水平井管外分段砾石充填防砂工艺及管柱.pdf

一种水平井管外分段砾石充填防砂工艺，包括由分段充填封隔器将防砂筛管与油管之间的环空封隔成互不相通的多个井段，由分段砾石充填防砂工艺管柱，以如下工艺步骤进行分段砾石充填：(A)将砾石自油管经分段充填封隔器、充填总成和充填服务器，沉积于首级充填封隔器前端的防砂筛管外，当充填砾石沉积延伸到首级充填封隔器以下时，在压差的作用下自动打开下一井段的充填通道；(B)连续(A)步骤，砾石逐级逐段沉积充填。装置包括裸眼封隔器和以下的裸眼井段中、油层套管外的防砂筛管、裸眼井段中油层套管内的油管柱上顺次连接的分段充填封隔器、充填总成和充填服务器。本发明具有充填充分、结实、效率高等特点，广泛在石油开采水平井防砂工艺中应用。

1、  一种水平井管外分段砾石充填防砂工艺，包括封隔井段和分段砾石充填，其特征在于所述封隔井段，是由分段充填封隔器，将防砂筛管与油管之间的环空封隔成互不相通的多个井段，所述分段砾石充填，是由分段砾石充填防砂工艺管柱，以如下工艺步骤进行：(A)将砾石自油管经分段充填封隔器、充填总成和充填服务器，沉积于首级充填封隔器前端的防砂筛管外，当充填砾石沉积延伸到首级充填封隔器以下时，在压差的作用下自动打开下一井段的充填通道；(B)连续(A)步骤，砾石逐级逐段沉积充填，直至完成整个井段的砾石充填。

2、  根据权利要求1所述的水平井管外分段砾石充填防砂工艺，其特征在于所述分段砾石充填防砂工艺管柱的分段充填封隔器下人防砂筛管内，充填总成下人充填服务器中。

3、  一种水平井管外分段砾石充填防砂工艺管柱，包括表层套管(1)、油层套管(3)、油管柱(2)、裸眼封隔器(5)和以下的裸眼井段中、油层套管(3)外的防砂筛管(7)，其特征在于所述裸眼井段(8)中油层套管(3)内的油管柱(2)上顺次连接有分段充填封隔器(6)、充填总成(9)和充填服务器(10)。

4、  根据权利要求3所述的水平井管外分段砾石充填防砂工艺管柱，其特征在于所述分段充填封隔器至少安装有一级。

5、  根据权利要求3所述的水平井管外分段砾石充填防砂工艺管柱，其特征在于所述分段充填封隔器，包括联顶短节(1)和下接头(17)之间外顺次连接的液缸(3)、解封短节(6)、坐封短节(5)、坐封转换短节(9)、胶筒(10)、心管(11)、隔环(12)、心管下接头(14)和下部转换短节(16)，联顶短节(1)和下接头(17)之间内顺次连接有液缸内管(4)和充填管(8)，所述液缸(3)和液缸内管(4)之间安装有坐封活塞(2)，所述坐封短节(5)和坐封转换短节(9)之间及心管(11)外安装有锁套(7)，所述心管接头(14)和下部转换短节(16)与充填管(8)之间安装有丢手锁簧(13)和丢手滑套(15)。

6、  根据权利要求5所述的水平井管外分段砾石充填防砂工艺管柱，其特征在于所述丢手锁簧(13)上部设有与心管接头(14)内凸台相配合的外凸台，下部为设有内凸台的锁爪形结构，由丢手滑套(15)与充填管(8)相锁定。

7、  根据权利要求5所述的水平井管外分段砾石充填防砂工艺管柱，其特征在于所述座封转换短节(9)下部、下部转换短节(16)、心管(11)上部均设有过流孔道。

8、  根据权利要求7所述的水平井管外分段砾石充填防砂工艺管柱，其特征在于所述下部转换短节(16)上设置的过流孔，由丢手滑套(15)所封闭。

9、  根据权利要求5所述的水平井管外分段砾石充填防砂工艺管柱，其特征在于所述充填服务器(10)包括套管接箍(101)及其上顺次连接的外短节(103)和下接头(112)，外短节(103)内顺次安装的定位锁簧(102)、密封短节(104)、连接锁簧(105)充填转换体(107)和单流阀总成(111)，充填转换体(107)和密封短节(104)之间顺次安装的锁簧(106)、充填滑套(108)锁定环(109)和下部短节(110).

10、  根据权利要求5所述的水平井管外分段砾石充填防砂工艺管柱，其特征在于所述充填总成(9)包括接头(91)及其上连接的充填心管(92)，该充填心管(92)上由导向销钉(94)固定的定位体(93).

水平井管外分段砾石充填防砂工艺及管柱
一、技术领域
本发明涉及石油开采井管外防砂工艺装置，特别涉及一种水平井管外分段砾石充填防砂工艺及管柱。
二、背景技术
石油开采井管外砾石充填防砂，一般采用常规的砾石充填方式。但其存在的问题是水平井防砂井段较长，数十米到数百米，极易在筛管前端形成早期砂桥，致使部分井段不能填满砾石，因而导致防砂效果差，甚至防砂失败现象，造成人力、物力、财力的损失或浪费。
三、发明内容
本发明的目的是提供一种水平井管外分段砾石充填防砂工艺，采用多级封隔器分段充填的工艺和装置，既有效地克服上述现有技术存在的缺点或不足，又有效地进行充分的分段砾石充填。
本发明所述的水平井管外分段砾石充填防砂工艺，包括封隔井段和分段砾石充填。所述封隔井段，是由分段充填封隔器，将防砂筛管与油管之间的环空封隔成互不相通的多个井段，所述分段砾石充填，是由分段砾石充填防砂工艺管柱，以如下工艺步骤进行：(A)将砾石自油管经分段充填封隔器、充填总成和充填服务器，沉积于首级充填封隔器前端的防砂筛管外，当充填砾石沉积延伸到首级充填封隔器以下时，在压差的作用下自动打开下一井段的充填通道；(B)连续(A)步骤，砾石逐级逐段沉积充填，直至完成整个井段的砾石充填。
其中，所述分段砾石充填防砂工艺管柱的分段充填封隔器下人防砂筛管内，充填总成下人充填服务器中。
本发明的另一个目的是提供一种水平井管外分段砾石充填防砂工艺管柱，由多级分段充填封隔器、充填总成和充填服务器构成，有效地进行水平井管外充分的分段砾石充填。
其中，所述分段砾石充填防砂工艺管柱的分段充填封隔器下人防砂筛管内，充填总成下人充填服务器中。
本发明所述的水平井管外分段砾石充填防砂工艺管柱，包括表层套管、油层套管、油管柱、裸眼封隔器和以下的裸眼井段中、油层套管外的防砂筛管，其特征在于所述裸眼井段中油层套管内的油管柱上顺次连接有分段充填封隔器、充填总成和充填服务器。
其中，所述分段充填封隔器至少安装有一级。所述分段充填封隔器，包括联顶短节和下接头之间外顺次连接的液缸、解封短节、坐封短节、坐封转换短节、胶筒、心管、隔环、心管下接头和下部转换短节，联顶短节和下接头之间内顺次连接有液缸内管和充填管，所述液缸和液缸内管之间安装有坐封活塞，所述坐封短节和坐封转换短节之间及心管外安装有锁套，所述心管接头和下部转换短节与充填管之间安装有丢手锁簧和丢手滑套。所述丢手锁簧上部设有与心管接头内凸台相配合的外凸台，下部为设有内凸台的锁爪形结构，由丢手滑套与充填管相锁定。所述座封转换短节下部、下部转换短节、心管上部均设有过流孔道。所述下部转换短节上设置的过流孔，由丢手滑套所封闭。所述胶筒为皮碗类自密封件。所述充填服务器包括套管接箍及其上顺次连接的外短节和下接头，外短节内顺次安装的定位锁簧、密封短节、连接锁簧充填转换体和单流阀总成，充填转换体和密封短节之间顺次安装的锁簧、充填滑套锁定环和下部短节。.所述充填总成包括接头及其上连接的充填心管，该充填心管上由导向销钉固定的定位体。
本发明与现有技术比较具有如下优点：
1、解决筛管前端形成早期砂桥，使整个砾石充填井段充实地填满砾石；
2、防砂效果好，防砂成功率高；
3、速度快、效率高，节约人力、物力、财力。
四、附图说明
图1为本发明的一种管柱结构示意图
图2为按图1所示的分段充填时的结构示意图
图3为按图1所示的分段充填时的另一种结构示意图
图4为按图1所示的分段充填封隔器结构示意图
图5为按图1所示的管外充填服务器结构示意图
图6为按图1所示的充填总成结构示意图
五、具体实施方式
一种水平井管外分段砾石充填防砂工艺，包括封隔井段和分段砾石充填，其特征在于所述封隔井段，是由分段充填封隔器，将防砂筛管与油管之间的环空封隔成互不相通的多个井段，所述分段砾石充填，是由分段砾石充填防砂工艺管柱，以如下工艺步骤进行：(A)将砾石自油管经分段充填封隔器、充填总成和充填服务器，沉积于首级充填封隔器前端的防砂筛管外，当充填砾石沉积延伸到首级充填封隔器以下时，在压差的作用下自动打开下一井段的充填通道；(B)连续(A)步骤，砾石逐级逐段沉积充填，直至完成整个井段的砾石充填。
分段砾石充填防砂工艺管柱的分段充填封隔器下人防砂筛管内，充填总成下人充填服务器中。
参阅图1-图6，一种水平井管外分段砾石充填防砂工艺管柱，包括表层套管1、油层套管3、油管柱2、裸眼封隔器5和以下的裸眼井段中、油层套管3外的防砂筛管7。裸眼井段8中油层套管3内的油管柱2上顺次连接有分段充填封隔器6、充填总成9和充填服务器10
分段充填封隔器6至少安装有一级。分段充填封隔器6，包括联顶短节61和下接头617之间外顺次连接的液缸63、解封短节66、坐封短节65、坐封转换短节69、胶筒610、心管611、隔环612、心管下接头614和下部转换短节616，联顶短节61和下接头617之间内顺次连接有液缸内管64和充填管68，所述液缸63和液缸内管64之间安装有坐封活塞62，所述坐封短节65和坐封转换短节69之间及心管611外安装有锁套67，所述心管接头614和下部转换短节616与充填管68之间安装有丢手锁簧613和丢手滑套615。丢手锁簧613上部设有与心管接头614内凸台相配合的外凸台，下部为设有内凸台的锁爪形结构，由丢手滑套615与充填管68相锁定。座封转换短节69下部、下部转换短节616、心管611上部均设有过流孔道。下部转换短节616上设置的过流孔，由丢手滑套615所封闭。胶筒610为皮碗类自密封件。充填服务器10包括套管接箍101及其上顺次连接的外短节103和下接头112，外短节103内顺次安装的定位锁簧102、密封短节104、连接锁簧105充填转换体107和单流阀总成111，充填转换体107和密封短节104之间顺次安装的锁簧106、充填滑套108锁定环109和下部短节110.。充填总成9包括接头91及其上连接的充填心管92，该充填心管92上由导向销钉94固定的定位体93.
使用时，把施工管柱连接好，下入到油井内，首级分段充填封隔器6必须下入防砂筛管7内，充填总成9也必须下入到充填服务器10当中。从油管柱2打压，坐封分级充填封隔器6，使封隔器6上下在防砂筛管7内不能连通。在无须动施工管柱的情况下，实现水平井管外即裸眼井壁和完井防砂筛管之间的环形空间的分段砾石充填防砂施工。在砾石充填施工过程中，当管外的砾石充填层逐渐沉积延伸到分段充填封隔器以下，在其上下形成一个水力压差，这一压差到达一定值，就剪断封隔器内部的销钉，打开下一井段的砾石充填通道。进行管外首段砾石充填，如图2所示，坐封充填封隔器6和打开管外砾石充填通道后，可进行首段砾石充填施工.。图中箭头所示方向为砂浆或携砂液流动方向。
管外第二段砾石充填及余次井段的砾石充填，如图3所示，第一段砾石充填结束，首级分段充填封隔器内部的上下连通的通道打开，携砂液通过首级封隔器和次级封隔器之间的防砂筛管进入油套环空，并穿过首级封隔器内部的通道上返到首级封隔器上部的油套环空而上行返出井口，砾石充填过程与第一段砾石充填的相同。这一充填过程依次进行，直到完成整个井段的砾石充填。