水平井边冲边下砾石充填防砂管柱技术领域
本发明涉及石油开采井下作业管柱，尤其是水平井边冲边下砾石充填防砂管柱。
背景技术
随着疏松砂岩油藏开发进入中后期，地层骨架砂破坏程度加大，早期出砂轻微的油
藏，出砂程度加剧，形成一些“流砂”地层，这类地层的水平井在进行井下作业过程中
会涌出大量地层砂，管柱需要重复多次下入，才能到达设计位置，特别是在砾石充填防
砂施工时，防砂管柱不仅需要顺利下到设计位置，更重要的是还要进行有效的砾石充填
防砂，目前“流沙”地层进行水平井砾石充填，占井周期长，砾石充填防砂施工成功率
低，作业成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供水平井边冲边下砾石充填防砂管柱，井筒冲洗防砂一体化完
成，缩短水平井“流沙”地层防砂施工周期，节约成本；保持井筒清洁干净，确保防砂
管柱顺利到达设计位置，充填通道关闭可靠，提高底部挤压充填施工成功率。
为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，水平井边冲边下砾石充填防砂管
柱，包括冲防外管柱，所述冲防外管柱内部装有冲砂内管柱、挤压充填防砂内管柱，所
述冲砂内管柱首先装入冲防外管柱内并完成冲洗工作后起出，然后所述挤压充填防砂内
管柱再下入到冲防外管柱内部。
所述冲防外管柱包括依次连接在一起的悬挂丢手封隔器、防砂筛管、底部充填外工
具、喷砂管。
所述悬挂丢手封隔器包括丢手机构、悬挂封隔装置，所述丢手机构、悬挂封隔装置
两者为反扣式连接。
所述冲砂内管柱包括依次连接在一起的坐封丢手头、连接管、密封插管，坐封丢手
头、连接管之间通过连接接箍连接固定，所述坐封丢手头位于悬挂丢手封隔器内部，所
述连接管位于防砂筛管内部，所述密封插管位于底部充填外工具内部。
所述底部充填外工具前端内侧安设上密封圈，所述密封插管的外壁通过该上密封圈
与底部充填外工具实现密封。
所述挤压充填防砂内管柱包括依次连接在一起的内管、充填管、关闭头，所述充填
管在自身圆周壁开设通孔。
所述底部充填外工具前端内侧安设上密封圈，所述充填管的外壁通过该上密封圈与
底部充填外工具实现密封。
所述充填管、关闭头通过螺钉连接，所述关闭头外壁开设锥形外螺纹，所述喷砂管
内壁开设与上述锥形外螺纹相对应的锥形内螺纹。
所述关闭头外壁安设下密封圈，在关闭头和喷砂管螺纹连接后密封在关闭头和喷砂
管之间。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
在管柱下入井筒时，由冲砂内管柱和冲防外管柱形成的反循环冲洗通道畅通，下入
的同时不断冲洗井筒砂砾及残留物，保持井筒清洁干净，确保冲防砂管柱顺利下到设计
位置，然后投球打压坐封冲防外管柱的防砂封隔器，并丢手起出冲砂管柱，再下入内充
填防砂管柱，从油管泵入砂浆进行底部挤压充填防砂施工，反循环洗井后，下放并正转
管柱、关闭充填通道，起出充填管柱，完成防砂施工。
井筒冲洗防砂一体化完成，缩短水平井“流沙”地层防砂施工周期，节约成本；保
持井筒清洁干净，确保防砂管柱顺利到达设计位置，充填通道关闭可靠，提高底部挤压
充填施工成功率。
附图说明
图1为水平井冲防一体化冲砂管柱；
图2为水平井冲防一体化底部挤压充填管柱；
图3为水平井冲防一体化留井管柱。
图中：冲防外管柱1、悬挂丢手封隔器2、丢手机构3、冲砂内管柱4、悬挂封隔装
置5、坐封丢手头6、连接接箍7、防砂筛管8、连接管9、上密封圈10、底部充填外工
具11、密封插管12、喷砂管13、挤压充填防砂内管柱14、内管15、充填管16、螺钉17、
下密封圈18、关闭头19。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说
明之用，并非用来对本发明加以限制。
如图1所示，水平井边冲边下砾石充填防砂管柱，水平井冲防砂一体化管柱，由冲
防外管柱1、冲砂内管柱4和挤压充填防砂内管柱14组成。
冲防外管柱1由顺序螺纹连接的悬挂丢手封隔器2、防砂筛管8、底部充填外工具
11和喷砂管13构成，悬挂丢手封隔器2由采用反扣连接的丢手机构3和悬挂封隔装置5
组成，底部充填外工具11前端内壁安设上密封圈10，喷砂管13内腔为锥面并设有螺纹，
螺纹后面为内密封面；冲砂内管柱4的坐封丢手头6前端与悬挂丢手封隔器2的丢手机
构3螺纹连接，下端通过连接接箍7与连接管9螺纹相连，连接管9后端连有密封插管
12，密封插管12的前端内表面设有向里的圆形台阶，密封插管12外表与底部充填外工
具11前端安设有上密封圈10的内表面配合形成密封；挤压充填防砂内管柱14由内管15
螺纹连接在充填管16的前端，内管15外表与底部充填外工具11前端安设的上密封圈10
的内表面配合形成密封，充填管16上设有均布的充填口，后端设有安装螺钉17的孔，
用于连接充填管16和关闭头19，关闭头19上安设有下密封圈18，与冲防外管柱1底部
的喷砂管13密封面配合，形成密封。
在现场使用时，按如下操作程序进行：
将水平井冲防砂一体化管柱按图1顺序连接好，下入井筒过程中由套管和冲防外管
柱1环空泵入水，冲洗涌出的砂砾和沉积于井筒后端颗粒等残留物，经喷砂管13底部由
冲砂内管柱4返出地面，确保冲防外管柱1顺利下入，冲防外管柱1下到设计位置后，
从油管投球到达冲砂内管柱4的密封插管12上的内台阶处，从油管打压，液压经过坐封
丢手头6的液流孔传递到悬挂丢手封隔器2，使其坐封并悬挂于井筒内壁，然后转动管柱
使悬挂丢手封隔器2的丢手机构3与悬挂封隔装置5脱开，将脱开后的丢手机构3连同
冲砂内管柱4起出；下入挤压充填防砂内管柱14，确定关闭头19下到喷砂管13内密封
面位置时，上提挤压充填防砂内管柱14，使其离开喷砂管13内锥面，从油管泵入挤压充
填用的携砂流体，经挤压充填防砂内管柱14的充填口，由喷砂管13与关闭头19之间的
空间从喷砂管13底部上返经油层套管与冲防外管柱1的环空进入地层，实现底部挤压充
填防砂；施工结束后，管柱下压并转动将关闭头19和喷砂管13上的螺纹上紧，然后上
提管柱，拔断挤压充填防砂内管柱14上充填管16后端与关闭头19连接的螺钉17，提出
挤压充填防砂内管柱14的充填管16及前面部分，关闭头19和包含与其螺纹连接的底部
喷砂管13的冲防外管柱1留井作为防砂生产管柱。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发
明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。