一种水平井隔采管柱和隔采方法
【专利摘要】本发明提供了的水平井隔采管柱和隔采方法，隔采管柱主要由油管，以及油管自下而上连接着的导向丝堵、筛管、封隔器、隔采转换阀和抽油泵组成，在不动管柱的情况下，通过向隔采转换阀内投球憋压迅速将主通流道转换为旁通流道，实现一趟钻封上采下和封下采上的工艺目的，操作高效简单，降低油井水平井找堵水隔采作业成本，提高施工效率，减少常规作业施工过程中对环境的污染。
【专利说明】
一种水平井隔采管柱和隔采方法
技术领域
[0001 ]本发明属于油田水平井堵水采油技术领域，具体涉及一种水平井隔采管柱。
【背景技术】
[0002]在油田水平井采油过程中，由于底水锥进或注入水推进，引起引起较大比例的井出现含水量上升甚至水淹，导致水平井停产甚至报废，如何快速高效的实现水平井找水、堵水，使产能恢复成为摆在油田开发工作者的一大技术难题。
[0003]目前，国内常规的水平井找堵水隔采工艺只能实现隔上采下或隔下采上，一般的的工艺流程为:根据生产参数初步确定出一个隔采位置，起原井生产管柱，下隔采管柱进行，如出油，则转入正常生产;如不出油，换管柱进行再次隔采，这样使得水平井找水、堵水、隔采作业周期长、费用高。
[0004]综上，传统的找堵水工艺管柱作用单一，不能实现找堵水相结合的目的，因此，寻求新的找堵水方法，实现高效找水、堵水隔采，降低作业成本显得尤为重要。近年来，在油气井生产过程中，形成了系列井下开关、堵塞器和桥塞，但设计思路单一，只能实现一种功能。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是解决传统的隔采工艺一趟管柱只能实现单一的封上采下或封下采上，导致隔采作业效率低的问题。
[0006]为此，本发明提供了一种水平井隔采管柱，包括油管，所述油管自下而上连接着导向丝堵、筛管、封隔器、隔采转换阀和抽油栗。
[0007]所述隔采转换阀自上而下由上接头、壳体、下接头依次连接组成；
所述壳体上部内壁设有两个缩径台阶，第一个缩径台阶内设有衬环，第二个缩径台阶内设有C形锁环，C形锁环位于衬环下方，壳体中部筒壁上开设有壳体旁通孔；
所述壳体内设有滑套，滑套的外壁通过剪钉与壳体连接，滑套的上部外壁设有锯齿，中部外壁开设有滑套旁通孔，下部外壁开设有滑套主通流道侧孔，滑套的最底端是盲堵；所述下接头的内壁安装有密封件。
[0008]所述剪钉的下方、滑套旁通孔的上方和下方分别设有套在滑套外壁上的O形密封圈。
[0009]所述C形锁环的内壁为锯齿形螺纹，可以向内收缩。
[0010]所述密封件为V形密封盘根组，V形密封盘根组的上方是压帽。
[0011]所述的封隔器采用单向卡瓦支撑的压缩式封隔器。
[0012]所述的V形密封盘根组是由多个V形密封盘根上下套接在一起组成。
[0013]—种水平井隔采方法，包括以下步骤:
步骤一:连接水平井隔采管柱，检查隔采转换阀，确保滑套主通流道侧孔畅通，滑套旁通孔关闭；
步骤二:将连接好的水平井隔采管柱下至井内目的层处，使得封隔器位于目的层，然后上提下放管柱，使封隔器坐封，封隔器将水平井采油段分为上部层段、下部层段两个部分，上部层段为封隔器与井口之间，下部层段为封隔器和井底之间；
目的层液体经筛管过滤后，由封隔器的内通径进入隔采转换阀，再由滑套主通流道侧孔进入滑套内，最后顺着油管排出地面，完成封上采下；
步骤三:向油管内投入钢球进行投球憋压，钢球推动滑套下滑，滑套上部的锯齿与C形锁环的锯齿形螺纹咬合，对滑套进行锁定，滑套底端的盲堵插入V形密封盘根组，V形密封盘根组封堵了滑套主通流道侧孔，滑套旁通孔与壳体旁通孔重合，封隔器上部层段油套环空内的液体由壳体旁通孔、滑套旁通孔进入滑套内，最后顺着油管排出地面，完成封下采上，实现由封上采下到封下采上的迅速转换；
步骤四:解封封隔器，下放封隔器至下一目的层，循环步骤二?步骤三，直至完成水平井隔水采油。
[0014]本发明的有益效果:本发明提供了一种水平井隔采管柱和隔采方法，隔采管柱主要由油管，以及油管自下而上连接着的导向丝堵、筛管、封隔器、隔采转换阀和抽油栗组成，在不动管柱的情况下，通过向隔采转换阀内投球憋压迅速将主通流道转换为旁通流道，实现一趟钻封上采下和封下采上的工艺目的，操作高效简单，降低油井水平井找堵水隔采作业成本，提高施工效率，减少常规作业施工过程中对环境的污染。
[0015]以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
【附图说明】
[0016]图1是隔采管柱的结构示意图。
[0017]图2是隔采转换阀主通流道畅通、旁通流道关闭的状态示意图。
[0018]图3是隔采转换阀主通流道关闭、旁通流道畅通的状态示意图。
[0019]图4是图3的A处局部放大示意图。
[0020]图5是图3的B处局部放大示意图。
[0021]附图标记说明:1、上接头;2、壳体;3、衬环;4、密封件;5、C形锁环;6、滑套旁通孔；
7、0形密封圈；8、滑套;9、壳体旁通孔；10、剪钉；11、锯齿；12、滑套主通流道侧孔；13、压帽；14、V形密封盘根组；15、下接头；16、钢球；17、第一个缩径台阶；18、第二个缩径台阶；18、油管；19、隔采转换阀；20、导向丝堵;21、筛管;22、封隔器;23、第二个缩径台阶;24、抽油栗。
【具体实施方式】
[0022]实施例1:
如图1所示，本实施例提供了一种水平井隔采管柱，包括油管18，所述油管18自下而上连接着导向丝堵20、筛管21、封隔器22、隔采转换阀19和抽油栗24。
[0023]水平井隔采管柱的工作原理和工作过程是:
下钻前认真检查附图2所示隔采转换阀19，确保隔采转换阀19处于图2所示主通流道畅通、旁通流道关闭的状态，正确顺序连接好工具串后下钻，当封隔器22下入到预计的隔采位置时，通过上提下放管柱操作坐封封隔器22，将水平井采油段人为的分成上、下两个部分。此时，通过自动排液或抽油栗抽汲排液，产出的只是封隔器下部层段的液体液体经筛管21过滤后，通过封隔器22的内通径，再穿过隔采转换阀19的主通流道，最后顺着油管18内部排到地面。正确认识封隔器22下部的产液特征后，在不动管柱的情况下，可以通过管内投球憋压的方式启动附图3所示隔采转换阀19的滑套8，使得隔采转换阀19的主通流道关闭、旁通流道开启附图3所示状态，这样就快速的封堵了封隔器22下部液体流入油管18内的通道，接下来的自动排液或抽汲排液，排出的是封隔器22上部层段的产液封隔器22上部层段产液流经隔采转换阀19的旁通流道，进入油管18内部，顺着油管18排出地面。通过上述工艺方法，在不动管柱的情况下，仅通过管内投球憋压操作，即可快速的将工艺管柱的封上采下功能转换成封下采上功能，操作高效简单。
[0024]需要说明的是，其中导向丝堵20、筛管21、封隔器22、抽油栗24都是现有成熟的井下工具，具体结构不做特别叙述，油管串使用的油管18也是采油常用的油管，只有隔采转换阀19是本发明新设计的工具。在此只对工艺管柱中选配的成熟工具的功能用途简单介绍:①导向丝堵20的作用是封堵管柱下端部，并且在下钻过程中起导向引入的作用;②筛管21是封隔器22下部液流进入管内的必经通道，同时过滤液流中的大颗粒杂质，阻止大颗粒杂质进入管内，影响隔采转换阀19或抽油栗24的正常工作;③封隔器是一款单向卡瓦支撑、上提下放管柱坐封、解封的压缩式封隔器，坐封后起封隔器油套环空的作用，封隔器22的内通径始终保持畅通;④抽油栗24用于地层能量不足时、液体无法通过管内自喷向上流动时的抽汲排液工具，它分栗壳和栗芯两大部分，需要抽汲排液时将栗芯下入栗壳，地面抽油机作用下工作排液，不需要抽汲排液时可取出栗芯，使管柱内通径保持畅通。
[0025]实施例2:
在实施例1的基础上，如图2和图3所示，所述隔采转换阀19自上而下由上接头1、壳体2、下接头15依次连接组成;所述壳体2上部内壁设有两个缩径台阶，第一个缩径台阶17内设有衬环3，第二个缩径台阶23内设有C形锁环5，C形锁环5位于衬环3下方，壳体2中部筒壁上开设有壳体旁通孔9;所述壳体2内设有滑套8，滑套8的外壁通过剪钉1与壳体2连接，滑套8的上部外壁设有锯齿11，中部外壁开设有滑套旁通孔6，下部外壁开设有滑套主通流道侧孔12，滑套8的最底端是盲堵;所述下接头15的内壁安装有密封件4。
[0026]隔采转换阀19的工作原理如下:
隔采转换阀19下钻状态如附图2所示，滑套8被剪钉10固定在壳体2上面，壳体旁通孔9被滑套8和其上面的O形密封圈7组成的密封机构密封，隔采转换阀19的主通流道由上接头I内孔、滑套8内通径、滑套主通流道侧孔12、压帽13内孔、V形密封盘根组14内孔、下接头15内孔组成；隔采转换阀的旁通流道由滑套旁通孔6和壳体旁通孔9的重合通道、滑套8的内通径、上接头I的内孔组成。
[0027]如图2，在滑套8被剪钉10固定的情况下，隔采转换阀19的主通流道是畅通的，需要流道转换时，如图3所示，通过管内投送钢球16，待钢球16坐落在滑套8上端时，憋压产生向下的推力，向下推力作用下先剪断固定滑套的剪钉10，接着滑套8下移，直到滑套8的下端盲堵部分完全插入V形密封盘根组14的内孔、滑套8上端部强行撑开C形锁环5并完全拟合，此时滑套8下端将会顶在下接头15的内孔上端面，不再下移此时的状态正如附图3所示。
[0028]完成投球憋压推动隔采转换阀滑套8的操作之后，如图3所示，由于滑套8下端盲堵部分插入了 V形密封盘根组14，此时隔采转换阀主通流道不再畅通阻止了液体从下接头15的内孔流经V形密封盘根组14的内孔，但是由于隔采转换阀滑套旁通孔6同壳体旁通孔9的重合，同时开启了隔采转换阀的旁通流道。钢球16在滑套8内孔上端只能形成单向阀作用，不会阻止液体由隔采转换阀旁通流道从油套环空流入油管内。滑套8在滑套上端部锯齿11与C形锁环5拟合作用下构成的锁定机构锁定，不会由于滑套8的下端部压力聚集向上移动。
[0029]通过采用隔采转换阀19，在不动管柱的情况下，仅通过管内投球憋压操作，即可快速的将工艺管柱的封上采下功能转换成封下采上功能，操作高效简单。
[0030]实施例3:
在实施例2的基础上，如图2和图3所示，所述剪钉10的下方、滑套旁通孔6的上方和下方分别设有套在滑套8外壁上的O形密封圈7。
[0031]如图4所示，所述C形锁环5的内壁为锯齿形螺纹，可以向内收缩。当向管柱内投入钢球16时，C形锁环5与滑套8上的锯齿11咬合，形成锁定机构，对滑套8进行锁定，确保滑套8不会由于下端部压力聚集向上移动。
[0032]如图5所示，所述密封件4为V形密封盘根组14，V形密封盘根组14的上方是压帽13。所述的V形密封盘根组14是由多个V形密封盘根上下套接在一起组成。
[0033]所述的封隔器22采用单向卡瓦支撑的压缩式封隔器，本实施例中选择的是Y211封隔器，坐封后起封隔器油套环空的作用，封隔器的内通径始终保持畅通。
[0034]实施例4:
一种水平井隔采方法，包括以下步骤:
步骤一:连接水平井隔采管柱，检查隔采转换阀19，确保滑套主通流道侧孔12畅通，滑套旁通孔6关闭；
步骤二:将连接好的水平井隔采管柱下至井内目的层处，使得封隔器22位于目的层，然后上提下放管柱，使封隔器22坐封，封隔器22将水平井采油段分为上部层段、下部层段两个部分，上部层段为封隔器22与井口之间，下部层段为封隔器22和井底之间；
目的层液体经筛管21过滤后，由封隔器22的内通径进入隔采转换阀19，再由滑套主通流道侧孔12进入滑套8内，最后顺着油管18排出地面，完成封上采下；
步骤三:向油管18内投入钢球16进行投球憋压，钢球16推动滑套8下滑，滑套8上部的锯齿11与C形锁环5的锯齿形螺纹咬合，对滑套8进行锁定，滑套8底端的盲堵插入V形密封盘根组14，V形密封盘根组14封堵了滑套主通流道侧孔12，滑套旁通孔6与壳体旁通孔9重合，封隔器22上部层段油套环空内的液体由壳体旁通孔9、滑套旁通孔6进入滑套8内，最后顺着油管18排出地面，完成封下采上，实现由封上采下到封下采上的迅速转换；
步骤四:解封封隔器22，下放封隔器22至下一目的层，循环步骤二?步骤三，直至完成水平井隔水采油。
[0035]以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
【主权项】
1.一种水平井隔采管柱，包括油管(18)，其特征在于:所述油管(18)自下而上连接着导向丝堵(20)、筛管(21)、封隔器(22)、隔采转换阀(19)和抽油栗(24)。2.如权利要求1所述的水平井隔采管柱，其特征在于:所述隔采转换阀(19)自上而下由上接头(I)、壳体(2 )、下接头(15 )依次连接组成； 所述壳体(2)上部内壁设有两个缩径台阶，第一个缩径台阶(17)内设有衬环(3)，第二个缩径台阶(23)内设有C形锁环(5)，C形锁环(5)位于衬环(3)下方，壳体(2)中部筒壁上开设有壳体旁通孔(9); 所述壳体(2 )内设有滑套(8 )，滑套(8 )的外壁通过剪钉(1 )与壳体(2 )连接，滑套(8 )的上部外壁设有锯齿(11)，中部外壁开设有滑套旁通孔(6)，下部外壁开设有滑套主通流道侧孔(12)，滑套(8)的最底端是盲堵； 所述下接头(15 )的内壁安装有密封件(4 )。3.如权利要求2所述的水平井隔采管柱，其特征在于:所述剪钉(10)的下方、滑套旁通孔(6)的上方和下方分别设有套在滑套(8)外壁上的O形密封圈(7)。4.如权利要求2所述的水平井隔采管柱，其特征在于:所述C形锁环(5)的内壁为锯齿形螺纹，可以向内收缩。5.如权利要求2所述的水平井隔采管柱，其特征在于:所述密封件(4)为V形密封盘根组(14)，V形密封盘根组(14)的上方是压帽(13)。6.如权利要求1所述的水平井隔采管柱，其特征在于:所述的封隔器(22)采用单向卡瓦支撑的压缩式封隔器。7.如权利要求5所述的水平井隔采管柱，其特征在于:所述的V形密封盘根组(14)是由多个V形密封盘根上下套接在一起组成。8.一种水平井隔采方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一:连接水平井隔采管柱，检查隔采转换阀(19)，确保滑套主通流道侧孔(12)畅通，滑套旁通孔(6)关闭； 步骤二:将连接好的水平井隔采管柱下至井内目的层处，使得封隔器(22)位于目的层，然后上提下放管柱，使封隔器(22)坐封，封隔器(22)将水平井采油段分为上部层段、下部层段两个部分，上部层段为封隔器(22)与井口之间，下部层段为封隔器(22)和井底之间； 目的层液体经筛管(21)过滤后，由封隔器(22)的内通径进入隔采转换阀(19)，再由滑套主通流道侧孔(12)进入滑套(8)内，最后顺着油管(18)排出地面，完成封上采下； 步骤三:向油管(18)内投入钢球(16)进行投球憋压，钢球(16)推动滑套(8)下滑，滑套(8)上部的锯齿(11)与C形锁环(5)的锯齿形螺纹咬合，对滑套(8)进行锁定，滑套(8)底端的盲堵插入V形密封盘根组(14)，V形密封盘根组(14)封堵了滑套主通流道侧孔(12)，滑套旁通孔(6)与壳体旁通孔(9)重合，封隔器(22)上部层段油套环空内的液体由壳体旁通孔(9)、滑套旁通孔(6)进入滑套(8)内，最后顺着油管(18)排出地面，完成封下采上，实现由封上采下到封下采上的迅速转换； 步骤四:解封封隔器(22)，下放封隔器(22)至下一目的层，循环步骤二?步骤三，直至完成水平井隔水采油。
【文档编号】E21B43/00GK106089158SQ201610745193
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月29日
【发明人】曹欣, 张文, 樊红旗, 任荣利, 高银锁, 温亚魁, 席仲琛, 李大维, 陈世波, 王松, 王增科
【申请人】中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司