[發(fā)明專利]一種充填、防砂、注汽一體化裝置及其作業(yè)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710504165.6
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN109139099B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李常友;陳偉;梅明霞;張學超;宋清新;王冰;楊軍;許霞;楊勝利;梁偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司石油工程技術(shù)研究院
• 主分類號: E21F15/00
• 分類號: E21F15/00;E21B33/127;E21B23/00;E21B43/24
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37224
• 代理人: 劉亞寧

本發(fā)明涉及油氣勘探、開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種充填、防砂、注汽一體化裝置。本發(fā)明還涉及使用這種充填、防砂、注汽一體化裝置進行作業(yè)的作業(yè)方法。本發(fā)明提供的一種充填、防砂、注汽一體化裝置，包括充填內(nèi)管、充填外管、第一密封單元與第二密封單元；本發(fā)明通過充填、防砂、注汽裝置的一體化設(shè)計，實現(xiàn)了一套管柱就可以進行充填、防砂及注汽作業(yè)，不僅簡化了工藝程序，降低了施工周期與作業(yè)成本，而且又避免了復雜情況的發(fā)生；其次，通過第一密封單元與第二密封單元的配合設(shè)置，有效解決了充填、防砂、多輪次注蒸汽過程中的井筒密封問題，保證了在充填、防砂及多輪次蒸汽吞吐過程中能夠長期保持密封，具有持久、高效的密封性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣勘探、開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種充填、防砂、注汽一體化裝置。本發(fā)明還涉及使用這種充填、防砂、注汽一體化裝置進行作業(yè)的作業(yè)方法。

背景技術(shù)

在油氣田開發(fā)過程中，稠油資源作為油田開發(fā)中的一種重要資源，由于原油粘度較高，一般采用注蒸汽熱采的方式開采，為保障井筒安全、長效及注汽質(zhì)量，需要有效的井筒封隔密封；同時由于多數(shù)的稠油油藏儲層疏松，易于出砂，需要在注汽熱采前進行充填防砂作業(yè)。因此，井筒封隔密封既需要滿足常溫下25MPa以上高壓密封，以實現(xiàn)高壓擠壓充填防砂；又要滿足高溫高壓注汽封隔密封。

現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用熱采封隔器進行井筒封隔密封，熱采封隔器是熱流體注入管柱的重要組成部件，其作用是在注入熱流體過程中封隔油層以上的油套環(huán)空，防止高溫流體進入套管和隔熱管組成的環(huán)形空間，從而達到減少井筒的熱損失，且保護油層套管的目的。在注熱流體結(jié)束，轉(zhuǎn)到采油過程中，封隔器仍能夠具有密封作用。目前熱采井用封隔器采用常規(guī)封隔器的設(shè)計理念，由于注汽溫度高，為保障井筒安全與注汽質(zhì)量以及實現(xiàn)在高溫高壓下對井筒實現(xiàn)封隔，使用的井下密封筒強度比較高，具有高溫不軟化、高壓不變形的特點，由于密封筒這種性能也導致這種常規(guī)的封隔器在尺寸有限的井筒條件下存在難以壓縮坐封的問題；不能有效滿足充填防砂時的常溫高壓密封要求，導致充填防砂時砂卡管柱，而造成大修作業(yè)。

另一方面，目前通常使用的熱采充填工具，雖然能滿足熱采井充填防砂工藝要求，但在注蒸汽時，易發(fā)生密封失效情況，不能滿足多輪次注汽與生產(chǎn)的高溫高壓密封要求，注汽時，充填工具易失效，為保障注汽安全，通常需要再次下入橋塞與密插，進行環(huán)空密封，既增加了作業(yè)工序又增加了作業(yè)成本，并且，多次作業(yè)又影響熱采井注汽開采效果，增加了安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種充填、防砂、注汽一體化裝置及其作業(yè)方法。其不僅能夠?qū)崿F(xiàn)充填、防砂及注汽的一體化施工，而且能夠滿足在充填、防砂及多輪次蒸汽吞吐過程中的長效密封，既節(jié)約了工序，又保證了施工效果。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種充填、防砂、注汽一體化裝置，該一體化裝置包括充填內(nèi)管、充填外管、第一密封單元與第二密封單元；

所述充填內(nèi)管包括依次連接的上接頭、連接管、空心閥套及沖管接頭，在所述連接管與上接頭環(huán)空內(nèi)還設(shè)置有第一活塞，該第一活塞套裝在所述連接管的外部，其中，所述連接套與空心閥套之間通過銷釘連接固定；所述空心閥套內(nèi)腔還設(shè)置有與其配套使用的單流球；

所述充填外管包括設(shè)置在所述充填內(nèi)管外部上外中心管、下外中心管、換向套、連接套及下接頭，其中，所述上外中心管一端與下外中心管之間固定連接，其另一端與所述第一活塞通過防轉(zhuǎn)銷釘連接固定，所述換向套、連接套及下接頭依次連接固定，所述換向套上游端部與所述連接管相連接；

所述第一密封單元包括依次套裝在所述上外中心管外部的頂套、第一密封筒、上錐體；

所述第二密封單元包括依次套裝在下外中心管外部的下錐體、第二密封筒、隔環(huán)、彈性部件、第二活塞、熱脹元件及缸套；所述第二活塞、熱脹元件位于所述缸套與下外中心管之間的環(huán)空內(nèi)，所述缸套下游端部與下中心管連接固定；在所述下錐體與上錐體之間還套裝有卡瓦；所述上錐體的錐面、下錐體的錐面分別與所述卡瓦兩端的斜面相貼合。