本發(fā)明涉及油氣田開采技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種采油氣方法。
背景技術(shù):
對于絕大多數(shù)油氣田中的油氣井,在生產(chǎn)初期,地層壓力較高,則油氣產(chǎn)量較高,在生產(chǎn)井底及井筒內(nèi)氣液的流動速度超過臨界攜液流速,此時液體將完全被氣流攜帶至地面,井底不積液或積液較少,該油氣井能夠保持自噴生產(chǎn)。
在生產(chǎn)中后期,隨著開采時間的延長,地層壓力逐漸降低,在原生產(chǎn)管柱不變的條件下,油氣產(chǎn)量也會隨之降低,在生產(chǎn)井筒內(nèi)氣液的流速也隨之降低,使得氣體攜液能力越來越差,最終導(dǎo)致氣體無法有效將井底液體及時帶至地面,導(dǎo)致井筒積液逐漸增多,最終會導(dǎo)致不能靠地層能量自噴生產(chǎn)。并且,由于積液的存在,將會增大對地層的回壓,降低生產(chǎn)壓差,有時甚至?xí)⒂蜌饩耆珘核酪灾玛P(guān)井。
為解決油氣生產(chǎn)中后期存在的無法靠地層能量進行自噴生產(chǎn)的問題。現(xiàn)有技術(shù)中,常使用泵抽或者增加地層壓力的方法生產(chǎn)提高產(chǎn)量。這些方法雖然能夠繼續(xù)開采油氣,但是,泵抽或者增加地層壓力的方法增加了操作成本,降低了油氣井開采效率,因而最終會影響整個油氣田開發(fā)的經(jīng)濟效益。
因此,急需一種采油氣方法,以保證在油氣生產(chǎn)的中后期的開采效率。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述技術(shù)問題的部分或者全部,本發(fā)明提出了一種采油氣方法。使用該方法能在原生產(chǎn)管柱中下入直徑小的油管,從而形成新的生產(chǎn)管柱,以保證油氣井的穩(wěn)定生產(chǎn)。另外,在下入油管前,封堵了原生產(chǎn)管柱,降低了井口壓力,使得直徑較小的油管可以不帶壓下入,操作更安全。同時,通過封堵原生產(chǎn)管柱以使得原生產(chǎn)管柱的上端處于不帶壓狀態(tài),能降低對地層的污染,降低下入油管的作業(yè)時間和作業(yè)費用。
根據(jù)本發(fā)明提出了一種采油氣方法,包括以下步驟:
步驟一,判斷井的產(chǎn)量,
步驟二,在產(chǎn)量降至預(yù)值時,封堵所述井的原生產(chǎn)管柱,
步驟三,向原生產(chǎn)管柱內(nèi)下入直徑小于原生產(chǎn)管柱的油管,
步驟四,使井的井底與油管連通并作為生產(chǎn)管柱,以使得油氣通過生產(chǎn)管柱噴出。
在一個實施例中,重復(fù)步驟一到步驟四以進行多次循環(huán)操作,并且,在第一次操作過程中,在步驟二中向原生產(chǎn)管柱中下入貫穿式第一封堵器,在步驟三中,下入的油管穿過第一封堵器而向下延伸,油管的下端設(shè)置有可連通的堵塞器,在步驟四中,開啟堵塞器以使得井底與油管連通。
在一個實施例中,第一次操作過程中,第一封堵器下入到套管中并位于井筒的變徑上方,并且油管下入到臨近井的生產(chǎn)層處。
在一個實施例中,在第一次操作之后的操作過程中,在步驟二中向原生產(chǎn)管柱中下入可連通的第二封堵器,在步驟三中,向原生產(chǎn)管柱中下入油管至第二封堵器的上方,步驟四中,開啟第二封堵器以使得井底與油管連通。
在一個實施例中,在第一次操作之后的操作過程中,首次向井中下入第二封堵器時,第二封堵器被下入到井的生產(chǎn)層的頂界之上不大于10米的位置處。
在一個實施例中,在所述步驟三中,下入的油管的下端面均伸入到井的液面之下。
在一個實施例中,在第一次操作過程中,在步驟三中下入的油管為無接箍油管,并且,無接箍油管在下入過程中與第一封堵器滑動式密封。
在一個實施例中,在最后一次下入的油管中設(shè)置氣舉閥。
在一個實施例中,在所述步驟四中,可通過注入壓縮氮氣或天然氣的方式誘噴。
在一個實施例中,在所述步驟一中,所述的產(chǎn)量為產(chǎn)氣量qg,在所述步驟二中,通過公式(1)得到預(yù)值qc:
在公式(1)中,d為原生產(chǎn)管柱的內(nèi)直徑,ug為臨界流速,并且通過公式(2)得到,
在公式(2)中,α為常數(shù)系數(shù),σ為界面張力,ρl為液體密度,ρg為氣體密度。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點在于,使用該方法能在原生產(chǎn)管柱中下入直徑小的油管,從而形成新的生產(chǎn)管柱,以保持氣液流速高于臨界攜液流速,而保證油氣井的自噴生產(chǎn)。另外,在下入油管前,封堵了原生產(chǎn)管柱,井口壓力降低為常壓,使得直徑較小的油管能實現(xiàn)不帶壓下入,操作更安全順利。同時,通過封堵原生產(chǎn)管柱以使得原生產(chǎn)管柱的上端處于不帶壓狀態(tài),能降低對地層的污染,降低下入油管的作業(yè)時間和作業(yè)費用,也降低了作業(yè)風險。
附圖說明
下面將結(jié)合附圖來對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細地描述,在圖中:
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明采油氣方法的流程圖;
圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的向井的套管中下入第一封堵器和相應(yīng)的油管后的井筒示意圖;
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的向井的油管中下入第二封堵器和相應(yīng)的油管后的井筒示意圖;
圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的在井中油管嵌套的井筒示意圖;
圖5是根據(jù)本發(fā)明的貫穿式第一封堵器的第一實施例在丟手之前的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5a為圖5中a部分的局部放大圖;
圖5b是根據(jù)本發(fā)明的貫穿式第一封堵器的第一實施例在丟手之后、下入密封短節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6是根據(jù)本發(fā)明的貫穿式第一封堵器的第二實施例在丟手之后、下入密封短節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7是根據(jù)本發(fā)明的貫穿式第一封堵器的第三實施例在丟手之后、下入密封短節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7a是拼接式楔形塞的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8是根據(jù)本發(fā)明的滑動密封機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
在附圖中,相同的部件使用相同的附圖標記,附圖并未按照實際的比例繪制。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的采油氣方法的流程圖。如圖1所示,采油氣方法包括以下步驟:s1,判斷井的產(chǎn)量;s2,在產(chǎn)量降至預(yù)值時,封堵井的原生產(chǎn)管柱;s3,向原生產(chǎn)管柱內(nèi)下入直徑小于原生產(chǎn)管柱的油管;s4,使井的井底與油管連通并作為生產(chǎn)管柱,以使得油氣通過生產(chǎn)管柱噴出。
產(chǎn)油氣初期,由于地層壓力比較大,油氣井通過自噴產(chǎn)出。而自噴一段時間后,地層能量減小,當降低至預(yù)值的時候,就需要向原生產(chǎn)管柱內(nèi)下入直徑更小的油管而形成新的生產(chǎn)管柱,而保證油氣井的自噴,以提高產(chǎn)量。根據(jù)本發(fā)明,在下入油管之前,封堵了原生產(chǎn)管柱,使得井口壓力降低為常壓,從而保證直徑較小的油管能實現(xiàn)不帶壓下入,確保操作更安全順利。同時,通過封堵原生產(chǎn)管柱以使得原生產(chǎn)管柱的上端處于不帶壓狀態(tài),能降低對地層的污染,降低下入油管的作業(yè)時間和作業(yè)費用,也降低了作業(yè)風險。
在一個實施例中,重復(fù)采油氣方法中的s1到s4以進行多次循環(huán)操作。也就是,如圖4所示,在采油氣過程中,可以多次封堵原生產(chǎn)管柱,之后在不帶壓環(huán)境下下入油管200,從而可在井筒內(nèi)形成多個嵌套的油管200,直徑最小的油管200作為現(xiàn)生產(chǎn)管柱,以實現(xiàn)生產(chǎn)管柱的直徑不斷縮小,優(yōu)化產(chǎn)油氣速率。
如圖2所示,在第一次操作過程中,向原生產(chǎn)管柱中下入貫穿式第一封堵器100,以封堵原生產(chǎn)管柱,使得后續(xù)下油管200的操作不帶壓。之后,不帶壓下入油管200,油管200穿過第一封堵器100而向下延伸,以連通產(chǎn)層和地面。需要注意地是,為保證生產(chǎn)的安全性,油管200的下端設(shè)置有可連通的堵塞器300。當油管200下入到位后,再開啟堵塞器300以使得井底與油管200連通。在第一次操作過程中,下入第一封堵器100為貫穿式,可不限定于第一封堵器100的下入位置,只要保證下入的油管200能臨近井的生產(chǎn)層就行。也就是說,第一封堵器100沒有必要下入到臨近產(chǎn)層區(qū)。從而,通過這種設(shè)置能簡化操作,且使得這種方法能適用于不同的井,例如直井、水平井,尤其適用于變徑的井筒。對于變徑的井筒,第一封堵器100可下入到變徑處的上方。而由于油管200的下端具有堵塞器300,即便在油管200穿過第一封堵器100下入過程中,原生產(chǎn)管柱都處于被封堵狀態(tài)下,只有準備就緒后,才能通過操作堵塞器300而連通油管200。通過這種設(shè)置,提高了操作的可控性和安全性。
隨著產(chǎn)油氣的進行,為了實現(xiàn)油管200的嵌套,需要依次向井筒內(nèi)下入不同直徑的油管200。進一步地,為了實現(xiàn)不帶壓下入油管200,第一次操作之后的每次操作過程中,均可重復(fù)第一次操作。例如,在第二次操作過程中,向原油管200(第一次操作過程中下入的油管200)中下入直徑方向上尺寸變小的第一封堵器100,再下入直徑尺寸也變小的油管200而作為新的生產(chǎn)管柱,當然此直徑尺寸也變小的油管200的下端也設(shè)置有堵塞器300。通過這種操作不僅可以實現(xiàn)油管200的嵌套,滿足生產(chǎn)自噴的需要,并且,還能保證每次下入油管200均為不帶壓操作,降低作業(yè)時間和作業(yè)費用。另外,在這種方法中,不需要對第一封堵器100進行精準定位,以簡化操作。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例,在第一次操作之后的操作過程中,可向原生產(chǎn)管柱中下入可連通的第二封堵器400,如圖3所示。此第二封堵器400被下入到臨近井的生產(chǎn)層處,以封堵生產(chǎn)管柱的下端。之后,在下入直徑變小的油管200至第二封堵器400的上方,此時油管200的下端不需要封堵。之后,再開啟第二封堵器400以使得井底與油管200連通。在這種方法中,油管200不需要穿過第二封堵器400,則簡化了第二封堵器400的結(jié)構(gòu),從而節(jié)約了生產(chǎn)成本。同時,下入的油管200的結(jié)構(gòu)亦相對簡單,方便了操作。
向井筒中首次下入第二封堵器400的時候,優(yōu)選地,下入的第二封堵器400下入到井的生產(chǎn)層的頂界之上不大于10米的位置處,如圖3所示。通過這種設(shè)置保證了油氣能順利自噴。
根據(jù)本發(fā)明,下入的油管200的下端面均伸入到井的液面之下。井的液面是指油、水、泥漿壓井液等或其混合物。通過這種設(shè)置可以保證油氣自噴的順利進行,實現(xiàn)油氣井的低成本開采。
需要注意地是,在下入第一封堵器100后,在下入的相應(yīng)的油管200均為無接箍油管,以保證油管200在下入過程中與第一封堵器100的滑動密封。通過這種設(shè)置可以提高第一封堵器100和油管200之間的密封性,從而進一步提高生產(chǎn)安全性。
如圖3所示,在每次下入第二封堵器400后,需要下入油管200。并且油管200的下入位置應(yīng)更靠近第二封堵器400,以實現(xiàn)更好地連通。優(yōu)選地,油管200的下端面與之下臨近的第二封堵器400的上端面之間的距離不大于4米。
在需要向油管200中下入第二封堵器400時,需要使得第二封堵器400的下端面距離油管200的下端面的距離不大于5米。例如,第二封堵器400的下端面距離所處于的油管200的下端面2米。通過這種設(shè)置即保證了第二封堵器400能順利地進行下入操作,又保證了油氣的連續(xù)自噴,保持了油氣井的自噴生產(chǎn)。
在一個實施例中,在最后一次下入的油管200中設(shè)置氣舉閥(圖中未示出),也就是,在嵌套的油管200中的直徑最小的一個油管200上設(shè)置氣舉閥。在生產(chǎn)后期不能自噴時,通過設(shè)置氣舉閥可利用自產(chǎn)氣循環(huán)氣舉維持生產(chǎn),以提高井的產(chǎn)量。
在連通油管200的過程中,如果不能自噴的話,還可通過注入壓縮氮氣或天然氣的方式誘噴。例如,可以通過制氮車或者壓縮天然氣誘噴至自噴生產(chǎn)。
根據(jù)本發(fā)明,可通過判斷井的產(chǎn)量以確定第一封堵器100或第二封堵器400的下入時機。當產(chǎn)量降至預(yù)值時,原生產(chǎn)管柱尺寸較大,不利于自噴,則需要下入油管200形成直徑小的新生產(chǎn)管柱,以保證開采效率。例如,井的產(chǎn)量可為產(chǎn)氣量qg,在所述步驟二中,通過公式(1)得到預(yù)值qc:
在公式(1)中,d為原生產(chǎn)管柱的內(nèi)直徑,ug為臨界流速,并且通過公式(2)得到,
在公式(2)中,α為常數(shù)系數(shù),σ為界面張力,ρl為液體密度,ρg為氣體密度。
由此,油氣生產(chǎn)過程中,只要監(jiān)控井口溫度、壓力、產(chǎn)氣量qg便能判斷下入油管200的時機。此監(jiān)控判斷方法簡單,易于實現(xiàn)。
需要說明地是,只要實現(xiàn)原生產(chǎn)管柱的封堵,以及后期油管200的動密封式穿入的封堵器均可應(yīng)用到本發(fā)明中。同時,只要能實現(xiàn)在下入過程中能封堵油管200的下端,并在需要時連通的堵塞器300也均可應(yīng)用到本發(fā)明中。例如,如中國專利cn201310494357中所述的油管封堵器在第一狀態(tài)下能封堵油管200的連通通道,而由于其具有內(nèi)芯,可在油管200下入到位后,通過加壓的方式,而將其開啟以實現(xiàn)油管200的連通。相同道理地,只要能實現(xiàn)原生產(chǎn)管柱的封堵,并在需要時連通的第二封堵器400也均可以應(yīng)用到本發(fā)明中。
但是,為了保證封堵的順利進行,并保證封堵效果,本發(fā)明還涉及一種第一封堵器100,以使得采油氣操作順利進行。如圖5所示,所述貫穿式第一封堵器100包括:芯軸1、套設(shè)于所述芯軸1上的壓力鎖緊機構(gòu)、卡瓦錨定機構(gòu)、膠筒密封機構(gòu),設(shè)置于芯軸1下端的開啟機構(gòu)、設(shè)置于芯軸1上端的丟手機構(gòu)以及滑動密封機構(gòu)。
其中,所述壓力鎖緊機構(gòu)用于推動并鎖緊卡瓦錨定機構(gòu)和膠筒密封機構(gòu),其主要包括:上接頭2、下接頭12、上背環(huán)3、下背環(huán)11、上壓環(huán)41以及下壓環(huán)42。所述上接頭2和上壓環(huán)41由上向下依次套設(shè)于芯軸1的上部,其中所述上接頭2包覆于上背環(huán)3的外側(cè),且上接頭2及上背環(huán)3的底端均頂?shù)钟谏蠅涵h(huán)41的頂端。所述下接頭12和下壓環(huán)42由下向上依次套設(shè)于芯軸1的下部,其中所述下接頭12包覆于下背環(huán)11的外側(cè),且下接頭12及下背環(huán)11的頂端分別頂?shù)钟谙聣涵h(huán)42的底端。
所述上接頭2、上背環(huán)3分別與芯軸1采用單向鎖緊齒形結(jié)構(gòu)相連接,即上接頭2在受力的情況下能夠使其自身帶動上背環(huán)3相對于芯軸1向下移動,進而推動上壓環(huán)41相對于芯軸1向下移動,但是上接頭2和上背環(huán)3無法相對于芯軸1向上移動。而所述下接頭12、下背環(huán)11分別與芯軸1采用螺紋連接方式進行連接,使得下接頭12、下背環(huán)11以及下壓環(huán)42均無法相對于芯軸1進行上、下的移動。
所述膠筒密封機構(gòu)主要包括:膠筒10、膠筒上墊環(huán)91以及膠筒下墊環(huán)92。其中,所述膠筒10套設(shè)于位于所述上壓環(huán)41與下壓環(huán)42之間的芯軸1上,且所述膠筒上墊環(huán)91和膠筒下墊環(huán)92分別設(shè)于膠筒10的上下兩端。
所述卡瓦錨定機構(gòu)主要包括:上卡瓦61、下卡瓦62、上錐體81、下錐體82、上卡瓦箍51、下卡瓦箍52、上錐體定位銷釘71以及下錐體定位銷釘72,其中上錐體81位于膠筒10的上端,更具體地,上錐體81頂?shù)钟谀z筒上墊環(huán)91的上端,下錐體82位于膠筒10的下端,更具體地,下錐體82頂?shù)钟谀z筒下墊環(huán)92的下端。所述上錐體81、下錐體82分別通過上、下錐體定位銷釘71、72定位于芯軸1上。所述上卡瓦61位于上壓環(huán)41與上錐體81之間,且上錐體81的外斜面與上卡瓦61的內(nèi)斜面相配合,下卡瓦62位于下壓環(huán)42與下錐體82之間,下錐體82的外斜面與下卡瓦62的內(nèi)斜面相配合。此外,所述上、下卡瓦61、62的內(nèi)斜面分別設(shè)有臺階面,所述臺階面分別與上、下錐體定位銷釘71、72壓緊連接。上、下卡瓦61、62外分別設(shè)有上、下卡瓦箍51、52,用于將上、下卡瓦61、62向芯軸1的方向壓緊,并且由于臺階面與上、下錐體定位銷釘71、72的配合,實現(xiàn)壓緊力對膠筒密封機構(gòu)的傳遞從而實現(xiàn)貫穿式第一封堵器100的座封。
所述開啟機構(gòu)為實現(xiàn)第一封堵器100下端定壓開啟,建立生產(chǎn)通道的結(jié)構(gòu),其主要包括:破裂盤14以及o型密封圈13。o型密封圈13安裝在芯軸1下端內(nèi)設(shè)的o型圈密封槽內(nèi),破裂盤14的周邊通過芯軸1下端內(nèi)階梯端面和內(nèi)側(cè)的o型密封圈13的擠壓配合以及下背環(huán)11臺階內(nèi)腔表面和下接頭12內(nèi)腔表面的支撐和擠壓配合實現(xiàn)破裂盤14的定位和密封,破裂盤14的球形凹面朝上,球形凸面朝下,球形凹面可承受最大正壓力1-10mpa,球形凸面可承受來自地層壓力的最大背壓為20-80mpa;
所述丟手機構(gòu)包括剪切環(huán)1a(請見圖5a),所述剪切環(huán)1a設(shè)置于芯軸1上端內(nèi)部,剪切環(huán)1a的壁厚小于芯軸1的壁厚,因此剪切環(huán)1a成為了芯軸1的薄弱部分,便于在剪切環(huán)1a處拉斷芯軸1。
如圖5b和圖8所示,滑動密封機構(gòu)為一密封短節(jié)m,其包括:密封堵頭m1、密封壓盤m2、v型密封盤根組合m3、密封接頭m4、vd形橡膠密封圈m5以及鎖緊螺釘m6。其中,所述密封接頭m4為中空結(jié)構(gòu),其具有三級臺階,且三級臺階的外徑由上向下依次減小。所述密封接頭m4的第三級臺階(下端)的外表面能夠與所述壓力鎖緊機構(gòu)的芯軸1的內(nèi)表面螺紋連接,密封接頭m4的第一級臺階(上端)能夠與輸送油管(未示出)螺紋連接。所述密封壓盤m2也為中空結(jié)構(gòu),其也具有三級臺階,且三級臺階的外徑也是由上向下依次減小。所述密封壓盤m2的第二級臺階(中部)的外表面與所述密封接頭m4的第一級臺階的內(nèi)表面螺紋連接。在密封接頭m4的第二級臺階的內(nèi)表面與密封壓盤m2的第三級臺階的下端形成有第一環(huán)形空間s1,所述第一環(huán)形空間s內(nèi)安裝有v型密封盤根組合m3,v型密封盤根組合m3與過第一封堵器100的無接箍油管200接觸形成耐高壓的滑動密封。此外,所述密封壓盤m2的第一級臺階上方的內(nèi)表面與密封堵頭m1的外表面螺紋連接,所述密封壓盤m2的第一臺階下方的內(nèi)表面與所述密封堵頭m1的下端形成第二環(huán)形空間s2,所述第二環(huán)形空間s2內(nèi)也安裝有v型密封盤根組合m3,同樣,其與過第一封堵器100的無接箍油管200接觸形成耐高壓的滑動密封。
其中,所述密封壓盤m2的第三級臺階的外表面與所述密封接頭m4的第一級臺階的內(nèi)表面形成有第三環(huán)形空間s3,所述第三環(huán)形空間s3內(nèi)安裝有vd形橡膠密封圈m5,vd形橡膠密封圈m5按設(shè)計要求具有一定的彈性壓縮量,起到端面密封作用;此外當v型密封盤根組合m3產(chǎn)生磨損時,密封壓盤m2與密封接頭m4之間的第三環(huán)形空間的體積可能會改變,這時vd形橡膠密封圈m5還起到彈性補償?shù)淖饔谩?/p>
其中,所述v型密封盤根組合m3由支撐環(huán)m31、至少一組(例如9組)v型聚氯乙烯盤根m32和壓環(huán)m33組成。此外,所述密封堵頭m1具有切口的一側(cè)安裝有鎖緊螺釘6,以確?;瑒用芊鈾C構(gòu)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固。
芯軸1上端通過內(nèi)螺紋與座封工具的中心桿z連接,且中心桿z的下端位于剪切環(huán)1a的上方。
優(yōu)選地,芯軸1材質(zhì)選用鋁質(zhì)但不局限于鋁質(zhì)的能實現(xiàn)貫穿式第一封堵器100丟手功能的材料。
優(yōu)選地,本發(fā)明的貫穿式第一封堵器100的上下端面均采用斜面尾翼嚙合機理設(shè)計,上端面采用斜面尾翼結(jié)構(gòu)是為了防止鉆磨貫穿式第一封堵器100時貫穿式第一封堵器100打轉(zhuǎn),下端面采用斜面尾翼結(jié)構(gòu)是為了在下入貫穿式第一封堵器100時能夠起到引導(dǎo)的作用。
優(yōu)選地,本發(fā)明可鉆式貫穿式第一封堵器100主體采用復(fù)合材料,可鉆性強,密度較小,很容易循環(huán)帶出地面,避免常規(guī)鑄鐵橋塞磨銑后產(chǎn)生的金屬碎屑沉淀。
優(yōu)選地,本發(fā)明貫穿式第一封堵器100封堵器組件材質(zhì)涉及滌綸纖維、聚四氟乙烯、丁晴橡膠、球墨鑄鐵以及其它可實現(xiàn)各組件功能以及貫穿式第一封堵器100整體性能要求的材料。
優(yōu)選地,本發(fā)明可鉆式貫穿式第一封堵器100座封必須使用座封工具,座封工具可選擇常規(guī)可鉆橋塞通用座封工具。
根據(jù)本發(fā)明的貫穿式第一封堵器100的第一實施例的工作原理是:
座封:下入座封工具,座封時,座封工具中心桿z不動,與其連接的芯軸1以及與芯軸連接的下背環(huán)11、與下背環(huán)11連接的下接頭12也保持不動;座封工具外推筒下行推動上接頭2、上背環(huán)3相對芯軸1向下滑動,擠壓卡瓦錨定機構(gòu)施力于上、下錐體81、82,上、下錐體定位銷釘71、72受力達到設(shè)計剪斷值剪斷,在繼續(xù)施力作用下,上、下錐體81、82作用于膠筒密封機構(gòu)使膠筒10壓縮達到完全封隔狀態(tài),膠筒10壓縮的反作用力與上、下壓環(huán)41、42推力共同作用使上、下卡瓦61、62擴張壓緊在井筒內(nèi)壁上,貫穿式第一封堵器100上接頭2、上背環(huán)3與芯軸1位置靠鋸齒螺紋嚙合鎖定,實現(xiàn)貫穿式第一封堵器100座封。
丟手:座封后,座封工具外推筒繼續(xù)施力于貫穿式第一封堵器100的上接頭2,并最終通過下接頭12、下背環(huán)11向下作用于芯軸1下端,座封工具外推筒與座封工具中心桿z發(fā)生相對運動,使得與座封工具中心桿z連接的芯軸1處于拉伸狀態(tài),當拉伸力達到設(shè)計值,芯軸1在剪切環(huán)1a(即芯軸1的薄弱部分)處斷裂,實現(xiàn)貫穿式第一封堵器100的井下丟手。
下入密封短節(jié)m:在第一封堵器100本體座封丟手后,密封短節(jié)m通過密封接頭m4的第一級臺階與輸送油管下端的螺紋連接,由輸送油管送入井下,通過密封接頭m4的第三級臺階與芯軸1螺紋連接將密封短節(jié)m與第一封堵器100本體連為一體形成貫穿式第一封堵器100。
下入無接箍油管200:下入無接箍油管200,使其穿過密封短節(jié)m,抵達第一封堵器100底部定壓開啟機構(gòu)上方。繼續(xù)下入無接箍油管200,在壓力作用下而使得破裂盤14破碎,直至無接箍油管200被下入設(shè)計位置。
建立生產(chǎn)通道:通過正向打壓的方式,開啟油管200內(nèi)堵塞器300,建立生產(chǎn)通道。
第二實施例
如圖6所示,其是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。第二實施例與第一實施例的區(qū)別僅在于開啟機構(gòu)的不同。在第二實施例中,所述開啟機構(gòu)主要包括楔形塞14a和楔形塞剪切銷釘13a。所述楔形塞14a的錐形表面與下接頭12的內(nèi)錐形表面過盈配合并通過楔形塞剪切銷釘13a進行定位,楔形塞14a上端面面積小、下端面面積大,下端面受到地層壓力作用而使楔形塞14a不至于意外脫離芯軸1。
優(yōu)選地,楔形塞14a為橡膠類可承受高壓密封用材質(zhì)。
第三實施例
如圖7和圖7a所示,其是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖以及拼接式楔形塞的結(jié)構(gòu)示意圖。第三實施例與第二實施例的區(qū)別僅在于開啟機構(gòu)的不同。在第三實施例中,所述開啟機構(gòu)主要包括兩塊拼接式楔形塞14b和兩個楔形塞剪切銷釘13b。拼接后的兩塊楔形塞14b的錐形表面與下接頭12的內(nèi)錐形表面過盈配合并通過楔形塞剪切銷釘13a進行定位,楔形塞14b上端面面積小、下端面面積大,下端面受到地層壓力作用而使楔形塞14b不至于意外脫離芯軸1。
在下入油管200的過程中,通過對油管200施加壓力而剪斷楔形塞剪切銷釘13a,并且楔形塞14b克服過盈配合摩擦力而被打入井底。而采用兩塊拼接式楔形塞14b相比于一塊完整的楔形塞14a的優(yōu)勢在于,當兩塊拼接式楔形塞14b被打入井底時,自動分散開來,即使井底存在壓力將楔形塞14b向上頂推,然而由于拼接式楔形塞14b已經(jīng)分散開了,那么無法在頂推回下接頭12的時候自動拼合,也就確保了定壓開啟工序順利完成。
當然,拼接式楔形塞可以不只是由兩塊拼接結(jié)構(gòu)組成,也可以是三塊、四塊、六塊等等,只要能夠保證在下入貫穿式第一封堵器100時每塊拼接結(jié)構(gòu)都固定于下接頭12的內(nèi)錐形表面內(nèi),而且受壓時能夠有效分散開即可。
本申請中,所述方位用語“上”和“下”均以地層的方位為參考。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,但本發(fā)明保護范圍并不局限于此,任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明公開的技術(shù)范圍內(nèi),可容易地進行改變或變化,而這種改變或變化都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求書的保護范圍為準。