专利名称:一种调流控水管柱及一种井眼结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种调流控水管柱及一种井眼结构。其中，该调流控水管柱包括基管短节、外控水短节，内控水短节、滤砂层连接短节及控水筛管，控水筛管由基管和滤砂层组成，基管两端分别螺纹连接内控水短节，内控水短节的另一端螺纹连接基管短节，内控水短节置于外控水短节内部，其与基管短节连接一端的外壁与外控短节的内壁焊接，其余部分与外控水短节间内壁之间留有空间，形成环形流动通道；内控水短节在与滤砂管短节连接一侧上车有多个轴向凹槽，中间环槽上对应凹槽的位置设有多个安装孔，用于安装节流喷嘴；外控水短节上对应的设置多个安装孔，用于安装喷嘴端盖；形成一整根调流控水筛管完井管柱，结构简单可靠，方便下入、可快速更换油嘴，简化了水平井调流控水筛管完井施工工艺。
【专利说明】一种调流控水管柱及一种井眼结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石油天然气开采领域，特别涉及一种调流控水管柱及一种具有该调流控水管柱的井眼结构。
【背景技术】
[0002]近年来，水平井技术大量应用，如何最大程度地保证水平段的各个部分能够均衡生产，实现有效控水是水平井开发中面临的重要问题。目前水平井控水完井技术主要有变密度射孔技术，双管完井技术，智能流入控制技术，中心管控水完井技术和调流控水筛管完井技术等。其中，水平井调流控水筛管完井具有成本低、控制精度高、对油层的污染小等技术优势。
[0003]国内外常规的水平井调流控水筛管管柱是在常规筛管的端部安装调流控水短节，根据油田现场电测结果及完钻资料对调流控水短节进行参数调节或是更换整个调流控水短节，然后将调整好后的调流控水短节于常规筛管在现场进行对接按装后入井。但此种设计，存在现场操作工序多，耗时长，对接连接处可靠性相对较差，入井操作工序相对复杂等不足。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题在于克服公知技术存在的上述缺陷，而提供一种调流控水管柱，既能保证结构稳定可靠，持续有效控水，又能够方便进行控水组件的调整与安装，方便油田现场的组装和下入。
[0005]本实用新型是通过以下技术方案实现的，依据本实用新型提供的一种调流控水管柱，其中，包括基管短节、外控水短节，内控水短节、控水筛管及滤砂层连接短节，所述控水筛管由基管和滤砂层组成，所述基管两端分别外螺纹连接内控水短节，所述内控水短节的另一端螺纹连接基管短节，所述内控水短节置于外控水短节内部，其与基管短节连接一端的外壁与外控水短节的内壁焊接连接，其余部分与外控水短节间内壁之间留有空间，形成环形流动通道；所述内控水短节在与基管连接一侧的外壁上车有多个轴向凹槽，该凹槽为地层产液流向节流喷嘴的流动通道，所述内控水短节中间部位内凹形成环槽，所述环槽与每个轴向凹槽对应的位置开有安装孔，用于安装节流喷嘴；所述外控水短节上对应的设置多个安装孔，用于安装喷嘴端盖；所述外控水短节另一端的内壁与套在基管上的滤砂层连接短节外壁密封连接；所述滤砂层连接短节另一端与滤砂层焊接连接，所述滤砂层连接短节内壁与所述基管外壁之间设有轴向导流通道使地层产液流向节流喷嘴。
[0006]本实用新型还可以采取以下技术方案进一步实现:
[0007]前述的调流控水管柱，其中，所述的安装孔上设置有喷嘴座，所述的节流喷嘴以螺纹插接的方式安装在喷嘴座上。
[0008]前述的调流控水管柱，其中，所述内控水短节上的轴向凹槽为4个，沿轴向对称分布。
[0009]前述的调流控水管柱，其中，所述的节流喷嘴的直径范围为1.6-5.0_。
[0010]前述的调流控水管柱，其中，所述的外控水短节与滤砂层连接短节采用插入密封连接。
[0011]前述的调流控水管柱，其中，所述滤砂层连接短节与滤砂层连接的一端内壁设有轴向凹槽，所述凹槽的凸起部与基管外壁焊接；所述的滤砂层由里向外由绕丝骨架、打孔管、扩散网、滤砂网和外保护管组成。
[0012]前述的调流控水管柱，其中，所述基管短节另一端连接一接箍，所述接箍用于连结下一根调流控水管柱、盲管或用作打吊卡。
[0013]前述的调流控水管柱，其中，所述的内控水短节采用具有高耐冲蚀性的金属材质。
[0014]与现有技术相比，本实用新型的调流控水管柱将控水组件及防砂筛管组件组合，形成一整根调流控水筛管完井管柱，整体管柱结构简单可靠，方便下入、可快速更换油嘴，简化了水平井调流控水筛管完井施工工艺，实现了调流控水及防砂一体化。
[0015]本实用新型还提供一种本实用新型还提供了一种井眼结构，包括:管段、竖直裸眼段和水平裸眼段，其中，所述水平裸眼段的生产管柱中设有依次串接的上述调流控水管柱。
[0016]本实用新型还提供了另一种井眼结构，包括:管段、竖直裸眼段和水平裸眼段，所述水平裸眼段内设置有若干封隔器，其中，所述封隔器将水平裸眼段分为若干段，每一段中可包括一个或多个依次串接的上述调流控水管柱。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型调流控水管柱结构剖面示意图；
[0018]图1-1为图1的局部剖面示意图；
[0019]图2-1为本实用新型内控水短节结构示意图；
[0020]图2-2为图2-1的局部剖面示意图；
[0021]图3-1为本实用新型外控水短节结构示意图；
[0022]图3-2为图3-1的局部剖面示意图；
[0023]图4-1为本实用新型滤砂层连接短节结构示意图；
[0024]图4-2为图4-1的局部剖面示意图；
[0025]图5为运用调流控水筛管管柱的井眼结构示意图；
【具体实施方式】
[0026]以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型的结构、特征及其效果，详细说明如下:
[0027]如图1所示，本实用新型提供的一种调流控水管柱，其中，包括基管短节10、外控水短节11，内控水短节12、控水筛管及滤砂层连接短节13，所述控水筛管由基管16和滤砂层14组成，所述基管16两端分别外螺纹连接内控水短节12，所述内控水短节12的另一端螺纹连接基管短节10，所述内控水短节12置于外控水短节11内部，其与基管短节10连接一端的外壁与外控短节的内壁焊接连接，其余部分与外控水短节间11内壁之间留有空间，形成环形流动通道；
[0028]如图2-1、2_2所示，所述内控水短节12在与基管连接一侧的外壁上车有多个轴向凹槽121，所述内控水短节中间部位内凹形成环槽122，所述环槽与每个轴向凹槽对应的位置开有安装孔123，用于安装节流喷嘴18 ;较佳的，所述的轴向凹槽为4个，沿轴向对称分布。
[0029]较佳的，所述的内控水短节可选用具有高耐冲蚀性的金属材质，从而提高管柱的耐冲蚀性；
[0030]所述外控水短节11上对应的设置多个安装孔111 (如图3-1、3-2所示)，用于安装喷嘴端盖17 ;所述外控水短节的另一端内壁与套在基管上的滤砂层连接短节外壁密封连接；较佳的，所述的外控水短节与滤砂层连接短节采用插入密封。如在所述外控水短节内壁或滤砂层短节外壁开设密封槽及在密封槽内设置密封圈15实现；例如可开设两道密封槽，但不限制于此。由此，外控水短节的内壁与滤砂层连接短节外壁采用间隙配合，在连接时将滤砂层连接短节插入外控水短节的相应位置，靠密封圈进行密封。保证了进入控水部分的流体不外泄，其密封压力在40MPa以上。采用此结构，使控水部分与防砂部分可进行临时拆卸，从而实现了在控水部分或是防砂部分损坏的情况下，能进行快速更换。
[0031]所述滤砂层连接短节13另一端与滤砂层14焊接连接，所述滤砂层连接短节内壁与所述基管16外壁之间设有轴向导流通道使地层产液流向节流喷嘴18。较佳的，所述滤砂层连接短节与滤砂层连接的一端内壁设有轴向凹槽131 (如图4-1、4-2所示)，所述凹槽的凸起部与基管外壁焊接；所述凹槽为地层产液向喷嘴流动提供通道。
[0032]地层产液从滤砂层流入所述基管外壁与滤沙层之间的轴向导流通道，并经过滤砂层连接短节，内、外控水短节内的环形流动通道及轴向凹槽流入节流喷嘴内，经节流喷嘴节流压降后，最后进入基管内部。
[0033]通过以上结构，将调流控水组件与筛网组件连接一起形成一根管柱，省去了常规调流控水管柱采用流入控制器与筛管相连的复合设计；喷嘴安装在内控水短节上，可调整该井段的附加压降，从而使整个水平段的入流剖面均匀分布。通过打开安装在外控水短节上的喷嘴端盖可实现节流喷嘴的更换，用于对不同井段配置不同内径的喷嘴，现场配置调整喷嘴大小后，可用喷嘴端盖密封外控水短节。
[0034]此外，喷嘴的使用数量和喷嘴直径的大小可根据油田现场电测结果和水平井分段情况进行优化调整，喷嘴直径的调节范围为1.6-5.0_，不使用的节流喷嘴可用专用喷嘴堵头封住。
[0035]本实施方式可进一步通过下面结构实现:
[0036]前述的调流控水管柱，其中，所述的安装孔上设置有喷嘴座，所述的节流喷嘴以螺纹插接的方式安装在喷嘴座上。
[0037]前述的调流控水管柱，其中，所述的滤砂层由里向外由绕丝骨架142、打孔管143、扩散网144、滤砂网145和外保护管146组成(如图1_1所示)；
[0038]所述绕丝骨架、打孔管、扩散网、滤砂网可采用在端部焊接的方式固定在一起；滤砂层短节与滤砂层进行焊接时，只需从外部进行焊接，将滤砂层短节和外保护套焊接在一起。
[0039]通过将最里层的骨架改成了绕丝固架，从而使基管与滤砂层之间留有轴向流动通道141，流动通道的高度为4-6_，地层产液通过滤砂层后可通过该轴向流动通道流向内、外控水短节内的凹槽通道最终流入节流喷嘴。打孔管用于在绕丝骨架与滤砂网间形成支撑；扩散网可保证通过滤砂网的流体具有更好的流动性；滤砂网用于过滤地层产液中的砂粒，滤砂网可根据地层产液中砂粒大小进行优化配置；外保护套用于保护整个滤砂层在下井和生产过程中不被损坏。因此，通过上述复合滤砂层可以更好的过滤地层产液中的砂粒，从而减少流体对喷嘴的冲蚀破坏。
[0040]前述的调流控管柱，其中，所述基管短节另一端连接一接箍9，所述接箍用于连结下一根调流控水管柱、盲管或用作打吊卡。在现场入井应用中，基管短节作为打卡短节。
[0041]与现有技术相比，本实用新型至少具有以下几个方面的优点:
[0042](I)采用内、外控水短节设计，喷嘴可实现现场快速安装及更换配置调整，操作简单可靠，从而能够根据现场实测电测曲线对不同井段的流量进行优化调节；
[0043](2)在管柱的两端具有控水短节，地层流体由滤砂层进入管柱内的环形空间后，流体可沿环形空间左右流入到最近的喷嘴内，减少了流体在该环形空间内的摩擦压降，提高了调流控水控制精度；
[0044](3)管柱采用一体化、全通径设计，管柱整体结构完整耐压性能良好，无活动部件，根据作业条件的不同，两拫管柱间可采用普通接箍连接，方便可靠；
[0045](4)滤砂层连接短节与内、外控水短节之间留有专门流动通道，保证流体在两者间的流动畅通，同时筛网可以很好的过滤地层产液中的砂粒，从而减少流体对控水装置的冲蚀破坏。
[0046](5)滤砂层连接短节与内、外控水短节之间内管采用螺纹连接，外部采用插入密封连接，既保证了控水部分与防砂部分的高度密封，承压能力在40MPa以上，也保留了控水部分和防砂部分的可拆卸功能，可在出现损坏的情况下，在不破坏整体调流控水管柱的前提下实现防砂部分或是控水部分的更换。
[0047]综上所述，本实用新型的调流控水管柱将控水组件及防砂筛管组件组合，形成一整根调流控水筛管完井管柱，整体管柱结构简单可靠，方便下入、可快速更换油嘴，简化了水平井调流控水筛管完井施工工艺，实现了调流控水及防砂一体化。
[0048]如图5所示，本实用新型还提供了一种井眼结构，包括:管段1、竖直裸眼段2和水平裸眼段3，其中，所述水平裸眼段3的生产管柱4中设有依次串接的上述调流控水管柱6。
[0049]若需沿裸眼段3使不同区域或井段互相隔离，管段1、竖直裸眼段2和水平裸眼段3，则可使用封隔器5将水平裸眼段3分为若干段，每一段中可包括一个或多个依次串接的上述调流控水管柱。
[0050]实际应用中，地层产液7从储层8中产出后经调流控水管柱6调流后进入生产管柱3，最后流至地表。
[0051]以上所述仅是本实用新型的较佳实施例，凡是依据本实用新型的技术方案对以上实施例进行的任何简单修改和等同变换，均属于本实用新型保护的范围。
【权利要求】
1.一种调流控水管柱，其特征在于，包括基管短节、外控水短节，内控水短节、控水筛管及滤砂层连接短节，所述控水筛管由基管和滤砂层组成，所述基管两端分别外螺纹连接内控水短节，所述内控水短节的另一端螺纹连接基管短节，所述内控水短节置于外控水短节内部，其与基管短节连接一端的外壁与外控水短节的内壁焊接连接，其余部分与外控水短节间内壁之间留有空间，形成环形流动通道；所述内控水短节在与基管连接一侧的外壁上车有多个轴向凹槽，该凹槽为地层产液流向节流喷嘴的流动通道，所述内控水短节中间部位内凹形成环槽，所述环槽与每个轴向凹槽对应的位置开有安装孔，用于安装节流喷嘴；所述外控水短节上对应的设置多个安装孔，用于安装喷嘴端盖；所述外控水短节另一端的内壁与套在基管上的滤砂层连接短节外壁密封连接；所述滤砂层连接短节另一端与滤砂层焊接连接，所述滤砂层连接短节内壁与所述基管外壁之间设有轴向导流通道使地层产液流向节流喷嘴。2.根据权利要求1所述的调流控水管柱，其特征在于，所述的安装孔上设置有喷嘴座，所述的节流喷嘴以螺纹插接的方式安装在喷嘴座上。3.根据权利要求2所述的调流控水管柱，其特征在于，所述内控水短节的轴向凹槽为4个，沿轴向对称分布。4.根据权利要求1所述的调流控水管柱，其特征在于，所述的节流喷嘴的直径范围为1.6-5.0mnin5.根据权利要求1所述的调流控水管柱，其特征在于，所述的外控水短节与滤砂层连接短节采用插入密封连接。6.根据权利要求1之5中任一项所述的调流控水管柱，其特征在于，所述滤砂层连接短节与滤砂层连接的一端内壁设有轴向凹槽，所述凹槽的凸起部与基管外壁焊接；所述的滤砂层由里向外由绕丝骨架、打孔管、扩散网、滤砂网和外保护管组成。7.根据权利要求6所述的调流控水管柱，其特征在于，所述基管短节另一端连接一接箍，所述接箍用于连结下一根调流控水管柱、盲管或用作打吊卡。8.根据权利要求7所述的调流控水管柱，其特征在于，所述的内控水短节采用具有高耐冲蚀性的金属材质。9.一种井眼结构，包括:管段、竖直裸眼段和水平裸眼段，其特征在于，所述水平裸眼段的生产管柱中设有依次串接的权利要求1至8中任意一项所述的调流控水管柱。10.一种井眼结构，包括:管段、竖直裸眼段和水平裸眼段，所述水平裸眼段内设置有若干封隔器，其特征在于，所述封隔器将水平裸眼段分为若干段，每一段中可包括一个或多个依次串接的权利要求1至8中任意一项所述的调流控水管柱。
【文档编号】E21B43-12GK204267000SQ201420676187
【发明者】赵旭, 姚志良, 龙武, 侯倩, 谭明建, 邢秀贵 [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石油工程技术研究院