大套管井的防砂填砂系统技术方案

本发明专利技术涉及一种大套管井的防砂填砂系统，包括大罐、主泵车、辅泵车、填砂漏斗和井口四通，油管的上端从四通的中心穿过，四通的左右两侧分别连接有套管闸门，油管的上部两侧分别连接有油管闸门，填砂漏斗的喇叭口外周焊接有至少两个挂钩，挂钩悬挂在支杆上，各支杆横跨在大罐上端，填砂漏斗的喉口安装有填砂调节门，漏斗竖管上分布有多个漏斗透水孔，漏斗竖管的下端连接有漏斗横管；漏斗横管的出口与主泵车的吸水口相连，主泵车的出水口与其中一个油管闸门相连；辅泵车的吸水口连接有辅泵车吸水管且插入大罐水位线以下，辅泵车的出水口与另一个油管闸门相连，套管闸门通过返流胶管与大罐相连。该系统不会发生砂堵，劳动强度低，成功率高。

Sand Control and Sand Filling System for Large Casing Well

The invention relates to a sand control and sand filling system for large cased wells, which comprises a large tank, a main pump truck, an auxiliary pump truck, a sand filling funnel and a four-way wellhead. The upper end of the tubing passes through the center of the four-way, the left and right sides of the four-way are connected with casing gates respectively, the upper two sides of the tubing are connected with tubing gates respectively, and the horn mouth of the sand filling funnel is welded with at least two hooks, and the hooks are suspended in branches. On the rod, each supporting rod spans the upper end of the tank, and the throat of the sand-filling funnel is equipped with sand-filling adjusting door. There are several funnel permeating holes distributed on the funnel vertical pipe, and the lower end of the funnel vertical pipe is connected with funnel horizontal pipe; the outlet of the funnel horizontal pipe is connected with the suction port of the main pump car, and the outlet of the main pump car is connected with one of the oil pipe gates; the suction port of the auxiliary pump car is connected with the suction pipe of the auxiliary pump car and inserted. Under the water level of the large tank, the outlet of the auxiliary pump truck is connected with another oil pipe gate, and the casing gate is connected with the large tank through the reflux rubber pipe. The system has no sand plugging, low labor intensity and high success rate.

【技术实现步骤摘要】
大套管井的防砂填砂系统
本专利技术涉及一种防砂填砂系统，尤其涉及一种大套管井的防砂填砂系统，属于采油设施

技术介绍
受油藏物性、生产、作业等综合因素影响，部分油井存在不同程度的出砂问题，主要分布在典型疏松砂岩油藏，与其他区块相比，出砂周期更短，出砂更严重，治理难度更大。目前成熟应用的防砂工艺主要为机械复合防砂、化学防砂技术。对于出砂严重的油井以机械复合防砂为主，油管下部设防砂绕丝筛管，筛管上方通过安全接头连接有充填工具，砾石随水流从油管向下，经过充填工具的第一通道进入充填工具下方的环空，使筛管与套管之间的环空充满砾石，建立起人工挡砂井壁，阻止油层细砂流出；水流进入筛管，经过充填工具的第二通道进入充填工具上方的环空，从套管闸门向外返流。一直以来，机械复合防砂施工存在填砂难问题，原因之一是由于目前防砂充填工具不能控制填砂速度，人工工作量大，且常因为填砂不均匀影响填砂效果，甚至造成卡管防砂失败。传统的安全接头主要采用锯齿型和方扣型两种，这两种安全接头由上接头、下接头和密封圈组成。上接头上端有与管柱相连接的内螺纹，下半部有宽锯齿外螺纹。在此两部分之间的外圆柱面上有“八字形”凸凹结构。下接头下端有与管柱相连接的外螺纹，内有宽锯齿内螺纹，在下接头的上端面有与上接头相配合的“八字形”凸凹结构。上下接头之间是通过螺纹连接，用来传递正反扭矩；而其上面的“八字形”凸凹结构是产生预拉力并保持恒定的锁紧装置。在丢脱时，首先对安全接头施加一定的下击力和反扭矩，使之脱开。正是由于螺纹连接，且施加的扭矩与管柱螺纹方向相反，常常出现退不开的现象。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种大套管井的防砂填砂系统，填砂方便且可有效控制水砂比，管柱不会发生砂堵，减轻操作工劳动强度。为解决以上技术问题，本专利技术的一种大套管井的防砂填砂系统，地面设施包括大罐、主泵车、辅泵车、填砂漏斗和位于井口的四通，油管的上端从四通的中心穿过，四通的左右两侧分别连接有与套管环空相连通的套管闸门，油管的上部两侧分别连接有油管闸门，所述填砂漏斗的喇叭口外周焊接有至少两个挂钩，所述挂钩分别悬挂在支杆上，各支杆分别横跨在所述大罐的上端口，所述填砂漏斗的喉口部位安装有填砂调节门，所述填砂调节门下方的漏斗竖管上分布有多个漏斗透水孔，所述漏斗竖管的下端连接有出口向上倾斜的漏斗横管；所述漏斗横管的出口通过主泵车吸水管与主泵车的吸水口相连，主泵车的出水口通过主泵车出水管与其中一个油管闸门相连；所述辅泵车的吸水口连接有辅泵车吸水管，所述辅泵车吸水管的入口插入所述大罐的水位线以下，所述辅泵车的出水口通过辅泵车出水管与另一个油管闸门相连，所述套管闸门通过返流胶管与所述大罐相连。相对于现有技术，本专利技术取得了以下有益效果：大罐可以为上端开口的长方体箱体且注有清水，在井场可以采用废弃管道作为支杆，将支杆搁置在大罐上，然后通过挂钩将填砂漏斗固定在大罐上。主泵车和辅泵车采用井场常用的水泥车，主泵车启动后，水流从漏斗透水孔进入漏斗竖管，由人工向填砂漏斗的喇叭口中倾倒砂砾，砂砾随水流进入主泵车吸水管，由主泵车泵出，通过主泵车出水管及油管闸门进入油管中并向井下流动，清水从环空向上返流，从套管闸门经返流胶管回到大罐，循环利用。改变填砂调节门的开度，可以控制填砂速度；辅泵车通过辅泵车吸水管抽水，通过辅泵车出水管及油管闸门送入油管，可以弥补主泵车水流量的不足，使水砂比得以保证，避免井下管柱发生砂堵。作为本专利技术的改进，所述油管的下端口设有丝堵，所述丝堵的上方设有多段与油层位置相对应的生产筛管，所述生产筛管的上方设有信号筛管，所述信号筛管的上部通过安全接头与充填工具相连，所述充填工具与上方的油管相连，相邻生产筛管或信号筛管之间分别安装有扶正器。砂砾随水流从油管向下，经过充填工具的第一通道进入充填工具下方的环空，向生产筛管与套管之间的环空填充砂砾，建立起人工挡砂井壁；水流进入筛管，经过充填工具的第二通道进入充填工具上方的环空，从套管闸门向外返流；当砂砾增高至信号筛管时，则填砂完成。然后通过套管闸门向环空注入热污水进行反洗井，直至出口返出液无砂为止，验证填砂符合要求后，向油管内投入钢球并开泵憋压，使安全接头实现丢手，即可起出充填管柱。作为本专利技术的进一步改进，所述安全接头包括上接头和下接头，所述上接头和下接头的中心孔共轴线且相互贯通，所述下接头的上端设有向上延伸的筒体，所述筒体的内腔安装有可沿筒体内壁轴向滑动的滑套，所述滑套的中心孔自上而下逐渐缩小且下端设有喇叭口状的球座，所述球座配套有可以将其关闭的钢投球，所述球座下端的喉口与所述下接头的中心孔相贯通；所述滑套的下端外壁通过剪钉固定在所述筒体上，所述上接头的下部插入于所述筒体中且旋转后与筒体的内壁相嵌合，所述上接头的下端通过花键与所述滑套的上端相插接。组装时，先把滑套放入筒体中，再将上接头的下端插入筒体内腔，然后旋转上接头使上接头的下部与筒体的内壁相嵌合，这样上接头与筒体之间既可以承受轴向拉力，又可以传递扭矩；接着滑套向上顶起，使滑套的上端与上接头的下端通过花键相连接，然后通过剪钉将滑套固定在筒体上，由此滑套限制了上接头的转动并提供扭矩。需要安全接头丢开时，将钢投球投入管柱内，钢投球落在球座处坐封，将中心孔道封闭产生憋压，憋压达到10MPa时，剪钉被剪断，滑套下滑与上接头脱离，此时反向转动上接头使之与筒体内壁脱离嵌合，然后上接头即可向上抽出，实现丢手。由于上接头与筒体之间未采用螺纹连接，而是采用相互嵌合，相互的结合力很小，丢手时，不受管柱与套管壁的摩擦阻力与井斜的影响，只要投入钢投球并微微转动上接头即可脱扣，脱开成功率高，操作方便，性能可靠。作为本专利技术的进一步改进，所述上接头的中段设有上接头外台阶，所述上接头外台阶压在筒体的上端口上，所述上接头外台阶以下的部位直径逐段缩小；所述筒体的内腔自上而下设有多个孔径逐节缩小的筒体台阶孔。上接头外台阶可以对上接头插入筒体的深度进行轴向定位，上接头外台阶压在筒体的上端口上时，即可进行旋转，实现嵌合；上接头和筒体自上而下逐节缩径一方面便于车削加工，另一方面也便于各段之间的相互配合。作为本专利技术的进一步改进，所述上接头外台阶下方的上接头大直径段的外周均匀设有三块上接头凸块，各上接头凸块的圆心角分别为40°，所述筒体上端的第一筒体台阶孔的内壁对称设有与上接头凸块相适配的L形嵌槽，各L形嵌槽的上端开口且上部的圆心角为40°，各L形嵌槽下部的圆心角为80°，各L形嵌槽的总高度是上接头凸块高度的两倍，且各上接头凸块分别嵌于相应L形嵌槽的根部。各上接头凸块分别从L形嵌槽上端的开口处插入，向下滑行相当于上接头凸块的高度后到达L形嵌槽的底部，然后旋转40°，使上接头凸块完全嵌入L形嵌槽的根部。由于L形嵌槽的总高度是上接头凸块的两倍，圆心角也是上接头凸块的两倍，上接头凸块嵌到位以后，其顶部完全与L形嵌槽下部的顶壁重合，轴向定位和径向定位均十分可靠，且传递拉力和扭矩的能力非常大。丢手时，上接头反向旋转40°，上提管柱即可实现脱离。作为本专利技术的进一步改进，所述上接头大直径段的下方设有上接头密封段，所述上接头密封段的圆周上设有至少两道上接头密封槽，所述上接头密封槽中嵌装有上接头密封圈贴合在第二筒体台阶孔的内壁。上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大套管井的防砂填砂系统，地面设施包括大罐、主泵车、辅泵车、填砂漏斗和位于井口的四通，油管的上端从四通的中心穿过，四通的左右两侧分别连接有与套管环空相连通的套管闸门，油管的上部两侧分别连接有油管闸门，其特征在于：所述填砂漏斗的喇叭口外周焊接有至少两个挂钩，所述挂钩分别悬挂在支杆上，各支杆分别横跨在所述大罐的上端口，所述填砂漏斗的喉口部位安装有填砂调节门，所述填砂调节门下方的漏斗竖管上分布有多个漏斗透水孔，所述漏斗竖管的下端连接有出口向上倾斜的漏斗横管；所述漏斗横管的出口通过主泵车吸水管与主泵车的吸水口相连，主泵车的出水口通过主泵车出水管与其中一个油管闸门相连；所述辅泵车的吸水口连接有辅泵车吸水管，所述辅泵车吸水管的入口插入所述大罐的水位线以下，所述辅泵车的出水口通过辅泵车出水管与另一个油管闸门相连，所述套管闸门通过返流胶管与所述大罐相连。

【技术特征摘要】
1.一种大套管井的防砂填砂系统，地面设施包括大罐、主泵车、辅泵车、填砂漏斗和位于井口的四通，油管的上端从四通的中心穿过，四通的左右两侧分别连接有与套管环空相连通的套管闸门，油管的上部两侧分别连接有油管闸门，其特征在于：所述填砂漏斗的喇叭口外周焊接有至少两个挂钩，所述挂钩分别悬挂在支杆上，各支杆分别横跨在所述大罐的上端口，所述填砂漏斗的喉口部位安装有填砂调节门，所述填砂调节门下方的漏斗竖管上分布有多个漏斗透水孔，所述漏斗竖管的下端连接有出口向上倾斜的漏斗横管；所述漏斗横管的出口通过主泵车吸水管与主泵车的吸水口相连，主泵车的出水口通过主泵车出水管与其中一个油管闸门相连；所述辅泵车的吸水口连接有辅泵车吸水管，所述辅泵车吸水管的入口插入所述大罐的水位线以下，所述辅泵车的出水口通过辅泵车出水管与另一个油管闸门相连，所述套管闸门通过返流胶管与所述大罐相连。2.根据权利要求1所述的大套管井的防砂填砂系统，其特征在于：所述油管的下端口设有丝堵，所述丝堵的上方设有多段与油层位置相对应的生产筛管，所述生产筛管的上方设有信号筛管，所述信号筛管的上部通过安全接头与充填工具相连，所述充填工具与上方的油管相连，相邻生产筛管或信号筛管之间分别安装有扶正器。3.根据权利要求2所述的大套管井的防砂填砂系统，其特征在于：所述安全接头包括上接头和下接头，所述上接头和下接头的中心孔共轴线且相互贯通，所述下接头的上端设有向上延伸的筒体，所述筒体的内腔安装有可沿筒体内壁轴向滑动的滑套，所述滑套的中心孔自上而下逐渐缩小且下端设有喇叭口状的球座，所述球座配套有可以将其关闭的钢投球，所述球座下端的喉口与所述下接头的中心孔相贯通；所述滑套的下端外壁通过剪钉固定在所述筒体上，所述上接头的下部插入于所述筒体中且旋转后与筒体的内壁相嵌合，所述上接头的下端通过花键与所述滑套的上端相插接。4.根据权利要求3所述的大套管井的防砂填砂系统，其特征在于：所述上接头的中段设有上接头外台阶，所述上接头外台阶压在筒体的上端口上，所述上接头外台阶以下的部位直径逐段缩小；所述筒体的内腔自上而下设有多个孔径逐节缩小的筒体台阶孔。5.根据权利要求4所述的大套管井的防砂填砂系统，其特征在于：所述上接头外台阶下方的上接头大直径段的外周均匀设有三块上接头凸块，各上接头凸块的圆心角分别为40°，所述筒体上端的第一筒体台阶孔的内壁对称设有与上接头凸块相适配的L形嵌槽，各L形嵌槽的上端开口且上部的圆心角为40°，各L形嵌槽下部的圆心角为80°，各L形嵌槽的总高度是上接头凸块高度的两倍，且各上接头凸...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凡磊，康玉阳，李兴，任向阳，雷佳，徐文敏，周兴波，
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江苏油田分公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32