專利名稱：防砂管管外礫石充填防砂洗井補(bǔ)償器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型公開了一種石油井在進(jìn)行防砂管防砂時(shí)，將充填工具以下防砂管底部以上防砂管與油層套管環(huán)空中的油、砂、垢等雜質(zhì)，清洗至地面后，再進(jìn)行防砂的洗井補(bǔ)償裝置，尤其適用于稠油或出砂嚴(yán)重的石油井防砂。
背景技術(shù)：
目前石油井防砂技術(shù)中使用防砂管(金屬繞絲篩管或激光割縫篩管)管外礫石充填防砂是最先進(jìn)、最有效的防止石油井出砂的防砂工藝技術(shù)。但是因存在著諸多不利因素，影響了該工藝技術(shù)的成功率和有效率。首先連接在防砂管上部的充填工具密封皮碗與油層套管內(nèi)壁為過盈配合，下入時(shí)，將粘附在油層套管內(nèi)壁上的油、砂、垢等雜質(zhì)刮削下來，積聚在充填工具密封皮碗以下防砂管與油層套管環(huán)空中，防砂反循環(huán)洗井時(shí)，只能清洗充填工具以上，而在充填工具以下防砂管底部以上，防砂管與油層套管環(huán)空中的雜質(zhì)無法清洗至地面，當(dāng)進(jìn)行正循環(huán)洗井時(shí)，洗井液從油管內(nèi)通過充填工具密封皮碗下面的充填孔，轉(zhuǎn)換至防砂管與油層套管的環(huán)空中后，攜帶著油、砂、垢這些雜質(zhì)，強(qiáng)行通過防砂管的縫隙進(jìn)入防砂管與中心管的環(huán)空，再沿環(huán)空下行至中心管底端后進(jìn)入中心管內(nèi)腔上行，經(jīng)充填工具循環(huán)孔至充填工具上部的油管與油層套管環(huán)空中，返出地面，形成循環(huán)充填礫石的通道，但是由于防砂管縫隙非常狹窄，大部分雜質(zhì)不能通過并將防砂管縫隙堵塞，造成正循環(huán)洗井壓力高無法進(jìn)行礫石充填，使防砂失敗。其次在上起沖砂、壓井管柱和下入防砂管柱的過程中，由于井筒內(nèi)壓井液柱高度發(fā)生變化，而引起井底壓力的變化，造成油層出油、出砂并懸浮在防砂層位中下部的井筒內(nèi)，防砂時(shí)，雖然正循環(huán)洗井壓力不高，但它會(huì)造成礫石充填量不夠或充填不實(shí)，甚至形成礫石橋塞，影響防砂效果，使防砂失敗。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種防砂管管外礫石充填防砂洗井補(bǔ)償器，它安裝在防砂管底端與防砂尾管之間，防砂時(shí)，正循環(huán)洗井可利用它的洗井通孔將積聚于充填工具密封皮碗以下防砂管底部以上，防砂管與油層套管環(huán)空中的油、砂、垢等雜質(zhì)清洗至地面，然后再關(guān)閉它的洗井通孔進(jìn)行正循環(huán)充填礫石防砂，從而提高防砂的一次成功率和有效率。
本實(shí)用新型是采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的防砂管管外礫石充填防砂洗井補(bǔ)償器的上接頭是一段圓鋼管，其上端制上接頭內(nèi)螺紋與防砂管底端的外螺紋連接，下端制外螺紋與卡瓦牙套上端的內(nèi)螺紋連接；卡瓦牙套是一段圓鋼管，其中部內(nèi)腔制直徑上大下小的錐形面，內(nèi)腔中放置圓形卡瓦牙，其下端制內(nèi)螺紋與銷釘套上端的外螺紋連接；銷釘套是一段圓鋼管，中部制帶內(nèi)螺紋的銷釘孔，與銷釘?shù)耐饴菁y連接，其下端制外螺紋與沉球套上端的內(nèi)螺紋連接；沉球套是一段圓鋼管，其下端制內(nèi)螺紋與密封套上端的外螺紋連接；密封套是一段圓鋼管，其內(nèi)壁經(jīng)特殊處理后具有較高的光潔度；在上接頭、卡瓦牙套、卡瓦牙、銷釘套、沉球套、密封套組成的內(nèi)腔中，放置內(nèi)管，內(nèi)管是一段圓鋼管，其上端面制45°外倒角，上部制銷釘座孔，銷釘通過銷釘孔座入其內(nèi)，上部靠下制咬合齒，中上部制內(nèi)管凸起臺(tái)階與密封套的上端面配合接觸，內(nèi)管凸起臺(tái)階靠下制鋼球臺(tái)階孔，鋼球可自由放置其內(nèi)，內(nèi)管的中部制兩道密封圈槽C，中下部制洗井通孔，洗井通孔靠下制密封圈槽D，內(nèi)管的下端制下部連接外螺紋與防砂尾管和尾堵的內(nèi)螺紋連接；在內(nèi)管的內(nèi)腔中放置堵塞塊，堵塞塊是一段圓鋼管，其上端面制45°內(nèi)倒角，中部外壁制鋼球嵌入座環(huán)，鋼球通過鋼球臺(tái)階孔嵌入其內(nèi)，中下部外壁制密封圈槽A，堵塞塊內(nèi)壁中部制密封圈槽B，其下端面制45°外倒角；在堵塞塊的內(nèi)腔中放置光潔中心管，光潔中心管是一段圓鋼管，其上端外徑加大后制光潔中心管上接頭外螺紋與防砂中心管的內(nèi)螺紋連接，下端制45°外倒角。防砂時(shí)，正循環(huán)洗井，洗井液從油管內(nèi)通過充填工具密封皮碗下面的充填孔，轉(zhuǎn)換至防砂管與油層套管的環(huán)空中，由于連接在防砂管下面的防砂管管外礫石充填防砂洗井補(bǔ)償器，依靠密封套、堵塞塊、“O”型密封圈A、B、C及光潔中心管，將防砂管與中心管環(huán)空通道密封，使洗井液只能沿防砂管與油層套管的環(huán)空下行，并攜帶著積聚在環(huán)空中的油、砂、垢等雜質(zhì)，通過防砂管管外礫石充填防砂洗井補(bǔ)償器的洗井通孔后，進(jìn)入光潔中心管內(nèi)腔上行至中心管內(nèi)腔后，經(jīng)充填工具循環(huán)孔進(jìn)入油管與油層套管環(huán)空，返至地面，從而達(dá)到將防砂管與油層套管的環(huán)空徹底清洗干凈的目的；之后，加深防砂管柱3-5m，使防砂尾管的尾堵底端支撐在人工井底或砂面上，加壓50-70KN將限制內(nèi)管產(chǎn)生位移的銷釘剪斷，繼續(xù)加深，內(nèi)管攜帶鋼球、堵塞塊相對(duì)上移，其上部進(jìn)入上接頭空腔內(nèi)，而鋼球從鋼球臺(tái)階孔滾入沉球環(huán)空內(nèi)，釋放開堵塞塊，洗井通孔與“O”型密封圈D上移進(jìn)入密封套，與密封套配合將洗井通孔密封，同時(shí)，咬合齒與卡瓦牙咬合，將內(nèi)管位置鎖定；最后，上提防砂管柱至防砂位置，開始正循環(huán)洗井、并充填礫石，當(dāng)洗井液從油管內(nèi)通過充填工具密封皮碗下部的充填孔，轉(zhuǎn)換至防砂管與油層套管環(huán)空內(nèi)時(shí)，由于洗井通孔被密封，迫使洗井液通過防砂管縫隙進(jìn)入防砂管與中心管環(huán)空下行，并向下推動(dòng)堵塞塊，沿內(nèi)管的內(nèi)壁與光潔中心管的外壁，向下滑動(dòng)，最終，脫離光潔中心管沉入防砂管尾管內(nèi)，洗井液則順利進(jìn)入光潔中心管內(nèi)腔上行至中心管內(nèi)腔后，經(jīng)充填工具循環(huán)孔至充填工具密封皮碗以上油管與油層套管的環(huán)空返出地面，形成循環(huán)充填礫石的通道，進(jìn)而順利完成防砂管管外礫石充填，達(dá)到防砂的目的。
有益效果采用上述技術(shù)方案其優(yōu)點(diǎn)有，第一，防砂時(shí)可將反循環(huán)洗井工序省掉，直接進(jìn)行正循環(huán)洗井；第二，能夠?qū)⒎e聚在充填工具密封皮碗以下防砂管底部以上，防砂管與油層套管環(huán)空中的油、砂、垢等雜質(zhì)徹底清洗干凈；第三，避免了因防砂管縫隙堵塞而造成的滲透率降低，使油井防砂后具有較高的產(chǎn)能；第四，避免了因油、砂、垢等雜質(zhì)造成的充填礫石量不夠或充填不實(shí)等后果，提高了防砂有效率，延長了防砂壽命周期；第五，避免了因油、砂、垢等雜質(zhì)堵塞防砂管縫隙，使正循環(huán)洗井壓力高，造成防砂失敗，提高了防砂的一次成功率，減少了因防砂失敗造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。


說明書附圖是防砂管管外礫石充填防砂洗井補(bǔ)償器的縱向全剖面的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說明書附圖(圖1)對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
圖中(1)光潔中心管上接頭、(2)上接頭內(nèi)螺紋、(3)上接頭、(4)上接頭空腔、(5)光潔中心管、(6)卡瓦牙套、(7)卡瓦牙、(8)銷釘套、(9)銷釘孔、(10)銷釘、(11)銷釘座孔、(12)咬合齒、(13)沉球套、(14)沉球環(huán)空、(15)堵塞塊、(16)內(nèi)管凸起臺(tái)階、(17)“O”型密封圈B、(18)密封圈槽B、(19)鋼球臺(tái)階孔、(20)鋼球、(21)鋼球嵌入座環(huán)、(22)“O”型密封圈A、(23)密封圈槽A、(24)“O”型密封圈C、(25)密封圈槽C、(26)密封套、(27)洗井通孔、(28)“O”型密封圈D、(29)密封圈槽D、(30)內(nèi)管、(31)下部連接外螺紋。
防砂管管外礫石充填防砂洗井補(bǔ)償器的上接頭(3)是一段圓鋼管，其上端制上接頭內(nèi)螺紋(2)與防砂管底端的外螺紋連接，中下部擴(kuò)孔后制上接頭空腔(4)，下端制外螺紋與卡瓦牙套(6)上端的內(nèi)螺紋連接；卡瓦牙套(6)是一段圓鋼管，其中部內(nèi)腔制直徑上大下小的錐形面，內(nèi)腔中放置圓形卡瓦牙(7)，其下端制內(nèi)螺紋與銷釘套(8)上端的外螺紋連接；卡瓦牙(7)是一段沿縱向剖切開一道槽口的圓鋼管，內(nèi)壁制咬合齒，外壁制直徑上大下小的錐形面，與卡瓦牙套(6)內(nèi)壁的錐形面配合；銷釘套(9)是一段圓鋼管，中部制帶內(nèi)螺紋的銷釘孔(9)，與銷釘(10)的外螺紋連接，其下端制外螺紋與沉球套(13)上端的內(nèi)螺紋連接；沉球套(13)是一段圓鋼管，其下端制內(nèi)螺紋與密封套(26)上端的外螺紋連接；密封套(13)是一段圓鋼管，其內(nèi)壁經(jīng)特殊處理后，具有較高的光潔度；在上接頭(3)、卡瓦牙套(6)、卡瓦牙(7)、銷釘套(8)、沉球套(13)、密封套(26)組成的內(nèi)腔中，放置內(nèi)管(30)，內(nèi)管(30)是一段圓鋼管，其上端面制45°外倒角，上部制銷釘座孔(9)，銷釘(10)通過銷釘孔(9)座入其內(nèi)，以限制內(nèi)管(30)產(chǎn)生位移，上部靠下制咬合齒(12)，中上部制內(nèi)管凸起臺(tái)階(16)與密封套(26)的上端面配合接觸，內(nèi)管凸起臺(tái)階(16)靠下制鋼球臺(tái)階孔(19)，鋼球(20)可自由放置其內(nèi)，內(nèi)管(30)的中部制兩道密封圈槽C(25)，“O”型密封圈C(24)放置其內(nèi)，中下部制洗井通孔(27)，洗井通孔(27)靠下制密封圈槽D(29)，“O”型密封圈D(28)放置其內(nèi)，內(nèi)管(30)的下端制下部連接外螺紋(31)與防砂尾管和尾堵的內(nèi)螺紋連接，內(nèi)管(30)中下部的內(nèi)壁經(jīng)特殊處理后，具有較高的光潔度；在內(nèi)管(30)的內(nèi)腔中放置堵塞塊(15)，堵塞塊(15)是一段圓鋼管，其上端面制45°內(nèi)倒角，中部外壁制鋼球嵌入座環(huán)(21)，鋼球(20)通過鋼球臺(tái)階孔(19)嵌入其內(nèi)，并在密封套(26)的扶持作用下，固定堵塞塊(15)防止其發(fā)生位移，中下部外壁制密封圈槽A(23)，“O”型密封圈A(22)放置其內(nèi)，堵塞塊(15)內(nèi)壁中部制密封圈槽B(18)，“O”型密封圈B(17)放置其內(nèi)，其下端面制45°外倒角，堵塞塊(15)的內(nèi)、外壁經(jīng)特殊處理后，具有較高的光潔度；在堵塞塊(15)的內(nèi)腔中放置光潔中心管(5)，光潔中心管(5)是一段圓鋼管，上端外徑加大后制光潔中心管上接頭(1)外螺紋與防砂中心管的內(nèi)螺紋連接，其整個(gè)外壁經(jīng)特殊處理后，具有較高的光潔度，下端面制45°外倒角。
防砂時(shí)，正循環(huán)洗井，洗井液從油管內(nèi)通過充填工具密封皮碗下面的充填孔，轉(zhuǎn)換至防砂管與油層套管的環(huán)空中，由于連接在防砂管下面的防砂管管外礫石充填防砂洗井補(bǔ)償器，依靠密封套(26)、堵塞塊(15)、“O”型密封圈A(22)、B(17)、C(24)及光潔中心管(5)，將防砂管與中心管環(huán)空通道密封，使洗井液只能沿防砂管與油層套管的環(huán)空下行，并攜帶著積聚在環(huán)空中的油、砂、垢等雜質(zhì)，通過防砂管管外礫石充填防砂洗井補(bǔ)償器的洗井通孔(27)后，進(jìn)入光潔中心管(5)內(nèi)腔上行至中心管內(nèi)腔后，經(jīng)充填工具循環(huán)孔進(jìn)入油管與油層套管環(huán)空，返至地面，從而達(dá)到將防砂管與油層套管的環(huán)空徹底清洗干凈的目的；之后，加深防砂管柱3-5m，使防砂尾管的尾堵底端支撐在人工井底或砂面上，加壓50-70KN，使內(nèi)管(30)與銷釘套(8)之間產(chǎn)生剪切力，將限制內(nèi)管(30)產(chǎn)生位移的銷釘(10)剪斷，繼續(xù)加深，內(nèi)管(30)攜帶鋼球(20)、堵塞塊(15)等相對(duì)上移，其上部進(jìn)入上接頭空腔(4)內(nèi)，而鋼球(20)由于失去密封套(26)的扶持，從鋼球臺(tái)階孔(19)滾入沉球環(huán)空(14)內(nèi)，釋放開堵塞塊(15)，洗井通孔(27)與“O”型密封圈D(28)上移進(jìn)入密封套(26)，與密封套(26)配合將洗井通孔(27)密封，同時(shí)，咬合齒(12)與卡瓦牙(7)咬合，將內(nèi)管(30)位置鎖定；最后，上提防砂管柱至防砂位置，開始正循環(huán)洗井、并充填礫石，當(dāng)洗井液從油管內(nèi)通過充填工具密封皮碗下部的充填孔，轉(zhuǎn)換至防砂管與油層套管環(huán)空內(nèi)時(shí)，由于洗井通孔(27)被密封，迫使洗井液通過防砂管縫隙進(jìn)入防砂管與中心管環(huán)空下行，并向下推動(dòng)堵塞塊(15)，此時(shí)堵塞塊(15)由于失去了鋼球(20)的固定作用，在洗井液的推動(dòng)下，沿內(nèi)管(30)的內(nèi)壁與光潔中心管(5)的外壁，向下滑動(dòng)，最終，脫離光潔中心管(5)沉入防砂管尾管內(nèi)，洗井液則順利進(jìn)入光潔中心管(5)內(nèi)腔上行至中心管內(nèi)腔后，經(jīng)充填工具循環(huán)孔至充填工具密封皮碗以上油管與油層套管的環(huán)空返出地面，形成循環(huán)充填礫石的通道，進(jìn)而順利完成防砂管管外礫石充填，達(dá)到防砂的目的。
實(shí)施例2該防砂管管外礫石充填防砂洗井補(bǔ)償器有多種型號(hào)，適用范圍較廣。
權(quán)利要求1.一種由上接頭(3)、卡瓦牙套(6)、銷釘套(8)、沉球套(13)、密封套(26)、內(nèi)管(30)、堵塞塊(15)、光潔中心管(5)組成的防砂管管外礫石充填防砂洗井補(bǔ)償器，其特征是防砂管管外礫石充填防砂洗井補(bǔ)償器的上接頭(3)是一段圓鋼管，其上端制上接頭內(nèi)螺紋(2)與防砂管底端的外螺紋連接，中下部擴(kuò)孔后制上接頭空腔(4)，下端制外螺紋與卡瓦牙套(6)上端的內(nèi)螺紋連接；卡瓦牙套(6)是一段圓鋼管，其中部內(nèi)腔制直徑上大下小的錐形面，內(nèi)腔中放置圓形卡瓦牙(7)，其下端制內(nèi)螺紋與銷釘套(8)上端的外螺紋連接；銷釘套(9)是一段圓鋼管，中部制帶內(nèi)螺紋的銷釘孔(9)，與銷釘(10)的外螺紋連接，其下端制外螺紋與沉球套(13)上端的內(nèi)螺紋連接；沉球套(13)是一段圓鋼管，其下端制內(nèi)螺紋與密封套(26)上端的外螺紋連接；密封套(13)是一段圓鋼管，其內(nèi)壁經(jīng)特殊處理后，具有較高的光潔度；在上接頭(3)、卡瓦牙套(6)、卡瓦牙(7)、銷釘套(8)、沉球套(13)、密封套(26)組成的內(nèi)腔中，放置內(nèi)管(30)，在內(nèi)管(30)的內(nèi)腔中放置堵塞塊(15)，在堵塞塊(15)的內(nèi)腔中放置光潔中心管(5)。
2.按權(quán)利要求1所述的防砂管管外礫石充填防砂洗井補(bǔ)償器，其特征是卡瓦牙是一段沿縱向剖切開一道槽口的圓鋼管，內(nèi)壁制咬合齒，外壁制直徑上大下小的錐形面。
3.按權(quán)利要求1所述的防砂管管外礫石充填防砂洗井補(bǔ)償器，其特征是內(nèi)管(30)是一段圓鋼管，其上端面制45°外倒角，上部制銷釘座孔(9)，上部靠下制咬合齒(12)，中上部制內(nèi)管凸起臺(tái)階(16)，內(nèi)管凸起臺(tái)階(16)靠下制鋼球臺(tái)階孔(19)，內(nèi)管(30)的中部制兩道密封圈槽C(25)，中下部制洗井通孔(27)，洗井通孔(27)靠下制密封圈槽D(29)，內(nèi)管(30)的下端制下部連接外螺紋(31)，內(nèi)管(30)中下部的內(nèi)壁經(jīng)特殊處理后，具有較高的光潔度。
4.按權(quán)利要求1所述的防砂管管外礫石充填防砂洗井補(bǔ)償器，其特征是堵塞塊(15)是一段圓鋼管，其上端制45°內(nèi)倒角，中部外壁制鋼球嵌入座環(huán)(21)，中下部外壁制密封圈槽A(23)，堵塞塊(15)內(nèi)壁中部制密封圈槽B(18)，其下端制45°外倒角，堵塞塊(15)的內(nèi)外壁經(jīng)特殊處理后，具有較高的光潔度。
5.按權(quán)利要求1所述的防砂管管外礫石充填防砂洗井補(bǔ)償器，其特征是光潔中心管(5)是一段圓鋼管，上端外徑加大后制光潔中心管上接頭(1)外螺紋，其整個(gè)外壁經(jīng)特殊處理后，具有較高的光潔度，下端制45°外倒角。
專利摘要本實(shí)用新型防砂管管外礫石充填防砂洗井補(bǔ)償器是將充填工具以下防砂管底部以上，防砂管與油層套管環(huán)空中的油、砂、垢等雜質(zhì)，清洗至地面后，再進(jìn)行防砂的洗井補(bǔ)償裝置，它由卡瓦牙套、銷釘套、沉球套、密封套、內(nèi)管、堵塞塊、光潔中心管及附件組成，其上接頭是一段圓鋼管，上端內(nèi)螺紋與防砂管底端外螺紋連接，使用時(shí)先通過它的洗井通孔將防砂管與油層套管環(huán)空中的油、砂、垢清洗至地面，然后再用內(nèi)管與銷釘套剪斷銷釘關(guān)閉它的洗井通孔，改變循環(huán)通道，完成礫石充填，達(dá)到防砂的目的。使用該洗井補(bǔ)償器，可減少反循環(huán)洗井工序，提高了防砂一次成功率，延長了防砂壽命周期，避免了因雜質(zhì)堵塞防砂管縫隙造成防砂失敗所帶來的經(jīng)濟(jì)損失，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)E21B43/02GK2756816SQ20042011895
公開日2006年2月8日 申請日期2004年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月17日
發(fā)明者張義強(qiáng), 楊和民, 王仁前, 張士學(xué), 張志亮, 胡克平, 李善奎, 劉曉剛, 張新華, 于守平, 王振清, 鄧江寧, 陳麗東, 王蘭亮, 李虎, 金鵬, 林艷萍, 趙立春, 黃濤, 任建華, 潘濤, 郝建廣 申請人:王仁前