同心管跨隔下返射孔、测试、排液、改造一体化试油管柱的制作方法
【专利说明】
一、技术领域
[0001]本实用新型涉及石油勘探开发试油技术领域，特别涉及一种同心管跨隔下返射孔、测试、排液、改造一体化试油管柱。
二、【背景技术】
[0002]目前在双封隔器跨隔射孔、测试联作方面，与本实用新型较接近的试油技术有“跨隔下返射孔、测试和排液一体化试油管柱”、“油气井跨隔射孔-测试联作施工管柱装置”技术。
[0003]“跨隔下返射孔、测试和排液一体化试油管柱”(专利申请号ZL 200520106208.8)是将定位短节、滑套水力泵、托砂皮碗、球座、监测压力计托筒、井下测试阀、液压锁紧、支撑式封隔器、测试压力计托筒、管外监测压力计托筒、传压工具、卡瓦式封隔器、筛管接头、减震器、液压延时点火器、点火头、枪身、泄压器依次连接组成试油管柱。其中关键技术包括:一是传压工具处在两级封隔器之间，且位于卡瓦式封隔器的上方，其内传压管穿越卡瓦式封隔器与筛管接头密闭配合，目的是使两封隔器之间的液体与液压延时点火器连通，将已射开层A的压力传递到点火头上；二是利用已射开层A的压力与测试管柱内液垫压力之差作为动力，撞击点火头引爆射孔枪身。
[0004]其不足在于:
[0005](I)完全依靠已射开层A的压力与测试管柱内液垫压力之差作为射孔的动力，发生误射孔等严重事故的风险太大。众所周知，下钻过程中，发生中途坐封、误开井的事件时有发生。一旦发生误开井，同时测试压差又达到点火头的激发压差，该管柱很容易导致误射孔的恶性后果。
[0006](2)由于无法通过从地面向环空施加安全操作压力，如果下钻时测试管柱发生漏失，则测试管柱内液垫压力必然高于预期，很容易导致已射开层A的压力与测试管柱内液垫压力之差低于预期，达不到预先设置的点火头的激发压差，且无法补救，将造成该趟管柱永远不会射孔，加之地面对井下射孔成功与否难以判断，若后续的工序再继续实施，将导致大量无效工时，浪费大量的设备、材料、人员和金钱。
[0007](3)该管柱包含了液压锁紧和球座，一是液压锁紧内通径小，二是在水力泵排液时需投球、打开滑套，球座上有球后只允许单向流动。上述因素导致管柱不具备大型酸化、水力加砂压裂等储层改造功能。此外，该管柱排液方式仅限于水力泵排液，而水力泵排液只能适应部分井况和条件，排液选择存在一定的局限性。
[0008]“油气井跨隔射孔-测试联作施工管柱装置”(专利申请号ZL 97229886.X)管柱，是采用了两级封隔器、将射孔枪夹在两级封隔器之间的管柱结构，利用一趟管柱，先封隔目的层下方的已射开层，然后再对目的层进行射孔和测试联作，主要用于上返试油。
[0009]其不足在于:
[0010](I)针对两级封隔器之间的井段进行射孔、测试，一旦地层出砂，管柱容易发生埋卡，也难以实现大型酸化或水力加砂压裂等储层改造一体化作业。
[0011](2)射孔枪位于两级封隔器之间，由于射孔瞬间压力冲击波及震颤容易造成管柱及测试仪器仪表失效，尤其是在高温高压深井作业时风险较大。
[0012](3)只能从下往上进行上返试油，不能实现下返试油。
三、【实用新型内容】
[0013]本实用新型的目的在于提供一种同心管跨隔下返射孔、测试、排液、改造一体化试油管柱及操作方法，克服了上述现有技术之不足，采用一趟管柱，先封隔已射开层，再对已射开层下方的待试层进行射孔、测试、排液、改造作业，施工安全可靠，实现了试油提速提效，节约了试油成本。
[0014]本实用新型是这样实现的:
[0015]一种同心管跨隔下返射孔、测试、排液、改造一体化试油管柱，包括自上而下串接的油井管、排液测试子系统、同心管跨隔子系统和射孔子系统，其中:
[0016]所述的排液测试子系统，包括排液装置、校深短节、循环阀、测试组合工具，所述的排液装置位于测试组合工具的上方；
[0017]所述的同心管跨隔子系统，包括传压接头、支撑式封隔器、压力计托筒、间隔管、安全接头、过渡接头、卡瓦封隔器、筛管接头及同心管组件；所述的传压接头位于支撑式封隔器的上方；所述的压力计托筒、间隔管、安全接头、过渡接头位于支撑式封隔器和卡瓦封隔器之间；所述的卡瓦封隔器位于支撑式封隔器的下方，筛管接头位于卡瓦封隔器的下方；所述的传压接头、支撑式封隔器、压力计托筒、间隔管、安全接头、过渡接头、卡瓦封隔器及筛管接头的轴向中心都设置有同心管组件；
[0018]所述的射孔子系统，包括调节管、减震器、点火头、射孔枪、泄压器。所述的射孔子系统位于卡瓦封隔器及筛管接头的下方；所述的点火头是静液柱压力式点火头，或者是测试压差式点火头；所述的调节管是带内孔的油井管。
[0019]进一步地，排液装置可以采用抽吸、水力泵、螺杆泵、气举、抽油泵等排液方式中的一种或多种组合装置，以便提高排液效率及成功率。根据排液装置类型的不同，其与校深短节在管柱的位置关系可能有所不同。例如:螺杆泵、气举、抽油泵等类型的排液装置最好位于校深短节的上方，而采用水力泵等类型的排液装置最好位于校深短节的下方，抽吸则不需要设置单独的排液装置；循环阀用于测试结束后压井时提供循环通道，它也可以与排液装置合为一体(如水力射流泵)。
[0020]进一步地，测试组合工具可以是以压控式测试阀为主体的全通径工具组合，以便发挥管柱能实现储层改造等多功能的优势以及提高井控的安全性，也可以选择多流测试阀等类型为主体的廉价型工具组合，主要用于不打算实施储层改造、又不具有高压高产特点的油气井；测试组合工具还可以包括其它的测试压力计载体或水力锚等配套工具，使管柱实现更多的功能。
[0021]进一步地，同心管跨隔子系统的压力计托筒最好位于在间隔管的上方，压力计托筒所悬挂的压力计至少包含一只外传压的压力计，用于监测两级封隔器之间的压力及温度变化，也可以再悬挂一只或多只内传压式的压力计(用于录取待试层的压力及温度变化)。
[0022]进一步地，所述的同心管组件包括一组或多组同心管，每组同心管是一个同心管单根，或者是由多个同心管单根通过同心管接箍及密封圈连接而成的组件；每组同心管至少有一端通过螺纹或焊接方式固定到同心管跨隔子系统上，每个同心管单根为一根中空管状体。
[0023]进一步地，所述传压接头的径向传压孔与各同心管组件、调节管、减震器的轴向内孔连通，形成环空加压通道。来自支撑式封隔器上方环空的压力，从传压接头的传压孔进入，再通过上述的环空加压通道，最终传递到点火头上，进而引爆射孔枪。
[0024]进一步地，所述的同心管组件与筛管接头、卡瓦封隔器、过渡接头、安全接头、间隔管、压力计托筒、支撑式封隔器、传压接头的内孔之间的环形空间连通，上述环形空间与筛管接头的径向流道、部分部件的孔型生产通道一起，形成测试组合工具下方的生产通道，该生产通道与上述的环空加压通道隔离。筛管接头外部的流体，流经测试组合工具下方的生产通道，进入测试组合工具及其上方管柱，到达地面。
[0025]同心管跨隔子系统的作用包括:
[0026]一是封闭已射开层。其包含的支撑式封隔器、压力计托筒、间隔管、安全接头、过渡接头、卡瓦封隔器组成跨隔模块，使已射开层与待试层隔离，也使已射开层的流体通道与测试组合工具下方的生产通道、环空加压通道形成隔离，已射开层的流体及压力完全隔离在试油管柱外面。
[0027]二是形成了环空加压通道，使来自支撑式封隔器上方环空的压力，传递到点火头上。
[0028]三是形成了测试组合工具下方的生产通道，使待试层的流体得以到达测试组合工具及上方。
[0029]本实用新型具有如下优点:
[0030](I)采用一趟管柱便可经济、方便、高效、可靠的完成跨隔已射开层，并对已射开层下方的待试层进行射孔、测试、排液、储层改造一体化作业，减少了打桥塞(或水泥塞)封层及钻塞次数，也减少了起下管柱及压井次数，缩短了修井作业机占用时间，节约了试油成本，达到试油提速提效的目的。
[0031](2)通过从地面向环空施加安全压力的方式，将点火头引爆，进而引爆射孔弹，完成射孔。即使下钻过程中发生误开井，也不会造成误射孔，也不会发生因测试组合工具上方的管柱漏失、压差不够造成射孔失败，大大提高了射孔的安全性、可靠性。
[0032](3)排液装置可以是抽吸、水力泵、螺杆泵、气举、抽油泵等排液方式中的一种或多种装置组合，扩大了排液适应范围，提高了排液效率及成功率。
[0033](4)可实现与大型酸化或水力加砂压裂等储层改造工序联作以及下返试油，克服了现有的“油气井跨隔射孔-测试联作施工管柱装置”只能针对两封隔器之间的井段进行射孔、试油易发生埋卡的不足。
[0034](5)射孔枪位于卡瓦封隔器的下方，有助于减少射孔瞬间压力冲击波及震颤造成管柱及测试仪器仪表失效的风险。
四、【附图说明】
[0035]图1是本实用新型中同心管跨隔下返射孔、测试、排液、改造一体化试油管柱的典型施工管柱结构图；
[0036]图2是本实用新型实施例中同心管跨隔总成1la的组装图；
[0037]图3是同心管跨隔总成1la的剖视图A-A ；
[0038]图4是同心间隔管单元1lb的剖视图D-D ；
[0039]图5是同心间隔管单元1lb的剖视图C-C ；
[0040]图6是本实用新型实施例中单组同心间隔管单元1lb组装图的B-B旋转剖视图；
[0041]图7是同心管跨隔总成1lc剖视图E-E ；
[0042]图8是同心管跨隔总成1lc剖面图G-G ；
[0043]图9是本实用新型实施例中同心管跨隔总成1lc组装图的F-F旋转剖视图。