完井管柱技术领域
本实用新型涉及石油开采领域，尤其涉及一种完井管柱。
背景技术
在油气田开发过程中，为防止井下油层发生溢流或井喷现象，要向井
内泵入高密度的钻井液进行压井；当要进行完井作业时，需先将井内的钻
井液替换为环空保护液，然后将完井管柱下入井内进行作业。
当前，进行完井作业的完整流程为：先向井内下光钻杆，并利用泵向
井内灌入环空保护液。因为井下空间有限，所以环空保护液能够将井内的
钻井液替出，然后将光钻杆从井内起出，再下入完井管柱，以进行酸压改
造以及试井作业，最后完井投产。
然而，在上述工作过程中，需要下两趟钻，才可进行酸压改造以及试
井作业，耗费时间长，工作效率低；且当井筒内钻井液替换为环空保护液
后，在起出光钻杆、下入完井管柱过程中，井筒静液柱压力小于地层压力，
容易发生溢流或井喷现象。
实用新型内容
本实用新型提供一种完井管柱，能够在完井作业中只下一次钻，即可实
现酸压改造及试井作业。
本实用新型提供一种完井管柱，包括油管、封隔器和第一控制阀，油管
设置在油井内，第一控制阀接设在油管上，且第一控制阀的上下两端各自与
相邻的两段油管相连通，封隔器套设在油管与井壁间的环空内，第一控制阀
所在的高度高于封隔器所在的高度；
第一控制阀具有第一阀体与第一内芯，第一阀体上设置有连通油管内外
壁的第一连通孔，第一内芯可滑动地设置在第一阀体内；
第一内芯在第一阀体内的第一位置时，第一连通孔打开；第一内芯在第
一阀体内的第二位置时，第一连通孔关闭。
可选的，第一控制阀的第一内芯包括第一套筒和第二套筒，第一套筒套
设在第一阀体内壁上，且与第一阀体内壁密封连接，第二套筒套设在第一套
筒内，且与第一套筒内壁密封连接；
第一套筒的外壁上设置有第一销孔，第一阀体内壁上对应第一销孔的位
置设置有第二销孔，第一套筒内壁上设置有第三销孔，第二套筒外壁上设置
有第四销孔，第一销孔和第二销孔内穿设有用于连接第一套筒与第一阀体的
第一销钉，第三销孔和第四销孔内穿设有用于连接第一套筒与第二套筒的第
二销钉。
可选的，第一销钉的剪切强度小于第二销钉的剪切强度。这样在进行加
压时，第一销钉会先剪断，而第二销钉后剪断，从而使第一套筒和第二套筒
先与第一阀体分离，再使第一套筒和第二套筒分离。
可选的，第一阀体内还设置有锁紧爪，第一套筒外壁上设置有卡接槽，
当第一套筒滑动至第二位置时，锁紧爪会与卡接槽卡接，以限定第一套筒在
第一阀体内的位置。
可选的，完井管柱还包括第二控制阀，第二控制阀接设在油管上，且第
二控制阀位于第一控制阀上方；
第二控制阀包括第二阀体和第二内芯，第二阀体上开设有用于连通第二
阀体内外侧的第二连通孔，第二内芯可滑动地设置在第二阀体内；
第二内芯在第二阀体内的第三位置时，第二连通孔关闭；第二内芯位于
第二阀体内的第四位置时，第二连通孔打开。
可选的，第二内芯包括第三套筒，第三套筒的外壁上开设有第五销孔，
第二阀体内壁开设有第六销孔，第五销孔和第六销孔内穿设有用于连接第三
套筒和第二阀体的第三销钉。
可选的，第一套筒与第一阀体内壁之间设置有第一密封圈，第一套筒与
第二套筒之间设置有第二密封圈。
可选的，第三套筒和第二阀体内壁之间设置有第三密封圈。
可选的，完井管柱还包括伸缩管，伸缩管接设在油管上，且伸缩管与油
管连通。
可选的，完井管柱还包括油管挂和管鞋；
油管挂与油管上端连接，油管挂用于将完井管柱悬挂在油井中；
管鞋与油管下端连接，管鞋用于引导完井油管下井。
本实用新型提供的完井管柱包括油管、封隔器和第一控制阀，油管设置
在油井内，第一控制阀接设在油管上，且第一控制阀的上下两端均与相邻的
两段油管相连通，封隔器套设在油管与井壁间的环空内，第一控制阀的高度
高于封隔器所在的高度；第一控制阀具有第一阀体与第一内芯，第一阀体上
设置有连通油管内外壁的第一连通孔，第一内芯可滑动地设置在第一阀体内；
第一内芯在第一阀体内的第一位置时，第一连通孔打开；第一内芯在第一阀
体内的第二位置时，第一连通孔关闭。这样在酸压改造以及试井作业的过程
中，可以先向油套环空中注入环空保护液，使油套环空中的钻井液在环空保
护液的推压下从油管排出井口；而当钻井液完全排出后，将连通油管与油套
环空的第一连通孔关闭，以实现油管与套管的分隔，并向油管内注入压裂液
和酸液进行酸压改造，完成试井作业。整个过程中只需要向井底下一次完井
管柱即可，省去了多次起钻过程，提高了工作效率，且避免了起出光钻杆、
下入完井管柱过程中的溢流现象。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将
对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，
下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来
讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例一提供的完井管柱的结构示意图；
图2是本实用新型实施例一提供的第一控制阀的结构示意图；
图3是本实用新型实施例一提供的第二控制阀的结构示意图。
附图标记说明：
1—油管；
2—第一控制阀；
3—封隔器；
4—油套环空；
5—第二控制阀；
6—伸缩管；
7—油管挂；
8—管鞋；
21—第一阀体；
22—第一内芯；
23—第一密封圈；
24—第二密封圈；
25—第一销钉；
26—第二销钉；
27—锁紧爪；
28—卡接槽；
31—坐封球座；
51—第二阀体；
52—第二内芯；
53—第三密封圈；
54—第三销钉；
211—第一连通孔；
271—凸台；
272—钩爪钩；
511—第二连通孔；
521—第三套筒。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合
本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、
完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全
部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出
创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
完井指裸眼井钻达设计井深后，使井底和油层以一定结构连通起来的工
艺。是钻井工作最后一个重要环节。在石油开采中,油、气井完井包括钻开油
层,完井方法的选择和固井、射孔作业等。对低渗透率的生产层或受到泥浆严
重污染时,还需进行酸化处理、水力压裂等增产措施。在进行完井作业时，需
要利用完井管柱控制油气井的生产和回注等。图1是本实用新型实施例一提
供的完井管柱的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的完井管柱包括油
管1、封隔器3和第一控制阀2，油管1设置在油井内，第一控制阀2接设在
油管1上，且第一控制阀2的上下两端各自与相邻的两段油管1相连通，封
隔器3套设在油管1与井壁间的环空内，第一控制阀2的高度高于封隔器3
所在的高度。
第一控制阀2具有第一阀体21与第一内芯22，第一阀体21上设置有连
通油管1内外壁的第一连通孔211，第一内芯22可滑动地设置在第一阀体21
内。
第一内芯22在第一阀体21内的第一位置时，第一连通孔211打开；第
一内芯22在第一阀体21内的第二位置时，第一连通孔211关闭。
具体的，完井管柱的油管1通入油井中的预设深度后，封隔器3可以将
油管1与油井井壁坐封封隔起来。第一控制阀2为常开阀，第一控制阀2上
的第一连通孔211在通常情况下保持打开状态，这样在作业过程中，向油套
环空4中注入环空保护液时，环空保护液可以推动将原先位于油套环空4内
的钻井液，使钻井液通过第一连通孔211进入第一控制阀2内中，并通过油
管1上涌排出井口；当环空保护液将钻井液完全替换完后，再通过人工或自
动控制第一控制阀2的内部机构，使第一控制阀2内的第一内芯22位置由第
一位置移动至第二位置，这样第一连通孔211改为关闭状态。此时，油管1
内和油套环空4之间被分割开来，即可向油管1内注入压裂液和酸液，以对
储层进行酸压改造，之后对储层的产能、压力、温度、油气水性质以及地质
资料进行测试，完成试井作业。
具体的，封隔器3为液压式坐封封隔器。坐封封隔器一般具有机械式封
隔器和液压式封隔器等。通常完井作业中均采用液压式坐封封隔器进行作业；
一般液压式坐封封隔器的底端连接有坐封球座31，通过向油管1内投球封堵
坐封球座31，并且打压，从而使封隔器3坐封，坐封完成后，继续加压，使
球和坐封球座31中的滑套一同落入井底。
图2是本实用新型实施例一提供的第一控制阀的结构示意图。如图2所
示，第一控制阀2的第一内芯22包括第一套筒221和第二套筒222，第一套
筒221套设在第一阀体21内壁上，且与第一阀体21内壁密封连接，第二套
筒222套设在第一套筒221内，且与第一套筒221内壁密封连接；第一套筒
221和第二套筒222的轴心重合。
第一套筒221的外壁上设置有第一销孔，第一阀体21内壁上对应第一销
孔的位置设置有第二销孔，第一套筒221内壁上设置有第三销孔，第二套筒
222外壁上设置有第四销孔，第一销孔、第二销孔、第三销孔和第四销孔的
方向均应和两个套筒的轴心方向垂直。第一销孔和第二销孔内穿设有用于连
接第一套筒221与第一阀体21的第一销钉25，第三销孔和第四销孔内穿设
有用于连接第一套筒221与第二套筒222的第二销钉26。
当第一控制阀2处于初始状态时，第一套筒221位于第一阀体21的第一
位置处，且第一套筒221与第二套筒222之间保持密封，第一套筒221外壁
与第一阀体21内壁保持密封。
当需要进行封堵时，可向油管1中投入钢球，钢球自由落体至第一控制
阀2中后，将第二套筒222封堵住，因为第一套筒221与第二套筒222之间
为密封连接，所以会增大油管1中的压力。当油管1内压力增加至第一预设
值时，第一套筒221与第一阀体21之间的第一销钉25在压力下被剪断，第
一套筒221与第一阀体21分开，第一套筒221与第二套筒222一同从第一位
置滑动至第一阀体21内的第二位置。此时，第一套筒221的侧壁将第一连通
孔211封堵住，油管1内部与油套环空4之间不再连通。
而继续增大油管1内压力，使压力加大至第二预设值时，连接第一套筒
221与第二套筒222的第二销钉26也被剪断，此时，第二套筒222与第一套
筒221脱离，并和钢球一起落入井底，而第一套筒221停留在第二位置，从
而保证油管1内的畅通。通常情况下，因为第一套筒221和第二套筒222是
由上向下滑动，所以第一阀体21内的第一位置高于第二位置。
具体的，第一销钉25的剪切强度应略小于第一预设值或者与第一预设值
保持一致，而第二销钉26的剪切强度略小于或等于第二预设值。因为油管1
内压力的第一预设值小于第二预设值，所以相应的，第一销钉25的剪切强度
也小于第二销钉26的剪切强度，以避免发生第二销钉26在第一销钉25未剪
断时就先断裂的情况。
为了将第一套筒221固定在第一阀体21内的第二位置，第一阀体21内
还设置有锁紧爪27，第一套筒221外壁上设置有卡接槽28，第一套筒221滑
动至第二位置时，锁紧爪27与卡接槽28卡接，以限定第一套筒221的位置。
锁紧爪27的具体结构可以为一端为可支持第一套筒的凸台271，而另一
端为钩爪272。当第一套筒221移动至第一阀体21内的第二位置时，第一套
筒221的一端与锁紧爪27的凸台271相接触，锁紧爪27的钩爪钩272在第
一套筒221的卡接槽28内，从而将第一套筒221限定在第二位置，防止第一
套筒221在油管1内油气压力作用下向第一位置移动，保证第一连通孔211
始终为关闭状态。
此外，完井管柱内还包括第二控制阀，图3是本实用新型实施例一提供
的第二控制阀的结构示意图。如图3所示，第二控制阀5接设在油管1上，
且第二控制阀5位于第一控制阀2上方；
第二控制阀5包括第二阀体51和第二内芯52，第二阀体51上开设有用
于连通第二阀体51内外侧的第二连通孔511，第二内芯52可滑动地设置在
第二阀体51内；
第二内芯52在第二阀体51内的第三位置时，第二连通孔511关闭；第
二内芯52位于第二阀体51内的第四位置时，第二连通孔511打开。
具体的，第二控制阀5通常为常闭阀，包括有第二阀体51和第二内芯
52，第二内芯52可控制第二连通孔511的开闭状态。当第二控制阀5处于初
始状态时，第二联通孔511关闭，当第二内芯52在第二阀体51内滑动，且
从第三位置移动至第四位置时，第二连通孔511打开。
当完成了酸压改造以及试井作业后，如果为获得产能，则需要将完井管
柱起出。此时，需要通过控制第二内芯52移动，以开启第二连通孔511，使
得油管1内部与油套环空4通过该第二连通孔511连通，然后向油套环空4
内注入钻井液，钻井液将环空保护液从第二控制阀5的第二连通孔511推入
第二控制阀5中，并通过油管1排出井口，然后将完井管柱起出。这样可以
避免现有技术中进行油管穿孔的操作过程，整个起出管柱的过程操作简单、
省时省力。
具体的，第二内芯52包括第三套筒521，第三套筒521的外壁上开设有
第五销孔，第二阀体51内壁开设有第六销孔，第五销孔和第六销孔内穿设有
用于连接第三套筒521和第二阀体51的第三销钉54。
当第二控制阀5位于初始状态时，第三套筒521位于第二阀体51内的第
三位置，且第三套筒521外壁与第二阀体51内壁保持密封连接。当向油管1
内投入钢球，钢球落入第二控制阀5中，并将第三套管521封堵住，此时，
因为第三套筒521与第二阀体51之间保持密封，所以可向油管1内增加压力
值第三预设值，使连接第三套筒521与第二阀体51的第三销钉54被剪断。
第三套筒521失去和第二阀体51的连接后，下滑至第四位置，并将第二连通
孔511露出。此时，第二控制阀5内部与油套环空4之间即可通过第二连通
孔511连通。
为了实现密封，在第一套筒221与第一阀体21内壁之间设置有第一密封
圈23，第一套筒221与第二套筒222之间设置有第二密封圈24。此外，在第
三套筒521和第二阀体51内壁之间设置有第三密封圈53。上述密封圈均可
以采用橡胶密封圈，以保证对管路和阀体的密封。
可选的，完井管柱还包括有伸缩管6，伸缩管6接设在油管1上，且伸
缩管6与油管1连通。伸缩管6可以对油管1的伸缩量进行补偿。
此外，完井管柱还可以包括有油管挂7和管鞋8。
油管挂7也称为油管悬挂器，油管挂7与油管1上端连接，油管挂7用
于将完井管柱悬挂在油井中；
管鞋8与油管1下端连接，能够用于引导完井油管下井。
本实施例中，完井管柱包括油管、封隔器和第一控制阀，油管设置在油
井内，第一控制阀接设在油管上，且第一控制阀的上下两端均与相邻的两段
油管相连通，封隔器套设在油管与井壁间的环空内，第一控制阀的高度高于
封隔器所在的高度；第一控制阀具有第一阀体与第一内芯，第一阀体上设置
有连通油管内外壁的第一连通孔，第一内芯可滑动地设置在第一阀体内；第
一内芯在第一阀体内的第一位置时，第一连通孔打开；第一内芯在第一阀体
内的第二位置时，第一连通孔关闭。这样在酸压改造以及试井作业的过程中，
可以先向油套环空中注入环空保护液，使油套环空中的钻井液在环空保护液
的推压下从油管排出井口；而当钻井液完全排出后，将连通油管与油套环空
的第一连通孔关闭，以实现油管与套管的分隔，并向油管内注入压裂液和酸
液进行酸压改造，完成试井作业。整个过程中只需要向井底下一次完井管柱
即可，省去了多次起钻过程，提高了工作效率，且避免了起出光钻杆、下入
完井管柱过程中的溢流现象。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而
非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领
域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案
进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或
者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范
围。