專利名稱：側(cè)鉆分支井裸眼完井防砂管柱及其插入式酸洗充填內(nèi)管柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及石油開采的井下設(shè)備，尤其是側(cè)鉆分支井裸眼完井防砂管柱及其
插入式酸洗充填內(nèi)管柱，適用于側(cè)鉆分支井完井防砂工藝及其后續(xù)的酸洗、礫石充填工藝。
背景技術(shù)：
在石油工業(yè)的開采領(lǐng)域，側(cè)鉆分支井包括側(cè)鉆井、分支井及多層側(cè)向分支井等，是 水平井、側(cè)鉆井技術(shù)的集成和發(fā)展，目的是盡可能增大井身與油層的接觸面積，更大程度地 釋放地層能量，提高產(chǎn)量，提高注水波及體積，提高最終采收率。目前水平井、側(cè)鉆分支井鉆 井技術(shù)已經(jīng)解決，但完井、固井、防砂一體化技術(shù)還未成熟配套。目前側(cè)鉆分支井主要采用 小套管，水泥固井后射孔完井，對于疏松砂巖油藏受井眼限制只能采用化學(xué)防砂或掛更小 濾砂管的方法進(jìn)行完井?；瘜W(xué)防砂有效期短，不適合較長水平段；掛更小濾砂管則采油效果 差，防砂失效后修井困難。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供側(cè)鉆分支井裸眼完井防砂管柱及其插入式酸洗充填內(nèi) 管柱，解決側(cè)鉆分支井的裸眼完井防砂及其后續(xù)施工的技術(shù)難題。 為達(dá)上述目的可使用本技術(shù)解決方案 側(cè)鉆分支井裸眼完井防砂管柱包括丟手座封機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)具有丟手和外懸掛封隔 器，丟手座封機(jī)構(gòu)與內(nèi)管柱和外管柱連接，內(nèi)管柱自下而上連接單流閥和泄流器，外管柱自 下而上依次連接酸洗充填閥、濾砂管、裸眼封隔器和注水泥器，內(nèi)管柱與外管柱之間由管間 密封件密封。內(nèi)、外管柱配合施工，完成注水泥完井和防砂。 與側(cè)鉆分支井裸眼完井防砂管柱配套使用、完成后續(xù)施工的插入式酸洗充填內(nèi)管 柱包括數(shù)個由連接管連接的阻流封隔器，在其底部連接酸洗充填插頭。酸洗充填內(nèi)管柱與 外管柱配合，完成酸洗施工和礫石充填施工。 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下顯著的效果本實用新型是具有懸掛封隔 器座封、裸眼封隔器座封、內(nèi)外管柱丟手、注水泥固井、防砂完井以及后續(xù)的酸洗和礫石充 填多種功能的一體化管柱。在側(cè)鉆井和側(cè)鉆分支井這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)井中，只需下一趟管柱即 可完成多項施工。不僅能降低生產(chǎn)成本，提高施工安全度，而且當(dāng)被采出層采完后，可上返 第二層施工，繼續(xù)側(cè)鉆開采。達(dá)到最高的原油采收率和最低成本的經(jīng)濟(jì)目的。

圖1是本實用新型的工作原理示意圖。
圖2是本實用新型丟手座封機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本實用新型外管柱中注水泥器和內(nèi)管柱中泄流器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本實用新型內(nèi)管柱中的單流閥的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是本實用新型外管柱中的酸洗充填閥的結(jié)構(gòu)示意圖。[0013] 圖6是本實用新型插入式酸洗充填內(nèi)管柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合實施例對發(fā)明做進(jìn)一步的詳述參見圖l，側(cè)鉆分支井裸眼完井防砂管 柱包括丟手座封機(jī)構(gòu)，丟手座封機(jī)構(gòu)具有丟手1和外懸掛封隔器5，丟手座封機(jī)構(gòu)與內(nèi)管柱 和外管柱連接，內(nèi)管柱自下而上連接單流閥47和泄流器46，外管柱自下而上依次連接酸洗 充填閥48、濾砂管29、裸眼封隔器27和注水泥器45，內(nèi)管柱與外管柱之間由管間密封件密 封。各工具之間，如單流閥47、泄流器46、酸洗充填閥48、裸眼封隔器27和注水泥器45等 部件之間通過連接管連接，連接管是套管或油管。參見圖4，單流閥47包括下接頭25、彈簧 24、鋼球23和閥體22，閥體22的上部內(nèi)腔設(shè)有內(nèi)錐面，在該內(nèi)錐面與下接頭25之間安裝 鋼球23和彈簧24。參見圖3，泄流器46包括外滑管17、內(nèi)滑管18和下接頭20，在外滑管 17上設(shè)有液流孔19，外滑管17下部與下接頭20連接，外滑管17上部與內(nèi)滑管18反絲扣 連接，其連接絲扣是左旋扣16。內(nèi)滑管18的下部外圓設(shè)有臺肩，該臺肩的直徑大于外滑管 17內(nèi)絲扣的大徑或稱根徑。參見圖5，酸洗充填閥48包括上接頭31、鋼球32、篩管33、彈簧 35和導(dǎo)向頭36，上接頭31上部與濾砂管29連接，上接頭31的內(nèi)腔設(shè)有錐面凸臺，篩管33 與上接頭31和導(dǎo)向頭36連接，鋼球32和彈簧35安裝在上接頭31錐面凸臺下方的篩管33 內(nèi)，錐面凸臺的中部設(shè)有密封圈30，篩管33設(shè)有篩管孔34。參見圖3，注水泥器45包括彈 簧9、中心管10、活塞環(huán)11、密封環(huán)12、壓環(huán)13和外液缸15，中心管10外圓設(shè)有臺肩，下部 管體設(shè)有液流孔14，中心管10上與外懸掛封隔器5通過連接管相連，下與外液缸15連接。 彈簧9、活塞環(huán)11、密封環(huán)12和壓環(huán)13自上而下依次安裝在中心管IO外圓臺肩與外液缸 15之間?；钊h(huán)11的內(nèi)圓設(shè)有密封圈8。泄流器46中的外滑管17的液流孔19與注水泥 器45的中心管10的液流孔14以及外液缸15的中部內(nèi)腔對應(yīng)。參見圖2，丟手1設(shè)有丟 手反扣3和液流凸臺，液流凸臺上設(shè)計徑向座封孔4和軸向液流孔2，丟手反扣3也設(shè)有軸 向液流孔2，徑向座封孔4和軸向液流孔2彼此間隔不相聯(lián)通。丟手1的丟手反扣3設(shè)計 在液流凸臺的上方與設(shè)有側(cè)流孔6的外懸掛封隔器5連接，丟手1的下部與內(nèi)管柱的上連 接管連接，外懸掛封隔器5的下部與外管柱的連接管連接。參見圖6，與側(cè)鉆分支井裸眼完 井防砂管柱配套使用、完成后續(xù)施工的插入式酸洗充填內(nèi)管柱包括多個用連接管相連的阻 流封隔器和酸洗充填插頭43，阻流封隔器在圖6中上只畫了一個。阻流封隔器和連接管連 接成為長達(dá)幾十米乃至一百米、二百米或更長的管柱，具體視井下油層的分布情況確定，在 該管柱的底部連接酸洗充填插頭43。阻流封隔器包括中心管37、單向皮碗38、單向皮碗滑 套39、彈簧41、壓環(huán)42。中心管37上至少銑有三條液流槽40，中心管37的外圓依次套有 單向皮碗38、單向皮碗滑套39和彈簧41，由螺紋連接壓環(huán)42。酸洗充填插頭43的下部管 體設(shè)有旁通孔44，其下部管體與外管柱酸洗充填閥48中上接頭31內(nèi)腔配合，旁通孔44對 應(yīng)篩管33。 管間密封件包括上皮碗7、下皮碗21、上皮碗26和下皮碗28，也包括酸洗充填內(nèi)管 柱的單向皮碗38，均為單向密封。上皮碗7與下皮碗21、上皮碗26與下皮碗28分別對應(yīng) 外管柱的注水泥器45和裸眼封隔器27的上下方，連接在內(nèi)管柱上；單向皮碗38完成酸洗 充填內(nèi)管柱與外管柱的密封。 實施中首先在已完井的主井筒中鉆一個側(cè)鉆分支裸眼井筒，然后在井口自下而上將酸洗充填閥48、濾砂管29、裸眼封隔器27、注水泥器45等部件組成的外管柱連接好；再 將單流閥47、泄流器46、上皮碗7、下皮碗21、上皮碗26、下皮碗28等部件組成的內(nèi)管柱連 接好下入外管柱中。與外管柱連接的外懸掛封隔器5和與內(nèi)管柱連接的丟手1 ，在沒丟手前 是一套工具。將內(nèi)管柱和丟手1連接，外管柱和外懸掛封隔器5連接，內(nèi)外管柱成一整體管 柱后下入側(cè)鉆分支井裸眼井筒中，外懸掛封隔器5則在側(cè)鉆井筒中的主井筒內(nèi)座封，填補(bǔ) 了目前側(cè)鉆井中無下一趟管柱就能完成多項施工的井下生產(chǎn)工具。 本實用新型在現(xiàn)場使用時，按如下操作程序進(jìn)行 注水泥完井和防砂施工將外管柱和內(nèi)管柱按圖2到圖5的圖示順序連接好，下入 井中設(shè)計位置，從油管打壓力，液力從油管經(jīng)過徑向座封孔4使外懸掛封隔器5座封。同時 液力通過內(nèi)管柱和內(nèi)管柱上的上皮碗26、下皮碗28之間的液流孔使裸眼封隔器27座封。 座好后正旋轉(zhuǎn)油管柱使丟手1和外懸掛封隔器5通過丟手反扣3丟手脫開。同時通過泄流 器46的外滑管17和內(nèi)滑管18的左旋扣16的相對轉(zhuǎn)動和軸向位移，內(nèi)滑管18上移，其下 端面移到液流孔19上部，使液流孔19露出。此時從油管柱泵入水泥漿固井，水泥漿通過泄 流器46的液流孔19將注水泥器45的活塞環(huán)11推開，進(jìn)入套管外環(huán)空，通過外懸掛封隔器 5的側(cè)流孔6和液流孔2返到油套環(huán)空。注足量后從油套環(huán)空打壓，液力從液流孔2經(jīng)上皮 碗7、液流孔19到油管柱將多余水泥漿反洗出。然后將內(nèi)管柱從外管柱中提出完井。外管 柱中的濾砂管29留在井下，起到防砂作用。 酸洗施工酸洗時將酸洗插頭43和數(shù)個由連接管連接的阻流封隔器連接成插入 式酸洗充填內(nèi)管柱，下入井中至井底。下壓管柱，使插入式酸洗充填內(nèi)管柱的酸洗插頭43 將鋼球32頂開，將酸洗充填閥48打開，然后從油套環(huán)空泵入酸洗液，酸洗液在數(shù)個阻流封 隔器的導(dǎo)引下從油套環(huán)空進(jìn)入濾砂管29的外環(huán)空，再從酸洗充填閥48的篩管孔34經(jīng)酸洗 插頭43的旁通孔44進(jìn)入酸洗充填內(nèi)管柱內(nèi)腔及油管返回地面。此期間將濾砂管29外的 泥餅和泥漿清洗干凈。 礫石充填施工從油管將礫石砂漿泵入，經(jīng)酸洗充填內(nèi)管柱內(nèi)腔及旁通孔44及篩 管孔34進(jìn)入濾砂管29和裸眼井筒的環(huán)空，礫石被濾留在裸眼井筒環(huán)空，液體則進(jìn)入油套環(huán) 空返回地面。充填完畢后，反洗出多余礫石，提出酸洗充填內(nèi)管柱即可完井。
權(quán)利要求側(cè)鉆分支井裸眼完井防砂管柱，包括丟手座封機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)具有丟手(1)和外懸掛封隔器(5)，其特征是丟手座封機(jī)構(gòu)與內(nèi)管柱和外管柱連接，內(nèi)管柱自下而上連接單流閥(47)和泄流器(46)，外管柱自下而上依次連接酸洗充填閥(48)、濾砂管(29)、裸眼封隔器(27)和注水泥器(45)，內(nèi)管柱與外管柱之間由管間密封件密封。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的側(cè)鉆分支井裸眼完井防砂管柱，其特征是單流閥(47)包括下 接頭(25)、彈簧(24)、鋼球(23)和閥體(22)，閥體(22)的上部內(nèi)腔設(shè)有內(nèi)錐面，在該內(nèi)錐 面與下接頭(25)之間安裝鋼球(23)和彈簧(24)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的側(cè)鉆分支井裸眼完井防砂管柱，其特征是泄流器(46)包括外 滑管(17)、內(nèi)滑管(18)和下接頭(20)，在外滑管(17)上設(shè)有液流孔(19)，外滑管(17)下 部與下接頭(20)連接，外滑管(17)上部與內(nèi)滑管(18)反絲扣連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的側(cè)鉆分支井裸眼完井防砂管柱，其特征是內(nèi)滑管(18)的下 部外圓設(shè)有臺肩，該臺肩的直徑大于外滑管(17)內(nèi)絲扣的大徑，內(nèi)滑管(18)與外滑管(17) 的連接絲扣是左旋扣(16)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的側(cè)鉆分支井裸眼完井防砂管柱，其特征是酸洗充填閥(48)包 括上接頭(31)、鋼球(32)、篩管(33)、彈簧(35)和導(dǎo)向頭(36)，上接頭(31)上部與濾砂管 (29)連接，上接頭(31)的內(nèi)腔設(shè)有錐面凸臺；篩管(33)與上接頭(31)和導(dǎo)向頭(36)連 接；鋼球(32)和彈簧(34)安裝在上接頭(31)錐面凸臺下方的篩管(33)內(nèi)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的側(cè)鉆分支井裸眼完井防砂管柱，其特征是注水泥器(45)包 括彈簧(9)、中心管(10)、活塞環(huán)(11)、密封環(huán)(12)、壓環(huán)(13)和外液缸(15)，中心管(10) 外圓設(shè)有臺肩，下部管體設(shè)有液流孔(14)，中心管(10)上與外懸掛封隔器(5)通過連接管 相連，下與外液缸(15)連接；彈簧(9)、活塞環(huán)(11)、密封環(huán)(12)和壓環(huán)(13)自上而下依 次安裝在中心管(10)外圓臺肩與外液缸(15)之間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的側(cè)鉆分支井裸眼完井防砂管柱，其特征是泄流器(46)中的外 滑管(17)的液流孔(19)與液流孔(14)以及外液缸(15)的中部內(nèi)腔對應(yīng)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的側(cè)鉆分支井裸眼完井防砂管柱，其特征是丟手(1)設(shè)有丟手 反扣(3)和液流凸臺，液流凸臺上設(shè)計徑向座封孔(4)和軸向液流孔(2)，丟手反扣(3)也 設(shè)有軸向液流孔(2)，徑向座封孔(4)和軸向液流孔(2)彼此間隔不相聯(lián)通。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的側(cè)鉆分支井裸眼完井防砂管柱，其特征是丟手(1)的丟 手反扣(3)設(shè)計在液流凸臺的上方與設(shè)有側(cè)流孔(6)的外懸掛封隔器(5)連接，丟手(1) 的下部與內(nèi)管柱的上連接管連接，外懸掛封隔器(5)的下部與外管柱的連接管連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的側(cè)鉆分支井裸眼完井防砂管柱，其特征是管間密封件包括 上皮碗(7)、下皮碗(21)、上皮碗(26)和下皮碗(28)，上皮碗(7)與下皮碗(21)、上皮碗 (26)與下皮碗(28)分別對應(yīng)外管柱注水泥器(45)和裸眼封隔器(27)的上下方，連接在內(nèi) 管柱上。
11. 專用于權(quán)利要求1側(cè)鉆分支井裸眼完井防砂管柱的插入式酸洗充填內(nèi)管柱，其特 征是本管柱包括數(shù)個由連接管連接的阻流封隔器，在其底部連接酸洗充填插頭(43)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的插入式酸洗充填內(nèi)管柱，其特征是阻流封隔器包括中心管 (37)、單向皮碗(38)、單向皮碗滑套(39)、彈簧(41)和壓環(huán)(42)，中心管(37)上至少銑有 三條液流槽(40)，中心管(37)的外圓依次套有單向皮碗(38)、單向皮碗滑套(39)和彈簧(41)，由螺紋連接壓環(huán)(42)。
13.根據(jù)權(quán)利要求ll所述的插入式酸洗充填內(nèi)管柱，其特征是酸洗充填插頭(43)的下 部管體設(shè)有旁通孔(44)，其下部管體與外管柱酸洗充填閥(48)的上接頭(31)內(nèi)腔配合，旁 通孔(44)對應(yīng)篩管(33)。
專利摘要本實用新型公開的是側(cè)鉆分支井裸眼完井防砂管柱及其插入式酸洗充填內(nèi)管柱，在石油工業(yè)側(cè)鉆井和側(cè)鉆分支井的完井防砂、酸洗、礫石充填工藝中使用。完井防砂管柱包括丟手座封機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)具有丟手和外懸掛封隔器，丟手座封機(jī)構(gòu)與內(nèi)管柱和外管柱連接，內(nèi)管柱自下而上連接單流閥和泄流器，外管柱自下而上依次連接酸洗充填閥、濾砂管、裸眼封隔器和注水泥器，內(nèi)管柱與外管柱之間由管間密封件密封。內(nèi)、外管柱配合施工，完成注水泥完井和防砂。酸洗充填內(nèi)管柱包括數(shù)個由連接管連接的阻流封隔器，在其底部連接酸洗充填插頭。酸洗充填內(nèi)管柱與外管柱配合，完成酸洗施工和礫石充填施工。本實用新型在側(cè)鉆井和側(cè)鉆分支井中，只需下一趟管柱即可完成多項施工。
文檔編號E21B34/06GK201486538SQ20092022454
公開日2010年5月26日 申請日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月14日
發(fā)明者吳建平, 吳瓊, 姜靜, 安克, 智勤功, 王登慶, 聶俊, 謝金川, 陳剛, 高雪峰 申請人:中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司采油工藝研究院