一趟多层充填防砂与分层注采一体化管柱及其使用方法技术

本发明专利技术提供一趟多层充填防砂与分层注采一体化管柱及其使用方法，内部管柱位于外部管柱内；顶部隔离总成、旁通过流筛管总成、隔离封隔器总成、旁通过流筛管总成和底部隔离总成由上至下依次连接；送入工具的首端与钻杆或者油管相连，送入工具的尾端与冲管的首端相连，冲管的尾端与插入中心管的首端相连，插入中心管能够插入充填工具的首端内。该一体化管柱的内部管柱仅有一层冲管，通径大、摩阻低，满足大排量压裂充填和小井眼长井段分层循环充填的作业需要。业需要。业需要。

【技术实现步骤摘要】
一趟多层充填防砂与分层注采一体化管柱及其使用方法


[0001]本专利技术涉及石油、天然气完井
，更具体地说涉及一趟多层充填防砂与分层注采一体化管柱及其使用方法。

技术介绍

[0002]在油田完井行业领域，为了解决常规分层充填防砂管柱压裂施工排量不足、施工井段长度受限，以及小井眼无法下入分采分注管柱的适用瓶颈，需要创新管柱和关键工具设计，实现大排量压裂和循环充填防砂与分采注采一体化的作业需要，同时提高作业效率。
[0003]目前，国内分层充填防砂管柱普遍采用两层的内部管柱结构，受制于夹层摩阻较大，难以满足细分层系压裂充填和小井眼分层充填与分层配注的作业需要，且现场操作复杂，作业风险高。

技术实现思路

[0004]本专利技术克服了现有技术中的不足，现有的分层充填防砂管柱采用两层的内部管柱结构夹层摩阻较大，难以满足作业需要，且作业风险高，提供了一趟多层充填防砂与分层注采一体化管柱及其使用方法，该一体化管柱的内部管柱仅有一层冲管，通径大、摩阻低，满足大排量压裂充填和小井眼长井段分层循环充填的作业需要。
[0005]本专利技术的目的通过下述技术方案予以实现。
[0006]一趟多层充填防砂与分层注采一体化管柱，包括外部管柱和内部管柱，所述内部管柱位于所述外部管柱内；
[0007]所述外部管柱包括顶部隔离总成、旁通过流筛管总成、隔离封隔器总成和底部隔离总成，所述顶部隔离总成、所述旁通过流筛管总成、所述隔离封隔器总成、所述旁通过流筛管总成和所述底部隔离总成由上至下依次连接，所述顶部隔离总成和所述底部隔离总成分别与所述旁通过流筛管总成相连，所述隔离封隔器总成的首尾两端分别与所述旁通过流筛管总成相连，所述旁通过流筛管总成和所述隔离封隔器总成设置的数量与作业要求的分层数量相匹配，所述旁通过流筛管总成的数量为所述隔离封隔器总成的数量+1；
[0008]所述内部管柱包括送入工具、冲管、插入中心管和充填工具，所述送入工具的首端与钻杆或者油管相连，所述送入工具的尾端与所述冲管的首端相连，所述冲管的尾端与所述插入中心管的首端相连，所述插入中心管能够插入所述充填工具的首端内，以实现将插入中心管和充填工具相连接的目的。
[0009]所述顶部隔离总成包括顶部隔离管柱、悬挂封隔器、顶部密封筒、充填滑套、定位接头和快接工具，所述悬挂封隔器安装在所述顶部隔离管柱的首端，所述顶部密封筒安装在所述顶部隔离管柱的中部内壁上，在位于所述顶部密封筒下方的所述顶部隔离管柱的侧壁上开设有过流通孔，所述充填滑套滑动设置在所述顶部隔离管柱的内壁上，以实现滑动开启/关闭过流通孔的目的，在所述充填滑套下方的所述顶部隔离管柱的内壁上设置所述定位接头，所述快接工具设置在所述顶部隔离管柱的尾端内壁上。
[0010]所述旁通过流筛管总成包括盲管、旁通筛管和旁通滑套，所述盲管的首端与所述顶部隔离管柱的尾端相连，所述盲管的尾端与所述旁通筛管的首端相连，所述旁通滑套的首尾两端均采用内部丝扣螺纹与外部活塞密封方式的安装在所述旁通筛管的中部和底部，在所述旁通滑套的尾端下方设置有滑套衬套。
[0011]所述隔离封隔器总成包括隔离封隔管柱、隔离封隔器和隔离密封筒，所述隔离封隔管柱的首端与所述旁通筛管的尾端相连，所述隔离封隔器安装在所述隔离封隔管柱的上部内壁上，所述隔离密封筒安装在所述隔离封隔管柱的下部内壁上。
[0012]所述底部隔离总成包括底部隔离管柱、沉砂封隔器、弹性爪悬挂机构、插入锚定密封和密封筒，所述底部隔离管柱与位于底部隔离总成的上方的旁通筛管的尾端相连，所述沉砂封隔器安装在所述底部隔离管柱的首端内壁上，所述插入锚定密封安装在所述底部隔离管柱内，所述弹性爪悬挂机构安装在所述插入锚定密封内，所述密封筒安装在所述插入锚定密封下方的所述底部隔离管柱内，通过插入锚定密封和密封筒使充填孔和反循环孔均密封于插入锚定密封和密封筒之间。
[0013]所述送入工具包括坐封工具、脱手工具、旋转接头和密封短节，所述坐封工具的尾端与所述脱手工具的首端相连，所述脱手工具的尾端与所述旋转接头的首端相连，所述旋转接头的尾端外壁上安装所述密封短节，旋转接头采用螺套与下端凸台丝扣连接的方式悬挂在上端凸台，以实现旋转接头的轴向自由旋转。
[0014]所述充填工具包括回接工具、充填短节、充填滑套关闭工具、带孔短节、单向阀、机械定位工具、充填滑套开启工具、旁通滑套关闭工具和旁通滑套开启工具，所述插入中心管的中下部能够插入所述回接工具的首端内，所述回接工具的尾端与所述充填短节的首端相连，在所述充填短节的侧壁上开设有贯穿所述充填短节侧壁的充填孔，所述充填短节的尾端与由上至下依次与所述充填滑套关闭工具、所述带孔短节、所述单向阀、所述机械定位工具、所述充填滑套开启工具、所述旁通滑套关闭工具和所述旁通滑套开启工具相连，在所述带孔短节上均匀开设有贯穿所述带孔短节的反循环孔。
[0015]所述充填工具的首端采用活塞密封和弹性卡簧或者锁环的结构，以实现井口连接时，充填工具与插入中心管对接后串接一体的目的，所述充填短节分别设置有两种中心管内充填流道和侧向旁通月牙形循环流道。
[0016]一趟多层充填防砂与分层注采一体化管柱的使用方法，按照下述步骤进行：
[0017]步骤1，利用钻杆或者电缆下入沉砂封隔器；
[0018]步骤2，井口依次下入插入锚定密封、旁通过流筛管总成、隔离封隔器总成、顶层旁通过流筛管总成的外部管柱并逐级试压，由于充填工具的充填孔和反循环孔均处于密封筒内，故外层管柱下入过程中能够通过井口管内注水直接试压；
[0019]步骤3，井口依次下入插入中心管、冲管和送入工具，使插入中心管与插入锚定密封内的充填工具进行对接，使充填工具首端的弹性卡簧或者锁环径向张开后咬紧插入中心管并密封进行试压，然后过提和下压使插入锚定密封上端的弹性爪悬挂机构上移，其内部卡簧上移至凹台处锁紧，由于弹性爪上移后没有了径向约束，即可使充填工具与插入锚定密封脱离以满足后续动管柱作业需要，再下放使充填孔移出至最下端的密封筒并连接送入工具与顶部封隔器总成，由于充填孔处于外部管柱以下，即可在下入过程中实时建立正循环和反循环；
[0020]步骤4，整体管柱下至设计位置，使插入锚定插入沉砂封隔器内，由于沉砂封隔器内部是密封筒，故插入后可实现活塞密封，然后管内直接加压坐封顶部封隔器，验封合格后正转使内部管柱的送入工具与外部管柱的顶部封隔器脱离；
[0021]步骤5，活动内部管柱，使送入工具的密封短节进入顶部封隔器总成的顶部密封筒以实现密封，由于密封短节以下井筒全部封隔，能够管内加压坐封所有隔离封隔器；
[0022]步骤6，活动内部管柱，使旁通滑套打开工具通过而关闭工具不通过作业层位的旁通滑套，同时使充填滑套开关工具通过充填滑套，由于滑套可与其开关工具一对一识别，故可实现目标滑套的精确打开；
[0023]步骤7，活动内部管柱，使充填工具的机械定位工具与底层隔离封隔器总成的定位接头相定位，由于充填工具与外部管柱的相对位置已设定，可通过管内泵入砂浆通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一趟多层充填防砂与分层注采一体化管柱，其特征在于：包括外部管柱和内部管柱，所述内部管柱位于所述外部管柱内；所述外部管柱包括顶部隔离总成、旁通过流筛管总成、隔离封隔器总成和底部隔离总成，所述顶部隔离总成、所述旁通过流筛管总成、所述隔离封隔器总成、所述旁通过流筛管总成和所述底部隔离总成由上至下依次连接，所述顶部隔离总成和所述底部隔离总成分别与所述旁通过流筛管总成相连，所述隔离封隔器总成的首尾两端分别与所述旁通过流筛管总成相连，所述旁通过流筛管总成和所述隔离封隔器总成设置的数量与作业要求的分层数量相匹配，所述旁通过流筛管总成的数量为所述隔离封隔器总成的数量+1；所述内部管柱包括送入工具、冲管、插入中心管和充填工具，所述送入工具的首端与钻杆或者油管相连，所述送入工具的尾端与所述冲管的首端相连，所述冲管的尾端与所述插入中心管的首端相连，所述插入中心管能够插入所述充填工具的首端内，以实现将插入中心管和充填工具相连接的目的。2.根据权利要求1所述的一趟多层充填防砂与分层注采一体化管柱，其特征在于：所述顶部隔离总成包括顶部隔离管柱、悬挂封隔器、顶部密封筒、充填滑套、定位接头和快接工具，所述悬挂封隔器安装在所述顶部隔离管柱的首端，所述顶部密封筒安装在所述顶部隔离管柱的中部内壁上，在位于所述顶部密封筒下方的所述顶部隔离管柱的侧壁上开设有过流通孔，所述充填滑套滑动设置在所述顶部隔离管柱的内壁上，以实现滑动开启/关闭过流通孔的目的，在所述充填滑套下方的所述顶部隔离管柱的内壁上设置所述定位接头，所述快接工具设置在所述顶部隔离管柱的尾端内壁上。3.根据权利要求2所述的一趟多层充填防砂与分层注采一体化管柱，其特征在于：所述旁通过流筛管总成包括盲管、旁通筛管和旁通滑套，所述盲管的首端与所述顶部隔离管柱的尾端相连，所述盲管的尾端与所述旁通筛管的首端相连，所述旁通滑套的首尾两端均采用内部丝扣螺纹与外部活塞密封方式的安装在所述旁通筛管的中部和底部，在所述旁通滑套的尾端下方设置有滑套衬套。4.根据权利要求3所述的一趟多层充填防砂与分层注采一体化管柱，其特征在于：所述隔离封隔器总成包括隔离封隔管柱、隔离封隔器和隔离密封筒，所述隔离封隔管柱的首端与所述旁通筛管的尾端相连，所述隔离封隔器安装在所述隔离封隔管柱的上部内壁上，所述隔离密封筒安装在所述隔离封隔管柱的下部内壁上。5.根据权利要求3所述的一趟多层充填防砂与分层注采一体化管柱，其特征在于：所述底部隔离总成包括底部隔离管柱、沉砂封隔器、弹性爪悬挂机构、插入锚定密封和密封筒，所述底部隔离管柱与位于底部隔离总成的上方的旁通筛管的尾端相连，所述沉砂封隔器安装在所述底部隔离管柱的首端内壁上，所述插入锚定密封安装在所述底部隔离管柱内，所述弹性爪悬挂机构安装在所述插入锚定密封内，所述密封筒安装在所述插入锚定密封下方的所述底部隔离管柱内，通过插入锚定密封和密封筒使充填孔和反循环孔均密封于插入锚定密封和密封筒之间。6.根据权利要求1所述的一趟多层充填防砂与分层注采一体化管柱，其特征在于：所述送入工具包括坐封工具、脱手工具、旋转接头和密封短节，所述坐封工具的尾端与所述脱手工具的首端相连，所述脱手工具的尾端与所述旋转接头的首端相连，所述旋转接头的尾端外壁上安装所述密封短节，旋转接头采用螺套与下端凸台丝扣连接的方式悬挂在上端凸
台，以实现旋转接头的轴向自由旋转。7.根据权利要求1所述的一趟多层充填防砂与分层注采一体化管柱，其特征在于：所述充填工具包括回接工具、充填短节、充填滑套...

【专利技术属性】
技术研发人员：包陈义，左凯，马英文，王明杰，陈胜宏，孙晓锋，张彬奇，张亮，张吉江，张斌，张少朋，
申请(专利权)人：中海油能源发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：