一种扶正防砂一体化管柱及其操作方法与流程

本发明涉及油气井扶正器技术领域，特别涉及一种扶正防砂一体化管柱及其操作方法。

背景技术：

油水井出砂带来的危害很大:出砂可能导致砂埋油层或井筒砂堵造成油水井不能正常生产或停产；出砂导致井下和地面设备磨损加剧；出砂导致井筒冲砂和地面设备清砂工作增加，使生产成本增加；出砂还可能造成油层部位亏空、井壁坍塌、套变加剧乃至使油水井报废。

随着油田开发时间延长，油水井套管腐蚀、变形、错断、破损等问题日趋严重，井下情况也日趋复杂，严重影响了油水井正常生产，甚至导致油水井报废。目前，国外在油水井防砂方面以机械防砂为主，约占防砂作业的90％，随着油田的进一步发展，现在又相继研究开发了各类滤砂管、可膨胀性割缝筛管和压裂防砂、过油管防砂等防砂工艺技术。我国则针对老井、套损套变等复杂井井筒进行打通道及防砂施工研究。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种扶正防砂一体化管柱及其操作方法，解决常规防砂施工管柱不居中、不密封导致的防砂无效或低效问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种扶正防砂一体化管柱，包括悬挂头，自动膨胀扶正短节、自动膨胀密封扶正短节、筛管、导锥和套筒，所述悬挂头为倒锥形筒结构，椎形筒延伸管的内壁设有内螺纹，用于连接钻杆杆体，椎形筒延伸管的根部与所述自动膨胀扶正第一短节螺纹连接；所述自动膨胀扶正第一短节通过套筒与所述自动膨胀密封扶正第一短节连接；所述自动膨胀密封扶正第一短节通过套筒与所述自动膨胀扶正第二短节螺纹连接；所述自动膨胀扶正第二短节通过套筒与所述自动膨胀密封扶正第二短节连接；所述自动膨胀密封扶正第二短节与筛管螺纹连接；所述筛管与所述自动膨胀密封扶正第三短节螺纹连接；所述自动膨胀密封扶正第三短节与导锥螺纹连接。

所述自动膨胀扶正短节/自动膨胀密封扶正短节外周设有硫化自动膨胀橡胶筒。

所述硫化自动膨胀橡胶筒内部包裹有钢带。

所述硫化自动膨胀橡胶筒外径小于井筒套管A内径。

所述硫化自动膨胀橡胶筒外径与井筒套管A内径距离为6-8mm。

所述悬挂头置于打通道窗口B以上10-20m。

一种扶正防砂一体化管柱操作方法，步骤一：钻铣打通道建立井眼：针对严重套损套变井恢复井眼至油层；步骤二：自井眼下入扶正防砂一体化管柱到井内设计位置；步骤三：将钻杆与悬挂头脱开，完成管柱丢手；步骤四：下注砂管柱至扶正防砂一体化管柱内，正替前置液,正挤注防砂混合液，挤注顶替液，侯凝24h；步骤五：下钻砂塞管柱至扶正防砂一体化管柱内，正循环钻铣砂塞至导锥位置，充分循环将扶正防砂一体化管柱内砂粒返至地面，起出钻砂塞管柱，完成防砂施工。

所述步骤二，扶正防砂一体化管柱到井内设计位置是自窗口B向下斜入油层。

所述步骤四，洗井是挤注充填化学防砂剂防砂，下注砂管柱至扶正防砂一体化管柱内，正替前置液,正挤注防砂混合液，挤注顶替液，侯凝24h。

所述步骤五，下钻砂塞管柱至扶正防砂一体化管柱内，正循环钻铣砂塞至导锥位置，充分循环将扶正防砂一体化管柱内砂粒返至地面，起出钻砂塞管柱，完成防砂施工。

本发明的有益效果是：解决了常规防砂管柱不居中、不密封导致防砂失效或无效的技术难题，将机械防砂与化学防砂相结合，在筛管与套管、套管与地层之间组成两道阻砂环垫，形成具有较高渗透性的阻挡防砂墙，能稳定地层，防止井眼坍塌及出砂，防砂效果好，有效期长，可有效恢复严重套损套变且出砂复杂井，避免油水井报废。

附图说明

图1是本发明扶正防砂一体化管柱示意图；

图2是图1中悬挂头示意图；

图3是图1中自动膨胀扶正短节示意图；

图4是图1中自动膨胀密封扶正短节示意图；

图5是图1中筛管示意图；

图6是图1中导锥示意图。

其中：

1—悬挂头 2—自动膨胀扶正短节 3—自动膨胀扶正密封短节 4—筛管 5—导锥

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

如图1至图6所示，一种扶正防砂一体化管柱，主要由悬挂头，自动膨胀扶正短节、自动膨胀密封扶正短节、筛管和导锥组成，一个自动膨胀扶正短节和一个自动膨胀密封扶正短节之间设有套筒连接。

悬挂头为倒锥形筒结构，一端的内壁车削了方形连接母扣，用于连接钻杆杆体的公扣；另一端的外壁车削了用于连接自动膨胀扶正短节的公扣，倒锥体则利于冲砂管柱进入扶正防砂一体化管柱内。自动膨胀扶正短节两端分别为套管公母扣，中间为硫化的自动膨胀橡胶，橡胶内部包裹有钢带，由钢带和橡胶组成的胶筒内径小于井筒套管内径6-8mm，在下入井内一定时间后开始自动膨胀，膨胀后可与井筒套管壁紧密接触，达到扶正管串的作用；自动膨胀密封扶正短节与自动膨胀扶正短节制作工艺类似，两端分别为套管公母扣，中间为两段硫化的自动膨胀橡胶，橡胶内部包裹有钢带，由钢带和橡胶组成的两段胶筒内径小于井筒套管内径6-8mm，在下入井内一定时间后开始自动膨胀，膨胀后可与井筒套管壁紧密接触，达到扶正管串和密封环空的作用；筛管表面分布大量孔眼，孔眼的大小、形状以及数量由具体井况及出砂段砂粒粒径等因素决定；导锥一端车削了用于连接筛管的母扣，另一端为锥状，利用扶正防砂一体化管柱顺利入井，防止中途阻卡。

扶正防砂一体化管柱至上而下排列如下：最上部为悬挂头10，悬挂头一般置于打通道窗口以上10-20m，悬挂头之下依次连接一个自动膨胀扶正短节21和一个自动膨胀密封扶正短节31，保证窗口以上管柱居中并与井筒套管密封；窗口以下再连接一个自动膨胀扶正短节22，保证管柱居中；再往下即油层部位，依次连接一个自动膨胀密封扶正短节32、筛管40、一个自动膨胀密封扶正短节33，筛管置于油层位置，上下两个自动膨胀密封扶正短节32,33保证油层上下管柱居中及密封；最下端连接导锥。

本发明是这样实现的：

1.钻铣打通道建立井眼：针对严重套损套变井采用钻磨铣、自由打通道等方式恢复井眼至油层；

2.下入扶正防砂一体化管柱：由钻杆依次连接悬挂头，自动膨胀扶正短节、自动膨胀密封扶正短节、筛管和导锥，下入井内设计位置，充分洗井，倒扣操作。挤注充填化学防砂剂防砂：下注砂管柱至扶正防砂一体化管柱内，正替前置液,正挤注防砂混合液，挤注顶替液，侯凝24h；钻砂塞疏通井眼：下钻砂塞管柱至扶正防砂一体化管柱内，正循环钻铣砂塞至导锥位置，充分循环将扶正防砂一体化管柱内砂粒返至地面，起出钻砂塞管柱。

3、将钻杆与悬挂头脱开，完成管柱丢手，完成防砂施工。