專利名稱：多功能油井防砂裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到采油井中的防砂、沖砂、封隔、加溫等專用裝置，具體而言是一種多功能油井防砂裝置。
油井防砂、沖砂、油層封隔、油層和油管加溫等是各油田采油生產(chǎn)亟待解決的一系列關(guān)鍵技術(shù)問題。各種防砂、沖砂、封隔、加溫器具和各類工藝技術(shù)不斷問世，投產(chǎn)應(yīng)用，各有千秋。其共同特點(diǎn)是每種專用器具只有一種功能。例如，各種防砂管、防砂器只具有防砂功能，各種沖砂裝置只能用于沖砂，各種封隔器都專用于封隔井下油層，各種加溫裝置及工藝只能對油管或油井加溫。有些油井同時需要多種井下專用器具，給井下作業(yè)、檢修和其它工作造成很多不便。經(jīng)檢索專利文獻(xiàn)，有關(guān)專利有數(shù)十項(xiàng)。例如，油井防砂器(94223497.9)，一種井下除砂裝置(86205910.7)，油井封隔器(93218082)，采油井電加熱裝置(92243937)。這些專利都只有一種功能。未發(fā)現(xiàn)具有上述兩種功能以上的專利文獻(xiàn)。
本實(shí)用新型的目的就在提供一種與眾不同的多功能油井防砂裝置。該裝置以防砂和堵砂為主，還可進(jìn)行沖砂洗井，并且不需要起出井下管柱，還有封隔器的功能，還能用于稠油熱采，當(dāng)稠油冷采糊網(wǎng)時能自動清洗，可用于對油管加溫保溫。
上述目的是由下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的該裝置由上、中、下三個總成構(gòu)成，為圓柱形，有內(nèi)腔，總成之間采用法蘭連接方式裝配成為一體。其特征是上總成包括沖砂洗井器和上封隔器，中總成是防砂堵砂器，下總成包括下封隔器和下支撐管。自上而下依次為沖砂洗井器、上封隔器、防砂堵砂器、下封隔器、下支撐管。沖砂洗井器上端有與油管相配連接的內(nèi)螺紋。沖砂洗井器的下端頂住上封隔器張縮片的上端。上封隔器的下端與防砂堵砂器的上端用螺栓連接。防砂堵砂器的下端與下封隔器的上端用螺栓連接。下封隔器的下端與下支撐管的上端用螺紋連接。下支撐管的下端坐落在人工井底上。
上述多功能油井防砂裝置中的沖砂洗井器的閥體沿圓周均布6-10個軸向階梯盲孔，孔口朝上。大孔底部裝閥芯，閥芯以上裝彈簧，孔口裝壓力調(diào)節(jié)螺釘、螺母和定位墊。閥芯處的閥體上有徑向通孔。閥芯下方的軸向階梯小孔處有與其相通的口向外的徑向小孔。
上述多功能油井防砂裝置中的上封隔器由張縮片、內(nèi)滑套、內(nèi)管、上端蓋、外管、外滑套、接頭、定位擋環(huán)、定位銷、調(diào)整螺母、下端蓋和上接盤組成。張縮片有10多片，套在管狀內(nèi)滑套外表面。內(nèi)管在內(nèi)滑套內(nèi)部。二者之間形成環(huán)腔。上端蓋處于張縮片的下端、外管和外滑套的上端。接頭處于內(nèi)滑套和內(nèi)管的下端。定位擋環(huán)、定位銷和調(diào)整螺母徑向固定安裝在外滑套內(nèi)圓上。下端蓋處于外滑套和外管的下端。上接盤處于下端蓋的內(nèi)部和下端。外滑套與外管之間形成環(huán)腔。內(nèi)滑套下端部有6-10個徑向孔。外滑套上端部有對應(yīng)的6-10個徑向孔槽，下端部有6-10個徑向孔，與上接盤上的6-10個徑向孔對應(yīng)。上接盤內(nèi)均布6-10個口向下的軸向孔與徑向孔相通。
上述多功能油井防砂裝置中的防砂堵砂器由上聯(lián)接盤、內(nèi)鋼管、內(nèi)網(wǎng)、中間網(wǎng)、外網(wǎng)、外篩管、內(nèi)篩管和下聯(lián)接盤組成。6-10根內(nèi)鋼管的上、下端分別插入上、下聯(lián)接盤均布的6-10個軸向孔中。內(nèi)、中、外網(wǎng)為不銹鋼絲網(wǎng)，三層網(wǎng)靠在一起，被外篩管和內(nèi)篩管夾持住，其上、下端分別固定到上、下聯(lián)接盤上。內(nèi)鋼管上均布若干徑向孔。內(nèi)、外篩管上均布若干軸向柵槽。防砂堵砂器的長度由被采油層套管射孔段上下跨度決定。
上述多功能油井防砂裝置中的下封隔器由張縮片、下接盤、調(diào)節(jié)螺母、限位螺釘和下滑套組成。張縮片有10多片。下接盤上端面與上述內(nèi)鋼管下端口對應(yīng)處均布6-10個軸向孔，此軸向孔與其向內(nèi)的徑向孔相通。張縮片套裝在下接盤中段。下接盤下端部外圓有軸向限位槽。下滑套通過限位螺釘套裝在下接盤的下段。下滑套的上端有內(nèi)螺紋與調(diào)節(jié)螺母的外螺紋裝配。調(diào)節(jié)螺母同時套裝在下接盤外圓上，其上端頂住張縮片的下端。
上述多功能油井防砂裝置中的下支撐管包括尾管和下絲堵。尾管上端有外螺紋與下滑套下端的內(nèi)螺紋相連接。尾管下端有內(nèi)螺紋與下絲堵裝配，將尾管下端口堵住。尾管的長度根據(jù)被采油層到人工井底的距離決定。
根據(jù)井下被采油層情況，將多功能油井防砂裝置裝好。調(diào)整好沖砂洗井器中的壓力調(diào)節(jié)螺釘和下封隔器中的調(diào)節(jié)螺母，使上、下封隔器中的張縮片處于不張不縮自然狀態(tài)，其外徑略小于套管內(nèi)徑。將該裝置安裝到泵下方油管下端，與油泵采油裝置等一起下至井底。在油管重力壓迫下，下支撐管向上有反作用力，推動下滑套及其上端的調(diào)節(jié)螺母向上滑動，壓迫下封隔器的張縮片軸向縮短徑向脹大，緊貼到套管內(nèi)壁上。當(dāng)限位螺釘?shù)竭_(dá)上限位置后，下封隔器的張縮片維持一定的縮張程度不變。此時下滑套推動下接盤、再推動防砂堵砂器，再推動上封隔器中的上接盤、外管、外滑套沿內(nèi)滑套一起向上滑動，直到定位擋環(huán)到達(dá)上限為止。此時上封隔器的張縮片被軸向壓縮而徑向脹大，緊貼到套管內(nèi)壁上，上、下封隔器都完成坐封，將被采油層與上、下方的環(huán)形空腔封隔開。此時防砂堵砂器剛好處于被采油層射孔處。地層中的油液經(jīng)套管上已射出的孔進(jìn)入外篩管軸向柵槽，再徑外、中、內(nèi)三層網(wǎng)過濾而進(jìn)入內(nèi)腔。該裝置的內(nèi)腔與油管內(nèi)腔上下直通，油液即從油管被抽汲到地面井口。油液中的砂粒就被防砂堵砂器擋住而從油液中分離出來，沉積在靠近套管內(nèi)壁的環(huán)形空腔，形成一層砂墻，砂墻本身也具有堵砂防砂作用，較粗的砂粒被堵?lián)踉谔坠苤狻?br> 按上述技術(shù)方案制成的多功能油井防砂裝置，不但具有上述封隔器功能和防砂、堵砂功能，而且還具有不起管柱可沖砂洗井功能，還適用于稠油熱采，當(dāng)稠油冷采糊網(wǎng)時能自動清洗，還可用于油層和油管加溫及保溫，有利于稠油降粘和防止結(jié)蠟。該裝置在全國各類油井都適用，尤其是油層出砂嚴(yán)重、油的粘度大、經(jīng)常出現(xiàn)井下故障的油井效果更加顯著。如果因?yàn)樯奥窕蛏翱ㄍC(jī)修井檢泵，用已有技術(shù)最快5-7天，有時10多天，耗資13-15萬元，用本裝置只需4-6小時，耗資只有0.5元。由于大大縮短了停產(chǎn)修井時間和減少了修井作業(yè)次數(shù)，每口油井每年平均增產(chǎn)13萬元。該裝置操作簡單、施工方便，工作可靠，費(fèi)用少，效益高，很有推廣應(yīng)用價值。
附


圖1是本實(shí)用新型的整結(jié)構(gòu)半剖示意圖。
附圖2是
圖1的A-A斷面示意圖。
附圖3是
圖1的B-B斷面示意圖。
附圖4是
圖1的C-C斷面示意圖。
附圖5是
圖1的D-D斷面示意圖。
附圖6是
圖1的E-E斷面示意圖。
結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例單述如下附圖中，1是油井套管，2是油管，3是壓力調(diào)節(jié)螺釘，4是螺母，5是壓蓋，6是定位墊，7是壓力彈簧，8是閥芯，9是閥體，以上各部件構(gòu)成沖砂洗井器。10是上封隔器張縮片，11是內(nèi)滑套，12是內(nèi)管，13是上端蓋，14是外管，15是外滑套，16是接頭，17是定位擋環(huán)，18是定位銷，19是調(diào)整螺母，20是下端蓋，21是上接盤，以上各部件構(gòu)成上封隔器。22是上聯(lián)接盤，23是內(nèi)鋼管，24是內(nèi)網(wǎng)，25是中間網(wǎng)，26是外網(wǎng)，27是外篩管，28是內(nèi)篩管，29 是下聯(lián)接盤，以上各部件構(gòu)成防砂堵砂器。30是下接盤，31是小絲堵，32是調(diào)節(jié)螺母，33是限位螺釘，34是下滑套，以上各部件構(gòu)成下封隔器。35是尾管，36是下絲堵，二者構(gòu)成下支撐管。38是人工井底，37是砂墻。a是套管1與油管2之間的環(huán)形空腔，b是油管2及該裝置的內(nèi)腔，c是沖砂洗井器的進(jìn)液孔，d是定壓孔，e是上封隔器的內(nèi)環(huán)腔，f是上封隔器內(nèi)環(huán)腔與外環(huán)腔連通孔，g是上封隔器外環(huán)腔，h是上封隔器外環(huán)腔g與防砂堵砂器內(nèi)鋼管23內(nèi)腔i的連通孔，內(nèi)腔i與上接盤21的軸向孔相通，j是外篩管27的軸向柵槽，k是套管1的進(jìn)油孔，l是內(nèi)鋼管23的徑向小孔，m是下封隔器上端的連通孔，由m孔把內(nèi)鋼管23內(nèi)腔i與b腔連通。
由
圖1可見，該裝置由上、中、下三個總成構(gòu)成，為圓柱形，有內(nèi)腔。自上而下依次是，上總成包括沖砂洗井器和上封隔器，即零部件3～21；中總成是防砂堵砂器，即零部件22～29；下總成包括下封隔器和下支撐管，即零部件30～36。上總成下端與中總成上端由上接盤21和上聯(lián)接盤22通過螺栓連接裝配成為一體。中總成下端與下總成上端由下聯(lián)接盤29和下接盤30通過螺栓連接裝配成為一體。上封隔器中的上端蓋13、外管14、外滑套15、定位擋環(huán)17、定位銷18、調(diào)整螺母19、下端蓋20和上接盤21，以及防砂堵砂器和下封隔器的下接盤30已連接裝配成為一體，在封隔器坐封過程中能一同上下滑動。
由
圖1和圖2所示，在本實(shí)施例中，該裝置的沖砂洗井器中的零部件3、4、6、7、8各為8件，壓蓋5和閥體9各為1件。壓蓋5為圓環(huán)形狀，沿其圓周均布8個軸向螺紋孔。定位墊6為圓柱形狀，其下半部直徑小于上半部直徑。閥芯8為圓柱形狀。閥體9為厚壁圓管形狀，沿其圓周均布8個軸向盲孔，盲孔底部一小段直徑較小，此處有徑向小孔d與其相通，d孔以上有徑向孔c把環(huán)形空腔a與e連通。閥體9的內(nèi)腔中有個徑向凸臺，其下端面有軸向凸臺。此處的b腔為內(nèi)管12的內(nèi)腔。
由
圖1和圖3所示，在本實(shí)施例中，該裝置的上封隔器中的零部件10～17、19～21各為1件，定位銷18為4件。張縮片10為折疊式結(jié)構(gòu)，由10多片金屬片構(gòu)成，可軸向伸縮。內(nèi)滑套11為圓管形狀，其下端部有8個徑向孔。內(nèi)管12為圓管形狀。上端蓋13為圓環(huán)形狀，其上、下端面都有環(huán)形軸向凸臺。外管14為圓管形狀。外滑套15為圓管形狀，其上端部均布8個與f孔對應(yīng)的徑向孔，把環(huán)形空腔e與g連通。
由
圖1和圖4所示，外滑套15內(nèi)表面中部沿圓周均布徑向安裝4個定位銷18，4個定位銷分別插入定位擋環(huán)17的4個徑向孔和接頭16的4個軸向滑槽中。調(diào)整螺母19安裝在接頭16的下端部，用來限制定位擋環(huán)17下行位置。接頭16為圓環(huán)形狀，其上端部外徑較大，上端面有環(huán)形軸向凸臺，其外徑較小的部分均布4道軸向滑槽，定位銷18即沿此滑槽軸向滑動。定位環(huán)17為圓環(huán)形狀，沿圓周均布4個徑向孔。
由
圖1和圖5所示，外滑套15下部及上接盤21上部都沿圓周均布8個徑向孔h，由h孔把環(huán)形空腔g與上接盤21的8個軸向孔i連通。上接盤21的8個軸向孔i與防砂堵砂器的內(nèi)管23的內(nèi)腔i相通。下端蓋20為圓環(huán)形狀，其上端面有環(huán)形軸向凸臺。上接盤21下半部外圓上有兩道環(huán)形徑向凸臺。
由
圖1和圖6所示，在本實(shí)施例中，該裝置的防砂堵砂器中的零部件22、24～29各為1件，23為8件。上聯(lián)接盤22和下聯(lián)接盤29結(jié)構(gòu)形狀相同，均為圓環(huán)形狀，其外圓中部有環(huán)形槽，其連接端均布若干軸向螺紋孔。8根內(nèi)鋼管23的里側(cè)都有若干徑向孔l，由l孔把內(nèi)鋼管23的內(nèi)腔i與b腔連通。內(nèi)、中、外三層擋砂網(wǎng)24、25、26被夾持在外篩管27與內(nèi)篩管28之間。內(nèi)、外篩管均為圓管形狀，并在管壁上均布加工若干軸向柵槽j，由柵槽j把套管l上的若干進(jìn)油孔k與b腔連通。柵槽j中有積砂，既可以濾油，又能擋砂。
由
圖1所示，在本實(shí)施例中，下封隔器中的零部件30、10、32、33、34各為1件，小絲堵31為8件。下接盤30要比上接盤21長得多，為厚壁圓管形狀，其上部外徑較大并且外圓上有一個環(huán)形槽，其上端面均布8個軸向階梯孔，階梯孔的下部與8個徑向小孔m相通，徑向小孔m的外側(cè)各裝一個小絲堵31。下接盤30下部外圓上有軸向滑槽，限位螺釘33能在滑槽中軸向滑動。調(diào)節(jié)螺母32為圓環(huán)形狀，其外圓上有徑向凸臺，凸臺以下有外螺紋。下滑套34為圓管形狀，其上端有內(nèi)螺紋，上部有徑向螺紋孔，中部內(nèi)圓上有環(huán)形凸臺，下部有錐形內(nèi)螺紋。下封隔器的張縮片10與上封隔器的張縮片10結(jié)構(gòu)相同。
由
圖1所示，下部的尾管35為圓管形狀，其上部有錐形外螺紋，下端有內(nèi)螺紋。下絲堵36為圓盤形狀，其上半部直徑小于下半部直徑，上半部有外螺紋。
沖砂洗井或向油層注入高溫高壓蒸汽工藝流是沖砂液(或蒸汽)進(jìn)入油、套管環(huán)形空腔a——進(jìn)入d孔頂開閥芯8——由c孔進(jìn)入e腔——由f孔進(jìn)入g腔——由h孔進(jìn)入內(nèi)鋼管23的內(nèi)腔i——分為兩路一路由m孔進(jìn)入該裝置下部的內(nèi)腔b(與油管2的內(nèi)腔b為同一空腔)，另一路由l孔進(jìn)入b腔——分為兩路一路從油管2的內(nèi)腔b返回地面，將沖散的積砂帶出井口，另一路徑向沖刷濾砂網(wǎng)24、25、26和砂墻37，將積砂沖掉也從b腔返回地面。注蒸汽時必須將油管地面出口關(guān)閉，使蒸汽只能通過濾網(wǎng)、篩管和套管孔k進(jìn)入油層，對油層加溫，使稠油降粘，實(shí)現(xiàn)稠油熱采。無論沖砂洗井或注蒸汽稠油熱采，都不需要起管柱和抽油桿柱塞，施工非常方便。注蒸汽也有疏通濾砂網(wǎng)和砂層孔隙的作用，可提高產(chǎn)量。
對于小油田、油稠、出砂、低產(chǎn)淺油井，適宜用稠油冷采工藝。這又出現(xiàn)新的矛盾，若不防砂容易砂卡油泵，若用防砂器具，又容易糊死濾網(wǎng)孔隙降低產(chǎn)量。過去經(jīng)常停機(jī)修井檢泵清洗濾網(wǎng)。采用多功能油井防砂裝置，只需有一臺可移動鍋爐車和一臺高壓泵即可解決問題。抽油生產(chǎn)時，可以防砂、堵砂。需要沖砂洗井或清洗濾網(wǎng)時，向油、套管環(huán)腔注蒸汽或熱水均可，只要壓力高沖砂液沖力強(qiáng)，即可沖砂洗井，并自動清洗濾網(wǎng)，疏通砂層油液通道，提高產(chǎn)量。
為了防止井眼結(jié)蠟，需要保持油管溫度50℃以上。電加熱成本太高，并且施工復(fù)雜。采用多功能油井防砂裝置，在抽油設(shè)備正常工作情況下，向油、套環(huán)腔注入高溫蒸汽或高溫水，只要壓力不超過沖砂洗井時單向閥規(guī)定的壓力，單向閥就一直關(guān)閉，并用封隔器密封住環(huán)腔，所以高溫蒸汽或高溫水不會進(jìn)入油層和油管內(nèi)腔，也不會影響泵的正常工作，可使油管溫度保持在50℃以上，方便而有效地解決了油管結(jié)蠟和油液降粘問題，使抽油設(shè)備處于良好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，延長修井檢泵周期，增產(chǎn)增效。
權(quán)利要求1.一種多功能油井防砂裝置，由上、中、下三個總成構(gòu)成，為圓柱形，有內(nèi)腔，總成之間采用法蘭連接方式裝配成為一體，其特征是上總成包括沖砂洗井器和上封隔器，中總成是防砂堵砂器，下總成包括下封隔器和下支撐管，自上而下依次為沖砂洗井器、上封隔器、防砂堵砂器、下封隔器、下支撐管，沖砂洗井器上端有與油管相配連接的內(nèi)螺紋，沖砂洗井器下端頂住上封隔器張縮片的上端，上封隔器的下端與防砂堵砂器的上端用螺栓連接，防砂堵砂器的下端與下封隔器的上端用螺栓連接，下封隔器的下端與下支撐管的上端用螺紋連接，下支撐管的下端座落在人工井底上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能油井防砂裝置，其特征是沖砂洗井器的閥體，沿圓周均布6-10個軸向階梯盲孔，孔口朝上，大孔底部裝閥芯，閥芯以上裝彈簧，孔口裝壓力調(diào)節(jié)螺釘、螺母和定位墊，閥芯處的閥體上有徑向通孔，閥芯下方的軸向階梯小孔處有與其相通的口向外的徑向小孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能油井防砂裝置，其特征是上封隔器由張縮片、內(nèi)滑套、內(nèi)管、上端蓋、外管、外滑套、接頭、定位擋環(huán)、定位銷、調(diào)整螺母、下端蓋和上接盤組成，張縮片有10多片，套在管狀內(nèi)滑套外表面上，內(nèi)管在內(nèi)滑套內(nèi)部，二者之間形成環(huán)腔，上端蓋處于張縮片的下端、外管和外滑套的上端，接頭處于內(nèi)滑套和內(nèi)管的下端，定位擋環(huán)、定位銷和調(diào)整螺母徑向固定安裝在外滑套內(nèi)圓上，下端蓋處于外滑套和外管的下端，上接盤處于下端蓋的內(nèi)部和下端，外滑套與外管之間形成環(huán)腔，內(nèi)滑套下端有6-10個徑向孔，外滑套上端有對應(yīng)的6-10個徑向孔槽，下端部有6-10個徑向孔，與上接盤上的6-10個徑向孔對應(yīng)，上接盤內(nèi)均布6-10個口向下向軸向孔與徑向孔相通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能油井防砂裝置，其特征是防砂堵砂器由上聯(lián)接盤、內(nèi)鋼管、內(nèi)網(wǎng)、中間網(wǎng)、外網(wǎng)、外篩管、內(nèi)篩管和下聯(lián)接盤組成，6-10根內(nèi)鋼管的上、下端分別插入上、下聯(lián)接盤均布的6-10個軸向孔中，內(nèi)、中、外網(wǎng)為不銹鋼絲網(wǎng)，三層濾網(wǎng)靠在一起，被外篩管和內(nèi)篩管夾持住，其上、下端分別固定到上、下聯(lián)接盤上，內(nèi)鋼管上均布若干徑向孔，內(nèi)、外篩管上均若干軸向柵槽，防砂堵砂器的長度由被采油層套管射孔段上下跨度決定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能油井防砂裝置，其特征是下封隔器由張縮片、下接盤、調(diào)節(jié)螺母、限位螺釘和下滑套組成，張縮片有10多片，下接盤上端與上述內(nèi)鋼管下端口對應(yīng)處均布6-10個軸向孔，此軸向孔與其向內(nèi)的徑向孔相通，張縮片套裝在下接盤中段，下接盤下端部外圓有軸向限位槽，下滑套通過限位螺釘裝在下接盤的下段，下滑套的上端有內(nèi)螺紋與調(diào)節(jié)螺母的外螺紋裝配，調(diào)節(jié)螺母同時套裝在下接盤外圓上，其上端頂住張縮片的下端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能油井防砂裝置，其特征是下支撐管包括尾管和下絲堵，尾管上端有外螺紋與下滑套下端的內(nèi)螺紋相連接，尾接下端有內(nèi)螺紋與下絲堵裝配，將尾管下端口封住，尾管的長度根據(jù)被采油層到人工井底的距離決定。
專利摘要本實(shí)用新型是一種多功能油井防砂裝置,屬于采油井下器具。該裝置由五部分組成,自上而下依次是沖砂洗井器、上封隔器、防砂堵砂器、下封隔器和下支撐管,分為上、中、下三個總成,總成之間用螺栓連接成為圓柱形整體,有內(nèi)腔,安裝在抽油泵以下油管下端油層部位。具有防砂、堵砂、封隔油層功能,不需起出油管柱和抽油桿柱,即可進(jìn)行沖砂洗井、注入蒸汽或熱水、實(shí)現(xiàn)稠油熱采或冷采、對油管加溫保溫。施工簡便,作業(yè)效率高成本低。
文檔編號E21B43/02GK2382835SQ99220550
公開日2000年6月14日 申請日期1999年4月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月15日
發(fā)明者董繼元, 劉忠林 申請人:劉忠林, 董繼元