分层试挤与替酸酸化一体化管柱及其一体化工具的制作方法

本实用新型涉及油田注水井分层酸化用设备，特别是分层试挤与替酸酸化一体化管柱及其一体化工具，能够简化注水井分层酸化的施工程序，降低生产成本。

背景技术：

随着油田精细注水开发的需要，分层注水井日益增加，注水井分层酸化比重也随之增加。但目前分层酸化所采用的Y341封隔器+滑套组成的管柱和Y221封隔器组成的两种分层酸化管柱还存在诟病。按照注水井酸化施工标准，在酸化前应先对目的层进行试挤得出目的层吸收量及地层压力，再打开套管闸门进行替酸，将酸液替至油层部位附近，最后关闭套管闸门进行酸化。而上述两套分层酸化管柱均存在下一趟管柱不能实现既分层试挤、又能替酸酸化的施工工序。

若不替酸会存在两方面问题：一是酸化初期施工压力不降反升增加施工风险；二是井筒污水进入地层影响酸化最终效果。若想完成即分层试挤又能替酸酸化必须采用Y341封隔器+滑套，并下入两趟管柱。如此施工明显增加施工成本，保守计算每口井增加作业成本6.5万元，而且延长了作业时间，每口井至少增加作业时间24小时。多年来分层试挤与替酸酸化的一体化问题一直没有很好地解决，造成了低渗区块与不清层位分层酸化成本过高的问题。

随着地质需求的不断提升，分层酸化井的日益增多，为改变目前分层试挤、和替酸酸化需下入两趟管柱的现状，研制一种分层试挤与替酸酸化一体化工具与管柱配合使用势在必行。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供分层试挤与替酸酸化一体化管柱及其一体化工具，改变目前分层试挤和替酸酸化需下入两趟管柱的现状，实现下一趟管柱就能解决目前下两趟管柱才能解决的注水井分层试挤与替酸酸化的问题，降低生产成本。

本实用新型的技术方案如下：

分层试挤与替酸酸化一体化管柱包括水力锚、封隔器和空芯配水器，水力锚、封隔器和空芯配水器自上而下通过油管依次连接，在空芯配水器的下方通过油管连接分层试挤与替酸酸化一体化工具。

用于分层试挤与替酸酸化一体化管柱的分层试挤与替酸酸化一体化工具包括挤酸阀座、替酸阀座、弹簧座和开关机构，挤酸阀座、替酸阀座与弹簧座自上而下依次螺纹连接，开关机构安装在替酸阀座的内部；替酸阀座的下部壳体上设有轨道，开关机构的连杆插装在轨道中并能够在一体化管柱内液体压力的作用下在轨道中滑动。

本实用新型的显著使用效果是：本工具通过替酸阀座与开关机构通过轨道切换的方式实现分层试挤与替酸酸化一体化的功能。开关机构通过活塞上的连杆在替酸阀座上的轨道中切换，实现了一体化工具内部通道的关闭到打开的转换。本工具在不投入挤酸阀球的情况下，从地面向一体化管柱打入清水升压至0.7-1MPa，使原本就压缩的弹簧被再次压缩，实现关闭轨道a到换向轨道b的移动；当卸掉管柱内的压力时，弹簧压力释放，实现从换向轨道b到打开轨道c的移动，即完成了工具内部通道关闭到打开的转换。分层试挤与替酸酸化一体化工具与一体化管柱中的水力锚、K344型封隔器和空芯配水器的配合使用，实现了下一趟管柱即能完成前期的试挤又能完成后期替酸酸化的功能。本实用新型显著降低了生产成本，缩短了作业时间，减轻了作业工人的劳动强度，具有显著的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是分层试挤与替酸酸化一体化管柱的结构示意图。

图2是分层试挤与替酸酸化一体化工具处于关闭状态的结构示意图。

图3是图2中替酸阀座的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图详述本实用新型，并非限制本实用新型的保护范围。以下所述仅为本实用新型的较佳实施例，其他运用本实用新型的等效变化，均应属于本实用新型的保护范围。

参见图1、图2和图3，分层试挤与替酸酸化一体化管柱包括水力锚1、封隔器2和空芯配水器3，水力锚1、封隔器2和空芯配水器3自上而下通过油管依次连接，在空芯配水器3的下方通过油管连接分层酸化一体化工具4。封隔器2是K344型封隔器。

用于分层试挤与替酸酸化一体化管柱的分层试挤与替酸酸化一体化工具包括挤酸阀座4.2、替酸阀座4.7、弹簧座4.11和开关机构，挤酸阀座4.2、替酸阀座4.7与弹簧座4.11自上而下依次螺纹连接，开关机构安装在替酸阀座4.7的内部；替酸阀座4.7的下部壳体上设有轨道4.8，开关机构的连杆4.6插装在轨道4.8中并能够在一体化管柱内液体压力的作用下在轨道4.8中滑动。开关机构包括活塞4.4和弹簧4.9，弹簧4.9安装在活塞4.4与弹簧座4.11之间，连杆4.6横贯并焊接在活塞4.4的下部、露出活塞4.4的部分插入轨道4.8中。在弹簧4.9与弹簧座4.11之间还装有轴承4.10，该轴承4.10安装在弹簧座4.11的内腔中并与弹簧座4.11螺纹连接，可使活塞4.4的转动更加灵活。活塞4.4是筒状体，其顶部端盖设有过流孔，上部筒状体内设有单流阀座和单流阀球4.3，单流阀球4.3安装在顶部端盖与单流阀座之间，在单流阀座下方的筒状体壁上设有出水孔4.5。单流阀座和单流阀球4.3能够在下井的过程中，使井筒内的井液从单流阀座流过，实现油管内外压差的平衡，顺利下井并能够实现试挤和替酸。出水孔4.5至少设有一个，在出水孔4.5上、下两侧的活塞4.4的外壁上设有密封圈，实现试挤和替酸过程中的密封。替酸阀座4.7的上部管壁上设有过流腔、该过流腔的内径大于活塞4.4的外径，当弹簧4.9完全弹起后、出水孔4.5处于过流腔中。轨道4.8是Y型轨道，由打开轨道c、关闭轨道a和换向轨道b组成，打开轨道c、关闭轨道a和换向轨道b相互贯通，打开轨道c从换向轨道b的顶端向左侧倾斜、关闭轨道 a自换向轨道b的上部向右侧倾斜，打开轨道c长于关闭轨道 a，换向轨道b与替酸阀座4.7的底部贯通；轨道4.8设有两个、相向设置在替酸阀座4.7下部管壁的两侧。挤酸阀座4.2的两端内腔设有螺纹、中部内腔是锥形对顶内腔，该锥形对顶内腔中、位于上部的锥形内腔与挤酸阀球4.1配合。

本实用新型具体的施工工序为：

1、下入本实用新型的一体化管柱，使空心配水器3与需要酸化的油层相对应；下入过程中，分层试挤与替酸酸化一体化工具4中的单流阀球4.3实现油管内外压差的平衡。

2、一体化管柱到位后从地面打压分层试挤：当管柱内压力达到0.7MPa时，封隔器2坐封；压力达到0.7-1MPa时，分层试挤与替酸酸化一体化工具4的活塞4.4和连杆4.6由关闭轨道a移动到换向轨道b；压力超过1MPa时空芯配水器3开启，得出油层的地层压力。

3、泄压：压力降至0.7MPa以下时封隔器2解封，同时分层试挤与替酸酸化一体化工具4的活塞4.4由换向轨道b移动到打开轨道c，即完成了工具内部通道从关闭到打开的转换。

4、替酸，将套管闸门打开，通过泵车将酸液替至空芯配水器3位置附近。

5、投入挤酸阀球4.1，挤酸阀球4.1到位后挤酸，压力达到0.7MPa时封隔器2再次坐封，压力超过1MPa时空芯配水器3再次开启，这样酸液从空芯配水器3的位置挤入油层。