水平井砾石充填工具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种水平井砾石充填工具，包括连接接箍、外筒、衬筒、上芯管、芯管接箍、下芯管、外筒扶正器、簧套、滑套、弹簧、衬筒导向器、绕丝筛管、丝堵和导向头。该工具能够方便地机械定位，减小施工人员大量精确计算管柱的繁重劳动；在施工中，中心插管只有下入、固定和提出三步，操作简单，安全可靠；另外该工具实现了外工具充填口的两次关闭，避免了施工结束后的砾石回吐；中心插管定位后，其充填口下探了一定深度，进入到外充填工具内腔底部，这种结构能够使中心插管在充填过程中，即使产生管柱窜动，砾石也不会进入中心插管和外填充工具之间，从而避免了发生砂卡管柱的重大事故。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
水平井砾石充填工具
本技术涉及石油钻井领域，特别是涉及一种水平井砾石充填施工作业使用的砾石充填工具。
技术介绍
水平井能够有效提高单井产量、提高储量动用率，降低综合成本，因此已在各类油田的开发中得到广泛应用。目前国内水平井目的层位大多埋藏较浅，地层胶结疏松，、易出砂，致使水平井的开发效果和开采速度受到制约。随着时间的推移会造成砂埋油层、砂堵油管，产量下降；严重时会导致地层坍塌，油井报废。砾石充填又是目前常用的方法，在水平井砾石充填过程中，需要先丈量套管长度、下入外充填工具，然后再丈量油管长度、下入插管，到位后形成密封，再给油管打压，剪断外充填工具上的剪钉，推动滑套下行，露出施工通道，完成砾石充填施工。但该工具用于水平井砾石充填应用中还存在以下问题:1)施工时，需现场丈量每根管柱，并且需进行大量计算，容易出错；2)在砾石填充施工中，因压力变化而导致管柱窜动，使砾石进入插管和填充工具之间，形成砂卡管柱，造成重大事故；3)施工完毕后，充填工具的充填口关闭不严，造成砾石的回吐。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种用于无须丈量管柱长度、出砂口能二次关闭且施工安全可靠的水平井砾石充填工具。为了解决上述问题，本技术的技术方案如下:一种水平井砾·石充填工具，包括油管接箍和外筒，还包括衬筒、上芯管、芯管接箍、下芯管、外筒扶正器、簧套、滑套、衬筒导向器、绕丝筛管和导向头。所述外筒上端连接所述油管接箍、中部沿圆周方向向外凸出形成第I凸台，在第I凸台下部的外筒壁面上，沿圆周方向均布有多个第I出液孔，外筒下部分别向内、向外凸出形成下定位台和座簧台，在所述座簧台的外壁上形成有第2凸台，外筒位于第2凸台上的壁面上设置有向内凸出的衬筒导向器，外筒下端位于下定位台下的部分的内、外径均小于外筒的其它部分，在该外筒下端的壁面上形成有第I排液孔，该第I排液孔由套在外筒下端的绕丝筛管封闭，外筒的下端口封闭。在本技术的一个实施例中，所述外筒的下端口通过一丝堵封闭。所述上芯管和下芯管自上而下安装在所述油管接箍和外筒的内腔中，上芯管和下芯管之间通过一芯管接箍连接，所述下芯管的中部形成有排液孔，下芯管的下端封闭，所述外筒下端内壁和下芯管下端之间形成环形间隙。所述衬筒安装在所述外筒和上、下芯管之间，衬筒的上端沿圆周方向形成多个分瓣爪，衬筒上部和上、下芯管之间形成上环形空间，衬筒下部和下芯管之间形成下环形空间，衬筒中部壁面上形成有多个第2出液孔，每个第2出液孔分别与外筒上相应的第I出液孔及下环形空间连通，所述芯管接箍位于所述上环形空间的底端，所述排液孔与所述下环形空间连通，衬筒的底端靠在所述下定位台上，衬筒下端的外壁上形成有沿轴向延伸至底部的导向槽，所述外筒上的衬筒导向器伸入导向槽内。所述滑套套接在所述外筒外侧，滑套下端通过多个剪钉固定在外筒上；所述簧套的上端位于所述滑套外侧，下端与所述座簧台螺纹连接，在簧套和外筒之间的空间内安装有弹簧，所述簧套上部沿圆周方向安装有多个对所述滑套上端进行限位的限位螺钉。所述导向头的上端与所述座簧台的下部螺纹连接，在该导向头内形成容纳所述外筒下端和所述筛管的空间，在导向头的壁面上形成有多个与该空间连通的第2排液孔。所述下芯管的下端形成一外周面为锥面的芯管导向头，便于芯管的顺利下入。所述导向头的下端为实心结构，在导向头的下端内部圆周方向设置有多个倾斜的导液孔，该导液孔的上端开口于导向头的外壁，下端开口于导向头的底部。所述剪钉在外筒外壁的圆周方向均匀设置有多个；所述上、下芯管与芯管接箍螺纹连接；所述排液孔在所述下芯管的圆周方向均布有多个。由于在施工中，压力变化会使管柱产生上下窜动，所以，所述衬筒下部和下芯管之间形成的环形空间的高度最好大于500mm ;所述芯管接箍上端到分瓣爪爪头下端的距离与该环形空间的高度相适应。以便在芯管窜动时，出液口始终处于环形空间内，避免发生砂卡管柱的重大事故。另外，为了提高密封性，在所述滑套与外筒之间、位于第I出液孔和第2出液孔两侧的外筒和衬筒之间以及位于排液孔I两侧的下芯管与衬筒之间均设有密封圈。本技术的砾石填充工具，能够满足管柱在水平井中的下入要求，在砾石填充作业中，该工具能够自身机械定位，通过液压即可方便地确定其是否就位，减小了施工人员大量精确计算管柱的繁重劳动；在施工中，中心插管只有下入、固定和提出三步，操作简单，安全可靠；另外该工具实现了外工具充填口的两次关闭，避免了施工结束后的砾石回吐，提高了工具的安全性；另外，中心插管定位后，其充填口下探了一定深度，进入到外充填工具内腔底部，这种结构能够使中心插管在充填过程中，即使产生管柱窜动，砾石也不会进入中心插管和外填充工具之间，从而避免了发生砂卡管柱的重大事故。【附图说明】图1是本技术水平井砾石充填工具的结构示意图；图2是本技术水平井砾石充填工具施工结束后的结构示意图；图3a、3b是本技术水平井砾石充填工具中分瓣爪的结构示意图；图4a、4b是本技术水平井砾石充填工具中衬筒导向器的结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图和【具体实施方式】对本技术作进一步详细说明。参见图1-图4b，该水平井砾石充填工具包括:连接接箍1、外筒2、衬筒3、上芯管4、芯管接箍5、下芯管6、外筒扶正器7、限位螺钉8、簧套9、滑套10、剪钉11、弹簧12、衬筒导向器13、绕丝筛管14、丝堵15和导向头16。所述连接接箍I具有上接头和下接头，用于分别与工具管串和外筒2螺纹连接。所述外筒2具有上接头和下接头，分别与油管接箍I与丝堵15螺纹连接。外筒2中部沿圆周方向向外凸出形成第I凸台2a，第I凸台2a具有外螺纹，用于连接滑套10。在第I凸台2a下部的外筒壁面上沿圆周方向均布有多个均布有若干出液孔b，出液孔b下的外筒壁面上，确切地说，位于滑套(10)下端的外筒外壁上，沿圆周方向均布有若干剪钉槽k，剪钉11安装在剪钉槽k内，滑套10通过剪钉11固定在外筒2上。外筒2下部分别向内、向外凸出形成下定位台η和座簧台ο,分别用于衬筒3插入后的下端定位和弹簧12套入外筒2后的受力端定位。在座簧台ο的外壁上形成有第2凸台2b，外筒2位于第2凸台上的壁面上设置有向内凸出的衬筒导向器13,衬筒导向器13安装在导向器孔e中。外筒2下端位于下定位台η下的部分的内、外径均小于外筒2的其它部分，在外筒2下端的壁面上形成有第I排液孔g，第I排液孔g由套在外筒2下端的绕丝筛管14封闭，外筒2的下端口封闭。在图示的实施例中，外筒2的下端口通过丝堵15封闭。所述上芯管4和下芯管6自上而下安装在油管接箍I和外筒2的内腔中，上芯管4上端具有上接头，用于连接作业管串，上芯管4下端和下芯管6通过芯管接箍5螺纹连接。下芯管6的中部形成有排液孔1，排液孔I在圆周方向均布有多个。下芯管6的下端由一芯管导向头i封闭，芯管导向头i外周面为锥面，用于工具下入时减小头部摩擦阻力。外筒2下端内壁和下芯管6下端之间形成环形间隙。所述衬筒3安装在外筒2和上、下芯管4、6之间，衬筒3的上端沿圆周方向形成多个分瓣爪a，便于插入、提出芯管接箍5，也就是说，当上芯管4、芯管接箍5、下芯管6插入衬筒3或从衬筒3内提出时，芯管接箍5能顺利所述衬筒3上端的分瓣爪a ;在衬筒3内腔形成有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水平井砾石充填工具，包括油管接箍和外筒，其特征在于：还包括衬筒（3）、上芯管（4）、芯管接箍（5）、下芯管（6）、外筒扶正器（7）、簧套（9）、滑套（10）、衬筒导向器（13）、绕丝筛管（14）和导向头（16），?所述外筒（2）上端连接所述油管接箍（1）、中部沿圆周方向向外凸出形成第1凸台（2a），在第1凸台（2a）下部的外筒壁面上，沿圆周方向均布有多个第1出液孔（b），外筒（2）下部分别向内、向外凸出形成下定位台（n）和座簧台（o）,在所述座簧台（o）的外壁上形成有第2凸台（2b）,外筒（2）位于第2凸台上的壁面上设置有向内凸出的衬筒导向器（13），外筒（2）下端位于下定位台（n）下的部分的内、外径均小于外筒（2）的其它部分，在该外筒（2）下端的壁面上形成有第1排液孔（g）,该第1排液孔（g）由套在外筒（2）下端的绕丝筛管（14）封闭，外筒（2）的下端口封闭；?所述上芯管（4）和下芯管（6）自上而下安装在所述油管接箍（1）和外筒（2）的内腔中，上芯管（4）和下芯管（6）之间通过一芯管接箍（5）连接，所述下芯管（6）的中部形成有排液孔（l），下芯管（6）的下端封闭，所述外筒（2）下端内壁和下芯管下端之间形成环形间隙；?所述衬筒（3）安装在所述外筒（2）和上、下芯管（4、6）之间，衬筒（3）的上端沿圆周方向形成多个分瓣爪（a），衬筒（3）上部和上、下芯管（4、6）之间形成上环形空间（3a），衬筒（3）下部和下芯管（6）之间形成下环形空间（r），衬筒（3）中部壁面上形成有多个第2出液孔（c）,每个第2出液孔（c）分别与外筒（2）上相应的第1出液孔（b）和下环形空间（r）连通，所述芯管接箍（5）位于所述上环形空间（3a）的底端，所述排液孔（l）与所述下环形空间（r）连通，衬筒（3）的底端位于所述下定位台（n）上，衬筒（3）下端的外壁上形成有沿轴向延伸至底部的导向槽（f）,所述外筒（2）上的衬筒导向器（13）伸入导向槽（f）内；?所述滑套（10）套接在所述外筒（2）外侧，滑套（10）下端通过多个剪钉（11）固定在外筒（2）上；?所述簧套（9）的上端位于所述滑套（10）外侧，下端与所述座簧台（o）螺纹连接，在簧套（9）和外筒（2）之间的空间内安装有弹簧（12），所述簧套（9）上部沿圆周方向安装有多个对所述滑套（10）上端进行限位的限位螺钉（8）；?所述导向头（16）的上端与所述座簧台（o）的下部螺纹连接，在该导向头（16）内形成容纳所述外筒（2）下端和所述筛管（14）的空间，在导向头（16）的壁面上形成有多个与该空间连通的第2排液孔（h）。...

【技术特征摘要】
1.一种水平井砾石充填工具，包括油管接箍和外筒，其特征在于:还包括衬筒(3)、上芯管(4)、芯管接箍(5)、下芯管(6)、外筒扶正器(7)、簧套(9)、滑套(10)、衬筒导向器(13)、绕丝筛管(14)和导向头(16)， 所述外筒(2)上端连接所述油管接箍(I)、中部沿圆周方向向外凸出形成第I凸台(2a)，在第I凸台(2a)下部的外筒壁面上，沿圆周方向均布有多个第I出液孔(b)，外筒(2)下部分别向内、向外凸出形成下定位台(η)和座簧台(ο)，在所述座簧台(ο)的外壁上形成有第2凸台(2b)，外筒(2)位于第2凸台上的壁面上设置有向内凸出的衬筒导向器(13)，外筒(2)下端位于下定位台(η)下的部分的内、外径均小于外筒(2)的其它部分，在该外筒(2)下端的壁面上形成有第I排液孔(g)，该第I排液孔(g)由套在外筒(2)下端的绕丝筛管(14)封闭，外筒(2)的下端口封闭； 所述上芯管(4)和下芯管(6)自上而下安装在所述油管接箍(I)和外筒(2)的内腔中，上芯管(4)和下芯管(6)之间通过一芯管接箍(5)连接，所述下芯管(6)的中部形成有排液孔(1)，下芯管(6)的下端封闭，所述外筒(2)下端内壁和下芯管下端之间形成环形间隙； 所述衬筒(3)安装在所述外筒(2)和上、下芯管(4、6)之间，衬筒(3)的上端沿圆周方向形成多个分瓣爪(a)，衬筒(3)上部和上、下芯管(4、6)之间形成上环形空间(3a)，衬筒(3)下部和下芯管(6)之间形成下环形空间(r)，衬筒(3)中部壁面上形成有多个第2出液孔(c)，每个第2出液孔(c)分别与外筒(2)上相应的第I出液孔(b)和下环形空间(r)连通，所述芯管接箍(5)位于所述上环形空间(3a)的底端，所述排液孔(I)与所述下环形空间(r)连通，衬筒(3)的底端位于所述下定位台(η)上，衬筒(3)下端的外壁上形成有沿轴向延伸至底部的导向槽(f)，所述外筒(2)上的衬筒导向器(13)伸入导向槽(f)内； 所述滑套(10)套接在所述外筒(2)外侧，滑套(10 )下端通过多个剪钉(11)固定在外筒(2)上； ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李飞，曹骕骕，王贵军，谷庆江，贾红战，冯强，贾培娟，李军，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：实用新型
国别省市：