管柱装置与采油系统的制作方法

本实用新型涉及石油开采领域，尤其涉及一种管柱装置与采油系统。

背景技术：

石油开采是指在有石油储存的地方对石油进行挖掘、提取的行为。

石油开采过程中，地层出砂会导致采油的管柱装置发生故障，其中，出砂会引起凡尔砂漏失、卡泵、防砂管堵塞等问题，严重影响机采井正常生产。现有的相关技术中，只能通过人为定期的检查，预先对可能出砂的部位进行确定，从而进行处理。

然而，人为检查、处理的方式无法有效防止出砂的问题对管柱装置的影响。

技术实现要素：

本实用新型提供一种管柱装置与采油系统，以解决无法有效防止出砂的问题对管柱装置的影响的问题。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种管柱装置，包括设置于油井内的油管、第一管体、第一盲接头、第二管体、第一封隔器和第三管体，所述油管内设有抽油驱动装置，所述第一管体的上端直接或间接连通至所述油管的下端，所述第一管体的管壁设有第一孔结构，所述第二管体的管壁设有第二孔结构，所述第三管体的管壁设有第三孔结构；所述第一孔结构、所述第二孔结构和所述第三孔结构中至少两个孔结构的尺寸是不同的；

所述第一盲接头设置于所述第一管体的下端与所述第二管体的上端之间，用于隔断所述第一管体的下端与所述第二管体的上端，并使得所述第一管体外侧的环形通道与所述第二管体外侧的环形通道保持连通；

所述第一封隔器设置于所述第二管体的下端与所述第三管体的上端之间，用于在坐封时隔断所述第二管体外侧的环形通道与所述第三管体外侧的环形通道，并使得所述第二管体的下端与所述第三管体的上端保持连通。

可选的，还包括连接于所述第一管体下端的第一沉砂管，所述第一沉砂管设置于所述第一管体的下端与所述第一盲接头之间。

可选的，所述的管柱装置，还包括连接于所述第二管体下端的第一过渡油管，所述第一过渡油管设置于所述第二管体与所述第一封隔器之间。

可选的，所述的管柱装置，还包括第二沉砂管，所述第二沉砂管连接于所述第三管体的下端。

可选的，所述第一管体为油管筛管，所述第二管体与所述第三管体均为防砂管，所述第二孔结构的尺寸小于所述第三孔结构的尺寸。

可选的，所述的管柱装置，还包括第二盲接头、第四管体、第二封隔器和第五管体；所述第四管体的管壁设有第四孔结构，所述第五管体的管壁设有第五孔结构；

所述第二盲接头设置于所述第三管体的下端与所述第四管体的上端之间，用于隔断所述第三管体的下端与所述第四管体的上端，并使得所述第三管体外侧的环形通道与所述第四管体外侧的环形通道保持连通；

所述第二封隔器设置于所述第四管体的下端与所述第五管体的上端之间，用于在坐封时隔断所述第四管体外侧的环形通道与所述第五管体外侧的环形通道，并使得所述第四管体的下端与所述第五管体的上端保持连通。

可选的，所述的管柱装置，还包括第三沉砂管，所述第三沉砂管连接于所述第五管体的下端。

可选的，所述的管柱装置，还包括连接于所述第四管体下端的第二过渡油管，所述第二过渡油管设置于所述第四管体与所述第二封隔器之间，所述第二孔结构的尺寸小于所述第四孔结构的尺寸。

可选的，所述第一管体、所述第三管体和所述第五管体均为油管筛管、所述第二管体和所述第四管体为防砂管。

根据本实用新型的第二方面，提供了一种采油系统，包括第一方面及其可选方案涉及的管柱装置。

本实用新型提供的管柱装置与采油系统，通过所述第一盲接头设置于所述第一管体的下端与所述第二管体的上端之间，以及所述第一封隔器设置于所述第二管体的下端与所述第三管体的上端之间，可以使得自第三管体的第三孔结构进入的油液能够自上端传输至第二管体，并经第二管体的第二孔结构进入其外侧的环形通道，再经第一管体的第一孔结构进入到第一管体内，进而自油管被抽出，利用孔结构，可在保障油液通过的同时阻挡油液中的砂石及其他不需要的固体或液体通过，进而起到较佳的防砂及过滤效果，同时，本实用新型还通过所述第一孔结构、所述第二孔结构和所述第三孔结构中至少两个孔结构的尺寸是不同的，实现了对不同大小的砂石的针对性处理，进而可实现至少两级的多级防砂。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例中处于第一井下作业状态的管柱装置的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例中处于第二井下作业状态的管柱装置的结构示意图；

图3是本实用新型另一实施例中管柱装置的结构示意图；

图4是本实用新型一实施例中采油系统的结构示意图。

附图标记说明：

1-第一管体；

2-第二管体；

3-第三管体；

4-第四管体；

5-第五管体；

6-油管；

7-抽油驱动装置；

8-第一盲接头；

9-第二盲接头；

10-第一封隔器；

11-第二封隔器；

12-第一沉砂管；

13-第一过渡油管；

14-第二沉砂管；

15-第二过渡油管；

16-第三沉砂管；

17-油井；

18-井控设备；

19-油管挂；

20-油液产层；

21-抽油机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1是本实用新型一实施例中处于第一井下作业状态的管柱装置的结构示意图；图2是本实用新型一实施例中处于第二井下作业状态的管柱装置的结构示意图。

请参考图1，管柱装置，包括设置于油井17内的油管6、第一管体1、第一盲接头8、第二管体2、第一封隔器10和第三管体3。

第一管体1、第二管体2、第三管体3，可理解为可实现两端间液体流通的管结构，同时，所述第一管体1的管壁设有第一孔结构，所述第二管体2的管壁设有第二孔结构，所述第三管体3的管壁设有第三孔结构。通过孔结构，液体或部分固体可在管体内外流通。

其中的管壁，可理解为管体的侧面部分；其中的孔结构，可包含任意数量的孔，该孔理解为任意可对特定尺寸的固体起到阻挡作用的孔，其形状、尺寸均可根据需求任意发生变化。

所述第一管体1的上端直接或间接连通至所述油管6的下端。在图1和图2示意的实施例中，第一管体1的上端直接连接油管6的下端，从而能将进入到第一管体1的油液传输至油管6，进而送出。油管6可通过油管挂19连接于油井17的井口。

所述油管6内或者油管6与第一管体1之间，可设有抽油驱动装置7，抽油驱动装置7，可以为任意能为液体提供流动动力的装置，其可进一步在其他装置的驱动下提供驱动力。例如，抽油驱动装置7可以为抽油泵，其可以与一抽油机21连接。

所述第一盲接头8设置于所述第一管体1的下端与所述第二管体2的上端之间，用于隔断所述第一管体1的下端与所述第二管体2的上端，并使得所述第一管体1外侧的环形通道与所述第二管体2外侧的环形通道保持连通。

第一管体1外侧的环形通道，可理解为第一管体1与油井17的井壁之间的空间，第二管体2外侧的环形通道，可理解为第二管体2与油井17的井壁之间的空间，同时，第一盲接头8等外侧与油井17的井壁之间的空间也可理解为第一盲接头8外侧的环形通道，若第一封隔器10上侧还设有其他部件，其与油井17之间的空间也可理解为对应的环形通道，故而，第一封隔器10上侧各环形通道可连通形成第一环形腔。

所述第一封隔器10设置于所述第二管体2的下端与所述第三管体3的上端之间，用于在坐封时隔断所述第二管体2外侧的环形通道与所述第三管体3外侧的环形通道，并使得所述第二管体2的下端与所述第三管体3的上端保持连通。

第一封隔器10下侧各部件外侧与油井17的井壁之间的空间可理解为环形通道，各环形通道连通可形成第二环形腔。

通过所述第一盲接头8，以及所述第一封隔器10的作用，可以使得自第三管体3的第三孔结构进入的油液能够自上端传输至第二管体2，并经第二管体2的第二孔结构进入其外侧的环形通道，即进入到第一环形腔，进而通过第一环形腔再经第一管体1的第一孔结构进入到第一管体1内，进而自油管6被抽出，同时，油液的传输可由抽油驱动装置7提供驱动力。

进而，油在该过程中，可利用第一管体1、第二管体2、第三管体3的第一孔结构、第二孔结构和第三孔结构，利用该孔结构可在保障油通过的同时阻挡油中的砂石或其他颗粒通过，进而起到较佳的防砂效果。

其中，所述第一孔结构、所述第二孔结构和所述第三孔结构中至少两个孔结构的尺寸是不同的；因该尺寸的不同，可实现对不同大小的砂石或其他颗粒的针对性处理，进而可实现至少两级的多级防砂。

在图1和图2所示的实施例中，其第三管体3下侧可直接用于采油，故而，所述第一管体1为油管筛管，所述第二管体2与所述第三管体3均为防砂管，所述第二孔结构的尺寸小于所述第三孔结构的尺寸。

故而，利用第三管体3与第三孔结构，可利用低精细度的防砂管过滤相对较大颗粒的砂石，可以挡住大部分砂石，并保障液体不堵塞，从而顺利流通；利用第二管体2与第二孔结构，可利用高精细度的防砂管过滤相对较小颗粒的砂石，防止小颗粒的砂石进入油管6与抽油驱动装置7，避免对抽油驱动装置7等设备产生影响。通过两个防砂管的两层过滤，可将大颗粒砂石与小颗粒砂石依次过滤，从而使得最终流入作为油管筛管的第一管体1内的油中不会存留影响生产的砂粒。

可见，以上实施方式结合油藏物性、岩石特性分析，依据生产井岩石粒度分级及占比情况，采用不同精细度的防砂管，可进行有针对性的分级防砂，提高了采油时的防砂效果，从而减少单井检修工作，延长单井生产周期，以保证单井创效益持续生产运行。

在图1和图2所示的实施例中，管柱装置，还可包括连接于所述第一管体1下端的第一沉砂管12，所述第一沉砂管12设置于所述第一管体1的下端与所述第一盲接头8之间。所述的管柱装置，还可包括第二沉砂管14，所述第二沉砂管14连接于所述第三管体3的下端。通过第一沉砂管12与第二沉砂管14，可有利于第一管体1与第三管体3中包含但不限于砂石、油泥的物质沉积，避免其在第一管体1与第三管体3中沉积，从而影响油液的流通。其中，第一管体1中的以上所提到的物质可向下沉积于第一盲接头8上，从而处于第一沉砂管12内，第三管体3中的以上所提到的物质可向下沉积于第二沉砂管14内。

在图1和图2所示的实施例中，管柱装置，还可包括连接于所述第二管体2下端的第一过渡油管13，所述第一过渡油管13设置于所述第二管体2与所述第一封隔器10之间。第一过渡油管13可实现油液的上行，即：使得第三管体3中的油液经第一封隔器10与第一过渡油管13进入第二管体2，同时，其还可有利于使得油液中包含但不限于砂石、油泥的物质缓慢向下运动，从而沉积到第二沉砂管14。

图1和图2所示的实施例，其具体的工作原理可以为：

请参考图1，可先将管柱装置下入至油井17内，使得其第二沉砂管14处于靠近井底的位置，当将下入至井内预设位置后，请参考图2，可坐封第一封隔器10，第一封隔器10将井内分隔成上下两个环空，即前文所提到的第一环形腔与第二环形腔，第二环形腔与井底连通。作为一级防砂管的第三管体3位于第二环形腔中，作为二级防砂管的第二管体2位于第一环形腔中。在油井17的井口安装抽油机21与井控设备18，并将抽油机21与管柱装置内的例如抽油泵的抽油驱动装置7连接后，抽油机21可带动抽油驱动装置7在井内抽油，井控设备18可用于预防和控制井喷。

启动抽油机21进行采油时，井底的油液产层20的油液进入作为一级防砂管的第三管体3，其管壁上的第三孔结构阻挡油液中的大颗粒砂进入管内，在抽力作用下，油液向上流经第一封隔器10与第一过渡油管13后，流入作为二级防砂管的第二管体2，由于第一盲接头8的封堵，可使得油液从第二管体2的第二孔结构流至第一环形腔中，第二孔结构阻挡油液中的小颗粒砂进入第一环形腔中，留在管内的砂石可沉入第二沉砂管14内，此时第一环形腔中的油液已过滤掉影响生产的砂粒，油液通过作为第一油管筛管的第一管体1进入油管6内，并被抽出。

本实施例提供的管柱装置与采油系统，通过所述第一盲接头设置于所述第一管体的下端与所述第二管体的上端之间，以及所述第一封隔器设置于所述第二管体的下端与所述第三管体的上端之间，可以使得自第三管体的第三孔结构进入的油液能够自上端传输至第二管体，并经第二管体的第二孔结构进入其外侧的环形通道，再经第一管体的第一孔结构进入到第一管体内，进而自油管被抽出，利用孔结构，可在保障油液通过的同时阻挡油液中的砂石及其他不需要的固体或液体通过，进而起到较佳的防砂及过滤效果，同时，本实用新型还通过所述第一孔结构、所述第二孔结构和所述第三孔结构中至少两个孔结构的尺寸是不同的，实现了对不同大小的砂石的针对性处理，进而可实现至少两级的多级防砂。

图3是本实用新型另一实施例中管柱装置的结构示意图。

请参考图3，本实施例可理解为图1和图2所示实施例的一种变化，在图1和图2所示实施例可适用于井下具有沉砂口袋的油井，对于不具有沉砂口袋或深度较深的油井，油液产层20距离井下水泥塞较近，可适用图3所示的实施例，进而能够更加有效地避免沉砂堵塞油液产层20。

请参考图3，在图1和图2所示实施例的基础上，本实施例提供的管柱装置，还可包括：第二盲接头9、第四管体4、第二封隔器11和第五管体5；所述第四管体4的管壁设有第四孔结构，所述第五管体5的管壁设有第五孔结构；

所述第二盲接头9设置于所述第三管体3的下端与所述第四管体4的上端之间，用于隔断所述第三管体3的下端与所述第四管体4的上端，并使得所述第三管体3外侧的环形通道与所述第四管体4外侧的环形通道保持连通。

第二盲接头9所起到的作用可参照第一盲接头8理解。

所述第二封隔器11设置于所述第四管体4的下端与所述第五管体5的上端之间，用于在坐封时隔断所述第四管体4外侧的环形通道与所述第五管体5外侧的环形通道，并使得所述第四管体4的下端与所述第五管体5的上端保持连通。

进而，第二封隔器11上侧，第一封隔器10下侧的环形通道可形成前文所述的第二环形腔，第二封隔器11下侧的空间可区分与第二环形腔被定义为第三环形腔。

第二封隔器11所起到的作用可参照第一封隔器10理解。

其中一种实施方式中，所述的管柱装置，还包括第三沉砂管16，所述第三沉砂管16连接于所述第五管体5的下端。其作用可参照第一沉砂管12与第二沉砂管14理解。

可选的，所述的管柱装置，还包括连接于所述第四管体4下端的第二过渡油管15，所述第二过渡油管15设置于所述第四管体4与所述第二封隔器11之间。其作用可参照第一过渡油管13理解。具体的，第二过渡油管15可实现油液的上行，即：使得第五管体5中的油液经第二封隔器11与第二过渡油管15进入第四管体4，同时，其还可有利于使得油液中包含但不限于砂石、油泥的物质缓慢向下运动，从而沉积到第三沉砂管16。

图1和图2所示实施例与图3所示实施例的差别包括以上附加的器件之外，还可包括：

所述第一管体1、所述第三管体3和所述第五管体5均为油管筛管、所述第二管体2和所述第四管体4为防砂管，所述第二孔结构的尺寸小于所述第四孔结构的尺寸。

可见，在图1和图2所示实施例中，以第三管体3作为一级防砂管，以第二管体2作为二级防砂管。在图3所示实施例中，则是以第四管体4作为一级防砂管，以第二管体2作为二级防砂管。

类似于第三管体3与第三孔结构，以及第二管体2与第二孔结构在图1和图2所示实施例的效果，本实施例中，利用第四管体4与第四孔结构，可利用低精细度的防砂管过滤相对较大颗粒的砂石，可以挡住大部分砂石，并保障液体不堵塞，从而顺利流通；利用第二管体2与第二孔结构，可利用高精细度的防砂管过滤相对较小颗粒的砂石，防止小颗粒的砂石进入油管6与抽油驱动装置7，避免对抽油驱动装置7等设备产生影响。通过两个防砂管的两层过滤，可将大颗粒砂石与小颗粒砂石依次过滤，从而使得最终流入作为油管筛管的第一管体1内的油中不会存留影响生产的砂粒。

可见，以上实施方式结合油藏物性、岩石特性分析，依据生产井岩石粒度分级及占比情况，采用不同精细度的防砂管，可进行有针对性的分级防砂，提高了采油时的防砂效果，从而减少单井检修工作，延长单井生产周期，以保证单井创效益持续生产运行。

同时，有关第一管体1、第二管体2、油管6、抽油驱动装置7、第一盲接头8、第一封隔器10、第一沉砂管12、第一过渡油管13、第二沉砂管14，其作用原理与产生的效果，可参照图1和图2所示实施例理解。

图3所示的实施例，其具体的工作原理可以为：

请参考图3，可先将管柱装置下入至油井17内，分别坐封第一封隔器10和第二封隔器11，第一封隔器10和第二封隔器11将井内分隔成第一环形腔、第二环形腔和第三环形腔。在油井17的井口安装抽油机21与井控设备18，并将抽油机21与管柱装置内的例如抽油泵的抽油驱动装置7连接后，抽油机21可带动抽油驱动装置7在井内抽油，井控设备18可用于预防和控制井喷。

在进行采油时，井下油液产层20的油液从作为第三油管筛管的第五管体5的第五孔结构进入第五管体5中，由于油管筛管的筛孔通常较大，因此不易被堵塞，在抽力的作用下，油液向上进入作为一级防砂管的第四管体4，由于第二盲接头9的封堵，使得油液从作为一级防砂管的第四管体4的第四孔结构流至第二环形腔中，第四孔结构可阻挡油液中的大颗粒砂进入第二环形腔，留在管内的大颗粒砂向下经沉入第三沉砂管16内，流入第二环形腔中的油液通过作为第二油管筛管的第三管体3的第三孔结构进入第三管体3内，并向上流入作为二级防砂管的第二管体2内，由于第一盲接头8的封堵，使得油液从第二管体2的第二孔结构流至第一环形腔中，第二孔结构可阻挡油液中的小颗粒砂进入第一环形腔中，留在管内的小颗粒砂向下沉入至第二沉砂管14内，此时在第一环形腔中的油液已过滤掉影响生产的砂粒，油液通过作为第一油管筛管的第一管体1的第一孔结构进入第一管体1内，并被抽出井口。

本实施例提供的管柱装置与采油系统，通过所述第一盲接头设置于所述第一管体的下端与所述第二管体的上端之间，以及所述第一封隔器设置于所述第二管体的下端与所述第三管体的上端之间，可以使得自第三管体的第三孔结构进入的油液能够自上端传输至第二管体，并经第二管体的第二孔结构进入其外侧的环形通道，再经第一管体的第一孔结构进入到第一管体内，进而自油管被抽出，利用孔结构，可在保障油液通过的同时阻挡油液中的砂石及其他不需要的固体或液体通过，进而起到较佳的防砂及过滤效果，同时，本实用新型还通过所述第一孔结构、所述第二孔结构和所述第三孔结构中至少两个孔结构的尺寸是不同的，实现了对不同大小的砂石的针对性处理，进而可实现至少两级的多级防砂。

图4是本实用新型一实施例中采油系统的结构示意图。

请参考图4，采油系统，包括：以上各可选实施例所涉及的管柱装置。

具体的，采油系统还可包括：抽油机21与井控设备18，井控设备18可设置于油井17的井口，井控设备18可理解为用于预防和控制井喷的设备，抽油机21可为抽油驱动装置7提供驱动力的任意设备。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，所使用的术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“顶端”、“底端”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”“轴向”、“周向”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或原件必须具有特定的方位、以特定的构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是机械连接，也可以是电连接或者可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。