一种海上油田安全长效注水管柱及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种海上油田安全长效注水管柱及施工方法，包括：防砂管柱、注水管柱，所述注水管柱设置在防砂管柱内部；所述防砂管柱包括自上而下间隔设置在套管上的至少两个分别对应不同油层的滤砂管，所述滤砂管两两之间、最上方的滤砂管上方、最下方的滤砂管下方均设置Y341封隔器，所述注水管柱包括自上而下间隔设置在油管上的至少两个分别对应不同油层的可调配水器，每个可调配水器的下方均连接一个坐封开关，每个坐封开关的上方和下方均设置有液控分层封隔器。本发明专利技术既能够实现防砂管柱与注水管柱的一次下入，节省单井施工时间，又能够实现海上油田可靠的独立检修，延长防砂管柱的使用寿命。管柱的使用寿命。管柱的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种海上油田安全长效注水管柱及施工方法


[0001]本专利技术涉及石油开采井下注水工具
，具体地说是一种海上油田安全长效注水管柱及施工方法。

技术介绍

[0002]目前注水开发是海上主导开发方式，据不完全统计水驱产量占总产量85％以上，高效注水对海上油田稳产上产具有重要的意义。对于出砂油藏，高效防砂对于延长注水管柱寿命，降低后期作业风险为重要。由于化学防砂井有效期较短，防砂失效后往往造成砂堵、砂埋，注水效果较差，后期检修成本较高。因此较多地采用机械挂滤防砂，该工艺需要两步，首先下入防砂管柱，然后再下入注水管柱。该工艺施工周期较长，需要三天左右，尤其对于海上油田来说，开发成本较高。
[0003]经过检索，发现申请号2018111751591专利技术了一种海上油田分层防砂分层注水一体化管柱，该管柱包括防砂管柱、注水管柱，所述防砂管柱、注水管柱上端同时连接穿越型Y445丢手封隔器，所述防砂管柱包括自上而下间隔设置在套管上的至少两个分别对应不同油层的滤砂管，所述滤砂管两两之间、最上方的滤砂管上方、最下方的滤砂管下方均设置Y341封隔器，Y341封隔器设置在套管上，所述注水管柱包括自上而下间隔设置在油管上的至少两个分别对应不同油层的可调配水器，每一个可调配水器的上方和下方均设置液控分层封隔器，液控分层封隔器设置在油管上，液控管线穿过穿越型Y445丢手封隔器与每一个液控分层封隔器连接。该种管柱在后期检修时，需要正转油管才能实现穿越型Y445丢手封隔器上接头与下端管柱脱离，主要存在两方面的问题：一是海上注水普遍设置环空安全封隔器，由于该封隔器具有锁紧结构，一旦封隔器胶筒坐封，只能上提管柱才能解封，因此正转管柱难度很大；二是在该种管柱中设置了液控管线，再次增加了正转管柱的难度。
[0004]经过检索，发现公开(公告)号CN2804381Y，公开(公告)日2006-08-09的公开文献公开了一种小直径分防分注一体化管柱，包括防砂工艺管柱和注水工艺管柱，所述的防砂工艺管柱包括悬挂封隔器、滤砂管、分层封隔器、洗井阀、安全接头以及丝堵，注水工艺管柱包括配水器、注水芯子、测试工作筒、洗井阀芯、双向流动阀。该专利从管柱结构上实现了小直径井筒分层防砂的同时进行分层注水的目的。但是该技术依然采用的两步法防砂注水工艺，首先下入防砂工艺管柱，防砂管柱内设置坐封分层防砂封隔器的坐封管柱，封隔器坐封后再丢手，最后下入注水工艺管柱。其次，该工艺在注水管柱中下入注水芯子，分层级数受限，而且下层流量无法进行地面控制，没有达到根据地质配注进行分层注水的目的。
[0005]经过检索，发现公开(公告)号2503206Y，公开(公告)日2002-07-31的公开文献公开了一种注水防砂一体化管柱，包括油管、分层封隔器、夹壁注水防砂装置、封闭注水防砂装置、注水阀装置和配水器装置。该管柱兼顾了注水管柱及防砂管柱，结构紧凑，实现了注水防砂一体化设计，但是该管柱密封部件较多，结构较为复杂，现场应用可靠性较差。重要的是，该装置未设置反洗井结构，不符合海上油田后期维护的要求。此外，该装置在后期检修注水管柱时，也要将防砂管柱一块起出，一定程度上造成防砂管柱的资源浪费。
[0006]经过检索，发现2017年2月《内江科技》公开的非专利文献《海上油田长效分层防砂分层注水工艺技术研究》，该工艺按照作业施工设计连接防砂管柱，接至悬挂封隔器时，将防砂管柱悬挂于井口，将配套的坐封内管按设计要求调配好插入防砂管柱内腔，最后用悬挂丢手封隔器把内外管连接起来；坐封油管锚，上提、下放管柱加压8～10t，完成油管锚坐封；坐封封隔器，分时段打压完成Y 445丢手封隔器、Y 341分层封隔器坐封，打开定压滑套；
④
投Φ45mm钢球，待钢球到达丢手封隔器球座位置，正打压至压力突降，完成丢手封隔器丢手；若打压丢手困难，正转管柱20圈以上完成丢手，起出坐封管柱；再次下入注水管柱。该工艺施工工序比较繁琐，对于海上油田的快速安全生产不大相符。
[0007]经过检索，发现2010年11月《石油机械》期刊公开的非专利文献《冀东油田分层防砂分层注水一体化技术研究》，该管柱采用悬挂滤砂管分层防砂方式，1次丢手管柱可实现多层系分层防砂。管柱丢手后，坐封内管随丢手管柱起出地面，留井防砂外管形成主通径108mm的防砂完井井眼，再用小直径偏心分层注水工艺管柱进行分层注水。虽然考虑到了洗井通道大，可全井筒大排量反洗井的优点，但是施工如上述文献，防砂管柱跟注水管柱需要分两次下入，施工工序繁琐，而且施工成功较高。
[0008]以上公开技术的技术方案以及所要解决的技术问题和产生的有益效果均与本专利技术不相同，针对本专利技术更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果，以上公开技术文件均不存在技术启示。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种海上油田安全长效注水管柱及施工方法，既能够实现防砂管柱与注水管柱的一次下入，节省单井施工时间，又能够实现海上油田可靠的独立检修，延长防砂管柱的使用寿命。
[0010]为了达成上述目的，本专利技术采用了如下技术方案，一种海上油田安全长效注水管柱，包括：
[0011]防砂管柱、注水管柱，所述注水管柱设置在防砂管柱内部；
[0012]所述防砂管柱包括自上而下间隔设置在套管上的至少两个分别对应不同油层的滤砂管，所述滤砂管两两之间、最上方的滤砂管上方、最下方的滤砂管下方均设置Y341封隔器，Y341封隔器设置在套管上，封隔在井筒内壁；
[0013]所述注水管柱包括自上而下间隔设置在油管上的至少两个分别对应不同油层的可调配水器，每个可调配水器的下方均连接一个坐封开关，每个坐封开关的上方和下方均设置有液控分层封隔器，所述每一个坐封开关所处的高度与所径向对应的Y341封隔器所处的高度相一致，所述的液控分层封隔器设置在油管上，封隔在套管内壁。
[0014]进一步地，所述防砂管柱上端、注水管柱上端同时连接悬挂丢手封隔器，在悬挂丢手封隔器下端连接拉套开关，所述悬挂丢手封隔器内部设置液控管线，液控管线穿过悬挂丢手封隔器，并与每一个液控分层封隔器连接。
[0015]进一步地，所述注水管柱最下端安装小丝堵，小丝堵上方连接反洗阀，所述防砂管柱的最下端安装大丝堵。
[0016]进一步地，所述拉套开关包括上接头、下接头以及剪钉，所述的上接头与下接头螺纹反扣设置，中间连接处通过剪钉连接。
[0017]进一步地，所述油管上还设置井下安全阀、环空安全封隔器，所述井下安全阀位于环空安全封隔器上方，环空安全封隔器位于悬挂丢手封隔器上方，所述井下安全阀、环空安全封隔器分别连接各自的液控管线。
[0018]进一步地，所述注水管柱上还设置可锁定补偿器，可锁定补偿器位于悬挂丢手封隔器下方。
[0019]进一步地，所述井下安全阀为常规液控式阀板安全阀。
[0020]进一步地，所述环空安全封隔器包括：
[0021]坐封机构，所述坐封机构套装在中心管外部；
[0022]所述坐封机构包括：
[0023]钢体，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上油田安全长效注水管柱，包括：防砂管柱、注水管柱，所述注水管柱设置在防砂管柱内部；其特征在于，所述防砂管柱包括自上而下间隔设置在套管上的至少两个分别对应不同油层的滤砂管，所述滤砂管两两之间、最上方的滤砂管上方、最下方的滤砂管下方均设置Y341封隔器，Y341封隔器设置在套管上，封隔在井筒内壁；所述注水管柱包括自上而下间隔设置在油管上的至少两个分别对应不同油层的可调配水器，每个可调配水器的下方均连接一个坐封开关，每个坐封开关的上方和下方均设置有液控分层封隔器，所述每一个坐封开关所处的高度与所径向对应的Y341封隔器所处的高度相一致，所述的液控分层封隔器设置在油管上，封隔在套管内壁。2.根据权利要求1所述的一种海上油田安全长效注水管柱，其特征在于，所述防砂管柱上端、注水管柱上端同时连接悬挂丢手封隔器，在悬挂丢手封隔器下端连接拉套开关，所述悬挂丢手封隔器内部设置液控管线，液控管线穿过悬挂丢手封隔器，并与每一个液控分层封隔器连接。3.根据权利要求1所述的一种海上油田安全长效注水管柱，其特征在于，所述注水管柱最下端安装小丝堵，小丝堵上方连接反洗阀，所述防砂管柱的最下端安装大丝堵。4.根据权利要求2所述的一种海上油田安全长效注水管柱，其特征在于，所述拉套开关包括上接头、下接头以及剪钉，所述的上接头与下接头螺纹反扣设置，中间连接处通过剪钉连接。5.根据权利要求2所述的一种海上油田安全长效注水管柱，其特征在于，所述油管上还设置井下安全阀、环空安全封隔器，所述井下安全阀位于环空安全封隔器上方，环空安全封隔器位于悬挂丢手封隔器上方，所述井下安全阀、环空安全封隔器分别连接各自的液控管线。6.根据权利要求2所述的一种海上油田安全长效注水管柱，其特征在于，所述注水管柱上还设置可锁定补偿器，可锁定补偿器位于悬挂丢手封隔器下方。7.根据权利要求5所述的一种海上油田安全长效注水管柱，其特征在于，所述井下安全阀为常规液控式阀板安全阀。8.根据权利要求5所述的一种海上油田安全长效注水管柱，其特征在于，所述环空安全封隔器包括：坐封机构，所述坐封机构套装在中心管外部；所述坐封机构包括：钢体，所述钢体套装在中心管外部，钢体内壁与中心管外壁之间构成环形间隙，作为洗井下通道；所述钢体还开设偏心的传压通道，传压通道上端口连接第二液控管线；胶筒，所述胶筒套装在钢体外壁，所述胶筒至少设置两个，胶筒两两之间设置隔环，每个胶筒的内壁均开设内凹环槽，且所有的胶筒开设的内凹环槽大小不一，即自上而下的胶筒的内凹环槽逐级变小。9.根据权利要求8所述的一种海上油田安全长效注水管柱，其特征在于，所述坐封机构包括：坐封活塞，所述坐封活塞设置在缸套内部，所述缸套底部与钢体外壁连接，所述钢体开设径向传压孔，该传压孔使传压通道和缸套内腔即活塞腔连通；
坐封活塞下止件，所述坐封活塞下止件固定在缸套内壁，且设置的位置高于径向传压孔，限制坐封活塞下行，但坐封活塞下止件为轴向贯通件，即坐封活塞下端面与径向传压孔为连通状态；锁套，所述锁套上端顶住胶筒下端，锁套下端连接坐封活塞。10.根据权利要求9所述的一种海上油田安全长效注水管柱，其特征在于，所述坐封机构包括：锁环，所述锁环装在锁套的外壁，锁环外壁与缸套内壁为马牙扣式连接，使锁套相对于缸套只能单向上行。11.根据权利要求10所述的一种海上油田安全长效注水管柱及施工方法，其特征在于，所述坐封机构包括：压环，所述压环连接在锁套的上端外壁，压环的下端压住锁环的上端，对锁环轴向限位，所述压环通过坐封剪钉与锁套连接固定。12.根据权利要求8或9所述的一种海上油田安全长效注水管柱，其特征在于，所述钢体外壁设置限位台，该限位台下端面对胶筒上端面轴向限位。13.根据权利要求9或10或11所述的一种海上油田安全长效注水管柱，其特征在于，还包括：平衡解封机构，所述平衡解封机构设置在缸套内，且位于坐封活塞下方。14.根据权利要求13所述的一种海上油田安全长效注水管柱，其特征在于，所述平衡解封机构包括：平衡活塞，所述平衡活塞设置在缸套内部，平衡活塞位于坐封活塞下方；平衡活塞上止件，所述平衡活塞上止件固定在缸套内壁，且设置的位置低于径向传压孔，限制平衡活塞上行，但平衡活塞上止件为轴向贯通件，即平衡活塞上端面与径向传压孔为连通状态；解封剪钉，所述缸套的底部通过解封剪钉与钢体连接固定。15.根据权利要求14所述的一种海上油田安全长效注水管柱，其特征在于，所述平衡解封机构包括：支撑套，所述支撑套位于缸套内，支撑套上端连接平衡活塞，支撑套下端顶在缸套底部密封环台上端面上。16.根据权利要求15所述的一种海上油田安全长效注水管柱，其特征在于，所述平衡解封机构包括：安全锁块，安全锁块安装在钢体外部的凹槽中，安全锁块对支撑套内壁环台轴向限位，即限制支撑套上行。17.根据权利要求8或9或16所述的一种海上油田安全长效注水管柱，其特征在于，还包括：洗井机构，所述洗井机构套装在中心管外部，洗井机构下端连接坐封机构。18.根据权利要求17所述的一种海上油田安全长效注水管柱，其特征在于，所述洗井机构包括：反洗套，所述反洗套中部开设径向贯通的反洗套洗井孔，反洗套上端连接上外套下端，反洗套下端连接下外套；
滑套，所述滑套套装在中心管外部，且滑套内壁与中心管外壁之间构成环形空间，作为洗井上通道，洗井上通道与洗井下通道连通，所述滑套开设径向贯通的滑套洗井孔；多级组合密封盘根，所述多级组合密封盘根设置在反洗套内壁卡台上，使反洗套内壁与滑套外壁之间密封，所述多级组合密封盘根包括上多级组合密封盘根和下多级组合密封盘根，上多级组合密封盘根位于反洗套洗井孔上方，下多级组合密封盘根位于反洗套洗井孔下方。19.根据权利要求18所述的一种海上油田安全长效注水管柱，其特征在于，所述多级组合密封盘根包括：耐磨耐温胶圈，所述耐磨耐温胶圈安装反洗套内壁；聚四氟保护圈一，所述聚四氟保护圈一安装在反洗套内壁，且位于耐磨耐温胶圈上端；聚四氟保护圈二，所述聚四氟保护圈二安装在反洗套内壁，且位于耐磨耐温胶圈下端；软铜垫圈一，所述软铜垫圈一安装在反洗套内壁，且软铜垫圈一位于聚四氟保护圈一的上端；软铜垫圈二，所述软铜垫圈二安装在反洗套内壁，且软铜垫圈二位于聚四氟保护圈二下端。20.根据权利要求19所述的一种海上油田安全长效注水管柱，其特征在于，所述聚四氟保护圈一下端与耐磨耐温胶圈上端紧密贴合，所述聚四氟保护圈二上端与耐磨耐温胶圈下端紧密贴合。21.根据权利要求18所述的一种海上油田安全长效注水管柱，其特征在于，所述洗井机构包括：柱塞，所述柱塞伸入连接套开设的柱塞孔中，柱塞孔上方为连接套开设的缩颈轴向通孔，连接套外壁与上外套上端连接，连接套内壁与中心管上端连接；连接体，所述连接体上端连接柱塞下端，连接体下端连接滑套上端。22.根据权利要求21所述的一种海上油田安全长效注水管柱，其特征在于，所述洗井机构包括：复位小弹簧，所述复位小弹簧位于上外套内部，复位小弹簧上端顶住连接体下端，下端顶在上外套内壁开设的轴向限位台上。23.根据权利要求21所述的一种海上油田安全长效注水管柱，其特征在于，所述洗井机构包括：复位大弹簧，所述复位大弹簧位于下外套内部，复位大弹簧上端连接上垫环，所述上垫环上端面顶在滑套外壁的限位台上，复位大弹簧下端连接下垫环，所述下垫环下端面顶在坐封机构的钢体的上端面上。24.根据权利要求21所述的一种海上油田安全长效注水管柱，其特征在于，所述洗井机构包括：上接头，所述上接头下端与连接套连接，上接头开设轴向液控孔，轴向液控孔下端与柱塞孔连通，轴向液...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾庆升，任从坤，张福涛，李德忠，刘艳霞，蔡增田，申兴哲，魏新晨，田俊，贺启强，
申请(专利权)人：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：