專利名稱：水平井篩管礫石充填防砂裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種石油開采完井施工作業的篩管礫石充填裝置，尤其是涉及一種水 平井篩管礫石充填防砂裝置。
背景技術：
礫石充填防砂工藝在直井防砂作業中已經得到廣泛的應用，是一項比較成熟的防 砂工藝技術。近年來，隨著水平井鉆探技術的大規模推廣應用，為延長水平井防砂有效壽命 多采用水平井礫石充填防砂新工藝。由于在水平井中的礫石沉降規律不同于直井，并且由 于井段長，攜砂液在重力作用下濾失嚴重，容易因過早脫砂形成砂橋，導致防砂作業失敗， 因此礫石充填防砂工藝在水平井中的應用受到限制。目前，大部分水平井采用金屬濾網、金 屬氈、金屬棉濾砂管直接防砂，在生產期間容易堵塞，防砂有效期短、堵塞后解堵困難、措施 費用高、占用生產時間長，嚴重地影響了水平井在勘探開發中的應用效果。2009年5月20日公開的中國發明專利申請《水平井管外分段礫石防砂工藝及管 柱》(公開號CN101435321A)，其中的裝置包括裸眼封隔器和以下的裸眼井段中、油層套管外 的防砂篩管、裸眼井段中油層套管內的油管柱上順次連接的分段充填封隔器、充填總成和 充填服務器。該發明雖然具有充填充分、結實等特點，但其裝置結構復雜，作業繁復，施工作 業時間長，并且不具有酸洗、返洗井功能。
發明內容
為了克服現有水平井礫石充填防砂裝置存在的結構復雜，作業繁復，施工作業時 間長，酸洗、返洗井作業需要多次下入管柱的不足，本發明提供一種水平井篩管礫石充填防 砂裝置。該水平井篩管礫石充填防砂裝置集酸洗、礫石充填、返洗功能于一體，能夠有效地 提高防砂施工作業效率。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是水平井篩管礫石充填防砂裝置的密 封體、套管、充填閥的閥體、接頭、篩管由上至下依次固定連接；充填閥的內套上端與酸洗閥 的閥體固定連接，下端與內管固定連接。密封體內孔中安裝有密封管；密封體的凸臺內孔與 密封管之間安裝有密封圈；密封圈上方的密封管與密封體內孔之間有間隙。密封體下端的 軸向盲孔中安裝有清洗閥，清洗閥的閥芯、彈簧、閥座由內至外依次安裝在密封體的軸向盲 孔中，閥座與密封體固定連接；密封體內孔的密封圈上方有徑向清洗液通道與安裝清洗閥 的軸向盲孔貫通，清洗液通道為徑向盲孔；密封圈下方的密封體上有徑向清洗孔位于閥芯 處；閥芯與密封體徑向之間安裝有密封圈。充填閥的閥座與內套、閥體固定連接；閥座上方 的內套與閥體之間由下至上安裝有彈簧、閥芯，閥芯上端面處的內套上安裝有擋環；閥體上 的徑向充填孔位于閥芯處；閥芯與閥體、內套徑向之間安裝有密封圈；閥體外圓充填孔的 下方固定安裝有導向套。酸洗閥的閥體內為上小下大階梯孔，彈簧、閥芯由上至下安裝，閥 體上的徑向酸洗孔位于閥芯處；閥芯與閥體之間徑向安裝有密封圈。密封管下端有充填孔。本發明的有益效果是，設計合理，能夠實現一趟完井管柱完成酸洗、礫石充填、返洗等作業要求，節省作業時間，施工作業后篩管管柱的內通徑不變小，為后期施工作業帶來 方便，提高了工作效率。
圖1是本發明水平井篩管礫石充填防砂裝置結構示意圖。圖中1.密封管，2.清洗閥，3.套管，4.酸洗閥，5.充填閥，6.接頭，7.內管，8.篩 管，11.充填孔，21.密封體，22.密封圈，23.清洗液通道，24.清洗孔，25.閥芯，26.彈簧， 27.閥座，41.閥體，42.彈簧，43.閥芯，44.酸洗孔，45.氣\液孔，51.擋環，52.內套，53.充 填孔，54.導向套，55.閥芯，56.閥體，57.彈簧，58.螺栓，59.閥座。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。參見附圖1。本發明水平井篩管礫石充填防砂裝置，包括密封管1、套管3、篩管8 以及清洗閥2、酸洗閥4、充填閥5，密封體21、套管3、充填閥5的閥體56、接頭6、篩管8由 上至下依次固定連接；充填閥5的內套52上端與酸洗閥4的閥體41固定連接，內套52下 端與內管7固定連接，內管位于篩管8內。密封體21內孔中安裝有密封管1 ；密封體21的內孔凸臺與密封管1之間安裝有 密封圈22 ；密封圈22上方的密封管1與密封體21及其上部管柱內孔之間為環空。密封管1的上端與充填管柱連接，靠近密封管1下端外圓與密封體21配合密封。 為了便于充填作業，通常將密封管1的下端制作成圓錐體，圓錐體上有數個與軸線有夾角 的充填孔11。密封體21為清洗閥2的閥體，密封體21下端的軸向盲孔中安裝有清洗閥2，清洗 閥2的閥芯25、彈簧26、閥座27由內至外依次安裝在密封體21的軸向盲孔中，閥座27與 密封體21固定連接；通常閥座27選用絲堵，且絲堵圓周安裝有密封圈。在密封體21內孔 的密封圈22上方有徑向清洗液通道23與密封體21的軸向盲孔貫通，清洗液通道23為徑 向盲孔。密封圈22下方的密封體21上有徑向清洗孔24位于閥芯25處；閥芯25與密封體 21徑向之間安裝有密封圈。清洗閥2的數量為2個或2個以上，且沿密封體21端面均布。充填閥5的閥座59安裝在充填閥的下端，與內套52、閥體56固定連接，通常閥座 59內孔與內套52采用螺紋固定連接，外圓部分通過螺栓58與閥體56固定連接，連接處安 裝有密封裝置。閥座59上方的內套52與閥體56之間由下至上安裝有彈簧57、閥芯55，閥 芯55上端面處的內套52上安裝有擋環51，用于限制閥芯55的行程；擋環也可以安裝在閥 體56內孔中。閥體56上有徑向充填孔53位于閥芯55處；充填孔53的數量為2個或2個 以上，且沿圓周均布。閥芯55與閥體56、內套52徑向之間安裝有密封圈。閥體56的充填 孔53下方固定安裝有導向套54，導向套54的內孔為上大下小的階梯孔，下端與閥體56外 圓固定連接，焊接或螺紋連接均可；導向套54上端內孔與閥體56外圓周之間為環空，且導 向套54上端面高于充填孔53，安裝導向套54可以防止在礫石充填施工作業時礫石直接沖 擊井壁。酸洗閥4的閥體41下端內螺紋與充填閥5的內套52上端外螺紋固定連接。彈簧 42、閥芯43由上至下安裝，閥體41上的徑向酸洗孔44位于閥芯43處，酸洗孔44的數量為2個或2個以上，且沿閥體41圓周均布；閥芯43與閥體41之間徑向安裝有密封圈。閥體 41中心的氣\液孔用于排出積聚在酸洗閥4中的氣體或液體，便于酸洗閥4徹底關閉。本發明水平井篩管礫石充填防砂裝置現場實施作業如下首先將水平井篩管礫石充填防砂裝置(不包括密封管1)串接在篩管防砂管柱的 下端，其中套管3的長度根據防砂井段的長度確定，將管柱下入井筒中；待篩管防砂管柱固 定后，再將下端安裝有密封管1的酸洗管柱下入篩管防砂管柱中，直至密封管1前端插入密 封體21通過密封圈22形成密封。酸洗作業向篩管防砂管柱與井筒之間的環空中注入酸洗液，酸洗液通過篩管進入內管7，在 酸洗液壓力的作用下，酸洗閥4被打開，酸洗液通過酸洗孔44經酸洗管柱返回井口，直至酸 洗作業完畢，酸洗閥4關閉，提出酸洗管柱。礫石充填將下端安裝有密封管1的充填管柱下入篩管防砂管柱中，直至密封管1前端插入 封體21通過密封圈22形成密封。向充填管柱內注入攜砂液，攜砂液通過密封管1下端的 充填孔11向下，打開充填閥5 ；攜砂液通過充填閥5的充填孔53，進入篩管防砂管柱與井筒 之間的環空，直至完成礫石充填作業，充填閥5關閉。返洗井作業將洗井液注入充填管柱與篩管防砂管柱之間的環空內，洗井液經過密封體21上 的清洗液通道23打開清洗閥2，再通過徑向清洗孔24進入篩管防砂管柱內腔，洗井液將殘 留在篩管防砂管柱和充填管柱內的攜砂液、砂子經過充填管柱帶出井筒；返洗井作業完成 后，清洗閥2關閉；完成上述作業后，將充填管柱從井下取出，即完成了篩管礫石充填防砂施工作業。本發明水平井篩管礫石充填防砂裝置，在施工作業中，簡單易行，集酸洗、礫石充 填、返洗井功能于一體，深入水平井段進行礫石充填作業，防砂效果好，同時保持了采油采 氣篩管管柱內通徑不變，有利于提高油氣采收量，并為采油后期施工作業提供有利條件。
權利要求
一種水平井篩管礫石充填防砂裝置，包括篩管、套管，其特征是密封體(21)、套管(3)、充填閥(5)的閥體(56)、接頭(6)、篩管(8)由上至下依次固定連接；充填閥(5)的內套(52)上端與酸洗閥(4)的閥體(41)固定連接，下端與內管(7)固定連接。
2.根據權利要求1所述的水平井篩管礫石充填防砂裝置，其特征是所述密封體(21) 內孔中安裝有密封管⑴；密封體(21)的內孔凸臺與密封管⑴之間安裝有密封圈(22)； 密封圈(22)上方的密封管⑴與密封體(21)內孔之間有間隙。
3.根據權利要求2所述的水平井篩管礫石充填防砂裝置，其特征是所述密封體(21) 下端的軸向盲孔中安裝有清洗閥(2)，清洗閥(2)的閥芯(25)、彈簧(26)、閥座(27)由內至 外依次安裝在密封體(21)的軸向盲孔中，閥座(27)與密封體(21)固定連接；所述密封體 (21)內孔的密封圈(22)上方有徑向清洗液通道(23)與安裝清洗閥(2)的軸向盲孔貫通， 清洗液通道(23)為徑向盲孔；密封圈(22)下方的密封體(21)上有徑向清洗孔(24)位于 閥芯(25)處；閥芯(25)與密封體(21)徑向之間安裝有密封圈。
4.根據權利要求3所述的水平井篩管礫石充填防砂裝置，其特征是所述充填閥(5) 的閥座(59)與內套(52)、閥體(56)固定連接；閥座(59)上方的內套(52)與閥體(56)之間 由下至上安裝有彈簧(57)、閥芯(55)，閥芯(55)上端面處的內套(52)上安裝有擋環(51)； 閥體(56)上的徑向充填孔(53)位于閥芯(55)處；閥芯(55)與閥體(56)、內套(52)徑向 之間安裝有密封圈；閥體(56)外圓充填孔(53)的下方固定安裝有導向套(54)。
5.根據權利要求4所述的水平井篩管礫石充填防砂裝置，其特征是所述導向套(54) 下端與閥體(56)固定連接，上端內孔與閥體(56)外圓周之間有環空；導向套(54)上端面 高于充填孔(53)。
6.根據權利要求5所述的水平井篩管礫石充填防砂裝置，其特征是所述酸洗閥(4) 的閥體(41)內的彈簧(42)、閥芯(43)由上至下安裝，閥體(41)上的徑向酸洗孔(44)位于 閥芯(43)處；閥芯(43)與閥體(41)之間徑向安裝有密封圈。
7.根據權利要求6所述的水平井篩管礫石充填防砂裝置，其特征是所述密封管(1) 下端有充填孔(11)。
全文摘要
一種水平井篩管礫石充填防砂裝置。為了克服現有水平井礫石充填防砂裝置存在的結構復雜，作業繁復，施工作業時間長，酸洗、返沖洗作業需要多次下入管柱的不足，本發明密封體(21)、套管(3)、充填閥(5)的閥體(56)、接頭(6)、篩管(8)由上至下依次固定連接；充填閥(5)的內套(52)上端與酸洗閥(4)的閥體(41)固定連接，下端與內管(7)固定連接；密封體(21)內孔中安裝有密封管(1)；密封體(21)的內孔凸臺與密封管(1)之間安裝有密封圈(22)；密封圈(22)上方的密封管(1)與密封體(21)內孔之間有間隙。其有益效果是能夠實現一趟完井管柱完成酸洗、礫石充填、返洗等作業要求，提高了工作效率。
文檔編號E21B43/08GK101929329SQ20091008675
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月26日 優先權日2009年6月26日
發明者劉長軍, 張東亭, 曲慶利, 李懷文, 李錦紅, 楊延征, 聶上振, 鄒治新, 齊月魁 申請人:大港油田集團有限責任公司