完井生产一体化管柱制造技术

本发明专利技术涉及一种完井生产一体化管柱，包括沿管柱的延伸方向设置的至少一个第一开关机构，所述第一开关机构包括：纵向延伸的外筒组件，所述外筒组件构造有用于在管柱内空间与管柱外空间之间连通的旁通通道，在所述旁通通道内设置有流入控制器，所述流入控制器构造为根据流体的性质对流过其中的流体流向管柱内空间的速度进行控制；纵向延伸的滑动内筒，所述滑动内筒套设在所述外筒组件内并能相对于所述外筒组件沿纵向滑动移动，在第一状态下，所述滑动内筒封闭所述旁通通道，以阻止所述管柱内空间和管柱外空间连通，在第二状态下，所述滑动内筒避让开所述旁通通道，以允许所述管柱内空间与管柱外空间连通。内空间与管柱外空间连通。内空间与管柱外空间连通。

【技术实现步骤摘要】
完井生产一体化管柱


[0001]本专利技术涉及油气完井和开采
，尤其涉及一种完井生产一体化管柱。

技术介绍

[0002]随着我国能源需求的持续增大以及碳中和的压力，天然气的气井开发成为我国化石能源勘探开发的重点。我国西北和西南地区的天然气的开发多面临酸性的H2S和CO2气体的影响。一般的完井和生产作业采用不同的管柱来实现。也就是说，在进行完井作业之后，需回收完井管柱并下入另外的生产管柱。然而，这种更换管柱的操作在富含H2S和CO2气体的天然气井中容易将H2S和CO2气体带向地面。这会对环境造成污染，并为地面工作人员带来安全隐患。
[0003]另外，这种天然气井常采用长水平井进行开采。这种长水平井的不同水平井分段内的产气量不同。在水平井周围有较强边底水时，就会不可避免地面临边底水的锥进问题。一旦某个水平分段出水或者被水突破，整个水平井筒很快被水淹没，进而导致水锁井筒，天然气无法采出。此时。需要更换抽排水管柱来进行抽排水操作，以降低井底压力，使得天然气可以恢复产出。然而，当水平井筒控制区域周围面临强边底水时，一旦排采水速度跟不上井筒出水的速度，或者排采水成本过高，那么就意味着此口天然气井只能弃井。另外，由于气井中的H2S和CO2气体的含量较高，因此排采水管柱与生产管柱之间的更换也容易将H2S和CO2气体带向地面，造成上述污染和安全问题。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提出了一种完井生产一体化管柱，能用于解决或至少削弱上述问题中的至少一项。
[0005]根据本专利技术提出了一种完井生产一体化管柱，包括沿管柱的延伸方向设置的至少一个第一开关机构，所述第一开关机构包括：纵向延伸的外筒组件，所述外筒组件构造有用于在管柱内空间与管柱外空间之间连通的旁通通道，在所述旁通通道内设置有流入控制器，所述流入控制器构造为根据流体的性质对流过其中的流体流向管柱内空间的速度进行控制；纵向延伸的滑动内筒，所述滑动内筒套设在所述外筒组件内并能相对于所述外筒组件沿纵向滑动移动，在第一状态下，所述滑动内筒封闭所述旁通通道，以阻止所述管柱内空间和管柱外空间连通，在第二状态下，所述滑动内筒避让开所述旁通通道，以允许所述管柱内空间与管柱外空间连通。
[0006]通过上述管柱能够借由下入一趟管柱来完成完井压裂和生产操作。由此，可以避免多次回收和下入管柱的操作而将井下的危险气体(例如，H2S和CO2)带向井口。这有利于确保作业环境的安全性，对环境友好，并且具有相对简单的操作方式，便于提高作业效率。另外，通过流入控制器能够在生产过程中控制不同含水量的流体进入管柱内空间的时间，以此来避免井筒过早地出水。这也能避免频繁地更换排水管柱，进而进一步利于确保作业环境的安全性，对环境友好，并且具有相对简单的操作方式，便于提高作业效率。
[0007]在一个优选的实施例中，所述外筒组件包括纵向延伸的第一筒体，所述第一筒体构造有贯穿其侧壁的第一旁通孔，所述第一旁通孔构成所述旁通通道，在所述第一旁通孔内设置所述流入控制器。
[0008]在一个优选的实施例中，所述外筒组件包括：纵向延伸的第一筒体，所述第一筒体构造有贯穿其侧壁的第一旁通孔；纵向延伸的第二筒体，所述第二筒体套设在所述第一筒体外，在所述第一筒体与第二筒体之间形成环形空间，所述第二筒体构造有贯穿其侧壁的第二旁通孔，在所述第二旁通孔内设置所述流入控制器；其中，所述第一旁通孔、第二旁通孔通过所述环形空间连通，所述第一旁通孔、第二旁通孔和环形空间形成所述旁通通道。
[0009]在一个优选的实施例中，在所述第一筒体上仅构造有一排第一旁通孔，在所述第二筒体上构造有多排第二旁通孔。
[0010]在一个优选的实施例中，所述第一开关机构还包括套设在所述滑动内筒内的球座，所述球座构造为用于与憋压球配合以实现憋压；在第一状态下，所述滑动内筒与所述外筒组件通过第一剪切销钉连接；在第二状态下，通过所述球座和憋压球的憋压使所述第一剪切销钉剪断，使得所述华东内筒相对于所述外筒组件纵向下移。
[0011]在一个优选的实施例中，所述完井生产一体化管柱还包括沿管柱的延伸方向设置在所述至少一个第一开关机构之下的第二开关机构，所述第二开关机构包括：纵向延伸的外套，所述外套包括内径较大的第一外套段和连接在所述第一外套段之下的内径较小的第二外套段，第一外套段构造有贯穿其侧壁的第三旁通孔，所述第三旁通孔构造为用于连通所述管柱外空间和所述管柱内空间，在所述第三旁通孔内设置有流入控制器；纵向延伸的内套，所述内套套设在所述外套内并能相对于所述外套纵向滑动，所述内套的第一端与所述第一外套段密封配合，所述内套的第二端与所述第二外套段密封配合，使得管柱内空间的纵向压力作用在所述第一端上的有效作用面积大于作用在所述第二端上的有效作用面积；在第一状态下，所述内套通过第二剪切销钉与所述外套相连，所述内套封闭所述第三旁通孔；在第二状态下，所述管柱内空间中的压力使得所述第二剪切销钉剪断，并使得所述内套相对于所述外套纵向下移，所述内套避让开所述第三旁通孔。
[0012]在一个优选的实施例中，所述流入控制器包括；圆锥形的旋流腔，所述旋流腔的第一端的截面积大于所述旋流腔的第二端的截面积；流体流入部分，所述流体流入部分构造为用于与管柱外空间相连通以接收储层流体，所述流体流入部分包括至少一个切向地连通到所述旋流腔的第一端的流入通道；流体流出部分，所述流体流出部分相对于所述旋流腔对中地布置，并连通在所述旋流腔的第二端与管柱内空间之间；其中，所述旋流腔的轴线垂直于所述外筒组件的纵向轴线布置。
[0013]在一个优选的实施例中，所述流体流入部分还包括从所述流入通道的中间连通到所述旋流腔的第一端的变向通道；其中，在所述变向通道与所述流入通道的连通处，所述变向通道与所述流入通道具有第一夹角，所述第一夹角构造为使得粘度较低的储层流体较为不容易进入到所述变相通道内。
[0014]在一个优选的实施例中，所述第一夹角的角度在30
°
至45
°
的范围内。
[0015]在一个优选的实施例中，所述变向通道以与所述流入通道相反的方向切向地连通到所述旋流腔的第一端。
[0016]在一个优选的实施例中，在所述旋流腔内设置有围绕所述旋流腔的中心布置的弧
形的导流挡板，所述导流挡板构造为促使所述旋流腔内的正在进行旋流的储层流体进一步进行旋流。
[0017]在一个优选的实施例中，多个所述导流挡板沿周向彼此间隔开布置形成导流挡板组，在所述旋流腔内设置有多个同心布置的导流挡板组。
附图说明
[0018]在下文中参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：
[0019]图1显示了根据本专利技术的一个实施例的完井生产一体化管柱的结构示意图；
[0020]图2显示了图1中的完井生产一体化管柱中的第一开关机构的一个实施例的结构示意图；
[0021]图3显示了图1中的完井生产一体化管柱中的第二开关机构的一个实施例的结构示意图；
[0022]图4显示了根据本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种完井生产一体化管柱，包括沿管柱的延伸方向设置的至少一个第一开关机构，所述第一开关机构包括：纵向延伸的外筒组件，所述外筒组件构造有用于在管柱内空间与管柱外空间之间连通的旁通通道，在所述旁通通道内设置有流入控制器，所述流入控制器构造为根据流体的性质对流过其中的流体流向管柱内空间的速度进行控制；纵向延伸的滑动内筒，所述滑动内筒套设在所述外筒组件内并能相对于所述外筒组件沿纵向滑动移动，在第一状态下，所述滑动内筒封闭所述旁通通道，以阻止所述管柱内空间和管柱外空间连通，在第二状态下，所述滑动内筒避让开所述旁通通道，以允许所述管柱内空间与管柱外空间连通。2.根据权利要求1所述的完井生产一体化管柱，其特征在于，所述外筒组件包括纵向延伸的第一筒体，所述第一筒体构造有贯穿其侧壁的第一旁通孔，所述第一旁通孔构成所述旁通通道，在所述第一旁通孔内设置所述流入控制器。3.根据权利要求1所述的完井生产一体化管柱，其特征在于，所述外筒组件包括：纵向延伸的第一筒体，所述第一筒体构造有贯穿其侧壁的第一旁通孔；纵向延伸的第二筒体，所述第二筒体套设在所述第一筒体外，在所述第一筒体与第二筒体之间形成环形空间，所述第二筒体构造有贯穿其侧壁的第二旁通孔，在所述第二旁通孔内设置所述流入控制器；其中，所述第一旁通孔、第二旁通孔通过所述环形空间连通，所述第一旁通孔、第二旁通孔和环形空间形成所述旁通通道。4.根据权利要求3所述的完井生产一体化管柱，其特征在于，在所述第一筒体上仅构造有一排第一旁通孔，在所述第二筒体上构造有多排第二旁通孔。5.根据权利要求1所述的完井生产一体化管柱，其特征在于，所述第一开关机构还包括套设在所述滑动内筒内的球座，所述球座构造为用于与憋压球配合以实现憋压；在第一状态下，所述滑动内筒与所述外筒组件通过第一剪切销钉连接；在第二状态下，通过所述球座和憋压球的憋压使所述第一剪切销钉剪断，使得所述华东内筒相对于所述外筒组件纵向下移。6.根据权利要求1到5中任一项所述的完井生产一体化管柱，其特征在于，所述完井生产一体化管柱还包括沿管柱的延伸方向设置在所述至少一个第一开关机构之下的第二开关机构，所述第二开关机构包括：纵向延伸的外套，所述外套包括内径较大的第一外套段和连接在所述第一外套段之下的内径较小的第二外套段，第一外套段构造有贯穿其侧壁的第三旁通孔，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵旭，李晓益，何祖清，陈亚姝，姚志良，周朝，翟羽佳，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：