一种页岩气井不压井不带压起下生产管柱及施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油天然气行业的页岩气开发领域，尤其涉及一种页岩气井不压井不带压起下生产管柱及施工方法。
【背景技术】
[0002]在石油天然气开采过程中，为了满足页岩气井携液、套管保护及安全生产要求，需要对页岩气井下完井生产管柱。现有的油页岩气井完井管柱及施工方法(带压起下生产管柱的方法，专利号:201310388632.5)，仅能够对光油管实现带压起下，但这样的管柱无法满足对套管保护和页岩气井安全及生产要求，施工费用较高，周期较长。而其他管柱和方法(油气井完井管柱及完井工艺，专利号:201310523164.8)主要是通过外管保护外液控管线并实现密封，实施带压起下管柱;但在现场施工中，要实现双层油管的连接以及液控管线在双层油管中穿越难度较大。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种页岩气井不压井不带压起下生产管柱及施工方法，该管柱能够实现页岩气井有效封隔，在满足页岩气井携液和安全生产要求的基础上，通过封隔器封实现封隔器之上的井筒段不带压，便于常规修井机实现不带压管柱起下，提高施工效率，节省带压施工费用。
[0004]本发明所采用的技术方案为:一种页岩气井不压井不带压起下生产管柱，其特征在于:包括封隔器坐封一丢手管柱和回接完井管柱，
[0005]所述封隔器坐封一丢手管柱包括从上至下依次连接的起下工具、坐封工具、永久式插管封隔器、下工作筒、扶正器、破裂盘、筛管;在永久式插管封隔器内设置有顶开式单流阀，所述顶开式单流阀的初始状态为关闭，所述封隔器坐封一丢手管柱下到位后，启动坐封工具，对永久式插管封隔器进行坐封，坐封合格后，使坐封工具与永久式插管封隔器丢手；
[0006]所述回接完井管柱包括回接管柱，所述回接管柱包括从上至下依次连接的井下液控安全阀、上工作筒、循环滑套、扶正器、密封插管，下放所述回接管柱时，所述密封插管插入永久式插管封隔器并推开顶开式单流阀，同时与永久式插管封隔器密封连接，构成回接完井管柱。
[0007]按上述技术方案，所述顶开式单流阀包括阀座和与阀座上的阀孔相密封配置的阀板，所述阀板与阀座通过扭簧铰接。
[0008]按上述技术方案，所述起下工具为电缆或连续油管。
[0009]按上述技术方案，所述密封插管上配置弹性锁爪和多组密封环，密封插管插入永久式插管封隔器的中心管后，弹性锁爪与永久式插管封隔器的丢手接头实现锁定，多组密封环与永久式插管封隔器的中心管实现密封。
[0010]按上述技术方案，所述的永久式插管封隔器包括丢手接头、中心管、套在中心管上的卡瓦、锥体、胶筒保护机构、胶筒，中心管下端连接有顶开式单流阀、下接头。
[0011]按上述技术方案，井下液控安全阀包括上接头、柱塞总成、回位弹簧、中心管、阀板总成、阀座、下接头。
[0012]—种如上所述的页岩气井不压井不带压起下生产管柱的施工方法，其特征在于:它包括如下步骤:
[0013]第一步:下封隔器坐封-丢手管柱，该管柱下到位后，启动坐封工具，对永久式插管封隔器进行坐封，此时的顶开式单流阀处于关闭状态；
[0014]第二步:验封，对油管环空打压，检验永久式插管封隔器封隔效果；
[0015]第三步:丢手，永久式插管封隔器验封合格后，继续提高坐封工具内的坐封压力，直到坐封工具与永久式插管封隔器脱开，即完成丢手；
[0016]第四步:起出坐封工具，上提油管或电缆，取出坐封工具；
[0017]第五步:拆除更换井口设备，拆除连续油管或电缆作业设备，安装常规修井机作业设备；
[0018]第六步:下回接管柱，利用常规修井作业设备将上述回接完井管柱下至永久式插管封隔器坐封位置上部；
[0019]第七步:回插回接管柱，当密封插管与永久式插管封隔器的中心管密封后，使密封插管前端面将推开顶开式单流阀的阀板，形成回接完井管柱；
[0020]第八步:安装井口采气树后，从地面对采气树缓慢打压，当压力达到破裂盘开启压力后，破裂盘破裂，生产通道开启。
[0021 ]按上述技术方案，需要更换或取出回接管柱时，上提并正转回接管柱，密封插管在上提过程中退出永久式插管封隔器的中心管，顶开式单流阀在扭簧的作用下，阀板与阀座密封，实现封隔器之上的井筒段不带压，便于实施常规修井作业设备不带压起管柱。
[0022]按上述技术方案，当顶开式单流阀密封不严时，通过地面钢丝作业设备从完井油管内分别投入堵塞杆至下工作筒和上工作筒内，使两堵塞杆分别堵塞下工作筒和上工作筒，实现对回接完井管柱内、外压力的控制。
[0023]本发明所取得的有益效果为:
[0024]1、永久式插管封隔器坐封后可将井筒封隔为上、下两段，本发明通过在永久式插管封隔器内设置有顶开式单流阀，使上部井筒段不带压，采用常规修井作业设备即可完成封隔器坐封-丢手管柱及回接管柱的起下，规避带压作业施工风险及成本。
[0025]2、目前，页岩气开发普遍采用栗送桥塞-射孔联作分段压裂技术，实施该技术需采用连续油管钻塞作业，钻塞完成后无需更换井口设备，可直接采用连续油管及防喷设备实施本发明中的封隔器坐封-丢手管柱起下作业，施工安全，且无需设备搬迀、安装和调整，可节省人工和作业费用。
[0026]3、本发明中涉及的管柱在页岩气井中起下均无需压井作业，避免压井液对产层的污染。
[0027]4、本发明的管柱中配置有井下液控安全阀，当发生紧急情况可通过地面及时关闭生产通道，避免能源损失和安全事故的发生。
[0028]5、本发明的管柱中配置液控井下安全阀、破裂盘、顶开式单流阀、两级工作筒和堵塞器，可充分保证井控安全。
【附图说明】
[0029]图1为本发明的封隔器坐封-丢手管柱实施的结构示意图。
[0030]图2为本发明的回接完井管柱实施的结构示意图。
[0031]图3为图1中永久式插管封隔器结构图。
[0032]图4为图2中井下液控安全阀结构图。
[0033]图5为图2中工作筒结构示意图。
[0034]图6为图5配套的堵塞杆结构示意图。
[0035]附图编号为:1、电缆或连续油管，2、坐封工具，3、永久式插管封隔器，4、顶开式单流阀，5、工作筒2#，6、扶正器，7、破裂盘，8、筛管，9、液控管线，10、液控井下安全阀，11、油管，12、工作筒1#，13、循环滑套，14、扶正器，15、密封插管，16、中心管，17、丢手接头，18、卡瓦，19、锥体，20、胶筒保护机构，21、胶筒，22、下接头，23、阀座，24、扭簧，25、阀板，26、液控管线接头，27、柱塞，28、回位弹簧，29、推套，30、密封挡板，31、工作筒凹槽，32、堵塞杆锁块，33、密封环。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0037]本实施例提供了一种页岩气井不压井不带压起下生产管柱，包括封隔器坐封一丢手官柱和回接完井官柱。
[0038]如图1所示，所述封隔器坐封一丢手管柱包括从上至下依次连接的起下工具、坐封工具2、永久式插管封隔器3、下工作筒5、扶正器6、破裂盘7、筛管8;其中起下工具为电缆或连续油管I，当坐封工具采用电缆下入时，火药坐封，当采用连续油管下入时，坐封工具液压坐封。如图3所示，所述的永久式插管封隔器3包括丢手接头17、中心管16、套在中心管上的卡瓦18、锥体19、胶筒保护机构20、胶筒21，中心管下端连接有顶开式单流阀、下接头22。所述坐封工具2与永久式插管封隔器3通过丢手接头17连接。如图4所示，所述顶开式单流阀包括阀座23和与阀座23上的轴向阀孔相密封配置的阀板25，所述阀板25与阀座23通过扭簧24铰接，所述顶开式单流阀4在初始状态处于关闭状态。所述的筛管8主要用于防止井筒内的杂物进入管柱生产通道，同时也防止破裂盘破损后的碎肩掉入井筒。
[0039]封隔器坐封一丢手管柱通过电缆或连续油管I在带压状态下入井筒设计位置，所述扶正器6可保证管柱在井筒内居中，管柱下至设计位置后，通过连续油管投球打压方式或电缆通电方式启动坐封工具2，坐封工具2产生推力卡瓦18移动，卡瓦18在移动过程中受锥体19的膨胀力作用后破裂，并继续压缩胶筒保护机构20和胶筒21，当推力达到设计值后卡瓦将锚定在套管内壁上，受压后的胶筒21密封油套环空。再继续增大坐封力的过程中，坐封工具2与永久式插管封隔器3分离，实现丢手。由于顶开式单流阀4的阀板25在扭簧24的作用下与阀座23处于密封状态，可实现永久式插管封隔器之上井筒段不带压。之后，通过连续油管或电缆I取出坐封工具2;
[0040]如图2所示，所述回接完井管柱包括回接管柱，所述回接管柱包括从上至下依次连接的井下液控安全阀10、油管11、上工作筒12、循环滑套13、扶正