[發(fā)明專利]一種用于分段控水的工藝管柱及其作業(yè)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710884543.8
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107605421B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邢洪憲;劉傳剛;劉鵬;王昆劍;王偉;羅建偉;李瑞豐
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋石油集團有限公司;中海油能源發(fā)展股份有限公司
• 主分類號: E21B33/122
• 分類號: E21B33/122;E21B23/06
• 代理公司: 12201 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所
• 代理人: 劉玥<國際申請>=<國際公布>=<進入國

1.一種用于分段控水的工藝管柱，其特征在于，包括丟手部分、油囊部分和生產(chǎn)插入部分，所述丟手部分通過密封對接筒與所述油囊部分相連接，所述油囊部分的下端與完井管柱相連接，所述油囊部分的供油管線與所述完井管柱的分段封隔器相連接為所述分段封隔器供油；所述生產(chǎn)插入部分在管柱脫手后插入所述密封對接筒內(nèi)并與所述密封對接筒對接；其中，

所述油囊部分包括扶正套、第一油囊套、第二油囊套、中心管、活塞、扶套、鎖環(huán)、壓油活塞、泄油活塞、供油管線、可溶球球座；

所述扶正套的上端與所述密封對接筒連接，所述扶正套的下端外側(cè)與所述第一油囊套連接，所述扶正套的下端內(nèi)側(cè)與所述中心管連接；

所述第一油囊套和所述第二油囊套相互連接，所述中心管設(shè)置在所述第一油囊套和所述第二油囊套的內(nèi)部；所述中心管與所述第一油囊套之間形成第一油囊，所述中心管與所述第二油囊套之間形成第二油囊；所述中心管的下端穿出所述第二油囊套外連接所述可溶球球座，所述可溶球球座的下端與完井管柱相連接；

所述活塞套設(shè)在所述中心管的外側(cè)上，并能沿所述中心管在所述第一油囊套和所述第二油囊套內(nèi)滑動；所述活塞的下部外表面為與所述鎖環(huán)相配合的鋸齒結(jié)構(gòu)；所述活塞的下端部通過控制剪釘與所述中心管能脫離的相互連接，所述控制剪釘在油管串壓力達到設(shè)定值時被剪斷，所述活塞在液壓作用下向下移動；

所述扶套位于所述第一油囊套下端內(nèi)，并位于所述第二油囊套的上端面外，所述扶套套設(shè)在所述活塞外；所述扶套內(nèi)沿徑向開設(shè)有分別與所述第一油囊和所述第二油囊相連通的過流通道；

所述鎖環(huán)固定在所述扶套內(nèi)，所述鎖環(huán)的內(nèi)側(cè)為與所述活塞的鋸齒結(jié)構(gòu)相配合實現(xiàn)單向移動以實現(xiàn)鎖定功能的單向鋸齒結(jié)構(gòu)；

所述壓油活塞連接在所述活塞的下端部，并位于所述第二油囊套內(nèi)；

所述泄油活塞設(shè)置在所述第二油囊套的下端部，與所述第二油囊套和所述中心管密封連接；所述泄油活塞通過泄油釘與所述第二油囊套能脫離的相互連接，所述泄油釘在中心管壓力達到預(yù)設(shè)值時被剪斷，所述泄油活塞從所述第二油囊套脫離；所述泄油活塞內(nèi)沿徑向開設(shè)有分別與所述第二油囊和所述供油管線相連通的油流通道；

所述可溶球球座和所述中心管通過穿越接箍相連接，所述穿越接箍上沿徑向開設(shè)有多個供所述供油管線穿越的通孔；

所述供油管線連接在所述泄油活塞的下端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于分段控水的工藝管柱，其特征在于，所述丟手部分包括上接頭，所述上接頭的下端連接有彈簧爪，所述上接頭的內(nèi)部連接有丟手球座，所述丟手球座的上端內(nèi)側(cè)為與鋼球密封配合的斜面球座，所述丟手球座的下端插入至所述密封對接筒內(nèi)；所述彈簧爪的下部爪頭位于所述丟手球座和所述密封對接筒之間并與所述丟手球座的外側(cè)面相配合。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于分段控水的工藝管柱，其特征在于，所述丟手球座的上部通過脫手剪釘與所述上接頭能脫離的相互連接，所述脫手剪釘在管柱內(nèi)壓力達到設(shè)定值時被剪斷，所述丟手球座下落至與所述彈簧爪的上部爪頭相卡固；所述丟手球座的中部側(cè)面設(shè)置有與所述彈簧爪的下部爪頭相配合的第一配合面和第二配合面，所述第二配合面的外徑大于所述第一配合面的外徑，所述第二配合面與所述彈簧爪的下部爪頭相配合并對所述彈簧爪限位，使得彈簧爪無法脫離密封對接筒，當(dāng)所述丟手球座下落至與所述彈簧爪的上部爪頭相卡固時，所述丟手球座的第一配合面與所述彈簧爪內(nèi)壁相接觸，解除對所述彈簧爪徑向的限制作用，所述彈簧爪能從所述密封對接筒內(nèi)部的擴徑中脫出實現(xiàn)所述彈簧爪與所述密封對接筒的脫手。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于分段控水的工藝管柱，其特征在于，所述彈簧爪的上端通過螺紋與所述上接頭相連接，所述彈簧爪上沿徑向開設(shè)有使得所述彈簧爪在徑向具有彈性的多個溝槽。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于分段控水的工藝管柱，其特征在于，所述密封對接筒的上端內(nèi)側(cè)有擴徑，所述彈簧爪裝配在所述密封對接筒的內(nèi)側(cè)擴徑內(nèi)；所述密封對接筒的下部通過螺紋與所述油囊部分相連接。

6.一種基于上述權(quán)利要求1至5任一項所述的用于分段控水的工藝管柱的作業(yè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)完井管柱下入：制備如權(quán)利要求1至5任意一項所述的用于分段控水的工藝管柱，并下入至井底預(yù)定位置；

(2)分段封隔器的坐封：在用于分段控水的工藝管柱內(nèi)投入可溶球，可溶球落在可溶球球座上；向油管串打液壓，當(dāng)壓力達到第一個設(shè)定值，控制剪釘被剪斷，活塞在液壓作用下向下移動，活塞壓迫第一油囊內(nèi)的液壓油向下運動，液壓油穿過扶套的過流通道，并推動壓油活塞，壓油活塞壓迫第二油囊內(nèi)的液壓油向下運動，進入供油管線，為井下的分段封隔器提供液壓，使分段封隔器坐封；

(3)管柱丟手：投入鋼球，鋼球落入丟手球座上；向管柱打液壓，當(dāng)壓力達到第二個設(shè)定值時，脫手剪釘被剪斷，鋼球和丟手球座下行，此時，丟手球座失去對彈性爪的約束；上提油管串，失去約束的彈性爪從密封對接筒的擴徑中脫出，彈性爪在被上提過程中，上端面與丟手球座的臺肩相卡固，上接頭、鋼球、丟手球座和彈性爪一并隨油管串上提至地面；

(4)生產(chǎn)管柱的對接：脫手后，井下留下密封對接筒和油囊部分，將生產(chǎn)管柱帶有定位密封一起插入密封對接筒內(nèi)，對接后進行生產(chǎn)作業(yè)；

(5)泄油修井：普通修井時，僅提出生產(chǎn)管柱和定位密封即可；當(dāng)需要進行大修時，下入機械打撈工具插入密封對接筒內(nèi)，投入可溶球后，向中心管打液壓，當(dāng)液壓達到預(yù)設(shè)的最高值時，泄油釘被剪斷，泄油活塞從第二油囊套中脫離，第二油囊中的液壓油漏失到井中，同時供油管線里的液壓也發(fā)生泄漏，從而使分段封隔器膠筒回縮，上提油管串，將密封對接筒、油囊部分和分段封隔器一并提出井口。