一种套管刚性填充法火烧点火完井工艺管柱及设计方法技术

本发明专利技术提供一种套管刚性填充法火烧点火完井工艺管柱，涉及稠油热采技术领域；套管刚性填充法火烧点火完井工艺管柱包括：套管、注气管柱、点火器、封隔器、锚定器和套管充填工具；套管的下端设置有射孔层段，射孔层段内用于填充刚性小球；套管充填工具上设置有气流通孔；注气管柱通过锚定器固定设置在套管的内部；封隔器设置在注气管柱与套管之间；注气管柱上设置有隔热段；注气管柱的下端设置有单向阻尼工具；单向阻尼工具与套管充填工具通过坐封短接固定连接；点火器位于注气管柱内；本发明专利技术还提出一种套管刚性填充法火烧点火完井工艺管柱的设计方法，能够对套管射孔层段的刚性填充，避免因其受到外部压力而导致套管射孔层段的破损和/或变形。段的破损和/或变形。段的破损和/或变形。

【技术实现步骤摘要】
一种套管刚性填充法火烧点火完井工艺管柱及设计方法


[0001]本专利技术涉及稠油热采
，尤其涉及一种套管刚性填充法火烧点火完井工艺管柱及设计方法。

技术介绍

[0002]随着稠油热采技术的推广应用，稠油主力热采区块的套损程度已相当高，已成为影响各区块产量和油井利用率的重要因素。热采井套管长时间处于高温、高压蒸汽环境下是套管损坏的主要原因。由于油层附近无隔热段保护，直接暴露在高温蒸汽下，易产生疲劳损坏。此外，稠油各区块油层是松散的砂岩和粉细砂岩，成岩性差，由于热蒸汽冲刷，松散的砂岩和粉细砂岩胶结性更差，造成地层亏空，使油层部位套管悬空，易形成地层坍塌，挤毁油层部位套管。
[0003]根据现有资料发现，在油层附近的套损井数占总损坏井数的大部分，但是现有注气井筒系统缺乏对油层部位套管的保护。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提出一种套管刚性填充法火烧点火完井工艺管柱及设计方法，能够实现对套管射孔层段的刚性填充，避免因其受到外部压力而导致套管射孔层段的破损和/或变形。
[0005]本专利技术提供一种套管刚性填充法火烧点火完井工艺管柱，包括：套管、注气管柱、点火器、封隔器、锚定器和套管充填工具；
[0006]所述套管的下端设置有射孔层段，所述射孔层段内用于填充刚性小球；
[0007]所述套管充填工具上设置有气流通孔，所述套管充填工具用于压设在所述刚性小球的上方；
[0008]所述注气管柱通过锚定器固定设置在所述套管的内部；所述封隔器设置在所述注气管柱与所述套管之间，且位于所述锚定器的上方；所述注气管柱上设置有隔热段，且位于所述锚定器和所述封隔器之间；所述注气管柱的下端设置有单向阻尼工具，用于防止气体回流至所述注气管柱内；所述单向阻尼工具与所述套管充填工具通过坐封短接固定连接，且与所述气流通孔连通；
[0009]所述点火器位于所述注气管柱内，且所述点火器的热端位于所述隔热段内。
[0010]进一步地，所述套管充填工具的一侧设置有注入尾管；所述注入尾管的一端与所述气流通孔连通，另一端设置有丝堵；所述注入尾管的侧壁上设置有气孔。
[0011]进一步地，所述注入尾管的长度为所述射孔层段长度的1/2～2/3。
[0012]进一步地，所述注入尾管为割缝衬管，缝长为20～50mm。
[0013]进一步地，所述注入尾管的材质为含铬的碳钢发汗材料。
[0014]进一步地，所述注气管柱和所述套管的材质为含铬的碳钢发汗材料。
[0015]进一步地，所述刚性小球为空心小球。
[0016]进一步地，所述刚性小球的材质为轴承钢、不锈钢和/或碳钢。
[0017]本专利技术还提出一种上述套管刚性填充法火烧点火完井工艺管柱的设计方法，包括如下步骤：
[0018]S1、在油层完成射孔后，将所述刚性小球下入至油井的底部；
[0019]S2、将所述套管刚性填充法火烧点火完井工艺管柱装配后插入至所述油井内，使得所述刚性小球填充至所述射孔层段；
[0020]S3、通过所述注气管柱向所述套管充填工具施加压力，使得所述刚性小球被压实，实现刚性填充；通过打压使所述锚定器坐封，将所述注气管柱固定在所述套管内，实现对所述套管刚性填充法火烧点火完井工艺管柱的安装。
[0021]本专利技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术实施例中的套管刚性填充法火烧点火完井工艺管柱包括套管、注气管柱、点火器、封隔器、锚定器和套管充填工具；通过所述锚定器将所述注气管柱安装在所述套管内，并将所述套管充填工具通过坐封短接和单向阻尼工具固定在所述注气管柱的下端；安装时，先所述刚性小球下入至油井的底部，然后将所述套管刚性填充法火烧点火完井工艺管柱装配后插入至所述油井内，使得所述刚性小球填充至所述射孔层段，再通过所述注气管柱向所述套管充填工具施加压力，使得所述刚性小球被压实，实现对射孔层段的刚性填充，最后通过打压使所述锚定器坐封，将所述注气管柱固定在所述套管内，实现套管刚性填充火烧点火完井工艺管柱的安装，通过上述结构的相互配合能够有效地避免因套管射孔层段受到外部压力而导致套管射孔层段的破损和/或变形；另外，通过在所述射孔层段内填充刚性小球，能够有效地形成防砂屏障，起到防砂的作用。
附图说明
[0022]图1为本专利技术某一实施例中套管刚性填充法火烧点火完井工艺管柱的结构示意图；
[0023]其中，1、注气管柱；2、点火器；3、套管；4、封隔器；5、热端；6、隔热段；7、锚定器；8、单向阻尼工具；9、坐封短接；10、套管充填工具；11、注入尾管；12、刚性小球；13、丝堵。
具体实施方式
[0024]下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。
[0025]请参考图1，本专利技术的实施例提供了一种套管刚性填充法火烧点火完井工艺管柱，包括：套管3、注气管柱1、点火器2、封隔器4、锚定器7和套管充填工具10；
[0026]套管3的下端设置有射孔层段，所述射孔层段内用于填充刚性小球12；所述射孔层段的侧壁上设置有通孔，便于高温气体从套管3内排出至外部；
[0027]套管充填工具10上设置有气流通孔，将注气管柱1内的气体导入至所述射孔层段；套管充填工具10用于压设在刚性小球12的上方；
[0028]注气管柱1通过锚定器7固定设置在套管3的内部；注气管柱1与套管3之间形成环形空间；封隔器4设置在注气管柱1与套管3之间，且位于锚定器7的上方；注气管柱1上述设置有隔热段6，且位于锚定器7和封隔器4之间；注气管柱1的下端设置有单向阻尼工具8，用
于防止气体回流至注气管柱1内；单向阻尼工具8与套管充填工具10通过坐封短接9固定连接，且与所述气流通孔连通，使得气体只能从注气管柱1流向套管充填工具10；
[0029]点火器2位于注气管柱1内，且点火器2的热端5位于隔热段6内。
[0030]示例性地，在本实施例中，封隔器4为热应力封隔器；热应力封隔器设置在套管3和注气管柱1之间，采用热力坐封，旋转解封的坐解封方式，用于封隔环空，防止井底流体从注气管柱1与套管3之间的环形空间返吐；锚定器7为高温锚定器；高温锚定器的坐封方式为打压坐封，旋转解封；具体坐封方法为向坐封短接9投球憋压，使高温锚定器坐封；坐封后继续打压剪切球座，重新建立循环。
[0031]具体地，隔热段6为预应力隔热油管，隔热段6长度与点火器2的热端5长度相等。
[0032]作为本实施例的变形，隔热段6还可以为波纹隔热油管。
[0033]进一步地，套管充填工具10的一侧设置有注入尾管11；注入尾管11的一端与所述气流通孔连通，另一端设置有丝堵13；注入尾管11的侧壁上设置有气孔；安装后，注入尾管11插设在射孔层段的刚性小球12之间。
[0034]具体地，注入尾管11的长度为所述射孔层段长度的1/2～2/3，能够增加注入尾管11与刚性小球本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种套管刚性填充法火烧点火完井工艺管柱，其特征在于，包括：套管、注气管柱、点火器、封隔器、锚定器和套管充填工具；所述套管的下端设置有射孔层段，所述射孔层段内用于填充刚性小球；所述套管充填工具上设置有气流通孔，所述套管充填工具用于压设在所述刚性小球的上方；所述注气管柱通过锚定器固定设置在所述套管的内部；所述封隔器设置在所述注气管柱与所述套管之间，且位于所述锚定器的上方；所述注气管柱上设置有隔热段，且位于所述锚定器和所述封隔器之间；所述注气管柱的下端设置有单向阻尼工具，用于防止气体回流至所述注气管柱内；所述单向阻尼工具与所述套管充填工具通过坐封短接固定连接，且与所述气流通孔连通；所述点火器位于所述注气管柱内，且所述点火器的热端位于所述隔热段内。2.根据权利要求1所述的套管刚性填充法火烧点火完井工艺管柱，其特征在于，所述套管充填工具的一侧设置有注入尾管；所述注入尾管的一端与所述气流通孔连通，另一端设置有丝堵；所述注入尾管的侧壁上设置有气孔。3.根据权利要求2所述的套管刚性填充法火烧点火完井工艺管柱，其特征在于，所述注入尾管的长度为所述射孔层段长度的1/2～2/3。4.根据权利要求2所述的套管刚性填充法火烧点火完井...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新远，阚长宾，尹玉川，陈超，周小凇，于晓聪，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：