管柱包括：冲管6、设置在所述冲管6上的振动冲洗器7、与所述冲洗工具5配套的冲洗插接工具8，所述冲洗插接工具8插入所述冲洗工具5中时能打开所述开关机构；当所述防砂留井管柱发生砂卡时，向所述防砂留井管柱内下入所述冲洗管柱，所述冲洗插接工具8打开所述冲洗工具5的开关机构，所述防砂留井管柱外的环空与所述冲洗管柱的内部连通，形成冲洗解卡循环通路。

本申请实施方式中提供的一种可冲洗解卡的筛管防砂管柱主要包括：防砂留井管柱和冲洗管柱。其中，防砂留井管柱自上而下依次包括防砂封隔器1、调长光管2、防砂筛管3、沉砂光管4、冲洗工具5。冲洗管柱包括冲管6、振动冲洗器7、冲洗插接工具8。

其中，防砂封隔器1位于防砂管柱的顶部，用于固定防砂留井管柱并封隔防砂留井管柱与井筒之间的环空。具体的，所述井筒上部可以设置有预定长度的表层套管a，所述表层套管a内设置有技术套管b。所述技术套管b与所述调长光管2形成第一环空。所述防砂封隔器1可以设置在所述技术套管b与所述调长光管2之间的第一环空内。

所述调长光管2位于防砂封隔器1和防砂筛管3之间，通过选择适当的调长光管2长度可以调节防砂封隔器1位于井筒内合适位置。

所述防砂筛管3位于调长光管2和沉砂管之间。防砂筛管3具有过滤功能，其能将地层产出液中所携带的砂阻挡在筛管外部，从而达到防砂的目的。具体的，所述防砂筛管3可以正对油层生产层段，以便于将油层生产层段产出液准确快速地导入井筒内。

此外，当生产层段中具有预定厚度以上的隔层时，所述防砂筛管3中还设置有与所述隔层相正对的光管。具体的，对于生产层段内有较厚隔层的井，防砂筛管3中还可以加入光管，以便隔离不出油的隔层。其中，所述预定厚度可以根据实际的隔层地质情况等适应性选择，具体的，本申请在此并不作具体的限定。

所述沉砂光管4位于防砂筛管3和冲洗工具5之间，起到收集防砂筛管3无法滤除的微细固体颗粒的作用，该沉砂光管4可以延长油井的冲砂周期。理论上，所述沉砂光管4的长度越长越好，但是综合考虑后续方便将该筛管防砂管柱起出井筒，该沉砂光管4的长度可为10米至30米之间。

所述冲洗工具5位于防砂留井管柱的底部，该冲洗工具5内部设置有开关机构，生产时机构处于关闭状态，当冲洗插接工具8插入对接到位时开关机构打开，防砂留井管外环空9与冲洗管内部相连通。

所述冲管6可采用普通油管或其它作业施工管柱，冲管6从地面井口一直连接至井底冲洗工具5，是冲洗管柱的主要构成。

所述冲洗插接工具8位于冲洗管柱的最底部，冲洗插接工具8与冲洗工具5相匹配，插入到位后，可以打开冲洗工具5内部的开关机构，使防砂留井管柱外环空9与冲洗管内部相连通。具体的，所述冲洗工具5的开关机构内可以设置有卡合部，所述冲洗插接工具8可以设置有与所述卡合部相配合的插接部，当插接部插入该卡合部内时，所述开关机构打开。进一步的，当该插接部拔出该卡合部时，所述开关机构可以关闭。

所述振动冲洗器7安装在冲洗管柱上，位于防砂封隔器1与冲洗插接工具8之间，一定数量的振动冲洗器7按一定间隔均匀安装，以便起到均匀理想的振动效果。具体的，振动冲洗器7可以设置有流道70，所述流道70可以位于所述冲管6外。当洗井流体流经振动清洗器的流道70时，可产生一定频率的液体压力波，对留井管柱外环空9的砂层c进行振动冲击，使砂层c松散开，提高洗井液对砂层c的冲洗效率。所述振动冲洗器7的中部套设在所述冲管6上。

请参阅图4和图5，所述冲管6从地面井口一直连接至井底的所述冲洗工具5，所述冲洗解卡循环通路为：所述冲洗管柱与防砂留井管柱之间的内环空至所述防砂筛管3的孔隙流至所述防砂筛管3与井筒的外环空9至所述冲洗工具5至所述冲洗管柱内，最后至地面。

具体解卡时，向所述冲洗管柱与防砂留井管柱之间的内环空注入冲洗液，使得振动冲洗器7产生液体压力波，对所述防砂筛管3与套管之间的外环空9的砂层c进行振动冲击；同时冲洗液通过所述防砂筛管3上的孔隙流至所述防砂筛管3与井筒的外环空9进行冲砂；冲洗液带着砂子通过所述冲洗工具5进入所述冲洗管柱内，最终返至地面。

综上可见，本发明提供的一种筛管防砂管柱，通过设置相配套的防砂留井管柱和冲洗管柱，利用冲洗管柱能定期对防砂管柱与井筒环空的砂层c进行清洗，冲洗砂层c后实现防砂管柱解卡，达到筛管防砂管柱快速解卡打捞的目的。

请参阅图6，基于上述实施方式中提供的筛管防砂管柱，本申请还提供了一种对应的解卡方法，具体的，其可以包括：

步骤S10：当防砂留井管柱发生砂卡时，向所述防砂留井管柱中下入冲洗管柱，实现所述冲洗管柱与所述防砂留井管柱对接；

步骤S12：在所述冲洗管柱与防砂留井管柱对接到位后，冲洗插接工具8打开冲洗工具5的开关机构，使所述防砂留井管柱外的环空与所述冲洗管柱的内部连通，形成冲洗解卡循环通路；

步骤S14：向所述冲洗管柱与防砂留井管柱之间的环空注入冲洗液，使得振动冲洗器7产生液体压力波，对所述防砂留井管柱外环空9的砂层c进行振动冲击；井内砂粒通过所述冲洗解卡循环通路返至地面。

当冲洗解卡完成后，该方法还可以包括：起出所述冲洗管柱，冲洗工具5的开关机构再次关闭，下入打捞工具对防砂封隔器1解封，并将管柱一次性捞出。

在一个具体的实施场景下，请结合参阅图1至图5所示，应用本申请所提供的筛管防砂管柱进行现场实施时：

对于出砂井，可以先下入防砂留井管柱进行防砂。

如图1所示，防砂留井管柱自上而下依次包括防砂封隔器1、调长光管2、防砂筛管3、沉砂光管4、冲洗工具5。防砂封隔器1位于防砂留井管柱的顶部，起到固定防砂留井管柱并封隔防砂留井管柱与井筒环空的作用。调长光管2位于防砂封隔器1和防砂筛管3之间，通过选择适当的调节光管长度可以调节防砂封隔器1位于井筒内合适位置。防砂筛管3位于调长光管2和沉砂管之间，防砂筛管3正对油层生产层段，防砂筛管3起到过滤功能(将地层产出液中所携带的地层阻挡在筛管外部，从而达到防砂的目的)。沉砂光管4位于防砂筛管3和冲洗工具5之间，起到收集防砂筛管3无法滤除的微细固体颗粒的作用，可以延长油井的冲砂周期。冲洗工具5位于防砂留井管柱的底部，工具内部设计开关机构，生产时机构处于关闭状态。

油井生产一段时间后，被筛管过滤的地层砂在筛管外与井筒之间的环空形成砂层c，如图2所示。

当有筛管堵塞、筛管防砂失效、油井需要调层等情形之一时，可以下入冲洗管柱就行冲洗解卡，如图3所示。

如图3所示，冲洗管柱包括冲管6、振动冲洗器7、冲洗插接工具8。冲管6可采用普通油管或其它作业施工管柱，冲管6从地面井口一直连接至井底冲洗工具5，是冲洗管柱的主要构成。冲洗插接工具8位于冲洗管柱的最底部。振动冲洗器7安装在冲洗管柱上，位于防砂封隔器1与冲洗插接工具8之间，一定数量的振动冲洗器7按一定间隔均匀安装。

如图4所示，将冲洗插接工具8插入到冲洗工具5内部，实现冲洗管柱与防砂留井管柱对接。对接到位后，冲洗插接工具8打开冲洗工具5内部的开关，使防砂留井管外环空9与冲洗管内部相连通。此时，从地面由环空注入冲洗液，冲洗液流经振动冲洗器7外部流道70，并促使振动冲洗器7发生振动，产生一定频率的液体压力波，对留井管柱外环空9的砂层c进行振动冲击，使砂层c松散开，降低砂子间的摩擦作用；同时冲洗液通过筛管上的孔隙流至筛管与井筒的环空，对砂层c进行冲洗。冲洗液带着砂子通过冲洗工具5的冲洗孔进入到冲洗管柱内部通道，最终循环至地面，实现对防砂留井管柱的冲洗解卡功能。

冲洗结束后，达到如图5所示的冲洗效果，此时起出冲洗管柱，冲洗工具5内部开关机构再次关闭。下入打捞工具对防砂封隔器1解封，并将管柱一次性捞出即可。

整体上，本申请所提供的筛管防砂管柱及其解卡方法具有如下技术效果：

1)该发明的防砂留井管柱部分构成简单，施工简易；

2)该发明的冲洗管柱部分构成简单，易于小修作业操作；

3)利用该发明可实现对筛管外环空9砂层c进行冲洗的功能，解除了筛管防砂管柱被卡死的风险，实现了筛管防砂管柱低负荷打捞、快速打捞及可控打捞；

4)该冲洗解卡防砂管柱，打捞作业只需小修作业配合施工即可，大大降低了筛管防砂管柱的打捞费用。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

本文披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。

以上所述仅为本发明的几个实施方式，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。