能冲洗泵下筛管的解堵型防砂管柱结构的制作方法

文档序号:15135678发布日期:2018-08-10 19:16阅读:294来源:国知局

本发明涉及油气开采技术领域,尤其涉及一种能冲洗泵下筛管的解堵型防砂管柱结构。



背景技术:

目前的防砂管柱基本是底部防砂管柱(使用悬挂器固定)和泵下筛管防砂管柱两级防砂。

底部防砂管柱起到主要的防砂作用,该底部防砂管柱利用悬挂器悬挂于套管或裸眼井的内壁上,一般位于储层段或者储层段上部,具体根据油井出砂情况、生产情况进行设定,产出液携带部分小颗粒地层砂进入筛管,部分较大颗粒地层砂被筛管阻挡,沉降至油井底部,长时间生产过程中,容易造成储层段堵塞。

泵下筛管防砂管柱位于抽油泵的下方,与抽油泵密封连通,一般不需要悬挂器固定,在防砂过程中,由于泵下筛管挡砂粒径较小,在出砂严重、地层水高矿化度、泥质含量高等井中,容易造成泵下筛管堵塞,目前不起出筛管时的泵下筛管冲洗方式主要有两种:

一是洗井液自油套环空(即油管和套管之间的环空)中打入,自外向内冲洗完筛管后,沿油管返出地面。而由于生产过程中地层原油也是由筛管外进入筛管内,筛管外部堵塞比较严重,所以该筛管冲洗解堵方式,即洗井液自筛管外向筛管内冲洗筛管,冲洗效果不好。

二是洗井液自油套环空中打入,经打孔管或者其他装置进入筛管内部,对筛管进行自内而外的冲洗,洗井液返不出地面。该筛管冲洗方式洗井液进入地层,不返出地面,易造成储层污染。

另外还可以起出筛管进行清洗堵塞,但是该清洗方式作业费用昂贵,且作业时间较长,影响生产,不利于推广使用。

由此,本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践,提出一种能冲洗泵下筛管的解堵型防砂管柱结构,以克服现有技术的缺陷。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种能冲洗泵下筛管的解堵型防砂管柱结构,克服现有技术中存在的储层段易堵塞、筛管自外向内冲洗效果差、洗净液不返排易污染及泵下筛管起出冲洗成本高等问题,该解堵型防砂管柱结构能在不起出泵下筛管的情况下实现筛管自内向外冲洗,解堵效果好,洗井液能返出地面,避免了地层的污染,节约了大量作业费用,保证了该油井的正常生产。

本发明的目的是这样实现的,一种能冲洗泵下筛管的解堵型防砂管柱结构,所述能冲洗泵下筛管的解堵型防砂管柱结构包括顶部与抽油泵的底部密封连接的洗井阀,所述洗井阀的外壁底部密封套设有能固定所述洗井阀的第一封隔器,所述洗井阀的内侧下部能密封连通地设有泵下筛管,所述泵下筛管的底部密封且侧壁上设置泵下筛管过流透隙,所述泵下筛管沿轴向间隔地设置于所述第一封隔器的下方;所述泵下筛管的下方设置有允许产出气液自下而上流动的单流阀,所述单流阀沿轴向间隔地设置于所述泵下筛管的下方,所述单流阀的下部密封连通设有底部筛管,所述底部筛管的底部密封且侧壁上设置底部筛管过流透隙,所述底部筛管的外壁上部套设有能固定所述底部筛管的第二封隔器,所述第一封隔器和所述第二封隔器之间构成封闭的且能与所述泵下筛管的内腔连通的泵下筛管冲洗空间,所述洗井阀上设置有允许洗井液自所述第一封隔器上方的环空向内流入所述泵下筛管的洗井液注入通道,所述洗井阀上设置有允许洗井液自所述泵下筛管冲洗空间流向抽油泵、且与所述洗井液注入通道隔离设置的洗井液返排通道,所述洗井阀上还设置有允许产出气液自下而上流入抽油泵的产出物通道。

在本发明的一较佳实施方式中,所述底部筛管位于所述第二封隔器下方的外壁上密封套设有沉砂管,所述沉砂管底部呈密封设置且所述沉砂管的内壁与所述底部筛管的外壁呈径向间隔设置,所述沉砂管的侧壁上设有允许产出气液自外向内流入的沉砂管过流透隙。

在本发明的一较佳实施方式中,所述洗井阀包括缸套结构,所述缸套结构的顶部能连通地密封连接于抽油泵的底部,所述缸套结构的底部能密封套设于所述第一封隔器内,所述缸套结构内能滑动地套设有顶部端面封闭设置的滑动内管,所述滑动内管内沿轴向设有底部开口的滑动内管中心孔,所述缸套结构的内侧位于所述滑动内管的下方固定套设有向下延伸穿出所述缸套结构的连接内管,所述连接内管内设置轴向贯通的连接内管中心孔,所述连接内管的底部能连通地密封连接所述泵下筛管。

在本发明的一较佳实施方式中,所述滑动内管的外壁与所述缸套结构的内壁呈径向间隔设置,所述滑动内管的上部设有直径增大的第一凸环部,所述滑动内管的外壁底部与所述第一凸环部呈上下间隔地设置有直径增大的第二凸环部,所述第一凸环部的外壁和所述第二凸环部的外壁均与所述缸套结构的内壁呈密封滑动抵靠设置,所述滑动内管位于所述第一凸环部和所述第二凸环部之间设置有径向贯通的滑动内管侧透孔,所述滑动内管的顶部设置直径呈减小设置的第一凸柱部,所述第一凸柱部上设置顶板部,所述顶板部的外径尺寸小于所述第一凸柱部的外径尺寸,所述第一凸柱部的侧壁上径向贯通设置能连通所述滑动内管中心孔和所述缸套结构的内腔的第一凸柱侧透孔;

所述缸套结构的内壁上部位于所述第一凸环部上方的位置设置内径呈减小设置的第一台阶部,所述第一台阶部与所述第一凸环部的顶面呈上下间隔设置,所述滑动内管位于所述第一凸环部上方的外壁能沿所述缸套结构位于所述第一台阶部上方的内壁密封滑动,所述第一凸柱部的外壁与所述缸套结构位于所述第一台阶部上方的内壁呈径向间隔设置;所述缸套结构的内壁上位于所述第一台阶部的上方设置内径呈减小设置的第一内环部,所述顶板部能滑动穿设于所述第一内环部内,所述第一凸柱部的顶面能密封顶抵于所述第一内环部的底面上构成所述滑动内管的上行限位部;所述第一台阶部、所述缸套结构的内壁、所述滑动内管的外壁和所述第一凸环部的顶面之间构成复位腔,所述复位腔内套设有复位弹簧;

所述缸套结构的内壁上且位于所述第一凸环部和所述第二凸环部之间的位置固定设置有第二内环部,所述滑动内管能密封滑动地穿设通过所述第二内环部,所述第一凸环部的底面、所述缸套结构的内壁、所述滑动内管的外壁和所述第二内环部的顶面之间构成洗井液进液腔,所述缸套结构的侧壁上径向贯通设置有与所述洗井液进液腔连通的第一洗井液入口结构,所述缸套结构的侧壁上位于所述第二内环部的位置径向贯通设置第二洗井液入口结构,所述第二内环部的侧壁上径向贯通设置能与所述第二洗井液入口结构连通的内环部侧透孔,所述滑动内管侧透孔能滑动上移连通所述内环部侧透孔和所述滑动内管中心孔;

所述缸套结构的侧壁内沿轴向设置两端封闭的缸套侧壁通道,所述缸套结构的侧壁上位于所述第一内环部的上方设置能连通所述缸套侧壁通道和所述缸套结构的内腔的第一连通孔,所述缸套结构的侧壁上位于所述第二内环部的下方设置能连通所述缸套侧壁通道和所述缸套结构的内腔的第二连通孔,所述第一连通孔、所述缸套侧壁通道和所述第二连通孔与所述第一洗井液入口结构、所述第二洗井液入口结构呈周向错开设置;

所述连接内管的外径尺寸小于所述缸套结构的下部内径尺寸,所述连接内管的外壁上沿周向间隔设置有至少两个外径呈增大设置的凸台结构,各所述凸台结构的外壁密封套设于所述缸套结构的内壁上,所述缸套结构的内壁和相邻两个所述凸台结构的侧壁之间构成洗井液返排直过道,所述缸套结构的内腔底端、各所述凸台结构的底面、所述缸套结构的内壁和所述连接内管的外壁之间构成洗井液返排入口空间,所述洗井液返排入口空间的底部与所述泵下筛管冲洗空间连通设置;所述连接内管的顶部设置有外径减小的第二凸柱部,所述第二凸柱部的底部与所述连接内管的外壁之间构成第二台阶部,所述第二台阶部密封顶抵于所述滑动内管的底面上构成所述滑动内管的下行限位部;所述滑动内管的内壁下部能密封滑动套设于所述第二凸柱部的外壁上,所述第二连通孔位于所述第二内环部和所述第二台阶部之间,所述第二凸环部的底面、所述滑动内管的底面、所述缸套结构的内壁、所述第二凸柱部的外壁、所述连接内管的外壁与所述凸台结构的顶面之间构成洗井液返排过渡空间,所述第二连通孔能连通所述洗井液返排过渡空间和所述缸套侧壁通道;

所述连接内管中心孔、所述滑动内管中心孔、所述第一凸柱侧透孔和所述第一凸柱侧透孔上方的缸套结构的内腔能连通构成产出物通道;所述第二洗井液入口结构、所述内环部侧透孔、所述滑动内管侧透孔和所述滑动内管中心孔能连通构成所述洗井液注入通道,所述洗井液返排入口空间、所述洗井液返排直过道、所述洗井液返排过渡空间、所述第二连通孔、所述缸套侧壁通道、所述第一连通孔和所述第一连通孔上方的缸套结构的内腔能连通构成所述洗井液返排通道。

在本发明的一较佳实施方式中,所述缸套结构包括顶部能连通地密封连接于抽油泵的底部的第一上接头,所述第一上接头的内部设有轴向贯通的第一上接头内孔,所述第一上接头内孔内设置所述第一内环部,所述第一上接头的底面构成所述第一台阶部,所述第一上接头的外壁底部密封固定套设向下延伸设置的液缸套,所述第一上接头的侧壁上位于所述第一内环部的上方设置所述第一连通孔,所述第一上接头的外壁上设置有自所述第一连通孔向下延伸设置的第一上接头侧凹槽,所述液缸套的外壁上设置有自顶部向下延伸设置的液缸套侧凹槽,所述液缸套侧凹槽的底部呈封闭设置,所述液缸套侧凹槽与所述第一上接头侧凹槽呈连通设置,所述液缸套的侧壁上位于所述第二内环部的下方设置第三液缸套侧透孔,所述液缸套侧凹槽与所述第三液缸套侧透孔呈连通设置,所述第一上接头和所述液缸套的外部套设有能包覆于所述第一连通孔、所述第一上接头侧凹槽、所述液缸套侧凹槽和所述第三液缸套侧透孔外部的外护套,所述第一上接头侧凹槽、所述液缸套侧凹槽和所述外护套的内壁之间构成所述缸套侧壁通道;

所述液缸套位于所述第一凸环部和所述第二凸环部之间的位置固定套设所述第二内环部,所述液缸套的侧壁上轴向间隔设置第一液缸套侧透孔和第二液缸套侧透孔,所述外护套的侧壁上设置有与所述第一液缸套侧透孔连通的第一外护套侧透孔,所述外护套的侧壁上还设置有与所述第二液缸套侧透孔连通的第二外护套侧透孔,所述第一液缸套侧透孔和所述第一外护套侧透孔连通构成所述第一洗井液入口结构,所述第二液缸套侧透孔和所述第二外护套侧透孔连通构成所述第二洗井液入口结构,所述液缸套侧凹槽与所述第一液缸套侧透孔和所述第二液缸套侧透孔呈周向错开设置;

所述液缸套的内侧下部固定套设有向下延伸穿出所述液缸套的过渡内管,所述过渡内管的顶面与所述第二内环部的底面顶抵设置,所述过渡内管的内径尺寸大于所述连接内管的外径尺寸,各所述凸台结构的外壁密封套设于所述过渡内管的内壁上,所述第二凸环部的外壁与所述过渡内管的内壁呈密封滑动抵靠设置,所述过渡内管的侧壁上与所述第三液缸套侧透孔连通地设置过渡内管侧透孔,所述第三液缸套侧透孔和所述过渡内管侧透孔连通管构成所述第二连通孔,所述过渡内管的外壁下部固定套设有内部中空的第一下接头,所述第一下接头的外壁底部密封套设于所述第一封隔器内,所述第一下接头的内壁与所述连接内管的外壁之间呈径向间隔设置;

所述连接内管的外壁底部固定套设有第二下接头,所述第二下接头的内侧底部能连通地密封连接所述泵下筛管。

在本发明的一较佳实施方式中,所述第一内环部的内径尺寸与所述顶板部的外径尺寸呈相同设置,所述顶板部的外壁能密封滑动抵靠于所述第一内环部的内壁上。

在本发明的一较佳实施方式中,所述单流阀包括同轴套设的单流阀外管结构和单流阀内管,所述单流阀内管能沿所述单流阀外管结构轴向滑动,所述单流阀外管结构的顶部设置单流阀球阀座,所述单流阀球阀座上能密封顶抵设置密封球,所述单流阀外管结构的顶部向上延伸设置有过流头,所述过流头的侧壁上设置允许气液产出物流出的单流阀产出物过孔,所述单流阀外管结构位于所述单流阀球阀座的下方的侧壁上设置能与所述单流阀内管的内腔连通的单流阀洗井液过孔,所述单流阀外管结构位于所述单流阀洗井液过孔的下方密封套设于所述底部筛管的内侧上部。

在本发明的一较佳实施方式中,所述单流阀为能打捞的单流阀,所述过流头的顶部向上延伸设置有打捞头。

在本发明的一较佳实施方式中,所述打捞头包括自所述过流头顶部向上延伸的打捞杆,所述打捞杆的顶部设置打捞锥头,所述打捞锥头的直径自下向上渐缩设置。

在本发明的一较佳实施方式中,所述单流阀外管结构包括单流阀外套管,所述单流阀内管的外壁与所述单流阀外套管的内壁呈径向间隔设置,所述单流阀外套管的内壁顶部固定连接内部中空的第二上接头,所述单流阀外套管的内壁底部固定连接内部中空的第三下接头,所述单流阀内管的外壁能滑动地抵靠于所述第二上接头和所述第三下接头的内壁上,所述第二上接头的底面和所述第三下接头的顶面之间构成单流阀内管滑动行程腔,所述单流阀内管的外壁上套设有单流阀凸环部,所述单流阀凸环部的外壁能滑动地抵靠于所述单流阀外套管的内壁上,所述单流阀凸环部的顶面能与所述第二上接头的底面顶抵卡止,所述单流阀凸环部的底面与所述第三下接头的顶面之间设置有单流阀弹簧;所述第二上接头内设置第三内环部,所述第三内环部构成所述单流阀球阀座,所述第二上接头内位于所述第三内环部的下方设置第三台阶部,所述第二上接头位于所述第三台阶部下方的侧壁上设置所述单流阀洗井液过孔,所述单流阀内管的顶部向上延伸设置有直径呈减小设置的第三凸柱,所述第三凸柱的外壁与所述第二上接头的内壁之间呈径向间隔设置,所述第三凸柱的顶面能顶抵于所述第三台阶部上,所述第三凸柱的底部与所述单流阀内管的外壁之间构成第四台阶部;所述第三台阶部、所述第二上接头的内壁、所述第三凸柱的外壁和所述第四台阶部之间构成单流阀洗井液充入腔。

在本发明的一较佳实施方式中,所述第二上接头位于所述单流阀洗井液过孔处的外壁直径呈增大设置,所述第二上接头位于所述单流阀洗井液过孔处的外壁与所述第二上接头位于所述单流阀洗井液过孔下方的外壁之间构成第五台阶部,所述第五台阶部能顶抵于所述第二封隔器的顶面上。

在本发明的一较佳实施方式中,所述沉砂管过流透隙的周向宽度尺寸大于所述底部筛管过流透隙的周向宽度尺寸,所述底部筛管过流透隙的周向宽度尺寸大于所述泵下筛管过流透隙的周向宽度尺寸。

由上所述,本发明提供的能冲洗泵下筛管的解堵型防砂管柱结构具有如下有益效果:

(1)本发明的能冲洗泵下筛管的解堵型防砂管柱结构中,洗井阀既设置有产出物通道满足生产过程中产出气液自下而上流向抽油泵的开采需求,洗井阀上还设置有允许洗井液自外向内流入泵下筛管的洗井液注入通道以及与洗井液注入通道相隔离的洗井液返排通道以满足对泵下筛管的冲洗清洁需求,洗井阀将泵下筛管与抽油泵连接构成一体结构,在洗井的时候,不需要将泵下筛管与抽油泵分离,也不需要将抽油泵起出底面,泵下筛管的冲洗方向是自内向外,与产出气液流入泵下筛管的方向相反,洗井解堵效果好,节约了大量作业费用;洗井液能通过抽油泵返出地面,避免了地层的污染,保证了油井的正常生产;

(2)本发明的能冲洗泵下筛管的解堵型防砂管柱结构中,底部筛管位于第二封隔器下方的外壁上密封套设有沉砂管,沉砂管用来存贮被底部筛管阻挡的地层砂,避免地层砂落入地层堵塞储层段;

(3)本发明的能冲洗泵下筛管的解堵型防砂管柱结构中,单流阀能够保证冲洗泵下筛管作业过程中,泵下筛管冲洗空间能够憋压使洗井阀正常工作,防止洗井液往下进入地层而不能上返,也可避免洗井时泵下筛管阻拦的泥垢落入底部筛管内,还能避免洗井打压时由于水泥车等设备不稳定,洗井液瞬间压力上升时造成井内憋压从而导致的井下风险,单流阀上设置打捞头,需要进行井下其他作业时,可将其打捞出地面。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释,并不限定本发明的范围。其中:

图1:为本发明的能冲洗泵下筛管的解堵型防砂管柱结构生产状态示意图。

图2:为本发明的能冲洗泵下筛管的解堵型防砂管柱结构洗井状态示意图。

图3:为本发明的洗井阀生产状态示意图。

图4:为本发明的洗井阀洗井状态示意图。

图5:为本发明的第一上接头的结构示意图。

图6:为图5中a-a处截面示意图。

图7:为图5中b-b处截面示意图。

图8:为本发明的连接内管的结构示意图。

图9:为图8中c-c处截面示意图。

图10:为本发明的液缸套的结构示意图。

图11:为图10中d-d处截面示意图。

图12:为图10中e-e处截面示意图。

图13:为本发明的单流阀正常状态的结构示意图。

图14:为本发明的单流阀卸荷状态的结构示意图。

图中:

100、能冲洗泵下筛管的解堵型防砂管柱结构;

1、洗井阀;

10、缸套结构;

101、第一上接头;1010、第一上接头内孔;1011、第一台阶部;1012、第一内环部;1013、第一连通孔;1014、第一上接头侧凹槽;

102、液缸套;

1021、第二内环部;10211、内环部侧透孔;

1022、第二连通孔;1023、液缸套侧凹槽;1024、第三液缸套侧透孔;1025、第一液缸套侧透孔;1026、第二液缸套侧透孔;

103、外护套;1031、第一外护套侧透孔;1032、第二外护套侧透孔;

104、过渡内管;

105、第一下接头;

11、滑动内管;

110、滑动内管中心孔;

111、第一凸环部;

112、第二凸环部;

113、滑动内管侧透孔;

114、第一凸柱部;1141、第一凸柱侧透孔;

115、顶板部;

12、连接内管;

120、连接内管中心孔;121、凸台结构;122、第二凸柱部;123、第二台阶部;

13、第二下接头;

2、泵下筛管;201、泵下筛管过流透隙;

3、单流阀;

31、单流阀外管结构;

311、单流阀球阀座;

312、密封球;

313、过流头;3131、单流阀产出物过孔;

314、单流阀洗井液过孔;

315、单流阀外套管;3151、第二上接头;3152、第三下接头;3153、第三台阶部;3154、第五台阶部;

32、单流阀内管;320、单流阀凸环部;321、第三凸柱;322、第四台阶部;

33、打捞头;331、打捞杆;332、打捞锥头;

34、单流阀弹簧;

4、底部筛管;401、底部筛管过流透隙;

5、沉砂管;501、沉砂管过流透隙;

61、第一封隔器;62、第二封隔器;

7、复位弹簧;

81、洗井液注入通道;82、洗井液返排通道;83、产出物通道;

9、抽油泵。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1至图14所示,本发明提供一种能冲洗泵下筛管的解堵型防砂管柱结构100,包括顶部与抽油泵9(现有技术)的底部密封连接的洗井阀1,洗井阀1的外壁底部密封套设有能固定洗井阀1的第一封隔器61(第一封隔器61的外壁顶抵固定于套管或裸井内壁上),第一封隔器61密封间隔洗井阀1与套管内壁(或裸井内壁)之间的环空,洗井阀1的内侧下部能密封连通地设有泵下筛管2,泵下筛管2的底部密封(在本实施方式中,泵下筛管2的底部通过泵下筛管丝堵进行密封)且侧壁上设置泵下筛管过流透隙201,泵下筛管2沿轴向间隔地设置于第一封隔器61的下方;泵下筛管2的下方且位于储层段或者储层段上方的位置设置有允许产出气液自下而上流动的单流阀3,单流阀3沿轴向间隔地设置于泵下筛管2的下方,单流阀3的下部密封连通设有底部筛管4,底部筛管4的底部密封(在本实施方式中,底部筛管4的底部通过底部筛管丝堵进行密封)且侧壁上设置底部筛管过流透隙401,底部筛管4的外壁上部套设有能固定底部筛管4的第二封隔器62(第二封隔器62的外壁顶抵固定于套管或裸井内壁上),第一封隔器61和第二封隔器62之间构成封闭的且能与泵下筛管2的内腔连通的泵下筛管冲洗空间,洗井阀1上设置有允许洗井液自第一封隔器上方的环空向内流入泵下筛管的洗井液注入通道81,洗井阀1上设置有允许洗井液自泵下筛管冲洗空间流向抽油泵且与洗井液注入通道81隔离设置的洗井液返排通道82,洗井阀1上还设置有允许产出气液自下而上流入抽油泵的产出物通道83。本发明的能冲洗泵下筛管的解堵型防砂管柱结构100中,洗井阀1既设置有产出物通道83满足生产过程中产出气液自下而上流向抽油泵的开采需求,洗井阀1上还设置有允许洗井液自外向内流入泵下筛管的洗井液注入通道81以及与洗井液注入通道81相隔离的洗井液返排通道82以满足对泵下筛管的冲洗清洁需求,洗井阀1将泵下筛管2与抽油泵连接构成一体结构,在洗井的时候,不需要将泵下筛管与抽油泵分离,也不需要将抽油泵起出底面,泵下筛管的冲洗方向是自内向外,与产出气液流入泵下筛管的方向相反,洗井解堵效果好,节约了大量作业费用;洗井液能通过抽油泵返出地面,避免了地层的污染,保证了油井的正常生产。

进一步,如图1、图2所示,底部筛管4位于第二封隔器62下方的外壁上密封套设有沉砂管5,沉砂管5的顶部通过螺纹连接于底部筛管4的外壁上,沉砂管5底部呈密封设置且沉砂管5的内壁与底部筛管4的外壁呈径向间隔设置,沉砂管5的侧壁上设有允许产出气液自外向内流入的沉砂管过流透隙501。在本实施方式中,沉砂管5的底部通过沉砂管丝堵进行密封。底部筛管4起到主要防砂作用,其位置根据油井出砂情况、生产情况进行设定;沉砂管5用来存贮被底部筛管4阻挡的地层砂,避免地层砂落入地层堵塞储层段;沉砂管5的长度根据油井出砂量及底部筛管4悬挂位置确定,若底部筛管4位置位于储层段,沉砂管5可以不用。沉砂管5还可以采用侧壁上部割缝的结构。

在本实施方式中,沉砂管过流透隙501的周向宽度尺寸(或者上部割缝的缝口宽度)大于底部筛管过流透隙401的周向宽度尺寸,底部筛管过流透隙401的周向宽度尺寸大于泵下筛管过流透隙201的周向宽度尺寸。生产过程中,产出气液中携带的地层砂中,沉砂管5将大颗粒砂阻挡于沉砂管5外,避免其随产出气液上返,底部筛管4将进入沉砂管5内的产出气液中较大颗粒砂阻挡于底部筛管4外,较大颗粒砂下沉落至沉砂管5的内腔底部,泵下筛管2将进入第一封隔器61和第二封隔器62之间环空的产出气液中较小颗粒砂阻挡于泵下筛管2外,对产出气液进一步除砂过滤。

进一步,如图3、图4所示,洗井阀1包括缸套结构10,缸套结构10的顶部能连通地密封连接于抽油泵9的底部,缸套结构10的底部能密封套设于第一封隔器61内,缸套结构10内能滑动地套设有顶部端面封闭设置的滑动内管11,滑动内管11内沿轴向设有底部开口的滑动内管中心孔110,缸套结构10的内侧位于滑动内管11的下方固定套设有向下延伸穿出缸套结构10的连接内管12,连接内管12内设置轴向贯通的连接内管中心孔120,连接内管12的底部能连通地密封连接泵下筛管2。

进一步,如图3、图4所示,滑动内管11的外壁与缸套结构10的内壁呈径向间隔设置,滑动内管11的上部设有直径增大的第一凸环部111,滑动内管11的外壁底部与第一凸环部111呈上下间隔地设置有直径增大的第二凸环部112,第一凸环部111的外壁和第二凸环部112的外壁均与缸套结构10的内壁呈密封滑动抵靠设置,滑动内管11位于第一凸环部111和第二凸环部112之间设置有径向贯通的滑动内管侧透孔113,滑动内管11的顶部设置直径呈减小设置的第一凸柱部114,第一凸柱部114上设置顶板部115,顶板部115的外径尺寸小于第一凸柱部114的外径尺寸,第一凸柱部114的侧壁上径向贯通设置能连通滑动内管中心孔110和缸套结构10的内腔的第一凸柱侧透孔1141;

缸套结构10的内壁上部位于第一凸环部111上方的位置设置内径呈减小设置的第一台阶部1011,第一台阶部1011与第一凸环部111的顶面呈上下间隔设置,滑动内管11位于第一凸环部111上方的外壁能沿缸套结构10位于第一台阶部1011上方的内壁密封滑动,第一凸柱部114的外壁与缸套结构10位于第一台阶部1011上方的内壁呈径向间隔设置;缸套结构10的内壁上位于第一台阶部1011的上方设置内径呈减小设置的第一内环部1012,顶板部115能滑动穿设于第一内环部1012内,第一凸柱部114的顶面能密封顶抵于第一内环部1012的底面上构成滑动内管的上行限位部;第一台阶部1011、缸套结构10的内壁、滑动内管11的外壁和第一凸环部111的顶面之间构成复位腔,复位腔内套设有复位弹簧7;

缸套结构10的内壁上且位于第一凸环部111和第二凸环部112之间的位置固定设置有第二内环部1021,滑动内管11能密封滑动地穿设通过第二内环部1021,第一凸环部111的底面、缸套结构10的内壁、滑动内管11的外壁和第二内环部1021的顶面之间构成洗井液进液腔,缸套结构10的侧壁上径向贯通设置有与洗井液进液腔连通的第一洗井液入口结构,缸套结构10的侧壁上位于第二内环部1021的位置径向贯通设置第二洗井液入口结构,第二内环部1021的侧壁上径向贯通设置能与第二洗井液入口结构连通的内环部侧透孔10211,滑动内管侧透孔113能滑动上移连通内环部侧透孔10211和滑动内管中心孔110;

缸套结构10的侧壁内沿轴向设置两端封闭的缸套侧壁通道,缸套结构10的侧壁上位于第一内环部1012的上方设置能连通缸套侧壁通道和缸套结构10的内腔的第一连通孔1013,缸套结构10的侧壁上位于第二内环部1021的下方设置能连通缸套侧壁通道和缸套结构的内腔的第二连通孔1022,第一连通孔1013、缸套侧壁通道和第二连通孔1022与第一洗井液入口结构、第二洗井液入口结构呈周向错开设置;在本发明的一具体实施例中,第一连通孔1013、缸套侧壁通道和第二连通孔1022的数量均为2个。

连接内管12的外径尺寸小于缸套结构10的下部内径尺寸,连接内管12的外壁上沿周向间隔设置有至少两个外径呈增大设置的凸台结构121,各凸台结构121的外壁密封套设于缸套结构10的内壁上,缸套结构10的内壁和相邻两个凸台结构121的侧壁之间构成洗井液返排直过道,在本发明的一具体实施例中,凸台结构121的数量为3个,其形成有3个洗井液返排直过道;缸套结构10的内腔底端、各凸台结构121的底面、缸套结构10的内壁和连接内管12的外壁之间构成洗井液返排入口空间,洗井液返排入口空间的底部与泵下筛管冲洗空间连通设置;连接内管12的顶部设置有外径减小的第二凸柱部122,第二凸柱部122的底部与连接内管的外壁之间构成第二台阶部123,第二台阶部123密封顶抵于滑动内管11的底面上构成滑动内管的下行限位部;滑动内管11的内壁下部能密封滑动套设于第二凸柱部122的外壁上,第二连通孔1022位于第二内环部1021和第二台阶部123之间,第二凸环部112的底面、滑动内管11的底面、缸套结构10的内壁、第二凸柱部122的外壁、连接内管12的外壁与凸台结构121的顶面之间构成洗井液返排过渡空间,第二连通孔1022能连通洗井液返排过渡空间和缸套侧壁通道;

连接内管中心孔120、滑动内管中心孔110、第一凸柱侧透孔1141和第一凸柱侧透孔1141上方的缸套结构10的内腔能连通构成产出物通道83;第二洗井液入口结构、内环部侧透孔10211、滑动内管侧透孔113和滑动内管中心孔110能连通构成洗井液注入通道81,洗井液返排入口空间、洗井液返排直过道、洗井液返排过渡空间、第二连通孔1022、缸套侧壁通道、第一连通孔1013和第一连通孔1013上方的缸套结构10的内腔能连通构成洗井液返排通道82。

能冲洗泵下筛管的解堵型防砂管柱结构100中,洗井阀1的工作状态包括生产状态和洗井状态;

如图3所示,滑动内管11的底面抵靠于第二台阶部123上,洗井阀1位于生产状态,第二凸环部112密封间隔第二连通孔1022和洗井液返排直过道,滑动内管侧透孔113与内环部侧透孔10211轴向错开,连接内管中心孔120、滑动内管中心孔110、第一凸柱侧透孔1141和第一凸柱侧透孔1141上方的缸套结构10的内腔连通构成产出物通道83;

如图4所示,滑动内管11上移至第一凸柱部114的顶面密封顶抵于第一内环部1012的底面上,洗井阀1位于洗井状态,滑动内管中心孔110和第一凸柱侧透孔1141上方的缸套结构10的内腔相互隔离,滑动内管侧透孔113与内环部侧透孔10211呈连通设置,第二洗井液入口结构、内环部侧透孔10211、滑动内管侧透孔113和滑动内管中心孔110连通构成洗井液注入通道81,洗井液返排入口空间、洗井液返排直过道、洗井液返排过渡空间、第二连通孔1022、缸套侧壁通道、第一连通孔1013和第一连通孔1013上方的缸套结构10的内腔连通构成洗井液返排通道82。

进一步,如图3至图12所示,在本发明的一具体实施例中,缸套结构10包括顶部能连通地密封连接于抽油泵9的底部的第一上接头101,第一上接头101的内部设有轴向贯通的第一上接头内孔1010,在本实施方式中,第一上接头内孔1010的上部设置用于与抽油泵9密封连接的第一上接头锥螺纹部;第一上接头内孔1010内设置前述的第一内环部1012,第一上接头101的底面构成前述的第一台阶部1011,第一上接头101的外壁底部密封固定套设向下延伸设置的液缸套102,第一上接头101的侧壁上位于第一内环部1012的上方设置前述的第一连通孔1013,第一上接头101的外壁上设置有自第一连通孔1013向下延伸设置的第一上接头侧凹槽1014,液缸套102的外壁上设置有自顶部向下延伸设置的液缸套侧凹槽1023,液缸套侧凹槽1023的底部呈封闭设置,液缸套侧凹槽1023与第一上接头侧凹槽1014呈连通设置,液缸套102的侧壁上位于第二内环部1021的下方设置第三液缸套侧透孔1024,液缸套侧凹槽1023与第三液缸套侧透孔1024呈连通设置,第一上接头101和液缸套102的外部套设有能包覆于第一连通孔1013、第一上接头侧凹槽1014、液缸套侧凹槽1023和第三液缸套侧透孔1024外部的外护套103,第一上接头侧凹槽1014、液缸套侧凹槽1023和外护套103的内壁之间构成缸套侧壁通道;

液缸套102位于第一凸环部111和第二凸环部112之间的位置固定套设前述的第二内环部1021,液缸套102的侧壁上轴向间隔设置第一液缸套侧透孔1025和第二液缸套侧透孔1026,外护套103的侧壁上设置有与第一液缸套侧透孔1025连通的第一外护套侧透孔1031,外护套103的侧壁上还设置有与第二液缸套侧透孔1026连通的第二外护套侧透孔1032,第一液缸套侧透孔1025和第一外护套侧透孔1031连通构成第一洗井液入口结构,第二液缸套侧透孔1026和第二外护套侧透孔1032连通构成第二洗井液入口结构,第二液缸套侧透孔1026的具体位置根据生产实际确定,其位置需要满足第一凸柱部114的顶面密封顶抵于第一内环部1012的底面时,第二液缸套侧透孔1026和第二外护套侧透孔1032连通;液缸套侧凹槽1023与第一液缸套侧透孔1025和第二液缸套侧透孔1026呈周向错开设置;

液缸套102的内侧下部固定套设有向下延伸穿出液缸套102的过渡内管104,过渡内管104的顶面与第二内环部1021的底面顶抵设置,过渡内管104的内径尺寸大于连接内管12的外径尺寸,各凸台结构121的外壁密封套设于过渡内管104的内壁上,第二凸环部112的外壁与过渡内管104的内壁呈密封滑动抵靠设置,过渡内管104的侧壁上与第三液缸套侧透孔1024连通地设置过渡内管侧透孔,第三液缸套侧透孔1024和过渡内管侧透孔连通管构成前述的第二连通孔1022,第三液缸套侧透孔1024和过渡内管侧透孔的设置位置,需要满足第一凸柱部114的顶面密封顶抵于第一内环部1012的底面时,洗井液返排过渡空间与缸套侧壁通道连通;过渡内管104的外壁下部固定套设有内部中空的第一下接头105,第一下接头105的外壁底部密封套设于第一封隔器61内,在本实施方式中,第一下接头105的外壁底部设置有用于密封连接第一封隔器61的第一下接头锥螺纹部;第一下接头105的内壁与连接内管12的外壁之间呈径向间隔设置;

连接内管12的外壁底部固定套设有第二下接头13,第二下接头13的内侧底部能连通地密封连接泵下筛管2。在本实施方式中,第二下接头13的内侧底部设置有用于密封连接泵下筛管2的第二下接头锥螺纹部。

进一步,第一内环部1012的内径尺寸与顶板部115的外径尺寸呈相同设置,顶板部115的外壁能密封滑动抵靠于第一内环部1012的内壁上。

进一步,如图1、图2、图13、图14所示,单流阀3包括同轴套设的单流阀外管结构31和单流阀内管32,单流阀内管32能沿单流阀外管结构31轴向滑动,单流阀外管结构31的顶部设置单流阀球阀座311,单流阀球阀座311上能密封顶抵设置密封球312,单流阀外管结构31的顶部向上延伸设置有过流头313,过流头313的侧壁上设置允许气液产出物流出的单流阀产出物过孔3131,单流阀外管结构31位于单流阀球阀座311的下方的侧壁上设置能与单流阀内管32的内腔连通的单流阀洗井液过孔314,单流阀外管结构31位于单流阀洗井液过孔314的下方密封套设于底部筛管4的内侧上部。

进一步,如图1、图2、图13、图14所示,单流阀3为能打捞的单流阀,过流头313的顶部向上延伸设置有打捞头33。在本实施方式中,打捞头33包括自过流头313顶部向上延伸的打捞杆331,打捞杆331的顶部设置打捞锥头332,打捞锥头332的直径自下向上渐缩设置。

进一步,如图13、图14所示,单流阀外管结构31包括单流阀外套管315,单流阀内管32的外壁与单流阀外套管315的内壁呈径向间隔设置,单流阀外套管315的内壁顶部固定连接内部中空的第二上接头3151,单流阀外套管315的内壁底部固定连接内部中空的第三下接头3152,单流阀内管32的外壁能滑动地抵靠于第二上接头3151和第三下接头3152的内壁上,第二上接头3151的底面和第三下接头3152的顶面之间构成单流阀内管滑动行程腔,单流阀内管32的外壁上套设有单流阀凸环部320,单流阀凸环部320的外壁能滑动地抵靠于单流阀外套管315的内壁上,单流阀凸环部320的顶面能与第二上接头3151的底面顶抵卡止,单流阀凸环部320的底面与第三下接头3152的顶面之间设置有单流阀弹簧34,在单流阀弹簧34的作用力下,单流阀凸环部320的顶面能与第二上接头3151的底面顶抵卡止;第二上接头3151内设置第三内环部,第三内环部构成单流阀球阀座311,第二上接头3151内位于第三内环部的下方设置第三台阶部3153,第二上接头3151位于第三台阶部3153下方的侧壁上设置前述的单流阀洗井液过孔314,单流阀内管32的顶部向上延伸设置有直径呈减小设置的第三凸柱321,第三凸柱321的外壁与第二上接头3151的内壁之间呈径向间隔设置,第三凸柱321的顶面能顶抵于第三台阶部3153上,第三凸柱321的底部与单流阀内管32的外壁之间构成第四台阶部322,第三台阶部3153、第二上接头3151的内壁、第三凸柱321的外壁和第四台阶部322之间构成单流阀洗井液充入腔。

如图13所示,正常状态下,单流阀洗井液过孔314与单流阀内管32的内腔互不连通,洗井的过程中,在单流阀3的作用下,洗井液不能自泵下筛管冲洗空间继续往下流动;当用于注入洗井液的水泥车(现有技术)等设备不稳定,洗井液的注入泵(现有技术)瞬间排量过大,造成井内洗井液压力瞬间增大,当泵下筛管冲洗空间内的洗井液压力增大到极限值(在一具体实施例中,该值为25mpa)时,如图14所示,单流阀3进入卸荷状态,洗井液经单流阀洗井液过孔314进入单流阀洗井液充入腔,洗井液对第四台阶部322向下的作用力大于单流阀弹簧34向上的作用力,单流阀内管32下移,单流阀洗井液过孔314与单流阀内管32的内腔连通,洗井液向下流动实现卸荷,避免了洗井液对单流阀3的损伤。该卸荷的洗井液的流量较小,不会造成井内污染。

单流阀能够保证冲洗泵下筛管作业过程中,泵下筛管冲洗空间能够憋压使洗井阀正常工作,防止洗井液往下进入地层而不能上返,单流阀3也可避免洗井时泵下筛管2阻拦的泥垢落入底部筛管4内,还能避免洗井打压时由于水泥车等设备不稳定,洗井液瞬间压力上升时造成井内憋压从而导致的井下风险。单流阀3上设置打捞头,需要进行井下其他作业时,可将其打捞出地面。

进一步,如图13、图14所示,第二上接头3151位于单流阀洗井液过孔314处的外壁直径呈增大设置,第二上接头3151位于单流阀洗井液过孔314处的外壁与第二上接头3151位于单流阀洗井液过孔314下方的外壁之间构成第五台阶部3154,第五台阶部3154能顶抵于第二封隔器62的顶面上,避免单流阀3在上部超压洗井液的作用下坠入第二封隔器62下方的套管或裸井内。

使用本发明的能冲洗泵下筛管的解堵型防砂管柱结构100进行油气开采时,首先将沉砂管丝堵密封连接于沉砂管5的底部,将底部筛管丝堵密封连接于底部筛管4的底部,将底部筛管4自上而下穿入沉砂管5内,并使沉砂管5与底部筛管4螺纹连接,在底部筛管4位于沉砂管5的上方套设第二封隔器62,使用油管(现有技术)连接底部筛管4并将其下入井内指定位置,对第二封隔器62打压丢手坐封,起出油管和第二封隔器62的丢手头(现有技术,封隔器丢手操作的必要结构),之后将单流阀3下入底部筛管4;

然后完成洗井阀1的组装,将泵下筛管丝堵密封连接于泵下筛管2的底部,将洗井阀1的第二下接头13密封连接于泵下筛管2的顶部,将第一封隔器61套设于第一下接头105的外壁上,将第一上接头101密封连接于抽油泵9的底部,将抽油泵9连接于油管上,将泵下筛管2下入井内规定位置,完成第一封隔器61的坐封,将油管固定于井口采油树(现有技术,井口结构)。此时,洗井阀1处于工作状态,即滑动内管11的底面抵靠于第二台阶部123上,第二凸环部112密封间隔第二连通孔1022和洗井液返排直过道,滑动内管侧透孔113与内环部侧透孔10211轴向错开,产出物通道83呈连通状态(连接内管中心孔120、滑动内管中心孔110、第一凸柱侧透孔1141和第一凸柱侧透孔1141上方的缸套结构10的内腔连通);

如图1所示,生产过程中,产出气液在压力作用下自下而上通过沉砂管5、底部筛管4、单流阀3、泵下筛管2、产出物通道83(连接内管中心孔120、滑动内管中心孔110、第一凸柱侧透孔1141和第一凸柱侧透孔1141上方的缸套结构10的内腔)和抽油泵9流向地面;生产过程中,部分地层砂随产出气液向上流动,沉砂管5将大颗粒砂阻挡于沉砂管5外,避免其随产出气液上返,底部筛管4将进入沉砂管5内的产出气液中较大颗粒砂阻挡于底部筛管4外,较大颗粒砂下沉落至沉砂管5的内腔底部,泵下筛管2将进入第一封隔器61和第二封隔器62之间环空的产出气液中较小颗粒砂阻挡于泵下筛管2外,对产出气液进一步除砂过滤。

如图2所示,生产一段时间后,泵下筛管过流透隙被地层砂堵塞,需要对泵下筛管2进行冲洗解堵。此时停止抽油泵9抽油动作,将洗井液自井口注入到第一封隔器61上方的环空中,第一封隔器61能够避免环空的洗井液继续向下流动,洗井液经第一液缸套侧透孔1025和第一外护套侧透孔1031进入洗井液进液腔(即第一凸环部111的底面、缸套结构10的内壁、滑动内管11的外壁和第二内环部1021的顶面之间的空间),洗井液对第一凸环部111的底面产生向上的推力,在该推力的作用下,滑动内管11向上移动,此时复位弹簧7被压缩,滑动内管11上移直至第一凸柱部114的顶面密封顶抵于第一内环部1012的底面上,第一凸柱侧透孔1141被封堵,滑动内管中心孔110和第一凸柱侧透孔上方的缸套结构的内腔相互隔离,产出物通道83被断开,此时,洗井液注入通道81(第二洗井液入口结构、内环部侧透孔10211、滑动内管侧透孔113和滑动内管中心孔110)连通,洗井液返排通道82(洗井液返排入口空间、洗井液返排直过道、洗井液返排过渡空间、第二连通孔1022、缸套侧壁通道、第一连通孔1013和第一连通孔1013上方的缸套结构10的内腔)连通;洗井液通过洗井液注入通道81进入滑动内管中心孔110,并向下流动至泵下筛管2内,洗井液通过泵下筛管过流透隙自内而外地流向泵下筛管冲洗空间(即第一封隔器61和第二封隔器62之间封闭的空间),实现泵下筛管2的冲洗解堵。泵下筛管冲洗空间内洗井液在下行洗井液压力作用下向上返排流动,冲洗后洗井液通过洗井液返排通道82返流至抽油泵9,在抽油泵9的作用下返排至地面,避免了洗井液对储层的污染。

由上所述,本发明提供的能冲洗泵下筛管的解堵型防砂管柱结构具有如下有益效果:

(1)本发明的能冲洗泵下筛管的解堵型防砂管柱结构中,洗井阀既设置有产出物通道满足生产过程中产出气液自下而上流向抽油泵的开采需求,洗井阀上还设置有允许洗井液自外向内流入泵下筛管的洗井液注入通道以及与洗井液注入通道相隔离的洗井液返排通道以满足对泵下筛管的冲洗清洁需求,洗井阀将泵下筛管与抽油泵连接构成一体结构,在洗井的时候,不需要将泵下筛管与抽油泵分离,也不需要将抽油泵起出底面,泵下筛管的冲洗方向是自内向外,与产出气液流入泵下筛管的方向相反,洗井解堵效果好,节约了大量作业费用;洗井液能通过抽油泵返出地面,避免了地层的污染,保证了油井的正常生产;

(2)本发明的能冲洗泵下筛管的解堵型防砂管柱结构中,底部筛管位于第二封隔器下方的外壁上密封套设有沉砂管,沉砂管用来存贮被底部筛管阻挡的地层砂,避免地层砂落入地层堵塞储层段;

(3)本发明的能冲洗泵下筛管的解堵型防砂管柱结构中,单流阀能够保证冲洗泵下筛管作业过程中,泵下筛管冲洗空间能够憋压使洗井阀正常工作,防止洗井液往下进入地层而不能上返,也可避免洗井时泵下筛管阻拦的泥垢落入底部筛管内,还能避免洗井打压时由于水泥车等设备不稳定,洗井液瞬间压力上升时造成井内憋压从而导致的井下风险,单流阀上设置打捞头,需要进行井下其他作业时,可将其打捞出地面。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式,并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员,在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改,均应属于本发明保护的范围。

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