一种海上油田双管注水管柱及方法技术

本发明专利技术公开了一种海上油田双管注水管柱及方法，在海上油田双管注水管柱中，所述内管柱包括上下相连接的内管和光杆，所述外管柱包括外管，所述外管上还设置有定压筛管、双级内密封工具、可洗井密封工具，所述定压筛管位于穿越型环空安全封隔器下方，连通内外管环空与上油层，所述双级内密封工具位于定压筛管下方，与所述光杆配合密封，封堵内外管环空，所述可洗井密封工具位于外管外管下端，与位于上、下油层中的防砂套管之间设置防砂套管密封筒配合密封，所述光杆下端连通至下油层。该管柱能够简化施工步骤，提高分层效果及使用寿命，符合海上油田开发的较高的环保安全要求。

【技术实现步骤摘要】
一种海上油田双管注水管柱及方法
本专利技术涉及石油开采井下注水管柱，具体地说是一种海上油田双管注水管柱及方法。
技术介绍
目前的同心双管注水虽然可以地面调配，具有测调简单、配注精确、省去大量的工作量的特点，实现大压差油层的有效分层注水。但是该工艺在应用中同样受井斜限制、井底压力大、温度高等条件的约束，内外管之间分层效果较差，容易出现串层现象。此外,液控式双控安全阀易失效，安全可靠性较低，不符合海上高安全标准的要求。经过检索，发现公开(公告)号101775977A，公开(公告)日2010-07-14的公开文献公开了一种双管分注井安全生产管柱，包括地面控制系统、液控管线、环空安全阀、环空封隔器、定位注入阀、密封插头、管柱、注入安全阀、注入分层封隔器、注入阀、丝堵、底部滤砂管、锚定器、防砂封隔器、防砂筛管、防砂管柱、套管柱和注水管柱。所述注水管柱上部安装于套管柱中，下部安装于防砂管柱中。防砂管柱安装于套管柱内。防砂管柱上部安装有悬挂封隔器，中部顺次安装连接有防砂筛管、防砂封隔器、防砂筛管，下部顺次与锚定装置、底部滤砂管、丝堵相连接。注水管柱上顺次安装有环空安全阀、环空封隔器、定位注入阀、注入安全阀、注入分层封隔器、注入阀和丝堵，环空安全阀与地面液压控制系统之间由液控管线相连接。这个公开文献中的分注双管以及下方的注水管柱均为一体式结构，这样不但本身载荷很大，尤其注水压力发生变化时，所安装的锚定装置或者封隔器所受载荷很大，使用不稳定，一体式结构也容易损坏影响各部件寿命；在使用过程中下端的密封插头不容易插到位，而且分流后径向、轴向、斜向的流动路线造成了分流不稳定，影响了管柱整体寿命。经过检索，发现公开(公告)号204877405U，公开(公告)日2015-12-16的公开文献公开了一种独立式安全长效生产管柱，包括地面控制系统、环空安全阀、内管安全阀、环空安全封隔器、内压缩封隔器、内外平衡封隔器、内外筛管以及内外丝堵等等。环空安全阀、内管安全阀以及内外压缩(或平衡)封隔器分别由三根不同的管线与地面控制系统连接。通过比较，公开的文献存在以下缺陷：1、内管与外管之间的定位较难，在精细夹层注水井中适应性较差；2、单纯靠液控管线坐封的环空安全封隔器，在7in套管内受尺寸限制，没有锚定机构，在使用时外管管柱蠕动较大，使用寿命较短；3、外管上内平衡封隔器、外平衡封隔器、下分层封隔器、内压缩封隔器、上分层封隔器、环空安全封隔器等分层工具与地面控制系统均用一根液控管线连接，液控管线串联的封隔器较多，导致风险点较多，而且这些分层封隔器长期承受地面的高压驱动液压力，一旦有一处液控通道失效，封隔器随即解封，便失去分层效果。4、液控封隔器胶筒老化，加之液控管线内液压油的存在，封隔器不能正常解封，便失去反洗井功能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种海上油田双管注水管柱及方法，该管柱能够配套目前的机械防砂管柱，主要由两套完全独立设置的内、外管组成。外管上设置定位器，能够实现外管与上下油层的精细定位，内外管的相对定位则通过外管上的变径容易实现。设置定压筛管，能够形成内外管环空内的密封空间，实现注水打压时穿越型环空安全封隔器(压缩式)的坐封与锚定，解决管柱蠕动问题。内外管之间的分层采用内密封工具和光杆配合实现，通过内组合盘根+内压缩胶筒的形式，双级密封更加可靠。外管上的分层工具则采用外组合T型盘根结构，设置了洗井滑套机构，通过地面单独控制，能够实现快速大排量的反洗井。同时，通过此类密封，降低了坐封、解封频繁交替造成封隔器失效带来分层不清的问题。为了达成上述目的，本专利技术采用了如下技术方案，一种海上油田双管注水管柱，包括独立的内管柱以及外管柱，所述内管柱同轴式设置在外管柱内部，所述内管柱中心腔作为连通至下油层的内注水通道，所述内管柱与外管柱之间所形成的环空作为连通至上油层的外注水通道，所述内管柱上设置小直径井下安全阀，所述外管柱上设置环空安全阀，所述外管柱上外壁与套管之间的环空位置设置穿越型环空安全封隔器，其中小直径井下安全阀、环空安全阀、穿越型环空安全封隔器分别控制内管柱、内外管柱环空以及外管与大套管环空三个轴向通道；所述内管柱包括上下相连接的内管和光杆，所述外管柱包括外管，所述外管上还设置有定压筛管、双级内密封工具、可洗井密封工具，所述定压筛管位于穿越型环空安全封隔器下方，连通内外管环空与上油层，所述双级内密封工具位于定压筛管下方，与所述光杆配合密封，封堵内外管环空，所述可洗井密封工具位于外管外管下端，与位于上、下油层中的防砂套管之间设置防砂套管密封筒配合密封，所述光杆下端连通至下油层。所述小直径井下安全阀、环空安全阀分别通过各自的液控管线连接至地面的地面控制柜，穿越型环空安全封隔器中所穿越的液控管线上端连接地面控制柜，下端往下进入防砂套管内部连接可洗井密封工具。所述外管下端连接底筛管。所述外管中部固定在定位器上，定位器固定在防砂套管上端。所述外管中部向内变径，形成变径台阶，光杆下端口卡在外管开设的变径台阶上。所述定压筛管包括剪钉、活塞、中心管、外筛管，所述中心管位于外筛管内部且两者之间形成的环空作为活塞腔，所述中心管上配钻打压通道，所述活塞套置于中心管上，所述剪钉将活塞与中心管连接，所述筛管上配钻筛孔，所述打压通道位于活塞上方，所述筛孔位于活塞下方。还包括上接头、下接头，所述上接头下端同时与所述中心管、外筛管丝扣连接，所述下接头上端同时与所述中心管、外筛管丝扣连接。所述双级内密封工具包括上接头、上中心管、内组合盘根、下中心管、活塞、上外套、锁环、锁环固定套、下外套、内组合胶筒、下接头、锁环套，所述上接头下端同时与上中心管、上外套丝扣连接，所述上中心管下端连接下中心管，所述上外套下端连接下外套，所述上外套与下中心管之间设置活塞，所述上接头上配钻打压孔，所述的上中心管内放置内组合盘根，所述锁环套置于下中心管上，锁环套上端面抵接活塞下端面，所述的锁环置于上外套的下端，所述的锁环固定套与上外套丝扣连接，所述锁环位于锁环套外壁，所述锁环固定套位于锁环外壁，所述内组合胶筒置于下外套内，所述内组合胶筒上端面抵接锁环套下端面，所述的下接头与下外套丝扣连接。所述可洗井密封工具包括上接头、液控管线接头、活塞、中心筒、上连接体、推杆套、反洗入口、中连接体、垫圈、盘根、反洗出口、下连接体、下接头，所述上接头下端同时与中心筒、上连接体丝扣连接，所述中心筒下端连接下接头，所述上连接体下端依次连接中连接体、下连接体，所述下连接体下端连接下接头，所述活塞置于上连接体与中心筒环空中，所述的上接头设有与活塞连通的液控管线接头，所述的推杆套置于中心管上，推杆套上端抵接活塞下端，所述的推杆套上配钻周向通孔，所述的中连接体上设置有与推杆套上的周向通孔相配合使用的反洗入口，所述下连接体开设有能连通至推杆套下端的反洗出口，所述垫圈与盘根依次置于中连接体下端外壁。所述推杆套下端设置弹簧，所述弹簧下端顶在下连接体内壁卡台上。为了达成上述目的，本专利技术采用了如下技术方案，一种海上油田双管注水方法，先下入机械防砂管柱，然后将外管外壁上的底筛管、可洗井密封工具、定位器、双级内密封工具、定压筛管、穿越型环空安全封隔器、环空安全阀下到位置之后，通过外管上的定位器调配管柱，外管下入完毕；然后再下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海上油田双管注水管柱，包括独立的内管柱以及外管柱，所述内管柱同轴式设置在外管柱内部，所述内管柱中心腔作为连通至下油层的内注水通道，所述内管柱与外管柱之间所形成的环空作为连通至上油层的外注水通道，所述内管柱上设置小直径井下安全阀，所述外管柱上设置环空安全阀，所述外管柱上外壁与套管之间的环空位置设置穿越型环空安全封隔器，其中小直径井下安全阀、环空安全阀、穿越型环空安全封隔器分别控制内管柱、内外管柱环空以及外管与大套管环空三个轴向通道；其特征在于，所述内管柱包括上下相连接的内管和光杆，所述外管柱包括外管，所述外管上还设置有定压筛管、双级内密封工具、可洗井密封工具，所述定压筛管位于穿越型环空安全封隔器下方，连通内外管环空与上油层，所述双级内密封工具位于定压筛管下方，与所述光杆配合密封，封堵内外管环空，所述可洗井密封工具位于外管外管下端，与位于上、下油层中的防砂套管之间设置防砂套管密封筒配合密封，所述光杆下端连通至下油层。

【技术特征摘要】
1.一种海上油田双管注水管柱，包括独立的内管柱以及外管柱，所述内管柱同轴式设置在外管柱内部，所述内管柱中心腔作为连通至下油层的内注水通道，所述内管柱与外管柱之间所形成的环空作为连通至上油层的外注水通道，所述内管柱上设置小直径井下安全阀，所述外管柱上设置环空安全阀，所述外管柱上外壁与套管之间的环空位置设置穿越型环空安全封隔器，其中小直径井下安全阀、环空安全阀、穿越型环空安全封隔器分别控制内管柱、内外管柱环空以及外管与大套管环空三个轴向通道；其特征在于，所述内管柱包括上下相连接的内管和光杆，所述外管柱包括外管，所述外管上还设置有定压筛管、双级内密封工具、可洗井密封工具，所述定压筛管位于穿越型环空安全封隔器下方，连通内外管环空与上油层，所述双级内密封工具位于定压筛管下方，与所述光杆配合密封，封堵内外管环空，所述可洗井密封工具位于外管外管下端，与位于上、下油层中的防砂套管之间设置防砂套管密封筒配合密封，所述光杆下端连通至下油层。2.根据权利要求1所述的一种海上油田双管注水管柱，其特征在于，所述小直径井下安全阀、环空安全阀分别通过各自的液控管线连接至地面的地面控制柜，穿越型环空安全封隔器中所穿越的液控管线上端连接地面控制柜，下端往下进入防砂套管内部连接可洗井密封工具。3.根据权利要求1所述的一种海上油田双管注水管柱，其特征在于，所述外管下端连接底筛管。4.根据权利要求1所述的一种海上油田双管注水管柱，其特征在于，所述外管中部固定在定位器上，定位器固定在防砂套管上端。5.根据权利要求4所述的一种海上油田双管注水管柱，其特征在于，所述外管中部向内变径，形成变径台阶，光杆下端口卡在外管开设的变径台阶上。6.根据权利要求1所述的一种海上油田双管注水管柱，其特征在于，所述定压筛管包括剪钉、活塞、中心管、外筛管，所述中心管位于外筛管内部且两者之间形成的环空作为活塞腔，所述中心管上配钻打压通道，所述活塞套置于中心管上，所述剪钉将活塞与中心管连接，所述筛管上配钻筛孔，所述打压通道位于活塞上方，所述筛孔位于活塞下方。7.根据权利要求6所述的一种海上油田双管注水管柱，其特征在于，还包括上接头、下接头，所述上接头下端同时与所述中心管、外筛管丝扣连接，所述下接头上端同时与所述中心管、外筛管丝扣连接。8.根据权利要求1所述的一种海上油田双管注水管柱，其特征在于，所述双级内密封工具包括上接头、上中心管、内组合盘根、下中心管、活塞、上外套、锁环、锁环固定套、下外套、内组合胶筒、下接头、锁环套，所述上接头下端同时与上中心管、上外套丝扣连接，所述上中心管下端连接下中心管，所述上外套下端连接下外套...

【专利技术属性】
技术研发人员：任从坤，安百新，郭胜，张剑，魏新晨，聂文龙，李德忠，许玲玲，周景彩，王殿鑫，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：山东,37