注入井作业油套分流平衡防喷管柱

摘要

本发明涉及油田领域，具体说是一种注入井作业油套分流平衡防喷管柱，该管柱包括套管，套管内部设有油管，套管与油管之间的环空腔由若干个封隔器分隔成不同的层位，每个层位均对应设置配注器，在首个封隔器上方连接油套分流器，最下层配注器下方连接伸缩式多功用尾管，伸缩式多功用尾管下端依次连接筛管和导锥。本发明提供的注入井作业油套分流平衡防喷管柱，作业前通过打压使油套分流器滑动分流套下行，导通油管内与油套环空的液流通道，实现平衡分流，最大程度降低注入井常压作业施工时对周围环境的影响，满足新环境保护法的要求。

说明书

技术领域

本发明涉及油田领域，具体说是一种注入井作业油套分流平衡防喷管柱。

背景技术

目前油田注入井作业主要有带压作业和常压作业两种，应用带压作业虽然实现了不外排作业，但存在施工成本高、施工效率低等问题，平均单井用时9天左右，难以满足生产需要。而常压作业井口溢流量较大，尤其是起下油管过程中从油管内喷出的油污难于回收，对周围井场环境影响较大，无法满足新环境保护法要求。

发明内容

（一）所要解决的技术问题

本发明提供一种注入井作业油套分流平衡防喷管柱，为了克服现有技术中存在的施工成本高、施工效率低以及对周围井场环境影响较大，无法满足新环境保护法要求的缺陷。

发明内容

（二）技术方案

本发明提供一种注入井作业油套分流平衡防喷管柱，包括套管，套管内部设有油管，所述套管与油管之间的环空腔由若干个封隔器分隔成不同的层位，每个层位均对应设置配注器，在首个封隔器上方连接油套分流器，最下层配注器下方连接伸缩式多功用尾管，伸缩式多功用尾管下端依次连接筛管和导锥；

其中，伸缩式多功能尾管包括第一上接头，所述第一上接头内部连接有封堵球座，封堵球座内部设有锥面，且锥面与第一密封球相吻合，封堵球座底部连接有封堵翻板；所述第一上接头底部连接有外套，第一上接头、外套与封堵球座之间设有活塞，活塞底部外侧设有凸台，外套内部设有伸缩套，伸缩套内部螺纹连接有支撑杆，支撑杆上部的伸缩套内壁上固定有支撑座，且支撑座位于封堵翻板底部；所述伸缩套中部开有过液孔，且过液孔处的外部通过销钉连接有滑套，伸缩套下部连接双向阀上接头，滑套与双向阀上接头之间设有弹簧；所述双向阀上接头底部内侧通过锥面与第二密封球相配合，双向阀上接头下部连接有第一下接头，第一下接头内侧连接有翻板；

油套分流器包括第二上接头、外连接套、第一卡簧片、滑动分流套、固定销钉和第二下接头；

所述第二上接头与外连接套螺纹连接；所述第二下接头和外连接套螺纹连接；外连接套内设有马牙扣；滑动分流套内设有马牙扣；滑动分流套上设有第一卡簧片，所述滑动分流套沿着外连接套内部滑动，第一卡簧片和外连接套上的马牙扣单向步进锁定；固定销钉固定在滑动分流套和外连接套上。

优选地，所述外连接套和滑动分流套之间设有O型密封圈。

优选地，所述伸缩套顶部外表面周边有凸起，且凸起的底面为直面，上面为斜面，所述外套内壁上开有与上述凸起相配合的凹槽。

（三）有益效果

本发明提供一种注入井作业油套分流平衡防喷管柱，由于采取上述方案，作业前通过打压使油套分流器滑动分流套下行，导通油管内与油套环空的液流通道，实现平衡分流。通过提高压力，使分流工具碰压堵下球座下行，失去双向作用，球体以上的管柱内液体能够通过工具进入油套环空，而球体以下的液体无法进入球体以上的油管内。作业时上提管柱解封封隔器，解封后下加深探人工井底，通过导锥与人工井底撞击，使伸缩式多功用尾管压缩，将球体送入封堵球座装置内，形成单向阀，管柱上提时，弹簧顶开滑套，使油套连通。起管柱时，球体以上的管柱内液体可通过该阀进入油套环空，而球体以下的液体无法进入球体以上的油管内，最大程度降低注入井常压作业施工时对周围环境的影响，满足新环境保护法的要求。

附图说明

图1为本发明注入井作业油套分流平衡防喷管柱结构示意图；

图2为本发明油套分流器结构示意图；

图3为本发明分流工具碰压堵结构示意图；

图4为本发明油套分流器和分流工具碰压堵配合密封示意图；

图5为打压滑套下行，分流工具碰压堵以下油套连通结构示意图；

图6为继续打压分流工具碰压堵下阀座下行，球体以上的油管与套管的过流通道导通结构示意图；

图7为伸缩式多功用尾结构示意图。

图中：1-套管、2-油管、3-油套分流工具、4-封隔器、5-配注器、6-伸缩式多功用尾管、7-筛管、8-导锥、9-第二上接头、10-外连接套、11-第一卡簧片、12-滑动分流套、13-O型密封圈、14-固定销钉、15-第二下接头、16-密封套、17-第二卡簧片、18-O型密封圈、19-上球座、20-钢球、21-下球座、22-分流套、23-连接套、24-圆锥头、25-第一上接头、26-卡簧、27-封堵球座、28-活塞、29-外套、30-封堵翻板、31-第一密封球、32-支撑座、33-支撑杆、34-伸缩套、35-销钉、36-滑套、37-弹簧、38-双向阀上接头、39-第二密封球、40-翻板、41-第一下接头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1至图7所示，本发明提供一种注入井作业油套分流平衡防喷管柱，包括套管1，套管1内部有油管1，所述的套管1与油管2之间的环空由若干个封隔器4分隔成不同的层位，每个层位均对应设置配注器5，在首个（第一级）封隔器上方连接油套分流器3，最下层配注器下方连接伸缩式多功用尾管6，伸缩式多功用尾管6下端依次连接筛管7和导锥8。

其中，伸缩式多功能尾管6，包括第一上接头25，所述上接头25内部连接有封堵球座27，封堵球座27下部的内侧设有圆锥面，圆锥面下部开口处设有第一密封球31，且圆锥面与第一密封球31相吻合，封堵球座27底部连接有封堵翻板30，第一密封球31在外力的作用下可上下移动，推动封堵翻板30翻转，使第一密封球31落入封堵球座27内，形成单向阀。该单向阀具有管内封堵和泄流作用。在起管柱过程中，如果管柱下方液压高时，第一密封球31贴紧封堵球座27的上锥面，起到封堵防喷作用；当液压低时，第一密封球31落到封堵翻板30上，起到泄流作用。所述第一上接头25底部连接有外套29，第一上接头25、外套29与封堵球座27之间设有活塞28，活塞28内表面与封堵球座27外表面接触，活塞28上部与第一上接头25之间通过卡簧26连接，活塞28外表面中部设有凸台，凸台外表面与外套之间通过销钉固定。

外套29内部设有伸缩套34，伸缩套34上部为抱卡机构，即伸缩套34顶部外表面周边有凸起，且凸起的底面为直面，上面为斜面，外套29内壁上开有与上述凸起相配合的凹槽，使伸缩套34滑动至此位置时，凸起可卡在凹槽内。伸缩套34内部螺纹连接有支撑杆33，支撑杆33上部的伸缩套34内壁上固定有支撑座32，且支撑座32位于封堵翻板30底部；上述的支撑杆33支撑座32上沿轴线方向均开有通孔。所述伸缩套34中部侧壁上开有过液孔，且过液孔处的外部通过销钉35连接有滑套36，伸缩套34下部连接双向阀上接头38，滑套36与双向阀上接头38之间设有弹簧37。所述双向阀上接头38底部内侧设有锥面，且锥面与第二密封球39相配合，双向阀上接头38下部连接有第一下接头41，第一下接头41内侧连接有翻板30。

油套分流器3包括第二上接头9、外连接套10、第一卡簧片11、滑动分流套12、固定销钉14和第二下接头15。

所述第二上接头15与外连接套10螺纹连接；所述第二下接头15和外连接套10螺纹连接；外连接套10内设有马牙扣；滑动分流套12内设有马牙扣；滑动分流套12上设有第一卡簧片11，所述滑动分流套12沿着外连接套10内部滑动，第一卡簧片11和外连接套10上的马牙扣单向步进锁定；固定销钉14固定在滑动分流套12和外连接套10上，所述外连接套10和滑动分流套12之间设有O型密封圈13。

在下管柱时，按图1所示，自下而上依次连接油管和工具，在地面时首先将筛管8和丝堵9连接在最下面的1根油管上，按施工方案设计依次连接油管。下放管柱过程中，第二密封球39受翻板40的作用顶紧双向阀上接头38的球座，防止管柱下放过程中管柱内部进液，实现管柱下放过程中油管内无溢流。伸缩套34的上端为抱卡机构，被活塞28限定位置，确保在下井过程中发生相对运动。

下管柱完成后打压释放封隔器4时，在液力作用下将第二密封球39推动翻板40落入到第一下接头41的阀座内，实现注入状态下封闭。继续打压实现封隔器坐封的同时，活塞28上移，并通过卡簧26单向锁定在第一上接头25上，给伸缩套34后续滑动预留空间。反洗井时第二密封球39被反洗井液向上推动，但被翻板40阻挡实现反洗井功能。封堵翻板30、支撑座32、支撑杆33上均设有过液通道，不影响注水井正常生产和反洗井。

再次作业前，将油套分流工具3的分流工具碰压堵通过测试通道放入油管内，其中，该碰压堵包括：密封套16、第二卡簧片17、上球座19、钢球20、下球座21、分流套22、连接套23和圆锥头24组成；密封套16和分流套22螺纹连接；连接套23和圆锥头24螺纹连接；所述密封套16和分流套22内部设有上球座19，所述分流套22和连接套23内部设有下球座21，所述上球座19和下球座21围成的腔室内设有钢球20；所述钢球20在外力作用下可进行移动；所述连接套23由弹性材料制成；所述密封套16一端设有凸起，所述凸起上设有第二卡簧片17。密封套16上设有O型密封圈18。

分流工具碰压堵受压力作用与油套分流器3的对接密封，分流工具碰压堵的第二卡簧片17与油套分流器滑动分流套12的马牙扣单向步进锁定，随注入压力急剧升高，当注入压力升高至15MPa时，会出现压力突降后回升，此时平衡分流器的滑动分流套12下行，滑动分流套12上面的第一卡簧片11与外连接套10的马牙扣单向步进锁定，下行到下位后分流工具碰压堵的连接套23变径处与油套分流器的第二下接头15内孔倒角处接触，随压力继续升高，连接套23变径处往上的弹簧爪被压缩，当压力回升17MPa时，压力突降至0不回升，说明分流工具碰压堵的钢球20推动下球座21下行，失去双向阀作用，此时即可停止注入，关井降压等待作业。

作业时，上提管柱拔封封隔器4后，下加深探人工井底，随着管柱撞击人工井底后，外套29推动滑套36下行剪断销钉35，压缩弹簧37，同时伸缩套34带动支撑杆33、支撑座32、第一密封球31相对管柱向上运动，顶开封堵翻板30，将第一密封球31顶入封堵球座27内。此后上提管柱，弹簧37恢复正常状态，推动伸缩套34、支撑杆33、支撑座32向下运动，同时弹簧37向上顶开滑套36，将伸缩套34上的液流通道露出，连通油套间液流通道。

起管柱过程中，管柱内油套分流工具3上方的液体可通过钢球20进入油套环空内，而其下方液体压力高于上方时，将推动钢球20顶紧上球座19，无法进入油套分流工具3上方的油管内。同时，管柱内油套分流工具3和伸缩式多功用尾管6之间的液体可通过第一密封球31进入油套环空内，而油套环空的液体无法通过第一密封球31进入油套分流工具3和伸缩式多功用尾管6之间的油管内。

通过应用本发明，在保证正常生产和洗井功能的同时，实现在起下管柱时在井口上方的油管内无溢流。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。