CN204252969U - 防砂管柱及生产管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种防砂管柱及生产管柱，该防砂管柱包括管体和管体外侧固定套设有第一封隔胶筒；管体包括一防砂管段，管体底端密封，且管体顶端设有用于与送入工具螺纹连接的丢手接头，管体还包括连接在防砂管段上方的第一管段，以及连接在防砂管段下方的沉砂管段；第一管段下部、且在第一管段内设有密封座，密封座内设有与之相配合的密封球。本实用新型提供的防砂管柱及生产管柱，用于在多层系开采油层如碳酸盐岩储层情况下，克服了现有技术中底层油层开采完毕后，防砂管柱无法取出的问题，简化了作业过程、提高了作业效率，同时防砂管柱可取出修复使用，节省了生产成本，且更加环保。

Description

防砂管柱及生产管柱

技术领域

本实用新型涉及石油行业油气开采领域，尤其涉及一种防砂管柱及生产管柱。

背景技术

目前，生产管柱是石油行业油气开发机采井中广泛使用的部件，是机械采油系统中的重要组成部分。在机械开采原油过程中，生产管柱位于井筒内，用于将地面的能量传递至井筒中的原油，进而将井筒中的原油举升到地面。

现有技术中的生产管柱一般是由采油泵、油管、防砂管、沉砂管、封隔器和丝堵串联而成的一个连续的管柱。在石油开采过程中，只有一个连续的生产管柱在井筒内工作，起防砂作用的主要是位于该生产管柱底部的防砂管。

但是，对于碳酸盐岩储层来说，由于其具有多层系含油且极易出沙的特点，每当将底层油层开采完毕后，由防砂管筛出的砂子已将位于该层的部分生产管柱埋入砂中，无法起出，不能进行油层内的措施作业，且埋留在油层中的生产管柱不能被重复使用，也增加了生产成本，且不够环保。

实用新型内容

针对现有技术中的上述缺陷，本实用新型提供一种防砂管柱及生产管柱，实现了生产管柱的重复利用，减少了生产成本。

本实用新型的第一个方面是提供一种防砂管柱，包括：管体，所述管体包括一防砂管段；在所述防砂管段上方的所述管体的外侧固定套设有第一封隔胶筒；所述管体底端密封，且所述管体的顶端设有用于与送入工具螺纹连接的丢手接头。

所述管体还包括：连接在所述防砂管段上方的第一管段，以及连接在所述防砂管段下方的沉砂管段；所述第一管段下部、且在所述第一管段内设有密封座，所述密封座内设有与之相配合的密封球；所述密封座为形成在所述第一管段内壁表面的凸环，所述凸环朝内的表面围成圆台；

所述第一管段与所述防砂管段之间、以及所述防砂管段与所述沉砂管段之间分别通过管扣连接；

所述第一封隔器为液压可回收式封隔器；所述管体还包括丝堵，所述管体通过丝堵密封。

本实用新型的另一个方面是提供一种生产管柱，包括：套管、同轴设置在所述套管内的采油管柱，以及同轴设置在所述采油管柱下方的套管内的、如上述的防砂管柱；所述采油管柱与所述套管之间、以及所述防砂管柱与所述套管之间均形成有间隙；所述防砂管柱外侧的第一封隔胶筒与所述套管内壁紧密接合；

所述采油管柱包括依次连接的第一采油管段、第二采油管段，以及具有防砂功能的第三采油管段；所述第二采油管段外围固定套设有第二封隔胶筒，所述第二封隔胶筒与所述套管内壁紧密接合；所述第三采油管段的上部为另一防砂管段；

所述第一采油管段内设置有采油泵；所述第一采油管段的顶端固定连接有用于与外部抽采系统连通的接头。

本实用新型提供的防砂管柱及生产管柱，用于在开采多层系含油且易出沙的油层如碳酸盐岩储层情况下，克服了现有技术中底层油层开采完毕后，防砂管柱无法起出的问题，简化了作业过程、提高了作业效率，同时本实用新型中的防砂管柱可取出重复使用，节省了生产成本，且更加环保。

本实用新型提供的防砂管柱及生产管柱，通过设置具有防砂管段的管体，在管体上固定套设封隔器，并在管体顶端设置可以与送入工具螺纹连接的丢手接头，可以实现在布设生产管柱时方便地置入油井、并在结束本层油层开采时方便地取出该防砂管柱，操作方便，有效提高了作业效率，此外，由于避免将部分管柱埋留在油层中，可以节约成本，也更为环保。进一步地，本防砂管柱还能配合带有防砂功能的采油管使用，以实现二级或多级防砂功能，有利于防止和减少因砂子进入生产管柱堵塞设备而导致的生产事故的发生，更有利于保证抽采的可靠顺利进行。

附图说明

图1为本实用新型防砂管柱的剖面结构示意图；

图2为本实用新型生产管柱的剖面结构示意图；

图3为本实用新型另一生产管柱的剖面结构示意图。

附图标记：

1-防砂管柱；                  11-管体；

12-第一封隔胶筒；             111-防砂管段；

112-丝堵；                    113-螺纹接头；

114-第一管段；                115-沉砂管段；

116-密封座；                  117-密封球；

2-套管；                      3-采油管柱；

31-第一采油管段；             32-第二采油管段；

33-第三采油管段；             34-采油泵；

35-第二封隔胶筒。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的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。

实施例一

图1是本实用新型防砂管柱的剖面结构示意图。本实施例提供一种防砂管柱1，包括管体11，在管体11内、且在管体11的下部包括一防砂管段111，防砂管段111上布设有多个防砂孔，在生产管柱工作过程中，防砂管段111将直径大于防砂孔的砂子阻隔在管体11外部，并使原油通过防砂孔进入到管体11内，实现防砂功能。

具体地，管体11可以为等壁厚的圆柱状的管体，其长度为可根据实际工况下采油井深、及采油管计算确定的固定长度。防砂管段111可以是割缝筛管、绕丝筛管等，或者防砂管段111还可以为表面开有多个小孔的等壁厚的圆柱状管体，其内径可以与管体11其它部分的内径相等，防砂管段111上开设的多个销孔为防止砂进入到管体内的防砂孔，防砂孔的直径可以小于待抽采油层中的大部分砂子的直径，方可实现防砂功能。

在防砂管段111上方的所述管体11的外侧固定套设有第一封隔胶筒12，第一封隔胶筒12可以与防砂管段上方的管体构成第一封隔器，用于将管体11固定、并将防砂管柱1坐封于井下指定深度处工作。

具体地，第一封隔器可以为液压可回收式封隔器，液压可回收式封隔器的第一封隔胶筒12为具有一定厚度的圆环状，其内径不变，可以通过膨胀改变外径，使其内径可以增加至略大于管体11的外径，进而第一封隔器与管体11通过连接部件紧密接合；液压可回收式封隔器包含胶筒、卡瓦等部件，胶筒为套设在管体11外部的可膨胀的部件，卡瓦为位于胶筒下部的、可将液压可回收式封隔器固定在井壁内的固定部件。

管体11底端密封，且在管体11的顶端设有用于与送入工具螺纹连接的丢手接头113。其中，丢手接头113由两部分组成，上部是回收套总成，可与送入工具螺纹连接，送入工具可以为钻杆或油管；下部是插入管，与管体11顶部螺纹连接。入井时，操作人员将送入工具与管体11顶端的丢手接头113螺纹连接，从而方便地通过送入工具将防砂管柱1送入井下；需要丢手时,右旋管柱1/4圈，丢手接头上下部脱离，实现丢手；当需要取出防砂管柱1时，操作人员用送入工具将丢手接头的上部送入井下，左旋管柱1/4圈，丢手接头上下部对扣连接上，连接完成后,上提解封液压可回收式封隔器,取出防砂管柱1。

本实用新型提供的防砂管柱及生产管柱，通过设置具有防砂管段的管体，在管体上固定套设封堵器，并在管体顶端设置可以与送入工具螺纹连接的丢手接头，可以实现在布设生产管柱时方便地置入油井、并在结束本层油层开采时方便地取出该防砂管柱，操作方便，有效提高了作业效率，此外，由于避免将部分管柱埋留在油层中，可以节约成本，也更为环保。进一步地，本防砂管柱还能配合带有防砂功能的采油管使用，以实现二级或多级防砂功能，有利于防止和减少因砂子进入生产管柱堵塞设备而导致的生产事故的发生，更有利于保证抽采的可靠顺利进行。

进一步地，在上述管体11内还可以包括：连接在防砂管段111上方的第一管段114，以及连接在防砂管段111下方的沉砂管段115；第一管段114可以为常规的输油管道，具体可以为一段等壁厚的圆柱状管体；上述第一封隔胶筒12即固定套设在第一管段114上，原油进入防砂管段111后，通过第一管段114输送到上层油管中。

沉砂管段115可以为一段等壁厚的圆柱状管体，其顶端可以与防砂管连接、底端可与丝堵112螺纹连接，在生产管柱工作过程中，直径小于防砂管段111上防砂孔的砂子随原油进入防砂管段111后，防砂管段111内的砂子由于重力作用沉落于沉砂管段115内，实现沉砂功能。

其中，丝堵112可以设置在管体11底部，丝堵112可以为一具有底盖的圆柱状管体，底盖为平面，管壁外表面布有螺纹，与管体11底部内壁上的螺纹相匹配，实现管体11的密封。

在第一管段114下部、且在第一管段114内设有密封座116，密封座116内设有与之相配合的密封球117。密封球117可以为低密度球或钢球。

具体地，密封座116可通过销钉固定在第一管段内。

具体地，密封座116可以为形成在第一管段114内壁表面的凸环，该凸环朝内的表面围成圆台形；或者，密封座116也可以为上部内径大、下部内径小的台阶状，此时上部和下部的外径可一致；当然，无论密封座116采用哪种形式，其都需要与密封球117配合以达到密封作用；密封座116还可以为形成在第一管段114内壁表面的凸环，该凸环朝内的表面围成球。

上述第一管段114、防砂管段111及沉砂管段115之间可以采用各种方式固定连接到一起；优选地，第一管段114与防砂管段111之间、以及防砂管段111与沉砂管段115之间分别通过管扣螺纹连接，以实现方便、快速地拆装，并可在送入工具与防砂管柱1螺纹连接前快速地连接组装完毕。

本实施例中，设置密封座116可以配合与液压可回收式封隔器的封堵操作。当操作人员使用送入工具将防砂管柱1送入到井筒内的指定深度时，从地面井口装置投入密封球，该球体可以为低密度球或者钢球等，与防砂管柱1中的密封座116配合密封；密封完成后，操作人员通过送入工具中的管道将液体注入到防砂管段1的液压可回收式封隔器中，此时，液压可回收式封隔器在液压作用下膨胀，液压可回收式封隔器上的固定装置将液压可回收式封隔器坐封在井内指定深度处，完成液压可回收式封隔器的坐封；液压可回收式封隔器坐封完成后，继续打压，剪断密封座116的销钉，密封座116与坐封球整体落到下部丝堵112上，减小管内的压力，右旋管柱1/4圈，丢手接头113上下部脱离，完成防砂管柱1的放置过程。

实施例二

图2是本实用新型生产管柱的剖面结构示意图。本实施例提供了一种生产管柱，如图2所示，生产管柱包括：套管2、同轴设置在套管2内的采油管柱3、以及同轴设置在采油管柱3下方的套管2内的、如上文所述的防砂管柱1。

具体地，套管2为等壁厚的圆柱状的管体，其外径大小与长度依据开采井的直径及井深确定，套管2的内径大于实施例一中第一封隔胶筒12膨胀前的外径、小于实施例一中第一封隔胶筒12膨胀后的外径。采油管柱3可以为一段等壁厚的圆柱状管体，外径小于套管2的内径，以使套管2内壁也采油管之间形成间隙；长度依据开采井的井深确定，且采油管柱3的长度与实施例一中防砂管柱1的长度加起来要小于管体2的长度。

类似地，防砂管柱1的管体11也小于套管2，以与套管2形成有间隙，且防砂管柱1的管体11外侧的第一封隔胶筒12与套管2内壁在封堵器的作用下紧密接合。

采油管柱3可以包括依次连接的第一采油管段31、第二采油管段32，以及具有防砂功能的第三采油管段33。

具体地，第一采油管段31、第二采油管段32，以及第三采油管段33均可以为等壁厚的圆柱状的管体，且第一采油管段31与第二采油管段32之间、以及第二采油管段32与第三采油管段33之间分别通过管扣连接。

在第一采油管段31内设置有采油泵34，用于在采油生产过程中将原油举升到地面，具体地，采油泵34的大小应小于第一采油管段31的内径，图2中实施例采用的是电泵，依靠电能将原油举升到地面；在第一采油管段31的顶端固定连接有用于与外部抽采系统连通的接头，用于将举升到地面的原油输出到外部抽采系统。

在第二采油管段32外围可固定套设有第二封隔胶筒35，第二封隔胶筒35的内径应保证能与第二采油管段32固定连接，与第一封隔胶筒12相似，第二封隔胶筒35与套管1内壁紧密接合。具体地，第二封隔胶筒35可与第二采油管段32构成第二封隔器，第二封隔胶器可以为双皮碗封隔器，其皮碗外径大于套管2内径，在操作人员将采油管柱3送入套管2内时，靠皮碗与套管2的过盈配合来实现封隔器与套管2之间的密封接合。

在第三采油管段23的上部侧壁上开设有另一防砂管段，防砂管段可以为割缝筛管、绕丝筛管等，或者开设若干防砂孔，防砂孔可以为直径小于实施例一中防砂管段111上的防砂孔直径的均匀分布的多个小孔，用于阻隔原油中直径大于防砂孔直径的砂子，且允许原油进入到第三采油管段23中；在第三采油管段23的下部设置有一个沉砂管段，在生产管柱工作过程中，直径小于防砂孔的砂子随原油进入第三采油管段23内后，管段内砂子由于重力作用沉落于沉砂管段，实现沉砂功能；另外，第三采油管段23的底端通过与丝堵的螺纹连接实现密封。

本实施例提供的生产管柱的安装过程可以为：

在操作人员将防砂管柱1送入套管2内之前，先将防砂管柱各部件连接好，例如，可以将第一管段114与防砂管段111之间、以及防砂管段111与沉砂管段115之间分别通过管扣快速连接；

随后，操作人员可将送入工具与防砂管柱1顶端的丢手接头113螺纹连接，连接完成后，用送入工具将防砂管柱1送入套管2内；

当操作人员使用送入工具将防砂管柱1送入到套管2内的指定深度时，从地面井口装置投入一个坐封用的密封球，密封球可以为低密度球或者钢球，与防砂管柱1中的密封座116配合密封，以阻断管道内上下压力变化；密封完成后，操作人员通过送入工具将液体注入到防砂管段1的液压可回收式第一封隔器中，此时，液压可回收式的第一封隔胶筒12在液压作用下膨胀，液压可回收式第一封隔胶筒12上的固定装置将液压可回收式封隔器坐封在套管2内的指定深度处，完成液压可回收式封隔器的坐封，液压可回收式的第一封隔胶筒12与套管2实现紧密接合，继续打压，剪断密封座116的销钉，密封座116与坐封球整体落到下部丝堵112上；此时，通过液压可回收式的第一封隔封胶筒12的坐封，防砂管柱1被固定于套管2内的指定位置处；

液压可回收式封隔器坐封成功后，卸去管道内的压力，右旋管柱1/4圈，丢手接头113上下部脱离，并取出送入工具，从而完成了防砂管柱1的放置过程。

后续，可将采油管柱3各部件连接好，其中，第一采油管段31与第二采油管段32之间、以及第二采油管段32与第三采油管段33之间分别通过油管扣连接，且第三采油管段33的底端与丝堵螺纹连接实现密封；在第二采油管段32外围固定套设的第二封隔胶筒35；送入采油管柱3后，由于第二封隔器的皮碗外径大于套管2内径，即可通过皮碗与套管2之间的过盈配合来实现第二封隔器的坐封；

在第二封隔器坐封成功后，即可将第一采油管段31顶端固定连接的接头与外部抽采系统连接，当第一采油管段31顶端的接头与外部抽采系统连通后，即可将举升到地面的原油输出到外部抽采系统，即完成了生产管柱的布设。

利用本实例提供的生产管柱进行完整的采油过程如下：

利用生产管柱中的电泵34为原油提供举升力，原油通过防砂管柱1的管体11下部的防砂管段111上的防砂孔进入管体11内，同时直径大于防砂管段111上防砂孔直径的砂子被阻隔在管体11的外部，其中，随原油进入管体11内部的、直径小于防砂管段111上防砂孔直径的砂子，在重力作用下，部分沉落于防砂管段111下方的沉砂管段115内；

原油经过防砂管段111上方的第一管段112，流入由套管、第一封隔胶筒12、第二封隔胶筒35与套管2形成的空腔内，由于原油通道管径变大，原油流速下降，此时，又有一部分砂子由于重力作用沉落于上述空腔底部；

原油通过采油管柱3的第三采油管段33上部侧壁上开设的防砂孔，流入到第三采油管段33内，防砂孔又将一部分直径大于该防砂孔的砂子阻隔在第三采油管段33内；

随原油进入第三采油管段33内部的、直径小于第三采油管段33上防砂孔直径的砂子由于重力作用沉落于第三采油管段33下部的沉砂管段内；

最后原油流经第二采油管段32，第一采油管段31，通过第一采油管段31顶端的接头，输出到外部抽采系统。

在开采完毕后，操作人员先将第一采油管段31顶端固定连接的接头与外部抽采系统断开，取出采油管柱3；操作人员用送入工具将丢手接头的上部送入套管2内，左旋管柱1/4圈，丢手接头113上下部对扣连接上，连接完成后，上提解封液压可回收式封隔器，取出防砂管柱1。

本实施例提供的生产管柱，通过设置具有防砂管段的管体，在管体上固定套设封堵器，并在管体顶端设置可以与送入工具可拆卸螺纹连接的丢手接头，可以实现在布设生产管柱时方便地置入油井、并在结束本层油层开采时方便地取出该防砂管柱，操作方便，有效提高了作业效率，此外，由于避免将部分管柱埋留在油层中，可以节约成本，也更为环保。进一步地，本防砂管柱还能配合带有防砂功能的采油管使用，以实现二级或多级防砂功能，有利于防止和减少因砂子进入生产管柱堵塞设备而导致的生产事故的发生，更有利于保证抽采的可靠顺利进行。

本实施例中采油管柱3还可以采用抽油泵采油的方式，即第一采油管段31中的采油泵34选为抽油泵。图3为本实用新型另一生产管柱的剖面结构示意图；如图3所示，在第二采油管段32外围不需要固定套设第二封隔胶筒35；其它部分与上述实施例相同。

需要说明的是，本实施例中采用了一个防砂管柱和一个套管、一个采油管柱组合的方式，实现了二级防砂，对于需要多级防砂的工况，可以采用两个或以上防砂管柱与一个套管、一个采油管柱组合的方式，因而实现多级防砂的功能。

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。

Claims (10)

1.一种防砂管柱，其特征在于，包括：

管体，所述管体包括一防砂管段；

在所述防砂管段上方的所述管体的外侧固定套设有第一封隔胶筒；

所述管体底端密封，且所述管体的顶端设有用于与送入工具螺纹连接的丢手接头。

2.根据权利要求1所述的防砂管柱，其特征在于，所述管体还包括：连接在所述防砂管段上方的第一管段，以及连接在所述防砂管段下方的沉砂管段；所述第一管段下部、且在所述第一管段内设有密封座，所述密封座内设有与之相配合的密封球。

3.根据权利要求2所述的防砂管柱，其特征在于，所述密封座为形成在所述第一管段内壁表面的凸环，所述凸环朝内的表面围成圆台。

4.根据权利要求2或3所述的防砂管柱，其特征在于，所述第一管段与所述防砂管段之间、以及所述防砂管段与所述沉砂管段之间分别通过管扣连接。

5.根据权利要求4所述的防砂管柱，其特征在于，所述第一封隔器为液压可回收式封隔器。

6.根据权利要求1所述的防砂管柱，其特征在于，所述管体还包括丝堵，所述管体通过丝堵密封。

7.一种生产管柱，其特征在于，包括：

套管、同轴设置在所述套管内的采油管柱，以及同轴设置在所述采油管柱下方的套管内的、如权利要求1-6任一所述的防砂管柱；所述采油管柱与所述套管之间、以及所述防砂管柱与所述套管之间均形成有间隙；所述防砂管柱外侧的第一封隔胶筒与所述套管内壁紧密接合。

8.根据权利要求7所述的生产管柱，其特征在于，

所述采油管柱包括依次连接的第一采油管段、第二采油管段，以及具有防砂功能的第三采油管段；

所述第二采油管段外围固定套设有第二封隔胶筒，所述第二封隔胶筒与所述套管内壁紧密接合；

所述第三采油管段的上部为另一防砂管段。

9.根据权利要求8所述的生产管柱，其特征在于，所述第一采油管段内设置有采油泵。

10.根据权利要求8或9所述的生产管柱，其特征在于，所述第一采油管段的顶端固定连接有用于与外部抽采系统连通的接头。