專利名稱：水平井循環(huán)礫石充填防砂裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水平井礫石充填防砂工具，尤其是涉及一種水平井循環(huán)礫石 充填防砂裝置。
技術(shù)背景 礫石充填防砂工藝在直井防砂作業(yè)中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，是一項(xiàng)比較成熟的防 砂工藝技術(shù)。近年來，隨著水平井鉆探技術(shù)的大規(guī)模推廣應(yīng)用，為延長水平井防砂有效壽命 多采用水平井礫石充填防砂新工藝。水平井中的礫石沉降規(guī)律不同于直井，由于井段長，攜 砂液在重力作用下濾失嚴(yán)重，容易因過早脫砂形成砂橋，導(dǎo)致防砂作業(yè)失敗，因此礫石充填 防砂工藝在水平井中的應(yīng)用受到限制。2009年5月20日公開的中國發(fā)明專利申請《水平井管外分段礫石防砂工藝及管 柱》(公開號CN101435321A)，其中的裝置包括裸眼封隔器和以下的裸眼井段中、油層套管外 的防砂篩管、裸眼井段中油層套管內(nèi)的油管柱上順次連接的分段充填封隔器、充填總成和 充填服務(wù)器。該技術(shù)雖然具有充填充分、結(jié)實(shí)等特點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，作業(yè)繁復(fù)，施工作業(yè)時(shí) 間長，并且不具有酸洗、返洗井功能。2010年4月21日公開的中國實(shí)用新型專利《水平井篩管礫石充填防砂裝置》 (CN201439707U)，該裝置的密封體、套管、充填閥的閥體、接頭、篩管由上至下依次固定連 接；充填閥的內(nèi)套上端與酸洗閥的閥體固定連接，下端與內(nèi)管固定連接；密封體內(nèi)孔中安 裝有密封管。該裝置利用一趟完井管柱完成酸洗、礫石充填、返洗等作業(yè)要求，但在酸洗、礫 石充填作業(yè)中，需要分別下入酸洗管柱和充填管柱，起下管柱作業(yè)次數(shù)多，作業(yè)時(shí)間長；并 且容易出現(xiàn)充填孔關(guān)閉不嚴(yán)，影響防砂效果的不足。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有水平井篩管礫石充填防砂裝置存在的酸洗、礫石充填作業(yè)中，需要 分別下入酸洗管柱和充填管柱，起下管柱作業(yè)次數(shù)多，作業(yè)時(shí)間長；并且容易出現(xiàn)充填孔關(guān) 閉不嚴(yán)，影響防砂效果的不足，本實(shí)用新型提供一種水平井循環(huán)礫石充填防砂裝置。該裝置 使用一套管柱就可以完成酸洗、充填、返洗井作業(yè)，操作簡單，提高水平井礫石防砂的可靠 性。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是水平井循環(huán)礫石充填防砂裝 置，包括固定管柱、充填管柱，固定管柱上的充填孔處安裝有導(dǎo)向套，固定管柱的分流體、彈 簧座、封堵套由上至下依次固定連接；閥套固定安裝在分流體內(nèi)孔中，分流體、閥套上有徑 向貫通的充填孔；關(guān)閉套滑動安裝在閥套內(nèi)，關(guān)閉套下端與彈簧座軸向之間安裝有關(guān)閉彈 簧；關(guān)閉套處于上位時(shí)，將徑向貫通的充填孔封閉；充填管柱的彈簧座、滑套外筒、充填閥、 轉(zhuǎn)換筒、單流閥由上至下依次固定連接；滑套外筒下端部的內(nèi)凸臺上方有徑向返洗孔，滑套 外筒下端部內(nèi)凸臺與彈簧座軸向之間安裝有返洗滑套和彈簧；充填閥內(nèi)凸臺下方有徑向充 填孔；充填閥的充填孔處內(nèi)孔中安裝有密封閥芯；轉(zhuǎn)換筒上有徑向酸洗孔。[0007]當(dāng)充填管柱位于所述固定管柱內(nèi)，固定管柱內(nèi)的關(guān)閉套處于下位，充填管柱上的 充填孔與固定管柱上的充填孔貫通；固定管柱的封堵套與充填管柱的單流閥的閥體之間安 裝有徑向密封圈；徑向密封圈上方的固定管柱與充填管柱之間有軸向液流通道。本實(shí)用新型的有益效果是，不需要坐封，便于操作，簡化施工程序，提高工效；直 接在油層部位進(jìn)行礫石充填，緩解了充填時(shí)礫石重力沉降引起形成砂橋的問題，提高充填 質(zhì)量。

圖1是本實(shí)用新型水平井循環(huán)礫石充填防砂裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型中的固定管柱結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型中的充填管柱結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.接箍，2.短節(jié)，3.接頭，4.分流體，5.閥套，6.導(dǎo)向套，7.關(guān)閉套，8.關(guān)閉 彈簧，9.彈簧座，10.封堵套，11.接箍，12.短節(jié)，13.彈簧座，14.滑套外筒，15.彈簧，16.返 洗滑套，17.充填閥，18.密封閥芯，19.轉(zhuǎn)換筒，20.閥罩，21.閥球，22.單流閥，23.充填孔， 24.充填孔，25.酸洗孔，26.軸向液流通道，27.密封圈，28.閥體，29.返洗孔，30.固定管 柱，31.充填管柱。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1 附圖3和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。水平井循環(huán)礫石充填防砂裝置，包括固定管柱30、充填管柱31，固定管柱30上的 充填孔處安裝有導(dǎo)向套6。參見附圖2。固定管柱30的分流體4、彈簧座9、封堵套10由上至下依次固定連 接。閥套5固定安裝在分流體4內(nèi)孔中，分流體4、閥套5上有徑向貫通的充填孔23。關(guān)閉 套7安裝在閥套5內(nèi)，關(guān)閉套7可以沿閥套5內(nèi)孔上下滑動；關(guān)閉套5下端與彈簧座9軸向 之間安裝有關(guān)閉彈簧8。當(dāng)關(guān)閉套7處于上位時(shí)，將分流體4、閥套5上徑向貫通的充填孔 23封閉；當(dāng)關(guān)閉套7處于下位時(shí)，關(guān)閉套7上端面低于充填孔23，充填孔23將連通固定管 柱30內(nèi)外。關(guān)閉套7與閥套5之間安裝有徑向密封圈。參見附圖3。充填管柱31的彈簧座13、滑套外筒14、充填閥17、轉(zhuǎn)換筒19、單流 閥22由上至下依次固定連接；滑套外筒14下端部的內(nèi)凸臺上方有徑向返洗孔29，滑套外 筒14下端部的內(nèi)凸臺與彈簧座13的內(nèi)凸臺軸向之間安裝有返洗滑套16和彈簧15，彈簧15 位于返洗滑套16的上方；返洗滑套16處于下位時(shí)，將返洗孔29關(guān)閉；返洗滑套16處于上 位時(shí)，將返洗孔29打開。充填閥17的內(nèi)孔為上小下大的階梯孔，內(nèi)凸臺下方的有徑向充填 孔24 ；充填閥17的充填孔24處內(nèi)孔中安裝有密封閥芯18，密封閥芯18可以沿充填閥17 內(nèi)孔滑動，密封閥芯18處于上位時(shí)，將充填孔24關(guān)閉；密封閥芯18處于下位時(shí)，將充填孔 24打開。轉(zhuǎn)換筒19上有徑向酸洗孔25。充填管柱31下端安裝的單流閥22為球閥，閥罩 20上有軸向液流通孔；單流閥22下方的液體向上流動時(shí)，將閥球21頂開，液體向上流動。當(dāng)本實(shí)用新型水平井循環(huán)礫石充填防砂裝置進(jìn)行礫石充填作業(yè)時(shí)，充填管柱31 位于固定管柱30內(nèi)(參見附圖1)，固定管柱30內(nèi)的關(guān)閉套7處于下位，充填管柱31上的 充填孔24與固定管柱30上的充填孔23貫通。固定管柱30的封堵套10與充填管柱31上單流閥22的閥體28之間安裝有徑向密封圈27 ；徑向密封圈27上方的固定管柱30與充填 管柱31之間有軸向液流通道26。為了保證本實(shí)用新型水平井循環(huán)礫石充填防砂裝置在充填作業(yè)中，提高礫石充填 的施工作業(yè)效率，在閥套5與充填閥17之間安裝有徑向密封圈；關(guān)閉套7與轉(zhuǎn)換筒19之間 安裝有徑向密封圈；空心滑套16與滑套外筒14之間安裝有徑向密封圈，使裝置具有良好的 密封性能。本實(shí)用新型水平井循環(huán)礫石充填防砂裝置充填實(shí)施過程如下首先，分別組裝固定管柱30、充填管柱31，并在固定管柱30的外圓上安裝導(dǎo)向套 6，導(dǎo)向套6內(nèi)孔為上小下大的階梯孔，上端位于充填孔23上方且與分流體4固定連接，通 常采用焊接方式連接。然后，將固定管柱30連接在防砂管柱的下端，固定管柱30上端的分流體4通過依 次固定連接的變扣接頭3、短節(jié)2、接箍1與防砂篩管連接。固定管柱30隨防砂管柱下入井 筒中礫石充填作業(yè)位置，并固定。再將組裝完畢的充填管柱31上端通過短節(jié)12和接箍11與油管連接，充填管柱31 下端與回水芯管連接組成油管柱。油管將充填管柱31送入完井管柱中，直至充填管柱31 進(jìn)入固定管柱30內(nèi)，充填管柱31的充填閥17將固定管柱30上的關(guān)閉套8推至下位，充填 閥17上的充填孔24與固定管柱30的充填孔23貫通；此時(shí)，固定管柱30的封堵套10與充 填管柱31上單流閥22的閥體28之間通過徑向密封圈27密封；徑向密封圈27上方的固定 管柱30與充填管柱31之間形成軸向液流通道26。至此，可以開始進(jìn)行礫石充填防砂作業(yè) 施工。酸洗作業(yè)將酸洗液從井筒與防砂管柱之間的環(huán)空注入，在壓力的作用下，酸洗液 經(jīng)過管柱下方的回水芯管進(jìn)入充填管柱31內(nèi)并向上流動；向上流動的酸洗液將單流閥22 的閥球21頂開，酸洗液經(jīng)過閥罩20上的液流通道，再經(jīng)過轉(zhuǎn)換筒19上的徑向酸洗孔25進(jìn) 入固定管柱30與充填管柱31之間的軸向液流通道26，并經(jīng)過液流通道26向上返回井口， 完成酸洗作業(yè)。酸洗作業(yè)結(jié)束后，單向閥22關(guān)閉。充填作業(yè)向油管柱內(nèi)注入攜砂液，在攜砂液的作用下將充填管柱31的密封閥芯 18向下推開，直至將充填孔23、充填孔24與充填管柱31內(nèi)孔貫通；攜砂液經(jīng)過充填孔24 和充填孔23，并在導(dǎo)向套6的引導(dǎo)下進(jìn)入防砂管柱與井壁的環(huán)空內(nèi)，將攜砂液中的礫石留 在了防砂管柱與井壁之間，起到阻擋地層砂的作用，液體返回井口。返洗作業(yè)向防砂管柱和油管柱之間的環(huán)空注入返洗液，返洗液進(jìn)入液流通道 26，并經(jīng)過充填管柱31上的酸洗孔25進(jìn)入到充填管柱31內(nèi)，返洗液向上流動將密封閥芯 18向上頂起，密封閥芯18關(guān)閉充填孔23。之后在返洗液壓力的作用下，返洗液通過充填管 柱31上的返洗孔29將返洗滑套16向上打開，將液流通道26與充填管柱31內(nèi)孔貫通，返 洗液通過充填管柱31內(nèi)孔向上流動返回井口，完成返洗作業(yè)。返洗作業(yè)結(jié)束后，返洗滑套 16在彈簧15的作用下，向下移動將返洗孔29關(guān)閉。上述酸洗、充填、返洗作業(yè)依次完成后，即完成了礫石充填防砂作業(yè)施工。然后，將 油管及其充填管柱提出井筒，固定管柱30中的關(guān)閉套7在關(guān)閉彈簧8的作用下向上移動， 直至頂在閥套5的內(nèi)臺階處，并將充填孔23關(guān)閉。本實(shí)用新型水平井循環(huán)礫石充填防砂裝置，在施工作業(yè)中不用坐封，可根據(jù)需要安裝在完井管柱的上、中部位，也可在一口井中安裝一個(gè)以上水平井循環(huán)礫石充填防砂裝 置進(jìn)行分段充填。完井管柱固定后，下入充填管柱，在井口調(diào)整充填管柱位置。充填管柱調(diào) 整固定后，一趟管柱就可完成酸洗、礫石充填、返洗的施工作業(yè)，簡化了工藝，降低了工人的 勞動強(qiáng)度，安全易行。本實(shí)用新型水平井循環(huán)礫石充填防砂裝置可用于裸眼水平井、大位移井、側(cè)鉆井 的礫石充填完井防砂施工作業(yè)。應(yīng)該注意的是上述實(shí)施例是示例而非限制本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì)很 多替代實(shí)施例而不脫離附后的權(quán)利要求書的范圍。
權(quán)利要求一種水平井循環(huán)礫石充填防砂裝置，包括固定管柱、充填管柱，固定管柱上的充填孔處安裝有導(dǎo)向套，其特征是固定管柱(30)的分流體(4)、彈簧座(9)、封堵套(10)由上至下依次固定連接；閥套(5)固定安裝在分流體(4)內(nèi)孔中，分流體(4)、閥套(5)上有徑向貫通的充填孔(23)；關(guān)閉套(7)滑動安裝在閥套(5)內(nèi)，關(guān)閉套(7)下端與彈簧座(9)軸向之間安裝有關(guān)閉彈簧(8)；關(guān)閉套(7)處于上位時(shí)，將徑向貫通的充填孔(23)封閉；充填管柱(31)的彈簧座(13)、滑套外筒(14)、充填閥(17)、轉(zhuǎn)換筒(19)、單流閥(22)由上至下依次固定連接；滑套外筒(14)下端部的內(nèi)凸臺上方有徑向返洗孔(29)，滑套外筒(14)下端部內(nèi)凸臺與彈簧座(13)軸向之間安裝有返洗滑套(16)和彈簧(15)；充填閥(17)內(nèi)凸臺下方有徑向充填孔(24)；充填閥(17)的充填孔(24)處內(nèi)孔中安裝有密封閥芯(18)；轉(zhuǎn)換筒(19)上有徑向酸洗孔(25)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平井循環(huán)礫石充填防砂裝置，其特征是當(dāng)所述充填管柱 (31)位于所述固定管柱(30)內(nèi)，固定管柱(30)內(nèi)的關(guān)閉套(7)處于下位，充填管柱(31) 上的充填孔(24)與固定管柱(30)上的充填孔(23)貫通；固定管柱(30)的封堵套(10)與充填管柱(31)的單流閥(22)的閥體(28)之間安裝 有徑向密封圈(27)；徑向密封圈(27)上方的固定管柱(30)與充填管柱(31)之間有軸向 液流通道(26)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水平井循環(huán)礫石充填防砂裝置，其特征是所述閥套(5)與 充填閥(17)之間安裝有徑向密封圈；關(guān)閉套(7)與轉(zhuǎn)換筒(19)之間安裝有徑向密封圈； 所述關(guān)閉套(7)與閥套(5)之間安裝有徑向密封圈；所述空心滑套(16)與滑套外筒(14) 之間安裝有徑向密封圈。
專利摘要一種水平井循環(huán)礫石充填防砂裝置。為了克服現(xiàn)有水平井篩管礫石充填防砂裝置存在的需要分別下入酸洗管柱和充填管柱，易出現(xiàn)充填孔關(guān)閉不嚴(yán)的不足，本實(shí)用新型固定管柱的分流體、彈簧座、封堵套由上至下依次固定連接；閥套固定安裝在分流體內(nèi)孔中，分流體、閥套上有徑向貫通的充填孔；關(guān)閉套滑動安裝在閥套內(nèi)；充填管柱的彈簧座、滑套外筒、充填閥、轉(zhuǎn)換筒、單流閥由上至下依次固定連接；滑套外筒下端部的內(nèi)凸臺上方有徑向返洗孔，滑套外筒下端部內(nèi)凸臺與彈簧座軸向之間安裝有返洗滑套和彈簧；充填閥內(nèi)凸臺下方有徑向充填孔；充填閥的充填孔處內(nèi)孔中安裝有密封閥芯；轉(zhuǎn)換筒上有徑向酸洗孔。其有益效果是，便于操作，簡化施工程序，提高充填防砂質(zhì)量。
文檔編號E21B43/04GK201738902SQ20102020038
公開日2011年2月9日 申請日期2010年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月24日
發(fā)明者李娟 , 楊延征, 王建力, 王曉梅, 聶上振, 趙亮, 鄒治新 申請人:大港油田集團(tuán)有限責(zé)任公司