特殊井冲砂、充填多功能完井管柱及施工方法与流程

本发明属于完井工具，尤其涉及特殊井冲砂、充填多功能完井管柱及施工方法。

背景技术：

1、在特殊井冲砂、充填多功能完井过程中，管柱能否一次下放到位，对于井筒安全和提高施工成功率至关重要，特别是管柱的顺利下放也关系着后续的砾石充填施工成功率。当前在出砂严重的井中，存在着管柱下放过程中遇到砂子阻碍，下不到位的情况。目前的解决方案是将完井管柱起出，下入冲砂工具进行冲砂、洗井，然后再次下入完井管柱，如果仍下不到位，则反复进行冲砂作业。这就造成了大量的时间和费用的浪费，也使得井眼工况更为恶劣、不规则，不利于后期的砾石充填作业。

2、2016年6月15日授权的发明专利《水平井砾石充填管柱及其压力控制阀》，授权公告号：cn 103362483b，主要由油管、泄油器、冲管、砾石充填工具、套管、筛管等组成。该技术主要存在以下不足：1、该工艺无法进行冲砂作业，工具下放过程中遇阻概率高，一次到位成功率低。2、该工艺技术管柱结构较为复杂，施工途中一旦失败，则会造成油井报废，施工成本高。3、该工艺技术在施工结束后没有设计防砾石返吐装置，可能导致防砂失效。4、该工艺技术施工过程较为繁琐，需要下入两趟管柱才能实现砾石充填作业。

3、因此，基于这些问题，提供一种能一趟管柱实现下入、冲砂、座封、洗井、充填、丢手等作业，当完井管柱下放遇阻时，可以边冲砂边下入，简化程序，节省施工时间的特殊井冲砂、充填多功能完井管柱及施工方法，具有重要的现实意义。

技术实现思路

1、本发明提出的一种能一趟管柱实现下入、冲砂、座封、洗井、充填、丢手等作业，当完井管柱下放遇阻时，可以边冲砂边下入，简化程序，节省施工时间的特殊井冲砂、充填多功能完井管柱及施工方法。

2、本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

3、特殊井冲砂、充填多功能完井管柱，包括完井外管柱、完井内管柱；

4、所述完井外管柱包括推筒、外中心管、下锥体、筛管、上连接筒、下连接筒、引导头；所述推筒套设在外中心管外壁上，且两者之间在轴向反向上相互限位，所述下锥体的两端分别与所述外中心管、筛管固定连接，筛管的另一端与上连接筒固定连接，上连接筒与下连接筒之间通过关闭结构连接，下连接筒与引导头固定连接，且下连接筒与引导头之间的腔内安装单向阀结构；所述推筒与下锥体之间的外中心管上安装封隔锚定结构；所述完井外管柱套设在套管串内；

5、所述完井内管柱包括上接头、内中心管、小直径管、对接管；所述内中心管一端与所述上接头的内壁部分固定连接，所述内中心管外壁与上接头内壁之间安装活塞，所述活塞、内中心管、上接头之间形成密封腔体，所述密封腔体对应的内中心管壁上设有进液孔，所述内中心管内壁上通过剪钉安装球座；

6、所述完井内管柱位于所述完井外管柱内，且两者通过内中心管和外中心管固定连接；对接管能将所所述关闭结构打开，通过投球憋压，所述活塞推动推筒移动，使得所述封隔锚定结构张开，将所述完井外管柱锚定在套管串内壁上。

7、进一步的，所述封隔锚定结构包括密封筒、上锥体、悬挂体；所述密封筒、上锥体、悬挂体依次安装在所述推筒与下锥体之间的外中心管上，所述密封筒与所述套管串内壁密封接触，所述悬挂体在上锥体轴向推力下能向套管串内壁方向移动。

8、进一步的，所述上锥体、下锥体与所述悬挂体均通过斜面接触。

9、进一步的，所述关闭结构包括上护套、关闭座、扭簧、关闭盖，所述上护套的两端分别与上连接筒、下连接筒固定连接，所述关闭座、关闭盖分别与扭簧的两端固定连接，所述关闭座为环形结构，关闭座、扭簧、关闭盖位于所述上护套内壁上，且在轴向上被限位。

10、进一步的，所述单向阀结构包括下护套、单向流塞、复位弹簧、过流板；所述过流板上设有过流孔，下护套两端分别与下连接筒、引导头固定连接，过流板固定安装在下护套的腔内，所述复位弹簧的两端分别与单向流塞、过流板固定连接，在初始状态，所述单向流塞与所述下连接筒的一端紧密接触。

11、进一步的，所述对接管外壁上设有第一台阶结构，所述上连接筒内壁上设有第二台阶结构，所述第一台阶结构、第二台阶结构相互配合，实现所述对接管的轴向限位。

12、进一步的，所述引导头上设有开口，所述单向阀结构能使得流体由外中心管向引导头方向流动。

13、进一步的，所述上接头与油管串固定连接。

14、进一步的，所述筛管的侧壁上设有若干筛孔。

15、上述的特殊井冲砂、充填多功能完井管柱的施工方法，包括如下步骤：

16、将完井外管柱悬挂在井口处，将完井内管柱下入完井外管柱内，对接管将关闭盖顶开，通过内中心管和外中心管连接，完井内管柱和完井外管柱对接成为一个整体；

17、将完井内管柱和完井外管柱一起下入到井中，当遇到砂卡时，则正向打入流体冲砂，直到完井外管柱对准油层；

18、投可溶球坐封，实现封隔和锚定；

19、继续打压，完井内管柱和完井外管柱分离；

20、可溶球自动溶解，进行砾石充填作业。

21、本发明的优点和积极效果是：

22、本发明当完井管柱下放遇阻时，可以边冲砂边下入，确保出砂严重井完井管柱一次下放到位；一趟管柱实现下入、冲砂、座封、洗井、充填、丢手等作业，简化程序，节省施工时间；砾石充填工具设计有关闭盖和单流塞座，都具有防倒流功能，确保挡砂效果，防止砾石返吐，安全可靠；该管柱结构简单易操作，不存在复杂结构的零件，施工过程中风险低。

技术特征：

1.特殊井冲砂、充填多功能完井管柱，其特征在于：包括完井外管柱、完井内管柱；

2.根据权利要求1所述的特殊井冲砂、充填多功能完井管柱，其特征在于：所述封隔锚定结构包括密封筒、上锥体、悬挂体；所述密封筒、上锥体、悬挂体依次安装在所述推筒与下锥体之间的外中心管上，所述密封筒与所述套管串内壁密封接触，所述悬挂体在上锥体轴向推力下能向套管串内壁方向移动。

3.根据权利要求2所述的特殊井冲砂、充填多功能完井管柱，其特征在于：所述上锥体、下锥体与所述悬挂体均通过斜面接触。

4.根据权利要求1所述的特殊井冲砂、充填多功能完井管柱，其特征在于：所述关闭结构包括上护套、关闭座、扭簧、关闭盖，所述上护套的两端分别与上连接筒、下连接筒固定连接，所述关闭座、关闭盖分别与扭簧的两端固定连接，所述关闭座为环形结构，关闭座、扭簧、关闭盖位于所述上护套内壁上，且在轴向上被限位。

5.根据权利要求1所述的特殊井冲砂、充填多功能完井管柱，其特征在于：所述单向阀结构包括下护套、单向流塞、复位弹簧、过流板；所述过流板上设有过流孔，下护套两端分别与下连接筒、引导头固定连接，过流板固定安装在下护套的腔内，所述复位弹簧的两端分别与单向流塞、过流板固定连接，在初始状态，所述单向流塞与所述下连接筒的一端紧密接触。

6.根据权利要求1所述的特殊井冲砂、充填多功能完井管柱，其特征在于：所述对接管外壁上设有第一台阶结构，所述上连接筒内壁上设有第二台阶结构，所述第一台阶结构、第二台阶结构相互配合，实现所述对接管的轴向限位。

7.根据权利要求1所述的特殊井冲砂、充填多功能完井管柱，其特征在于：所述引导头上设有开口，所述单向阀结构能使得流体由外中心管向引导头方向流动。

8.根据权利要求1所述的特殊井冲砂、充填多功能完井管柱，其特征在于：所述上接头与油管串固定连接。

9.根据权利要求1所述的特殊井冲砂、充填多功能完井管柱，其特征在于：所述筛管的侧壁上设有若干筛孔。

10.权利要求1-9任一项所述的特殊井冲砂、充填多功能完井管柱的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明涉及特殊井冲砂、充填多功能完井管柱，包括完井外管柱、完井内管柱；完井外管柱包括推筒、外中心管、下锥体、筛管、上连接筒、下连接筒、引导头；推筒套设在外中心管外壁上，下锥体的两端分别与外中心管、筛管固定连接，筛管的另一端与上连接筒固定连接，上连接筒与下连接筒之间通过关闭结构连接，下连接筒与引导头之间安装单向阀结构；推筒与下锥体之间的外中心管上安装封隔锚定结构；完井内管柱包括上接头、内中心管；内中心管与上接头的内壁部分固定连接，两者之间安装活塞，内中心管壁上设有进液孔，内中心管内壁上通过剪钉安装球座；本发明一趟管柱实现下入、冲砂、座封、洗井、充填、丢手等作业，简化程序，节省施工时间。

技术研发人员：刘言理,张海军,曲庆利,袁照永,张晓萌,王立辉,王晓梅,李怀文,刘伟
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13