一种油井井下防喷管柱.pdf

本发明涉及油井施工领域，特别是一种用于油井起下钻过程中防止油井井筒井喷的管柱。本油井井下防喷管柱的旋板开关连接于悬挂式封隔器下端，通过生产管柱下至预定位置坐封，然后将单流密封插管连接于生产管柱下端下入井下，单流密封插管插接在旋板开关内，顶开旋板开关，油井正常生产；进行井下作业时，起出生产管柱，单流密封插管上提，旋板开关关闭，实现油井井筒防喷效果，悬挂封隔器上部井筒与油气层分隔，有效防止井喷。

1.  一种油井井下防喷管柱，它是由丢手管柱和生产管柱两趟管柱组成，其特征是：丢手管柱上方为旋板开关（6），生产管柱下方为单流密封插管（3），单流密封插管（3）插接在旋板开关（6）内。

2.  根据权利要求1所述的一种油井井下防喷管柱，其特征是：所述的丢手管柱还包括丢手接头（4）、悬挂式封隔器（5）、连通阀（7）以及母堵（8），其中丢手管柱上端为丢手接头（4），丢手接头（4）下方经悬挂式封隔器（5）连接至旋板开关（6），旋板开关（6）下方经连通阀（7）连接至母堵（8）。

3.  根据权利要求1所述的一种油井井下防喷管柱，其特征是：所述的丢手接头（4）是投球式安全丢手接头。

4.  根据权利要求1所述的一种油井井下防喷管柱，其特征是：所述的生产管柱还包括抽油泵（1）及筛管（2），抽油泵（1）经油管连接筛管（2），筛管（2）下端连接单流密封插管（3）。

5.  根据权利要求1所述的一种油井井下防喷管柱，其特征是：所述的单流密封插管（3）的顶部为用于与筛管（2）底部连接的上接头（3-1），单流密封插管（3）的底部为用于顶开旋板开关（6）的导流顶杆（3-9），上接头（3-1）的下方分别依次布置有单流阀和洗井保护皮碗，洗井保护皮碗下方至导流顶杆（3-9）上方的单流密封插管（3）管壁上开有联通管壁外至管内中心通道的导流孔（3-8）。

6.  根据权利要求5所述的一种油井井下防喷管柱，其特征是：所述的单流阀包括单流阀罩（3-2）、阀球（3-3）、阀座（3-4），单流密封插管（3）的管内中心通道顶端设置有阀座（3-4），阀座（3-4）上固定有单流阀罩（3-2），单流阀罩（3-2）内置有阀球（3-3）。

7.  根据权利要求5所述的一种油井井下防喷管柱，其特征是：所述的洗井保护皮碗包括皮碗胶筒（3-5）、皮碗中心管（3-6）以及皮碗支撑座（3-7），皮碗中心管（3-6）套接在单流密封插管（3）外壁，皮碗中心管（3-6）通过皮碗支撑座（3-7）固定皮碗胶筒（3-5）。

8.  根据权利要求1所述的一种油井井下防喷管柱，其特征是：所述的旋板开关（6）主要由旋板开关机构和强制复位机构组成，
其中旋板开关机构包括上接头（6-1）、固定销座（6-2）、旋转轴（6-3）、旋板（6-4），上接头（6-1）底部固定有固定销座（6-2），旋板（6-4）通过旋转轴（6-3）销接在固定销座（6-2）底部，旋板（6-4）的大小大于上接头（6-1）底部端口；
强制复位机构包括推杆（6-5）、外套（6-6）、强制复位弹簧（6-7）、下接头（6-8），推杆（6-5）一端与旋板（6-4）通过销轴铰接，推杆（6-5）另一端固定在强制复位弹簧（6-7）上部，强制复位弹簧（6-7）下部固定在下接头（6-8）上，下接头（6-8）与上接头（6-1）之间还连接有外套（6-6）。

一种油井井下防喷管柱
技术领域
本发明涉及油井施工领域，特别是一种用于油井起下钻过程中防止油井井筒井喷的管柱。
背景技术
目前，针对部分油田三叠系油藏区块油气比较高，目前起钻时油管无法防喷，需放喷后才能进行作业，影响油井作业时效和油井产量，且存在一定安全环保隐患。目前普遍采用了一种防喷泄油器，该泄油器接在常规管式泵固定阀上端，在下油管过程中，泄油器处于关闭状态，可以杜绝地层油气从油管喷出。下到位后，利用柱塞下压泄油器，使其处于油管内连通状态，即可以正常开抽生产。再需要起油管时，起出抽油杆及泵柱塞，从油管内投入抽油杆短接，通过撞击，将泄油器内外联通阀撞断，实现泄油器内外联通（油管内与油套环空），即可在起油管时，实现泄油。该类型防喷器的使用，可以有效解决管柱下入过程中的防喷问题，但在油管起出过程中，因为泄油器已打开，与油管内上下，与油管内外都实现了联通，无法在起到防喷作用。但高气油比井在施工作业时，随着管柱起出，井筒液柱下降，会导致原油脱气，出现短暂的油气喷出，存在施工安全隐患。
发明内容
本发明的目的是针对三叠系区块油气比高的油井，目前起钻时油管无法防喷，需放喷后才能进行作业，影响油井作业时效和油井产量，且存在一定安全环保隐患的问题，本发明提供一种油井井下防喷管柱，在起钻和下钻过程中防止高油气比油井井筒喷液的问题，确保安全，保证油井作业时效。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种油井井下防喷管柱，它是由丢手管柱和生产管柱两趟管柱组成，其特征是：丢手管柱上方为旋板开关，生产管柱下方为单流密封插管，单流密封插管插接在旋板开关内。
所述的丢手管柱还包括丢手接头、悬挂式封隔器、连通阀以及母堵，其中丢手管柱上端为丢手接头，丢手接头下方经悬挂式封隔器连接至旋板开关，旋板开关下方经连通阀连接至母堵。
所述的丢手接头是投球式安全丢手接头。
所述的生产管柱还包括抽油泵及筛管，抽油泵经油管连接筛管，筛管下端连接单流密封插管。
所述的单流密封插管的顶部为用于与筛管底部连接的上接头，单流密封插管的底部为用于顶开旋板开关的导流顶杆，上接头的下方分别依次布置有单流阀和洗井保护皮碗，洗井保护皮碗下方至导流顶杆上方的单流密封插管管壁上开有联通管壁外至管内中心通道的导流孔。
所述的单流阀包括单流阀罩、阀球、阀座，单流密封插管的管内中心通道顶端设置有阀座，阀座上固定有单流阀罩，单流阀罩内置有阀球。
所述的洗井保护皮碗包括皮碗胶筒、皮碗中心管以及皮碗支撑座，皮碗中心管套接在单流密封插管外壁，皮碗中心管通过皮碗支撑座固定皮碗胶筒。
所述的旋板开关主要由旋板开关机构和强制复位机构组成，
其中旋板开关机构包括上接头、固定销座、旋转轴、旋板，上接头底部固定有固定销座，旋板通过旋转轴销接在固定销座底部，旋板的大小大于上接头底部端口；
强制复位机构包括推杆、外套、强制复位弹簧、下接头，推杆一端与旋板通过销轴铰接，推杆另一端固定在强制复位弹簧上部，强制复位弹簧下部固定在下接头上，下接头与上接头之间还连接有外套。
本发明的有益效果是本油井井下防喷管柱的旋板开关连接于悬挂式封隔器下端，通过生产管柱下至预定位置坐封，然后将单流密封插管连接于生产管柱下端下入井下，单流密封插管插接在旋板开关内，顶开旋板开关，油井正常生产；进行井下作业时，起出生产管柱，单流密封插管上提，旋板开关关闭，实现油井井筒防喷效果，悬挂封隔器上部井筒与油气层分隔，有效防止井喷。
附图说明
下面结合实施例附图对本发明进一步说明。
图1是井下防喷管柱示意图；
图2是单流密封插管结构图；
图3是旋板开关结构图；
图中：1、抽油泵；2、筛管；3、单流密封插管；4、丢手接头；5、悬挂式封隔器；6、旋板开关；7、连通阀；8、母堵;
3-1、上接头；3-2、单流阀罩；3-3、阀球；3-4、阀座；3-5、皮碗胶筒；3-6、皮碗中心管；3-7、皮碗支撑座；3-8、导流孔；3-9、导流顶杆；
6-1、上接头；6-2、固定销座；6-3、旋转轴；6-4、旋板；6-5、推杆；6-6、外套；6-7、强制复位弹簧；6-8、下接头。
具体实施方式
实施例1
如图1的本发明油井井下防喷管柱结构示意图所示，本防喷管柱是由丢手管柱和生产管柱两趟管柱组成，丢手管柱上方为旋板开关6，生产管柱下方为单流密封插管3，单流密封插管3插接在旋板开关6内。
丢手管柱还包括丢手接头4、悬挂式封隔器5、连通阀7以及母堵8，其中丢手管柱上端为丢手接头4，丢手接头4是投球式安全丢手接头，丢手接头4下方经悬挂式封隔器5连接至旋板开关6，旋板开关6下方经连通阀7连接至母堵8。
生产管柱还包括抽油泵1及筛管2，抽油泵1经油管连接筛管2，筛管2下端连接单流密封插管3。
本防喷管柱中除单流密封插管3和旋板开关6结构外，其他结构均为现有成熟技术或成熟产品，如筛管2、投球式安全丢手接头4、悬挂式封隔器5、连通阀7、母堵8，其结构在此不详细说明。
油井防喷管柱工作流程为：旋板开关6连接于悬挂式封隔器5下端，通过生产管柱下至预定位置坐封，然后将单流密封插管3连接于生产管柱下端下入井下，单流密封插管3插接在旋板开关6内，顶开旋板开关6，油井正常生产；进行井下作业时，起出生产管柱，单流密封插管3上提，旋板开关6关闭，实现油井井筒防喷效果，悬挂封隔器5上部井筒与油气层分隔，有效防止井喷。
具体施工现场实例：
试验井固XX-XX井钻遇层位长X，完钻井深1406.0m，人工井底1397.5m，作业前日产液4.62m^3，日产油4.11t，含水率11.0%，气油比86.5m³/t。
    1、下封隔器坐封丢手：
将油井防喷管柱连接生产管柱下井到预定位置（1213.5m），从油管按照5-10-15 MPa阶梯打压，期间每次稳压5min，通过油管打压坐封，工具坐封完成后，缓慢下探油管，油管深度不变，自重减少1-2t，工具坐封完成；然后从油管投入抽油杆短接，将投球式安全丢手接头撞掉，丢手完成，起出投球式安全丢手接头以上管柱。
    2、下入生产管柱和密封插管：
连接单流密封插管至抽油泵尾部，管柱从上至下组合为：φ73mm油管+管式泵+φ73mm油管+筛管2+单流密封插管3。按计划深度，工具下到预定位置（1213.5m），缓慢下探油管，油管深度不变，自重减少10-30kN ，然后管柱负荷恢复正常，继续下放管柱，自重减少30kN ，管柱不再下行，单流密封插管3下放到位，旋板开关6打开。
3、验证旋板开关的可靠性
上提生产管柱0.3m，完井后开抽，油井12小时不出液，旋板开关成功封隔封隔器上部井筒和油气层，达到预期效果。
4、完井
按预定设计下入抽油杆和柱塞，完井，开井后2个小时油井出液。
实施例2
如图2的单流密封插管结构示意图所示，单流密封插管3的顶部为用于与筛管2底部连接的上接头3-1，单流密封插管3的底部为用于顶开旋板开关6的导流顶杆3-9，上接头3-1的下方分别依次布置有单流阀和洗井保护皮碗，洗井保护皮碗下方至导流顶杆3-9上方的单流密封插管3管壁上开有联通管壁外至管内中心通道的导流孔3-8。
单流密封插管的工作原理：单流密封插管3连接在生产管柱最下段，将单流密封插管3最下端的导流顶杆3-9插入旋板开关6中，将旋板开关中旋板6-4顶开，使单流密封插管3与油层连通，同时井筒中液体通过单流密封插管上的导流孔3-8由单流密封插管3内中心通道后经单流阀进入悬挂封隔器上部油套环形空间。
单流阀包括单流阀罩3-2、阀球3-3、阀座3-4，单流密封插管3的管内中心通道顶端设置有阀座3-4，阀座3-4上固定有单流阀罩3-2，单流阀罩3-2内置有阀球3-3，单流密封插管3内中心通道的液体顶开阀座3-4上的阀球3-3进入上部空间。
洗井保护皮碗包括皮碗胶筒3-5、皮碗中心管3-6以及皮碗支撑座3-7，皮碗中心管3-6套接在单流密封插管3外壁，皮碗中心管3-6通过皮碗支撑座3-7固定皮碗胶筒3-5，单流密封插管3插接在旋板开关6内后，皮碗胶筒3-5与旋板开关6中心通道部分通过过盈配合起到密封作用，洗井时，使洗井液无法通过油管内单流密封插管3与旋板开关6间隙污染地层，通过单流阀和洗井保护皮碗两者相结合有效防止洗井液倒灌入地层。
实施例3
如图3的旋板开关6结构示意图所示，旋板开关6主要由旋板开关机构和强制复位机构组成。
其中旋板开关机构包括上接头6-1、固定销座6-2、旋转轴6-3、旋板6-4，上接头6-1底部固定有固定销座6-2，旋板6-4通过旋转轴6-3销接在固定销座6-2底部，使旋板6-4能够以旋转轴6-3为转轴向下转动，旋板6-4的大小大于上接头6-1底部端口，使得旋板6-4旋转至上端时能够封堵上接头6-1的底部端口。
强制复位机构包括推杆6-5、外套6-6、强制复位弹簧6-7、下接头6-8，推杆6-5一端与旋板6-4通过销轴铰接，推杆6-5另一端固定在强制复位弹簧6-7上部，强制复位弹簧6-7下部固定在下接头6-8上，下接头6-8与上接头6-1之间还连接有外套6-6，强制复位弹簧6-7可在外套6-6围成的空腔内压缩。
旋板开关6的工作原理：旋板开关6通过上接头6-1连接在悬挂封隔器5下端，单流密封插管3底部的导流顶杆3-9插入旋板开关6中，将旋板开关中旋板6-4顶开，旋板6-4受到导流顶杆3-9的推力，旋板6-4以旋转轴6-3为轴心向下运动，并推动推杆6-5压缩强制复位弹簧6-7收缩，通过单流密封插管3上的导流孔3-8连通油层；当单流密封插管3上提起出时，强制复位弹簧6-7靠弹簧的弹力推动推杆6-5使旋板开关6中的旋板6-4复位，使旋板开关6处于关闭状态。