管外分段砾石充填完井管柱制造技术

本实用新型专利技术涉及管外分段砾石充填完井管柱，用于石油工业防砂完井领域。本实用新型专利技术的完井管柱包括防砂外管和充填管柱，防砂外管包括固定密封外筒和两段以上防砂管总成，每一段防砂管总成包括管外封隔器、上密封筒、充填滑套、下密封筒、定位短节和防砂管；充填管柱是双层管柱，循环外管包括开钥匙、上密封短节、充填短节、反循环短节、下密封短节、定位器、关钥匙和底部单向阀，循环外管外还套接密封总成。本实用新型专利技术合理设置了工具位置和结构，简化了管柱操作，实现了即时洗井，有效地防止了砂卡管柱，充填滑套结构可靠。

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【技术实现步骤摘要】
管外分段砾石充填完井管柱
本技术涉及石油工业防砂完井
，特别是涉及管外分段砾石充填完井管柱。
技术介绍
石油开发过程中，随着完井技术的进步，在疏松砂岩油藏开采领域，防砂技术由管内防砂向管外防砂完井发展，由全井段笼统防砂向分层段防砂发展，防砂技术难度越来越高。套管外分层段防砂要求工艺操作简单、可靠性高。中国专利，专利申请号201210534469.4，专利技术名称“一次多层砾石充填方法”，以及中国专利，申请号:CN201510134953.1，专利技术名称“热采井分层压裂防砂管柱及其防砂方法”均公开了分层防砂技术，这两种技术在防砂管柱安装与防砂过程中操作复杂，所使用的充填工具可靠性低，特别是所采用的充填滑套在防砂充填前是打开状态，当封隔器密封不良时，充填砂或地层砂会从充填滑套充填通道中进入防砂管柱，易砂卡充填内管柱，因此，这种技术只适用于套管内分层防砂，不适于管外分层段砾石充填防砂。中国专利，专利申请号CN201610124686.4，专利技术名称“水平井一次多段裸眼砾石充填防砂完井管柱及方法”，公开了一种套管砾石充填防砂技术，从其工艺过程来看，该技术存在两方面问题，一是充填滑套的开关操作不合理。它是下放服务管柱来打开充填滑套，上提服务管柱去关闭充填滑套。分层充填一般是先充填最下层，逐次向上充填。这项技术下入服务管柱时会先把开关工具经过的充填滑套先打开，再上提关闭，每个滑套都是如些，增加了很多不必要的操作，也容易损伤充填滑套。二是易砂卡管柱。该技术砾石充填完毕后需要上提管柱进行定位后来进行反洗井，在充填过程中一旦出现砂堵，就无法及时洗井，这样就会砂卡管柱，造成作业失败。
技术实现思路
为解决上述技术问题，专利技术了管外分段砾石充填完井管柱，本专利技术防砂充填作业操作简单，管柱提放步骤少，充填工具结构可靠，充填作业不易砂卡，成功率高。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：管外分段砾石充填完井管柱，包括防砂外管和充填管柱，充填管柱安装在防砂外管内；各井下工具由套管或油管连接在一起；防砂外管自上而下顺次连接固定密封外筒和两段以上防砂管总成，每一段所述的防砂管总成包括自上而下顺次连接的管外封隔器、上密封筒、充填滑套、下密封筒、定位短节和防砂管；所述的充填管柱是双层管柱，其循环外管与充填内管相套装，循环外管自上而下顺次连接开钥匙、上密封短节、充填短节、反循环短节、下密封短节、定位器、关钥匙和底部单向阀，在所述的开钥匙以上于循环外管外还套接密封总成；充填内管与充填短节相连接，充填短节是桥式流道结构，充填短节中心孔横向上设有充填口与充填管柱外部相通，充填内管与充填口相通，充填短节侧孔与充填管柱的环空相通；反循环短节是桥式流道结构，反循环短节中心孔上端设中部单向阀与充填管柱的环空相通，反循环短节中心孔通过反洗口与充填管柱外部相通，反循环短节侧孔与充填管柱的环空相通。优选实施例，所述的充填滑套包括外壳和内套，所述的内套包括主内套和与其套接的定位套，在定位套外周设置定位凸起，在外壳内壁设置与定位凸起相配合的定位凹槽。优选实施例，所述的充填滑套包括外壳和内套；所述的内套是筒状双层结构，两层之间设置安全销钉；筒状双层结构的内层是安全内套，开内槽与关内槽分别置于安全内套内孔的上下两端；筒状双层结构的外层包括密封内套和与其相连的定位套，在定位套外周设置定位凸起，在外壳内壁设置与定位凸起相配合的定位凹槽，密封圈套装在密封内套外。优选实施例，在所述的内套的筒状双层结构的两层之间设置锁紧机构。所述的锁紧机构设置在安全内套和密封内套之间，所述的锁紧机构包括设置于安全内套外周的锁紧螺纹和套在锁紧螺纹上的锁环；所述的密封内套包括短内套和与其连接的压帽，在短内套和压帽连接处内壁上有一环形槽，锁环置于所述的环形槽中。优选实施例，所述的外壳与主内套之间的环空中设置刮砂筒，刮砂筒与主内套相固定安装。所述的外壳与安全内套之间的环空中设置刮砂筒，刮砂筒与安全内套相固定安装。本专利技术的技术优点在于：一、充填滑套开关操作简便。本专利技术的充填管柱合理设置了充填滑套的开关工具“开钥匙”与“关钥匙”的位置，实现了充填滑套的上提打开和下放关闭功能，在充填管柱首次下入过程中防止了充填滑套的无效打开，简化了提放管柱操作。二、管柱防砂卡。本充填管柱设置了串接的两级桥式流道结构，并在下级桥式流道中心管的上部设置了单向阀，充填管柱与防砂外管配合，实现了充填过程中或充填完成后的即时洗井，有效地防止了砂卡充填管柱。三、充填滑套结构可靠。①设置的定位凸起和定位凹槽防止了管柱动作过程中意外打开或关闭充填滑套。②充分考虑了砂卡内套的处理措施，将内套设计为双层结构，一旦砂卡密封内套，安全内套还可以正常关闭滑套，防止充填砾石或地层砂进入管内；进一步设置的锁紧机构能够防止起下充填管柱时误操作安全内套。③设置的刮砂筒能够有效清除沉积在充填滑套内壁上的砾石，防止砂卡内套。附图说明当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本专利技术以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定，其中：图1是充填管柱的结构示意图。图2是防砂外管的结构示意图。图3是充填管柱安装在防砂外管内达到充填状态时的结构示意图。图4是充填过程液流流向示意图。图5是反洗井液流流向示意图。图6是充填滑套优选实施例一的结构示意图。图7是充填滑套优选实施例二的结构示意图。图8是充填滑套优选实施例三的结构示意图。图9是充填滑套优选实施例四的结构示意图。图10是刮砂筒的结构示意图。图11是桥式流道结构示意图。图12是图11中A-A的剖面图。具体实施方式本说明书的叙述说明中，所述的上、下位置关系，与附图中图示的位置关系相同，这也是本专利技术的工具在直井中应用时的各构件间的相互位置关系。见图1所示，充填管柱100是双层管柱，其循环外管110与充填内管101相套装，循环外管110自上而下顺次连接开钥匙107、上密封短节108、充填短节109、反循环短节112、下密封短节113、定位器114、关钥匙115和底部单向阀116，在所述的开钥匙107以上部位于循环外管外还套接密封总成106；充填内管101与充填短节109相连接，充填短节109是桥式流道结构，充填短节中心孔横向上设有充填口102与充填管柱100外部相通，充填内管101与充填口102相通，充填短节侧孔与充填管柱100的环空117相通；反循环短节112是桥式流道结构，反循环短节中心孔上端设中部单向阀111与充填管柱100的环空117相通，反循环短节中心孔通过反洗口103与充填管柱100外部相通，反循环短节侧孔与充填管柱100的环空117相通。充填管柱上的各工具之间通过油管104连接。所述的密封总成106包括滑动内密封105、固定密封121、固定突起122和密封管123。滑动内密封105固定置于密封管123内，固定密封121和固定突起122套在密封管123外且固定安装。开钥匙107以上的循环外管是光滑表面，与滑动内密封105相配合密封，在提放充填管柱时，循环外管的光滑表面长度应能保证在整个充填作业中使滑动内密封105总是处于光滑表面段。桥式流道结构是一种已有技术，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.管外分段砾石充填完井管柱，包括防砂外管（200）和充填管柱（100），充填管柱安装在防砂外管内；各井下工具由套管或油管连接在一起，其特征在于，防砂外管自上而下顺次连接固定密封外筒（202）和两段以上防砂管总成，每一段所述的防砂管总成包括自上而下顺次连接的管外封隔器（203）、上密封筒（204）、充填滑套（205）、下密封筒（206）、定位短节（207）和防砂管（208）；所述的充填管柱是双层管柱，其循环外管（110）与充填内管（101）相套装，循环外管（110）自上而下顺次连接开钥匙（107）、上密封短节（108）、充填短节（109）、反循环短节（112）、下密封短节（113）、定位器（114）、关钥匙（115）和底部单向阀（116），在所述的开钥匙（107）以上于循环外管（110）外还套接密封总成（106）；充填内管（101）与充填短节（109）相连接，充填短节（109）是桥式流道结构，充填短节中心孔横向上设有充填口（102）与充填管柱（100）外部相通，充填内管（101）与充填口（102）相通，充填短节侧孔与充填管柱（100）的环空（117）相通；反循环短节（112）是桥式流道结构，反循环短节中心孔上端设中部单向阀（111）与充填管柱（100）的环空（117）相通，反循环短节中心孔通过反洗口（103）与充填管柱（100）外部相通，反循环短节侧孔与充填管柱（100）的环空（117）相通。...

【技术特征摘要】
1.管外分段砾石充填完井管柱，包括防砂外管（200）和充填管柱（100），充填管柱安装在防砂外管内；各井下工具由套管或油管连接在一起，其特征在于，防砂外管自上而下顺次连接固定密封外筒（202）和两段以上防砂管总成，每一段所述的防砂管总成包括自上而下顺次连接的管外封隔器（203）、上密封筒（204）、充填滑套（205）、下密封筒（206）、定位短节（207）和防砂管（208）；所述的充填管柱是双层管柱，其循环外管（110）与充填内管（101）相套装，循环外管（110）自上而下顺次连接开钥匙（107）、上密封短节（108）、充填短节（109）、反循环短节（112）、下密封短节（113）、定位器（114）、关钥匙（115）和底部单向阀（116），在所述的开钥匙（107）以上于循环外管（110）外还套接密封总成（106）；充填内管（101）与充填短节（109）相连接，充填短节（109）是桥式流道结构，充填短节中心孔横向上设有充填口（102）与充填管柱（100）外部相通，充填内管（101）与充填口（102）相通，充填短节侧孔与充填管柱（100）的环空（117）相通；反循环短节（112）是桥式流道结构，反循环短节中心孔上端设中部单向阀（111）与充填管柱（100）的环空（117）相通，反循环短节中心孔通过反洗口（103）与充填管柱（100）外部相通，反循环短节侧孔与充填管柱（100）的环空（117）相通。2.根据权利要求1所述的管外分段砾石充填完井管柱，其特征在于，所述的充填滑套（205）包括外壳（601）和内套，所述的内套包括主内套（704）和与其套接的定位套（701），在定位套（701）外周设置定位凸起（703），在外壳（601）内壁设置与定位凸起（703）相配合的定位凹槽（702）。3.根据权利要求1所述的管外分段砾石充填完井...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊西锋，王世杰，高恒超，魏剑飞，卢雅兰，张化强，朱瑛辉，李明，
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：新型
国别省市：北京,11