海上不压井电泵举升工艺管柱的制作方法
【专利摘要】本发明公开了海上不压井电泵举升工艺管柱，包括相互连接配合的控制管柱和生产管柱，所述控制管柱包括自下而上依次连接的防砂滤砂管、测压传压筒、无节箍套管，所述生产管柱设置在无节箍套管中，且生产管柱包括自下而上依次连接的电泵机组、单流阀、电缆转换装置、连续油管。所述防砂滤砂管和测压传压筒之间连接有充填封隔器，在充填封隔器的上端部套装密插装置，所述密插装置底部设置有导向台阶；所述测压传压筒和无节箍套管之间连接有井下安全阀，所述无节箍套管底部设置有导向变径台阶。本发明通过地面液压泵加压由液控管线转递压力的方式，来控制井下从地层到井口流动通道的开启与关闭，对海上采油井进行不压井检泵、换泵、检修井下电缆等作业。
【专利说明】海上不压井电泵举升工艺管柱
【技术领域】
[0001]本发明涉及采油管柱，具体地说是一种海上不压井电泵举升工艺管柱。
【背景技术】
[0002]海上油气开发受“高技术、高密集、高风险”的作业环境特点影响，井控作业技术要求较高。目前国内在海上油水井作业中基本都采取压井修井，即在油水井油套环空通过高压泵车注入合理井液密度的压井液，使油水井井筒液柱压力大于地层压力，避免在作业起下油管柱时发生井喷，但采用压井作业的方法存在如下缺陷:1、要求对作业井油藏地质压力等资料准确掌握，所做井控设计必须绝对准确，既防止设计压井液密度过小引发井喷恶性作业事故，又要防止设计压井液密度过大导致压井液进入地层，使地层受到污染而产量下降甚至不出油；2、在压井作业过程中，地层能量较大的井其地层能量会随压井力时间而不断积累压力，其压力积累到一定程度高于井筒压井液所产生的液柱压力时，就会发生井喷，此时通过加重压井液密度来重新恢复井底压力平衡已来不及，必须封井停止作业，作业进度也受到极大影响。
[0003]现场生产中应用较为广泛的作法是采用不压井作业技术，利用该技术可避免压井作业伤害地层的同时，安全高效地完成井下作业管柱的起下工序。如中国专利ZL200910020440.2，公告日为2009年9月9日，名称为组合式液动油水井不压井作业装置公开了一种组合式液动油水井不压井作业装置，它由固定在油井大四通上的液动三闸板防喷器、逐序设在液动三闸板防喷器上的第一级环形防喷器、升高四通第二个环形防喷器、固定防顶卡瓦、自紧液动防顶卡瓦、柜形立架、油缸、升降横梁、液动平衡阀、液动泄压阀等组成，该发明较好地解决了陆上不压井作业复杂工艺的难题，保证了无封隔器管柱不压井作业工艺的实施。但该技术对海上作业特殊的海洋环境特征、平台工况条件、海上原井配套有过电缆封隔器、安全阀管柱等却无法适应，影响不压井技术在海上油井中的推广，这是海上油水井作业待解决的技术难题。
[0004]有鉴于此，针对上述问题，提出一种设计合理且有效改善上述缺失的海上不压井电泵举升工艺管柱。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供海上不压井电泵举升工艺管柱，是一种能够可开启或关闭从地层到井口流动通道的工艺管柱，通过地面液压泵加压由液控管线转递压力的方式，来控制井下从地层到井口流动通道的开启与关闭，对海上采油井进行不压井作业。
[0006]为了达成上述目的，本发明提供了如下技术方案，海上不压井电泵举升工艺管柱，包括相互连接配合的控制管柱和生产管柱，所述控制管柱包括自下而上依次连接的防砂滤砂管、测压传压筒、无节箍套管，所述生产管柱设置在无节箍套管中，且生产管柱包括自下而上依次连接的电泵机组、单流阀、电缆转换装置、连续油管。
[0007]所述防砂滤砂管和测压传压筒之间连接有充填封隔器，在充填封隔器的上端部套装密插装置，所述密插装置底部设置有导向台阶；所述测压传压筒和无节箍套管之间连接有井下安全阀，所述无节箍套管底部设置有导向变径台阶。
[0008]所述井下安全阀包括中心管以及与中心管连接的外筒，所述外筒上端与上接头套接，所述外筒下端与下接头套接，所述中心管和外筒之间设置有活塞，在活塞下端还设置有弹簧和阀板。
[0009]所述控制管柱还包括无节箍套管上端部连接的双级大四通，在无节箍套管还设置有液控管线和传压毛细管。
[0010]所述电缆转换装置包括相互上下连接的电缆密封接头和下接头，所述电缆密封接头底部间隔设有电缆密封管状体结构，并且在管状体结构中设置密封压帽；所述电缆密封接头与下接头通过螺纹连接。
[0011]所述测压传压筒包括相互连接的上接头、中心管，所述中心管外侧设置有外管，所述中心管和外管分别通过上挡头与下挡头套接，所述中心管与外管之间形成环空，所述上挡头上开设连通外界和环空的传压毛细管连接孔，所述测压传压筒中心管上设有与内部连通的连通孔。
[0012]相较于现有技术，本发明的有益效果是:本发明填补了目前石油现场没有海上油井可通过自身管柱安全阀关闭而进行不压井作业的空白，具有显著的技术效果和经济效益。使用本发明为海上油井实施不压井检泵等作业，可通过地面液压控制井下安全阀的关闭，对油井实施不压井检泵、换泵、检修井下电缆等作业，可避免在作业起下油管柱时发生井喷，注入压井液对地层污染而产量下降甚至不出油的现象，最大限度地降低井下作业对油井产能的影响，提高了采油速度，改善了开发效果。测压传压筒可对地层压力实施全过程实时压力监控，作业施工安全可靠；井下安全阀通过液控管线加压、卸压实现开启与关闭，操作简单方便，减少了作业洗压井工序，节省了作业成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明海上不压井电泵举升工艺管柱的结构示意图；
图2为电缆转换装置的结构示意图；
图3为井下安全阀的结构示意图；
图4为测压传压筒的结构示意图。
[0014]图中:双级大四通1、无节箍套管2、连续油管3、液控管线4、传压毛细管5、电缆转换装置6、单流阀7、电泵机组8、井下安全阀9、测压传压筒10、密插装置11、充填封隔器12、防砂滤砂管13、电缆密封接头6-1、电缆密封压帽6-3、安全阀活塞9-3、安全阀中心管
9-5、安全阀弹簧9-6、安全阀阀板9-7、传压筒中心管10-2、传压筒上挡头10-4、传压筒外管
10-5、传压筒连通孔10-6、传压筒下挡头10-7。
【具体实施方式】
[0015]有关本发明的详细说明及技术内容，配合【专利附图】
【附图说明】如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
[0016]根据图1所示，一种海上不压井电泵举升工艺管柱，由相互配合的生产管柱和控制管柱组成，控制管柱包括自下而上连接在一起的防砂滤砂管13、充填封隔器12、密插装置11、测压传压筒10、传压毛细管5、井下安全阀9、液控管线4、无节箍套管2、双级大四通1，所述测压传压筒10设置在井下安全阀9下端部，所述密插装置11设置在充填封隔器12的上端部，生产管柱设置在无节箍套管2中，生产管柱管柱包括自下而上连接在一起的电泵机组8、单流阀7、电缆转换装置6、连续油管3 ;所述电缆转换装置6设置在单流阀7上端部并位于无节箍套管2内部。所述无节箍套管2底部设置有导向变径台阶，所述密插装置11底部设置有导向台阶。
[0017]图2是电缆转换装置结构图，由电缆密封接头6-1、密封橡胶6-2、密封压帽6-3、下接头6-4组成，所述电缆密封接头6-1为底部按一定间隔位置设有电缆密封结构的管状体；所述电缆密封接头6-1与下接头6-4通过螺纹连接。
[0018]图3是井下安全阀结构图，由上接头9-1、液控管线连接体9-2、活塞9_3、连接套
9-4、中心管9-5、弹簧9-6、阀板9-7和下接头9_8组成，所述液控管线连接体9_2上端与上接头9-1通过螺纹套接，所述中心管9-5和连接套9-4之间设置有活塞9-3，在活塞9_3下端还设置有弹簧9-6和阀板9-7。
[0019]图4是测压传压筒结构图，由上接头10-1、中心管10-2、传压毛细管连接孔10_3、上挡头10-4、外管10-5、连通孔10-6和下挡头10-7组成，所述中心管10-2和外管10-5分别通过上挡头10-4与下挡头10-7套接，所述中心管10-2安设有与内部连通的连通孔
10-6。
[0020]在现场使用时，按如下操作程序进行:
1、下控制管柱，将本发明按附图1的次序将油层防砂管柱依次在地面连接好，用施工油管下到设计位置后按常规砾石充填防砂工序对油层实施防砂施工，完成防砂工序后再按附图1的次序将控制管柱依次在地面连接好，下入过程中井下安全阀9通过液控管线4加压保持开启状态，测压传压筒10亦要通过传压毛细管5不断注入高纯氮气，防止井液进入测压传压筒10堵塞传压毛细管5，控制管柱下到设计位置后通过密插装置11与充填封隔器12连接，然后把控制管柱坐封到双级大四通I的下级大四通坐封头上，完成控制管柱下井与坐封密封。
[0021]2、下生产管柱，安装双级大四通I的上级大四通，按附图1的次序在地面把生产管柱依次连接好，把电泵机组8、单流阀7、电缆转换装置6下入控制管柱内腔，电泵电缆通过电缆转换装置6由生产管柱外安设转为生产管柱内安设，电缆转换装置6通过电缆密封接头6-1、密封橡胶6-2和密封压帽6-3配合完成密封，连接连续油管3内预设的电泵电缆后可方便按设计要求下入到控制管柱内腔的设计位置，然后把生产管柱坐在安装双级大四通I的上级大四通上。在生产管柱下入到控制管柱内腔时要注意控制好速度，并按每下100米的深度测量电泵电缆对地绝缘值，生产管柱下入到设计位置并安装好井口采油树后即可进行油井正常生产，油井生产过程中井底流动压力可通过测压传压筒10的连通孔10-6对油井地层压力实施全过程实时压力监控，方便对油层压力资料的收取。
[0022]3、不压井作业，油井电泵机组发生故障、电缆击穿等需对油井实施不压井检泵、换泵、检修井下电缆等作业时，可通过地面液控管线4泄压，控制井下安全阀9的关闭，此时油层从地层到井口的流动通道由于井下安全阀9的关闭而截断，井筒液柱压力不受地层压力影响，可避免在作业起下油管柱时发生井喷，注入压井液对地层污染而产量下降甚至不出油的现象，最大限度地降低井下作业对油井产能的影响，提高了采油速度，改善了开发效果。不压井作业过程中可通过测压传压筒10可对地层压力实施全过程实时压力监控，确保作业施工安全可靠。不压井作业完成后，再通过地面对液控管线4加压，打开井下安全阀，油层从地层到井口的流动通道由于井下安全阀9的开启重新打开，方便投入生产。井下安全阀9通过液控管线4加压、卸压实现开启与关闭，操作简单方便，减少了作业洗压井工序，节省了作业成本。
[0023]以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。
【权利要求】
1.海上不压井电泵举升工艺管柱，其特征在于，包括相互连接配合的控制管柱和生产管柱，所述控制管柱包括自下而上依次连接的防砂滤砂管、测压传压筒、无节箍套管，所述生产管柱设置在无节箍套管中，且生产管柱包括自下而上依次连接的电泵机组、单流阀、电缆转换装置、连续油管。
2.根据权利要求1所述的海上不压井电泵举升工艺管柱，其特征在于，所述防砂滤砂管和测压传压筒之间连接有充填封隔器，在充填封隔器的上端部套装密插装置，所述密插装置底部设置有导向台阶；所述测压传压筒和无节箍套管之间连接有井下安全阀，所述无节箍套管底部设置有导向变径台阶。
3.根据权利要求2所述的海上不压井电泵举升工艺管柱，其特征在于，所述井下安全阀包括中心管以及与中心管连接的外筒，所述外筒上端与上接头套接，所述外筒下端与下接头套接，所述中心管和外筒之间设置有活塞，在活塞下端还设置有弹簧和阀板。
4.根据权利要求1所述的海上不压井电泵举升工艺管柱，其特征在于，所述控制管柱还包括无节箍套管上端部连接的双级大四通，在无节箍套管还设置有液控管线和传压毛细管。
5.根据权利要求1所述的海上不压井电泵举升工艺管柱，其特征在于，所述电缆转换装置包括相互上下连接的电缆密封接头和下接头，所述电缆密封接头底部间隔设有电缆密封管状体结构，并且在管状体结构中设置密封压帽；所述电缆密封接头与下接头通过螺纹连接。
6.根据权利要求1所述的海上不压井电泵举升工艺管柱，其特征在于，所述测压传压筒包括相互连接的上接头、中心管，所述中心管外侧设置有外管，所述中心管和外管分别通过上挡头与下挡头套接，所述中心管与外管之间形成环空，所述上挡头上开设连通外界和环空的传压毛细管连接孔，所述测压传压筒中心管上设有与内部连通的连通孔。
【文档编号】E21B34/10GK103806878SQ201310099289
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年3月26日 优先权日:2012年11月5日
【发明者】王民轩, 李敢, 刘玉国, 黄辉才, 车传睿, 于昭东, 曾凡春, 丛娟, 张雪梅 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司采油工艺研究院