砾石充填管柱和砾石充填方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油开采技术，尤其涉及一种砾石充填管柱和一种砾石充填方法。
【背景技术】
[0002]目前，我国的渤海区块大部分油藏都属于疏松砂岩结构，都需要进行防砂完井，经过多年来的尝试，作业效率和产收效果最优的防砂完井方式集中为优质筛管防砂和砾石充填防砂。砾石充填技术大都将带有筛管的完井管柱固定在井眼中，然后利用服务工具管柱输送携砂液至筛管与井筒的环状空间，过滤出砂砾留在筛管外形成充填层，其余被滤出砂的液体通过服务工具管柱内的通道返出井口。
[0003]国外的砾石充填防砂技术已发展多年，现如今已应用已非常成熟，国内陆地油田在80年代便开始逐渐引用外国的防砂技术，但针对海上的砾石充填防砂工艺技术鲜有涉及，导致国内相关的自主化技术还处于起步阶段。
【发明内容】
[0004]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种砾石充填管柱和砾石充填方法，通过内管柱的操作，可实现下入循环、坐封、试压、充填、酸洗等各种现场施工工艺，满足目前海上大部分单层裸眼或者套管井的砾石充填防砂需求。
[0005]为了达到本发明的目的，本发明提供了一种砾石充填管柱，包括外管柱和内管柱，所述内管柱位于所述外管柱内，所述外管柱包括依次连接的顶部封隔器、延伸筒、充填滑套、密封筒、负荷显示接箍、上扣接头、防漏失阀、筛管、O型圈密封筒和浮鞋；所述内管柱包括依次连接的坐封工具、导流阀、密封总成、充填转向工具、反循环单流阀、负荷显示器、冲管、防漏失阀开关工具和插入抛光管；其中，所述坐封工具可将所述顶部封隔器坐封，所述负荷显示器固定在所述负荷显示接箍上，所述防漏失阀开关工具可打开或关闭所述防漏失阀。
[0006]可选地，所述导流阀的内部装有可上下移动的滑动套，所述滑动套上具有第一轴向流通通道和与所述第一轴向流通通道连通的第一径向液孔；
[0007]所述导流阀的侧壁上设有通孔，所述滑动套移动时，所述导流阀的内侧壁可将所述第一径向液孔关闭或打开，所述滑动套的外侧壁可将所述通孔打开，使所述导流阀与所述滑动套之间的环空与所述通孔连通，或者将所述通孔关闭。
[0008]可选地，所述密封总成内套设有内芯管，所述导流阀的下部与所述密封总成密闭连接，所述滑动套的下部与所述内芯管密闭连接，且所述导流阀与所述滑动套之间的环空和所述密封总成与所述内芯管之间的环空连通，所述第一轴向流通通道和所述内芯管连通。
[0009]可选地，所述充填转向工具的外部套设有密封环，所述充填转向工具上具有第二径向流通通道和第二轴向流通通道，且所述第二径向流通通道和所述第二轴向流通通道的上部分别与所述密封总成和所述内芯管相连通；
[0010]所述充填转向工具的下部设置有可上下移动的坐封球座，所述坐封球座上具有轴向坐封通道和与所述轴向坐封通道连通的第二径向液孔，所述坐封球座的外周面上设有外环空，所述坐封球座移动时，可将所述第二径向液孔和所述外环空打开或关闭。
[0011]可选地，所述充填转向工具的下部固定有扶正器，所述扶正器的上端伸入所述轴向坐封通道内；所述扶正器上具有轴向通孔，所述轴向通孔内设有一可上下移动的活塞，所述活塞上具有密封部，所述密封部可将所述轴向通孔密封或打开。
[0012]可选地，所述反循环单流阀上设置有第一弹性卡爪，所述第一弹性卡爪上设有沟槽，所述反循环单流阀可在所述密封筒内上下移动，使所述第一弹性卡爪的所述沟槽将所述充填滑套打开或关闭；所述反循环单流阀的侧壁上开设有旁通通道，所述反循环单流阀外套设有外套筒，所述第一弹性卡爪和所述外套筒之间设有密封环，且所述第一弹性卡爪的外径小于所述密封筒的外径，所述第一弹性卡爪、所述外套筒和所述密封环可相对于所述反循环单流阀上下移动，使所述密封环的内侧壁可与所述反循环单流阀的外侧壁密闭接触或分离，将所述旁通通道打开或关闭。
[0013]可选地，所述反循环单流阀的内部为从下向上导通的单向阀，且所述单向阀的内部安装有爆破盘，打破所述爆破盘后，所述单向阀的上下导通。
[0014]可选地，所述反循环单流阀的下部与所述负荷显示器相连接，所述负荷显示器的最大外径处设有第二弹性卡爪，所述负荷显示器内的芯轴上设有长度不同的两条轨道槽，所述第二弹性卡爪可沿所述轨道槽移动，并在两所述轨道槽之间转换。
[0015]可选地，所述防漏失阀的下部连接有安全接头，所述安全接头与所述筛管相连接。
[0016]本发明提供了一种砾石充填方法，包括依次进行的以下步骤:
[0017]步骤a:将内管柱和外管柱连接好并下入到预定位置；
[0018]步骤b:坐封顶部封隔器，使坐封工具与顶部封隔器丢手，找到各个工艺流程位置后验封顶部封隔器；
[0019]步骤c:进行砾石充填作业；
[0020]步骤d:反循环洗井；
[0021]步骤e:酸洗作业；
[0022]步骤f:起出内管柱。
[0023]可选地，在所述步骤a中，将所述内管柱和所述外管柱下入到所述预定位置的过程中，从管柱最底部正循环作业。
[0024]可选地，在所述步骤b中，所述各个工艺流程位置包括:坐封位置、反循环位置和充填位置；所述步骤b包括:
[0025]所述内管柱和所述外管柱下入到位后，在井口标记所述坐封位置，投球并使坐封球落在充填转向工具的坐封球座上，向油管打压达到预设压力时，坐封顶部封隔器；
[0026]从油管打压，同时上提所述内管柱，使所述坐封工具与所述顶部封隔器丢手；然后上提所述内管柱第一预设距离，使密封环关闭反循环单流阀的旁通通道，在井口标记出所述反循环位置；
[0027]下放所述内管柱至负荷显示器压在负荷显示接箍上，在井口标注充填位置；
[0028]从套管打压，通过观察地面压力表是否稳压，以检验所述顶部封隔器坐封是否合格，若压力下降且从所述内管柱有液体返出，则表明所述顶部封隔器没有完全坐封，然后再次进行坐封并验封顶部封隔器；若压力不降，则表明所述顶部封隔器密封良好，继续打压，直至所述反循环单流阀内部的爆破盘破裂，沟通管柱与地层，防止所述内管柱上提下放时发生抽吸效应。
[0029]可选地，所述步骤c包括:上提所述内管柱至所述反循环位置，关闭万能防喷器，进行反循环洗井；
[0030]反循环完成后，先上提再下放所述内管柱，至所述反循环单流阀被打开；
[0031]继续下放所述内管柱至所述充填位置，此时所述充填转向工具的第二径向流通通道对准充填滑套的充填孔，进行充填作业。
[0032]可选地，所述步骤d包括:当出现脱砂压力后，环空加压预设压力，上提所述内管柱至所述反循环位置，环空压力下降，液体由所述内管柱内部返出，反循环清洗钻杆中多余的砂浆，直至清洁液体返出。
[0033]可选地，所述步骤e包括:反循环清洗完成后，继续上提所述内管柱第二预设距离，使所述反循环单流阀高于所述顶部封隔器的内芯轴，再下放第三预设距离，打开所述反循环单流阀，之后继续上提第四预设距离，至负荷显示器高于顶部封隔器，此位置为酸洗位置，投入酸洗钢球，关闭导流阀的第一轴向流通通道与所述内管柱的内部环空，进行酸洗作业。
[0034]可选地，所述步骤f包括:酸洗作业完成后起钻，根据冲管的配长，冲管底部的防漏失阀开关工具关闭防漏失阀，井口环空灌满液体，观察预设时长，确认液面不下降后，起出所述内管柱。
[0035]本发明和现有技术相比，具有如下有益效果:
[0036]本发明提供的砾石充填管柱，可实现现有技术所具备的所有功能，并更加集成化，通过对内管柱的操作，可实现下入循环、坐封、试压、充填、酸洗、验滑套等各种现场施工需要；
[0037]整套砾石充填管柱在施工过程中始终保持正压，不对地层产生抽吸和压迫作用；下入管柱过程中可进行循环洗井，并在管柱遇阻时可旋转整个管柱，管柱可传递较大扭矩；
[0038]本发明提供的砾石充填方法，可满足目前海上大部分单层裸眼或者套管井的砾石充填防砂需求。
[0039]本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
[0040]附图用来提供对本发明技术方案的可选地理解，