完井管柱的制作方法

本实用新型涉及石油机械技术，尤其涉及一种完井管柱。

背景技术：

常见的油气井有垂直井和水平井，其中水平井为向垂直方向钻到出油层后，再沿着水平方向延伸一定长度，使得井眼穿过产层的长度增长，其出油面积大，单井产量增加。由于水平井具有上述优点，在油气田开采中水平井得到了广泛应用。

目前，水平井大多采用分段式酸压完井，以使得水平段储层得到针对性酸压改造，当酸压改造作业完成后，在水平段设置的酸压改造滑套将作为进油孔，采用各段合采方式进行开采，然而当产层有出水情况发生时，现有技术无法判断产层的那一段出现了出水问题，无法及时采取相应的措施进行堵水，使得整个水平井被水淹无法正常工作，甚至造成整个油气井的报废。

因此，在水平井开采过程中，当有出水情况发生时，如何准确找到出水的位置，并及时进行堵水，以保证水平井的正常开采及提高单井累产成为目前亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种完井管柱，实现了对生产层中出水位置的准确判断和及时封堵，进而保证了油气井的正常使用。

本实用新型提供一种完井管柱，包括油管、地面控制系统、多个控制阀和多个第一封隔器；所述油管包括水平分支油管和垂直分支油管；

所述多个第一封隔器依次设置在所述水平分支油管上，以将所述水平分支油管所在的水平裸眼井段坐封成至少两个出油段，每个出油段上设置一个控制阀；

所述地面控制系统与每个控制阀连接，用于控制所述每个控制阀与所述油管的连通或者封堵；

所述控制阀包括中空的控制阀本体和控制单元，所述控制阀本体的侧壁上设置有通孔，所述控制阀通过所述通孔与所述油管连通，所述控制阀本体内设置有滑套；

所述地面控制系统通过所述控制单元控制所述滑套在所述控制阀本体内滑动，以打开或封堵所述通孔。

进一步地，所述第一封隔器的侧壁上设置有供所述地面控制系统的控制管线穿设的轴向通孔；

所述地面控制系统通过所述控制管线与所述控制单元连接。

进一步地，所述第一封隔器包括第一管体和第二管体，所述第二管体套设在所述第一管体的外壁上，所述轴向通孔设置在第二管体的侧壁上。

其中，所述轴向通孔的内壁设置有密封卡套。

进一步地，所述第一封隔器还包括遇油膨胀的橡胶筒，所述橡胶筒套设在所述第二管体的外壁上，用于坐封所述油管所在的水平裸眼井段。

可选地，所述第一管体与所述油管连通。

进一步地，所述完井管柱还包括第二封隔器，所述第二封隔器设置在所述垂直分支油管上，用于坐封所述垂直分支油管所在的垂直井段。

进一步地，所述完井管柱还包括井下安全阀，所述井下安全阀设置在所述垂直分支油管上。

进一步地，所述完井管柱还包括盲堵，所述盲堵用于封堵所述水平分支油管。

本实用新型提供的完井管柱，在水平分支油管上交替设置多个第一封隔器和多个控制阀，其中第一封隔器将水平分支油管对应的水平裸眼井段坐封成多个出油段，在每个出油段上设置一个控制阀，该控制阀与地面控制系统连接，该地面控制系统控制上述控制阀与油管的连通或者封堵。具体地，在控制阀中设置控制单元、在控制阀本体的侧壁上设置通孔，以及在控制阀本体内设置滑套，通过控制单元控制滑套在控制阀本体内滑动，使得滑套打开或封堵通孔。即地面生产管汇系统检测油管出水时，地面控制系统控制控制单元，控制单元控制滑套在控制阀本体内滑动，打开其中的一个控制阀，关闭其余的控制阀来检测打开的控制阀对应的出油段是否出水，如果有出水则关闭该控制阀，对应的打开其他控制阀，如果没有出水，则由上述方法依次检测其他的控制阀，用于寻找到出水位置，进而实现了对水平井中出水位置的准确检测，并通过关闭出水位置对应的控制阀，实现对出水位置的封堵，防止水平井被水淹没，保证了水平井的正常使用，提高了油气井的使用寿命和单井产能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的完井管柱实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型提供的完井管柱实施例一中控制阀的结构示意图；

图3为本实用新型提供的完井管柱实施例二中第一封隔器的主视图；

图4为本实用新型提供的完井管柱实施例二中第一封隔器的截面图；

图5为本实用新型提供的完井管柱实施例二的结构示意图；

图6为本实用新型提供的完井管柱实施例三的结构示意图。

附图标记说明：

100：完井管柱；

10：油管；

11：水平分支油管；

12：垂直分支油管；

20：控制阀；

30：第一封隔器；

40：水平裸眼井段；

41：出油段；

50：垂直井段；

21：控制阀本体；

22：通孔；

23：滑套；

31：轴向通孔；

32：第一管体；

33：第二管体；

34：橡胶筒；

70：第二封隔器；

80：井下安全阀；

90：盲堵。

具体实施方式

为使本实用新型目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供的技术方案可以应用于油气开采的水平井中，用于检测产层中出水的位置，并对出水位置进行封堵，旨在解决在油气开采过程中，现有技术无法检测出产层的出水位置导致无法及时封堵出水部位，造成水平井无法正常生产的问题。本实用新型的完井管柱实现了对产层出水位置的准确判断，并及时对出水位置进行封堵，保证了油气井的正常使用，提高了油气井的使用寿命。

下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。

图1为本实用新型提供的完井管柱实施例一的结构示意图，图2为本实用新型提供的完井管柱实施例一中控制阀的结构示意图，如图1所示，本实施例的完井管柱100，包括：油管10、地面控制系统(图中未示出)、多个控制阀20和多个第一封隔器30；所述油管10包括水平分支油管11和垂直分支油管12；所述多个第一封隔器30依次设置在所述水平分支油管11的水平裸眼井段40上，以将所述水平分支油管11所在的水平裸眼井段40坐封成至少两个出油段41，每个出油段41上设置一个控制阀20；所述地面控制系统与每个控制阀20连接，用于控制所述每个控制阀20与所述水平分支油管11的连通或者封堵；如图2所示，所述控制阀20包括中空的控制阀本体21和控制单元(图中未示出)，所述控制阀本体21的侧壁上设置有通孔22，所述控制阀20通过所述通孔22与所述水平分支油管11连通，所述控制阀本体21内设置有滑套23；所述地面控制系统通过所述控制单元控制所述滑套23在所述控制阀本体21内滑动，以打开或封堵所述通孔22。

需要说明的是，本实施例的油气井为水平井，该水平井包括垂直井段50和水平裸眼井段40，其中水平裸眼井段40为产层(即出油段)，在油气开采中，产层中充满了油或气。当完井管柱100整体下入至水平井中时，将垂直井段50中的油管10称为垂直分支油管12，将水平裸眼段40中的油管10称为水平分支油管11。在石油开采中，水平裸眼井段40中的油气进入水平分支油管11中，接着水平分支油管11将其中的油气送到垂直分支油管12中，垂直分支油管12再将油气输送到地面，实现对油气的开采。

具体地，本实施例的完井管柱100，在水平分支油管11上设置有多个第一封隔器30，该第一封隔器30用于坐封水平裸眼井段40(即第一封隔器30用于密封水平分支油管11与水平裸眼井段40之间的间隙，使得水平裸眼井段40不同物性的各段在酸压改造过程中能够得到针对性的酸压改造，充分发挥水平井优势)，将水平裸眼井段40分割成多个出油段41，其中该第一封隔器30可以为涨型封隔器、液压封隔器，或者其他类型的封隔器，本实施例对第一封隔器30的类型不做限制，只要可以实现对水平裸眼井段40的坐封即可。在每个出油段41上设置一个控制阀20，该控制阀20与水平分支油管11连通，即出油段41中的油气可以通过控制阀20进入到水平分支油管11内。上述每个出油段41上的控制阀20还与地面控制系统连接，该地面控制系统用于控制每个出油段41上的控制阀20的打开与关闭。具体地，当地面生产管汇系统检测到油管10输出的油气中出现水时，地面控制系统控制将其中的一个控制阀20打开，将其他的控制阀20全部关闭，检测从打开的控制阀20进入到水平分支油管11的油气中是否有水，如果有水，则说明该控制阀20所在的出油段41中发生了出水的问题，需要及时封堵，此时地面控制系统控制该控制阀20关闭，使得该出油段41中的水无法进入水平分支油管11中，实现了对出水位置的准确检测和及时封堵；如果没有出水，则说明该控制阀20所在的出油段41没有出水现象，此时地面控制系统控制关闭该控制阀20，打开另一个控制阀20，用上述方法检测此时打开的控制阀20对应的出油段41是否有出水的现象。以此类推，地面控制系统使用上述方法逐一打开控制阀20，用于检测控制阀20对应的出油段41是否有出水问题，最后控制有出水问题的出油段41对应的控制阀20关闭。同时当检测到出水位置时，通过关闭控制阀20，使得该出水位置对应的出油段在第一封隔器30的坐封作用以及控制阀20的关闭与水平分支油管11的连通作用下形成了一个密闭空间，从而实现了对出水位置的封堵，防止水平井被水淹没，造成整个水平井无法生产，甚至报废的问题产生。

其中，本实施例中的第一封隔器30可以与水平分支油管11连通(即将第一封隔器30的一端与一根水平分支油管11的一端连接，将第一封隔器30的另一端与另一根水平分支油管11的一端连接，其中上述两根水平分支油管为相邻的两水平分支油管)，也可以是将第一封隔器30套设在水平分支油管11的外壁上，本实施例对第一封隔器30与水平分支油管11的连接方式不做限制，只要可以保证第一封隔器30紧密坐封水平分支油管11对应的水平裸眼井段40即可。

需要说明的是，本实施例中在整个水平分支油管11上的第一封隔器30与控制阀20交替排列，即每个第一封隔器30后面连接一个控制阀20，并且第一封隔器30与控制阀20的数目相同。其中本实施例中第一封隔器30与控制阀20的数目越多，即对应坐封的出油段41也越多，并且控制阀20越多，对应的进入水平分支油管11的油气量也越多，可以提高油气的开采效率。本实施例中，第一封隔器30与控制阀20的数量可以根据实际生产需要设定，本实用新型对此不做限制。

如图2所示，本实施例中的控制阀20的两端分别与水平分支油管11连接，即将控制阀20的一端与一根水平分支油管11的一端连接，将控制阀20的另一端与另一根水平分支油管11连接，其中上述两水平分支油管11为水平裸井段40中的相邻两水平分支油管11。该控制阀20包括了中空的控制阀本体21和控制单元(图中未示出)，其中控制阀本体21可以是一个套筒结构，也可以是中空的立方体结构，本实用新型对控制阀本体21的具体形状不做限制。控制单元与地面控制系统连接，地面控制系统通过控制控制阀20中的控制单元来控制控制阀20的打开与关闭。该控制阀本体21上设置有多个通孔22，出油段41中的油气可以通过上述通孔22进入到水平分支油管11内，沿着油管10输出到地面。该控制阀本体21内还设置有滑套23，控制单元控制该滑套23在控制阀本体21内的滑动。在使用过程中，地面控制系统发送控制信号给控制阀20中的控制单元，该控制单元接收到控制命令后，例如是关命令时，则控制单元控制控制阀本体21中的滑套23向右移动，使得滑套23封堵住控制阀本体21上的所有通孔22；如果是开命令时，则控制单元控制控制阀本体21中的滑套23向左移动，使得控制阀本体21上的所有通孔22都打开。上述控制单元还可以通过控制滑套23在控制阀本体21内的位置，来控制通孔22的打开程度或者打开个数，用于控制进入水平分支油管11的油气流量。例如，对于全出油的层段，可将其所对应的控制阀20的开启程度调到最大(即将控制阀本体21上的通孔22全部打开)，以增大出油量；对于油水同出的层段，可将其所对应的控制阀20开启程度调小(即打开控制阀本体21上的部分通孔22)，以防止水进入水平分支油管11的速度过快，使得水平井被水淹；对于全出水的层段，可将其所对应的控制阀20关闭，实现堵水。

可选地，本实施例中的控制单元可以通过液压控制或电气自动控制等方式实现对滑套23的滑动控制。

需要说明的是，本实施中控制阀本体21外壁上的通孔22数目可以根据实际生产需要设定，本实用新型对此不做限制。

可选地，本实施例中的控制阀20还可以套设在水平分支油管11的外壁上，此时在控制阀20套设的水平分支油管11外壁上可以设置多个通孔，该水平分支油管11外壁上的通孔与控制阀本体21外壁上的通孔22连通，使得出油层中的油气可以通过控制阀本体21上的通孔22和水平分支油管11外壁上通孔进入水平分支油管11中。

本实用新型提供的完井管柱，在水平分支油管上交替设置多个第一封隔器和多个控制阀，其中第一封隔器将水平分支油管对应的水平裸眼井段坐封成多个出油段，在每个出油段上设置一个控制阀，该控制阀与地面控制系统连接，该地面控制系统控制上述控制阀与油管的连通或者封堵。具体地，在控制阀中设置控制单元、在控制阀本体的侧壁上设置通孔，以及在控制阀本体内设置滑套，通过控制单元控制滑套在控制阀本体内滑动，使得滑套打开或封堵通孔。即当地面生产管汇系统检测出油管出水时，地面控制系统控制控制单元，控制单元控制滑套在控制阀本体内滑动，打开其中的一个控制阀，关闭其余的控制阀来检测打开的控制阀对应的出油段是否出水，如果有出水则关闭该控制阀，对应的打开其他控制阀，如果没有出水，则由上述方法依次检测其他的控制阀，用于寻找到出水位置，进而实现了对水平井中出水位置的准确检测，并通过关闭出水位置对应的控制阀，实现对出水位置的封堵，防止水平井被水淹没，保证了水平井的正常使用，提高了油气井的使用寿命和单井产能。

图3为本实用新型提供的完井管柱实施例二中第一封隔器的主视图，图4为本实用新型提供的完井管柱实施例二中第一封隔器的截面图，图5为本实用新型提供的完井管柱实施例二的结构示意图，在上述实施例的基础上，如图3、图4和图5所示，本实施例中的第一封隔器30的侧壁上设置有供所述地面控制系统的控制管线60穿设的轴向通孔31；所述地面控制系统通过所述控制管线60与所述控制单元连接。

具体地，当地面控制系统与控制阀20是通过控制管线60连接时(即地面控制系统通过控制管线60实现对控制阀20中的控制单元的控制)，上述控制管线60需要穿过第一封隔器30才能实现与控制阀20中的控制单元的连接，因此，为了方便控制管线60穿过第一封隔器30，则在第一封隔器30的侧壁上设置有轴向通孔31，使得地面控制系统的控制管线60穿过该通孔，实现与控制单元的连接，同时该轴向通孔31还可以起到保护控制管线60的作用。

进一步地，继续参照图3、图4和图5，上述第一封隔器30可以包括第一管体32和第二管体33，所述第二管体33套设在所述第一管体32的外壁上，所述轴向通孔31设置在第二管体33的侧壁上，用于使控制管线60穿过。

可选地，本实施例中的第一封隔器30中的第一管体32可以套设在水平分支油管11的外壁上，实现第一封隔器30与水平分支油管11的连接。可选地，本实施例中的第一封隔器30还可以与水平分支油管11连通，具体地，将第一封隔器30的第一端与一根水平分支油管11的一端连接，再将第一封隔器30的另一端与另一根水平分支油管11的一端连接，其中上述的两个水平分支油管11为水平裸眼井段40中相邻的两个水平分支油管，这样实现了水平分支油管11与第一封隔器30的连接，使得水平分支油管11中的油气可以通过第一封隔器30流入下一个水平分支油管11。其中第一封隔器30与水平分支油管11的连接可以是螺纹连接。进一步地，为了实现控制管线60与第二管体33的侧壁上的轴向通孔31之间的密封连接，在轴向通孔31的内壁上设置一密封卡套(图中未示出)，用于当控制管线60穿过轴向通孔31后密封该轴向通孔31，防止该第一封隔器30对应的出油段41中的油气或者水进入到其他的出油段41中，使得地面控制系统无法通过控制控制阀20准确判断出水位置，造成不能及时封堵出水部位的问题产生。本实施例通过在轴向通孔31中设置密封卡套，实现第一封隔器30对水平裸眼井段40的密封坐封，提高了完井管柱100对出水位置的准确判断和及时有效封堵，进一步保证了水平井的安全生产。

进一步地，继续参照上述图3和图4，本实施中的第一封隔器30还可以包括遇油膨胀的橡胶筒34，所述橡胶筒34套设在所述第二管体33的外壁上，用于坐封所述水平分支油管11的水平裸眼井段40。

具体地，上述第一封隔器30还包括橡胶筒34，该橡胶筒34套设在第一封隔器30的第二管体33的外壁上，该橡胶筒34使用遇油会发生膨胀的材料制成，这样当第一个封隔器30坐封在水平裸眼井段40时，第一封隔器30最外面的橡胶筒34遇到油会发生膨胀，实现第一封隔器30与水平裸眼井段40的紧密坐封，从而使得第一封隔器30将水平分支油管11的水平裸眼井段40密封坐封成多个出油段41，以防止第一封隔器30一侧的油气通过第一封隔器30与水平裸眼井段40之间的缝隙而进入第一封隔器30的另一侧。当某一个控制阀20对应的出油段41出水时，可以通过关闭该控制阀20，使得该控制阀20以及该控制阀20两端的第一封隔器30将出油段41封堵成一个密封空间，实现对该出油段41中水的封堵，防止水平井被水淹，保证了水平井的正常安全使用。

本实用新型提供的完井管柱，通过在第一封隔器上的侧壁上设置一轴向通孔，用于使来自地面控制系统的控制管线穿过该轴向通孔与控制阀中的控制单元连接，实现地面控制系统通过控制控制单元实现对控制阀的开启与关闭的控制，实现对出水位置的准确判断和及时封堵。同时，为了防止水平裸眼井段中的油气通过上述轴向通孔从第一分封隔器的一侧流到第一分封隔器的另一侧，使得第一封隔器无法实现对水平裸眼井段的紧密坐封，则在第一轴向通孔的内壁上设置有密封卡套，实现第一封隔器对水平裸眼井段的坐封。另外，为了进一步提高第一封隔器与水平裸眼井段的紧密坐封效果，则在第一封隔器的第二管体的外壁上套设一橡胶管，该橡胶管为遇油膨胀的橡胶筒，当第一封隔器遇到油时，该橡胶管膨胀，使得第一封隔器与水平裸眼井段的坐封更加紧密，实现了第一封隔器将水平分支油管的水平裸眼井段坐封成多个出油段，进一步提高了地面控制系统检测出水位置的准确性，进而提高了控制阀对出位置的封堵，进一步保证了水平井的安全使用，提高了油气井的单井产量及使用寿命。

图6为本实用新型提供的完井管柱实施例三的结构示意图，在上述实施例的基础上，为了提高完井管柱100的使用性，则本实施例的完井管柱100还可以包括第二封隔器70，所述第二封隔器70设置在所述油管10的垂直分支油管12上，用于坐封所述垂直分支油管12所在的垂直井段50。

具体地，本实用新型在水平井的垂直井段50中设置有套管，该套管用于固定油气井，同时对设置在其中的油管10起到保护作用。本实施例的第二封隔器70坐封在水平井的垂直井段50中的套管内，使垂直井段50中的套管与产层的水平裸眼井段40封隔开，防止水平裸眼井段40中的流体或腐蚀介质进入油管10与套管之间的间隙而腐蚀套管，进而保证了套管的正常使用，实现了套管对油管10的有效保护。

进一步地，当地面控制系统通过控制管线60与控制阀20中的控制单元连接时，则在第二封隔器70的侧壁上也设置一轴向通孔，用于使地面控制系统的控制管线60通过该轴向通孔进入水平裸眼井段40，实现与控制阀20中的控制单元的连接。

可选地，为了防止水平裸眼井段40中的流体或腐蚀介质通过第二封隔器70外壁上的轴向通孔进入套管内，造成对套管的腐蚀，本实施例可以在第二封隔器70的侧壁上的轴向通孔内设置一密封卡套，实现当控制管线60穿过第二封隔器70侧壁上的轴向通孔后，还可以实现第二封隔器70与套管的密封坐封，防止水平裸眼井段40中的流体或腐蚀介质进入套管中腐蚀套管，保证了套管的正常使用。

进一步地，继续参照图6，上述完井管柱100还可以包括：井下安全阀80，该井下安全阀80设置在垂直分支油管12上。

具体地，为了方便控制油气井的开关状态，本实施可以在垂直分支油管12靠近井口的位置处设置一井下安全阀80，该井下安全阀80用于连通或封堵油管10。即，当油气井在高温、高压等高风险的情况下，或者当井口管线出现破裂或者生产设施发生异常的情况下，通过快速关闭井下安全阀80防止井喷等事故的产生，进而提高了水平井的安全性。

进一步地，继续参照图6，上述完井管柱100还可以包括：盲堵90，所述盲堵90用于封堵所述水平分支油管11。

具体地，在水平分支油管11的端部设置盲堵90，可以用于封堵水平分支油管11，防止杂质进入平分支油管11而污染油管，同时盲堵90的形状为头部较尖的圆锥体，可以引导油管10顺利到达井下的预设位置。

本实用新型提供的完井管柱，通过在垂直分支油管上设置第二封隔器，用于将垂直井段与水平裸眼井段封隔开，防止水平裸眼井段中的流体或腐蚀介质进入套管中腐蚀套管，保证了套管的正常使用，进而提高了油气井的使用寿命。另外，本实施在垂直分支油管上靠近进口的位置处设置一井下安全阀，实现对油管的连通或封堵，通过快速关闭井下安全阀防止井喷等事故的产生，进而提高了油气井的生产安全性。同时，在水平分支油管的一端处设置一盲堵，用于封堵水平分支油管，引导油管顺利进入井下。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。