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带自开关防砂筛管

阅读:54发布:2020-05-24

专利汇可以提供带自开关防砂筛管专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型涉及带自 锁 开关 防砂筛管,主要由上接头、自锁开关滑套、自锁 弹簧 、自锁开关外套、止推 钢 球、自锁开关座、自锁变轨滑套和筛管组成,自锁开关外套内腔套装有自锁开关滑套,在 键槽 约束下,自锁开关滑套只有轴向运动 自由度 ,自锁开关滑套做直线运动时,通过凸柱迫使自锁变轨滑套沿周向旋转一个 角 度,自锁变轨滑套的通孔与自锁开关座的通孔位于同轴 位置 时,开关打开,当两者通孔相互错开一定角度时,开关关闭。本实用新型使得筛管具有开闭功能,根据储层边底 水 突进情况,选择水平井投产段中 指定 部位的一根或多根筛管独立投入或退出生产,从而达到调流控水和优化生产制度的目的,保证水平井进行科学有效的开发。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利,下面是带自开关防砂筛管专利的具体信息内容。

1.带自开关防砂筛管,主要由上接头⑴、自锁开关、筛管组成,其特征是,自锁开关包括自锁开关滑套⑵、自锁弹簧⑶、自锁开关外套⑷、止推球⑸、自锁开关座⑺、自锁变轨滑套⑻,自锁开关外套⑷上端与上接头(1)连接,自锁开关滑套⑵和自锁弹簧⑶、止推钢球⑸安装在自锁开关外套⑷内,自锁开关座⑺向上与自锁开关外套⑷连接,向下与筛管连接,自锁变轨滑套⑻安装在自锁开关座⑺内,其上部与自锁开关滑套⑵轴向插接配合。
2.如权利要求1所述的带自锁开关防砂筛管,其特征是:所述自锁开关滑套⑵上端端面设有自锁开关滑套键(21),下端设有自锁开关滑套凸柱(23),中间设有与止推钢球配合的球座(22);所述自锁开关外套⑷其内壁设有两道环状凸起,上部凸起以上部分设有与自锁开关滑套键块(21)轴向滑动配合的自锁开关外套凹槽(44),自锁弹簧⑶设在自锁开关外套凹槽(44)内的上道环状凸起与自锁开关滑套键块(21)之间,两道凸起之间设有与止推钢球⑸呈滑动配合的自锁开关外套环空(42),自锁开关外套环空(42)靠近下道环状凸起处设有自锁开关外套深空腔(43);所述自锁开关座⑺下部设有内凸肩,内凸肩部设有数个自锁开关座通孔(71);所述自锁变轨滑套⑻设在自锁开关外套⑷下道凸起与自锁开关座⑺内凸肩之间,其内壁上部均布有楔形轨道(81),楔形轨道(81)与自锁开关滑套凸柱(23)构成轴向插接、周向换位配合。
3.如权利要求2所述的带自锁开关防砂筛管,其特征是:自锁开关外套⑷的自锁开关外套环空(42)段设有螺纹孔(41),螺纹孔(41)直径大于止推钢球⑸的外径,且螺纹孔(41)由钢球丝堵(6)封堵。
4.如权利要求1或2、3所述的带自锁开关防砂筛管,其特征是:所述筛管包括筛管内管⑾、筛管滤砂网⑼和筛管保护管⑽,筛管滤砂网⑼缠绕在筛管内管⑾外部,筛管保护管⑽包覆在筛管滤砂网⑼外部,筛管内管⑾下端设有下接头,上端与自锁开关座⑺的内凸肩下端连接,筛管保护管⑽上、下端分别与自锁开关座⑺外螺纹和下接头外螺纹连接
5.如权利要求4所述的带自锁开关防砂筛管,其特征是:筛管内管⑾外壁缠绕有螺旋筋条(111),筛管滤砂网⑼通过螺旋筋条(111)缠绕在筛管内管⑾外部。

说明书全文

带自开关防砂筛管

技术领域

[0001] 本实用新型涉及石油开采油井防砂筛管,特别涉及一种集成自锁开关部件的防砂筛管。

背景技术

[0002] 水平井作为高效开发各类油气藏、提高采收率和提高单井产量的重要手段,已在国内外各油田获得广泛应用。然而,水平井跟-趾效应和油藏非均质性使得油藏无法向水平井投产段均衡供液,随着油田开发进入高含水期,边底水极易从水平井投产段局部窜进,从而导致油井产能降低、采液含水率上升速度快甚至被迫停产,这是世界范围内水平井开发过程面临的普遍问题。
[0003] 针对调剖控水问题所攻关和实施的技术措施,国外比较典型的有:流入控制装置ICD、可渗透性膜控水装置、油可选择性流入控制系统、化学控制技术、双完井技术和智能完井系统。国外技术的特点是:成本投入大,技术含量和智能化程度高,对实施井位的井身结构和开发油层物性有较高要求;国内石油钻采领域科研人员在参考国外相关技术基础上,开发出多种适合自身现状的技术,以实现经济、有效的开发,比较典型的有:采水采气联合消除水气锥方法、排水采油技术、分段采油工艺、化学先期堵水技术、底水油藏变密度射孔技术和滑套式找水堵水完井管柱方法等。
[0004] 目前,从国内相关技术实施应用情况看,均未达到令人满意的效果:对于采水采气和排水采油等消除水气锥技术,井下生产管柱结构和配套生产制度过于复杂,且不适合于开发单油层的水平井,如果安排单井专采水采气,又牺牲了井网的整体产能;分段采油要求水平井在某一时刻仅部分投产段投入生产,降低了单井产能;先期堵水技术要求在投产前向油水界面打化学隔板,对于水平井而言,施工难度大,可靠性低;变密度射孔技术在投产后,套管上控流参数不可调整,在应用井整个开发阶段难以始终保持良好的调流控水能;滑套式找水堵水完井管柱多使用轴向运动滑套构件,其密封零件在滑套多次反复开闭后容易失效,另外,滑套打开后所提供的泄流面积有限,只适合直井、斜井多层合采和找水堵水,不适合水平井开发。
[0005] 专利201310471568.7提供一种带旋转滑套开关的分层采油管柱,实现直井、斜井的多层合采和找水堵水,该专利可实现一趟管柱完成分层采油多次换向施工,节约了工序,利用外管打压控制分层开关,控制方法简单方便。但该专利不适合于水平井采油及其找水堵水作业,因为:1.旋转滑套开关和防砂筛管为两个独立工具,通过内外管双螺纹连接密封。但水平井所需下入开关和筛管数量多,开关和筛管的连接增加了工作量,双螺纹连接密封的可靠性不能满足要求;2.该专利使用了外管打压一次同时换向各个分层开关的简化控制方法,在入井前将各层开关设置为合适的初始开闭组合状态,通过多次打压,调整至预期的开闭组合状态。但水平井所需下入开关和筛管数量多,开关组合状态十分复杂,同时换向控制方法不能满足要求。实用新型内容
[0006] 本实用新型的主要目的是针对现有技术存在的问题,提供一种使得筛管具有开闭功能、并可实现反复开闭的带自锁开关防砂筛管。本实用新型为达到上述目的,所采用的技术方案是提供一种带自锁开关防砂筛管。
[0007] 本实用新型的技术方案包括:
[0008] 1、带自锁开关防砂筛管,主要由上接头1、自锁开关、筛管组成,自锁开关包括自锁开关滑套2、自锁弹簧3、自锁开关外套4、止推球5、自锁开关座7、自锁变轨滑套8。自锁开关外套上端与上接头1连接,自锁开关滑套2和自锁弹簧3、止推钢球5安装在自锁开关外套4内,自锁开关座7向上与自锁开关外套4连接,向下与筛管连接,自锁变轨滑套8安装在自锁开关座7内,其上部与自锁开关滑套2轴向插接配合。
[0009] 上述方案进一步包括:
[0010] 所述自锁开关滑2套上端端面设有自锁开关滑套键21,下端设有自锁开关滑套凸柱23,中间设有与止推钢球配合的球座22;所述自锁开关外套4其内壁设有两道环状凸起,上部凸起以上部分设有与自锁开关滑套键块21轴向滑动配合的自锁开关外套凹槽44,自锁弹簧3设在自锁开关外套凹槽44内的上道环状凸起与自锁开关滑套键块21之间,两道凸起之间设有与止推钢球5呈滑动配合的自锁开关外套环空42,自锁开关外套环空42靠近下道环状凸起处设有自锁开关外套深空腔43;所述自锁开关座7下部设有内凸肩,内凸肩部设有数个自锁开关座通孔71;所述自锁变轨滑套8设在自锁开关外套4下道凸起与自锁开关座7内凸肩之间,其内壁上部均布有楔形轨道81,楔形轨道81与自锁开关滑套凸柱23构成轴向插接、周向换位配合。
[0011] 所述自锁开关外套4的自锁开关外套环空42段设有螺纹孔41,螺纹孔41直径大于止推钢球5的外径,且螺纹孔41由钢球丝堵6封堵。
[0012] 所述筛管包括筛管内管11、筛管滤砂网9和筛管保护管10,筛管滤砂网9缠绕在筛管内管11外部,筛管保护管10包覆在筛管滤砂网9外部,筛管内管11下端设有下接头,上端与自锁开关座7的内凸肩下端连接,筛管保护管10上、下端分别与自锁开关座7外螺纹和下接头外螺纹连接。
[0013] 筛管内管11外壁缠绕有螺旋筋条111,筛管滤砂网9通过螺旋筋条111缠绕在筛管内管11外部。
[0014] 本实用新型的优点在于:1.将自锁开关部件与筛管集成,具备有效的防砂能力和较大的管壁泄流面积,适合于边底水油藏水平井开发;2.自锁变轨滑套在执行开闭动作时仅做周向旋转运动,其密封零件使用O型密封圈即可满足密封要求。在执行动作时,密封部位摩擦力较小,保证各个运动构件动作执行到位,且密封零件磨损较小,在多次执行开闭后仍能保持良好的密封性能;3.根据边底水突进情况,使用配套井下操控工具,可选择指定部位任意数目的筛管独立投入或退出生产,使得水平井采油管柱具备较强的找水堵水能力,从而达到调流控水和优化生产制度的目的,保证水平井进行科学有效的开发;4.开关部件具有自锁功能,其结构简单,工作可靠,能够保证每次开关动作均以稳定状态执行。附图说明
[0015] 图1为本实用新型的一种实施例结构示意图;
[0016] 图中:1、上接头,2、自锁开关滑套,3、自锁弹簧,4、自锁开关外套,5、止推钢球,6、钢球丝堵,7、自锁开关座,8、自锁变轨滑套,9、筛管滤砂网,10、筛管保护管,11、筛管内管。
[0017] 图2a为图1中自锁开关滑套的结构示意图,图2b为图2a的右视图;
[0018] 图中:21、自锁开关滑套键块, 22、弧型球座,23、自锁开关滑套凸柱。
[0019] 图3a为图1中自锁开关外套的结构示意图,图3b为图3a的左视图;
[0020] 图中:41、自锁开关外套螺纹孔,42、自锁开关外套环空,43、自锁开关外套深空腔,44、自锁开关外套凹槽。
[0021] 图4为图1中自锁开关座的结构示意图;
[0022] 图中:71、自锁开关座通孔。
[0023] 图5a为图1中自锁变轨滑套的结构示意图,图5b为图5a的右视图,图5c是图5a的内表面展开平面图;
[0024] 图中:81、楔形滑轨,83、楔形滑轨下止点,84、自锁变轨滑套通孔,821、楔形滑轨某一上止点,822、楔形滑轨某一上止点的相邻上止点。
[0025] 图6为图1中筛管内管的结构示意图;
[0026] 图中: 111、螺旋筋条,112环状凸起。

具体实施方式

[0027] 实施例1:
[0028] 参照图1,一种带自锁开关防砂筛管,包括上接头1、自锁开关滑套2、自锁弹簧3、自锁开关外套4、止推钢球5、钢球丝堵6、自锁开关座7、自锁变轨滑套8、筛管滤砂网9、筛管保护管10、筛管内管11。其中:自锁开关外套4内安装有自锁开关滑套2和自锁弹簧3,止推钢球5安装在自锁开关滑套2的弧型球座22与自锁开关外套4的环空42之间,自锁开关座7与自锁开关外套4螺纹紧固,自锁变轨滑套8安装在自锁开关座7内,自锁开关座7与筛管内管11螺纹紧固联接,筛管内管11外部缠绕筛管滤砂网9,筛管滤砂网9外部包覆筛管保护管10。
[0029] 更进一步的:
[0030] 参照图2,所述自锁开关滑2套上端端面设有自锁开关滑套键块21,下端设有自锁开关滑套凸柱23,中间设有与止推钢球配合的球座22。
[0031] 参照图3,所述自锁开关外套4其内壁设有两道环状凸起,上部凸起以上部分设有与自锁开关滑套键块21轴向滑动配合的自锁开关外套凹槽44,自锁弹簧3设在自锁开关外套凹槽44内的上道环状凸起与自锁开关滑套键块21之间,两道凸起之间设有与止推钢球5呈滑动配合的自锁开关外套环空42,自锁开关外套环空42靠近下道环状凸起处设有自锁开关外套深空腔43。
[0032] 参照图4,所述自锁开关座7下部设有内凸肩,内凸肩部设有数个自锁开关座通孔71;为了提高内凸肩的强度,在其内壁设置加强筋。
[0033] 参照图5,所述自锁变轨滑套8设在自锁开关外套4下道凸起与自锁开关座7内凸肩之间,其内壁上部均布有楔形轨道81,楔形轨道81与自锁开关滑套凸柱23构成轴向插接、周向换位配合。
[0034] 参照图3,所述自锁开关外套4的自锁开关外套环空42段设有螺纹孔41,螺纹孔41直径大于止推钢球5的外径,且螺纹孔41由钢球丝堵6封堵。
[0035] 参照图1,所述筛管包括筛管内管11、筛管滤砂网9和筛管保护管10,筛管滤砂网9缠绕在筛管内管11外部,筛管保护管10包覆在筛管滤砂网9外部,筛管内管11下端设有下接头,上端与自锁开关座7的内凸肩下端连接,筛管保护管10上、下端分别与自锁开关座7外螺纹和下接头外螺纹连接。
[0036] 参照图6,筛管内管11外壁缠绕有螺旋筋条111,筛管滤砂网9通过螺旋筋条111缠绕在筛管内管11外部。
[0037] 典型实施例:所述带自锁开关防砂筛管,主要由上接头1、自锁开关滑套2、自锁弹簧3、自锁开关外套4、止推钢球5、钢球丝堵6、自锁开关座7、自锁变轨滑套8、筛管滤砂网9、筛管保护管10、筛管内管11组成。其中:上接头1内部加工有石油标准螺纹,以方便与井下管柱联接,外部加工有外螺纹并与自锁开关外套4紧固联接,自锁开关滑套2安装在自锁开关外套4内腔呈滑动配合,自锁开关滑套2的突键21嵌在自锁开关外套4内腔的凹槽44内并呈滑动配合,自锁开关滑套2与自锁开关外套4的环空内安装有自锁弹簧3,自锁开关滑套2的筒壁上径向加工有若干个弧型球座22(本案例6个),止推钢球5安装在弧型球座与自锁开关外套4内腔的环空42之间并呈滑动配合,止推钢球5在弧型球座22突出一部分体积,自锁开关外套4加工有螺纹孔41,用于止推钢球5的安装,完毕后安装钢球丝堵6将其封闭,自锁开关外套4与自锁开关座7螺纹紧固联接,自锁变轨滑套8安装在自锁开关座7内部并呈滑动配合,自锁变轨滑套8内侧加工有楔形滑轨81,下部加工有若干通孔84(本例有4个,沿径向均布互为90度),正常情况下自锁开关滑套2的凸柱23(本例加工有2个),嵌挂在自锁变轨滑套8的楔形滑轨81的滑轨左尽头(本案例在821处),自锁开关座7下部与筛管内管11螺纹紧固联接,筛管内管11管外缠绕有螺旋筋条111,在螺旋筋条111外部缠绕有筛管滤砂网9,筛管滤砂网9外包覆有筛管保护管10。
[0038] 基于上述实施例的工作原理和流程:
[0039] 将带自锁开关防砂筛管置于水平井投产段,正常生产情况下,带自锁开关防砂筛管的自锁开关座7的通孔71与自锁变轨滑套8的通孔84同轴相通,自锁开关处于打开状态,地层含砂流体通过筛管保护管10的通孔进入筛管滤砂网9,过滤流体进入滤网和筛管内管11之间的环空,流体沿螺旋筋条111的螺旋流道,通过自锁开关座7的通孔71与自锁变轨滑套8的通孔84进入井筒。
[0040] 在生产过程中处于找水、堵水需要,要求关闭指定筛管时,在井筒内下入配套专用操控工具即筛管自锁开关操控器,当筛管自锁开关操控器的前端活动拨块抵住止推钢球5的突出部,迫使自锁开关滑套2克服自锁弹簧3弹力向下移动,移动过程中自锁开关滑套2的凸柱23由821处下移至斜轨并推动斜轨,由于斜轨的作用,自锁变轨滑套8旋转一定度,当凸柱23行至楔形轨道83处时,自锁开关滑套2达到下死点位置,止推钢球5被自锁开关操控器的活动拨块推入自锁开关外套4的深空腔43内,此时完成自锁开关部件的自锁过程。自锁开关操控器越过开关继续下行,此时自锁开关滑套2在自锁弹簧3的作用下复位,复位过程中,凸柱23上移至楔形轨道的822处完成一个开关动作,移动过程中,凸柱23在斜轨的作用下,再次迫使自锁变轨滑套8旋转一定角度。在本案例中,凸柱23从楔形轨道的821处到83处再到822处为一个动作周期,所旋转的角度一共为45°,当自锁变轨滑套8的通孔84与自锁开关座7的通孔71错开45°时,自锁开关即关闭。完成动作后,自锁开关操控器回程时,其活动拨块遇到止推钢球5的突出部时缩径打滑顺利退出。反之,若要打开自锁开关,再次下入自锁开关操控器,造成自锁变轨滑套8再次旋转45°,自锁变轨滑套8的通孔84与自锁开关座7的通孔71同轴时,自锁开关即打开。由于开关具有自锁功能,所以每次动作均能保持状态稳定。
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