一种选层堵水用高扩径伞形支撑工具及其使用方法与流程

1.本发明涉及石油天然气开发技术领域，更具体地说涉及一种选层堵水用高扩径伞形支撑工具及其使用方法。


背景技术：

2.石油天气开发生产井，下入完井管柱生产后期，部分产水层产水量大，严重影响油气正常生产，油气产量会大幅降低，因此需要对严重产水层进行封堵，以降低油气含水量和对地层回压，提高油气井产量。
3.现有部分石油天然气在产井，采用上小下大组合套管固井(如：上部7"套管、尾部9-5"/8套管)，完井阶段未考虑后期堵水问题，采用油管(如：2-7"/8油管)、未下入滑套和封隔器管柱完井，开发后期高产水、高含水严重影响油气产量，需要实施选层堵水作业。起出原有完井管柱，更换完井管柱，下入专门的堵水管柱实施选层堵水，该方法成本高、作业周期长、必须关井停产、压井作业会污染产层。不动管柱堵水，堵水管柱需要穿过油管后，在尾部大套管内扩径3.5倍及以上实现层间封隔。
4.现有技术中，在不起出完井管柱的情况下，通过电缆或者连续油管携带膨胀式封隔器或者桥塞穿过完井油管后，通过液压、加钻压等方式使得膨胀式封隔器或者桥塞膨胀封隔产层后，再泵入堵剂，实施选层堵水，但现有技术膨胀式封隔器或桥塞通过完井管柱后，最大封隔有效膨胀率只能达到2.5-3倍。


技术实现要素：

5.本发明克服了现有技术中的不足，现有技术中膨胀式封隔器和桥塞通过完井管柱后，最大封隔有效膨胀率只能达到2.5-3倍，其最大封隔有效膨胀率较低，提供了一种选层堵水用高扩径伞形支撑工具及其使用方法，本支撑工具在穿过油管后，在套管内外径扩大2.5倍、3.5倍及以上，实现产层间封隔、选层堵水功能；本支撑工具不受地层和井筒条件限制，适用范围广泛；本支撑工具能完整回收、起出，不影响井筒完整性和后续作业。
6.本发明的目的通过下述技术方案予以实现。
7.一种选层堵水用高扩径伞形支撑工具，包括伞形悬挂帽、外支撑杆、中心管、内支撑杆和支撑杆锁定部件，所述中心管采用采用尾端纵剖面为t型中空管状结构，所述支撑杆锁定部件穿过所述中心管位于所述中心管的t型端处，所述伞形悬挂帽穿过所述中心管固定于所述中心管的首端，在所述伞形悬挂帽内设置有外支撑杆转轴，所述外支撑杆的首端与所述外支撑杆转轴转动连接，所述外支撑杆的尾端转动安装有卡瓦块，利用卡瓦块和支撑杆锁定部件以实现外支撑杆收缩于中心管处的目的，在所述中心管的中部设置有内支撑杆下转轴，所述内支撑杆通过所述内支撑杆下转轴和内支撑杆上转轴与所述外支撑杆的内壁转动连接，外支撑杆压缩弹簧的首端与所述中心管的上部外壁固定相连，所述外支撑杆压缩弹簧的尾端与所述外支撑杆的内壁固定相连，内支撑杆压缩弹簧的首端与所述中心管的中部外壁固定相连，所述内支撑杆压缩弹簧的尾端与所述外支撑杆的内壁固定相连，利
用外支撑杆压缩弹簧和内支撑杆压缩弹簧实现外支撑杆和内支撑杆开启的目的，在所述外支撑杆的外壁上设置有支撑布。
8.所述外支撑杆的尾端设置有卡瓦块转轴，在所述卡瓦块转轴上转动安装有连接杆，所述连接杆与所述卡瓦块的下表面固定相连，在所述连接杆朝向外支撑杆的长端一侧还设置有扭力弹簧。
9.在所述外支撑杆的尾端形成一导向块，所述导向块位于所述卡瓦块的上方，所述导向块采用横截面为梯形的结构。
10.所述内支撑杆压缩弹簧为两个，分别为内支撑杆上压缩弹簧和内支撑杆下压缩弹簧。
11.在所述支撑杆锁定部件的尾端设置有下连接件，所述下连接件的首端外壁与所述支撑杆锁定部件的尾端内壁螺纹连接，所述中心管的t型端伸入所述下连接件的首端敞口内，且能够沿下连接件上下移动。
12.在所述中心管的外壁上开设有销钉孔，所述下连接件通过销钉与所述中心管实现固定。
13.在所述中心管的首端设置有上连接件，所述上连接件的尾端内壁与所述中心管的首端外壁螺纹连接。
14.一种选层堵水用高扩径伞形支撑工具的使用方法，在下入的过程中，伞形支撑工具始终处于收缩状态，下连接件通过销钉固定于中心管上，支撑杆锁定部件在下连接件的支撑力作用下，无法向下移动，卡瓦块在扭力弹簧作用下，紧贴于支撑杆锁定部件内，使得外支撑杆锁定于支撑杆锁定部件内，将伞形支撑工具下入至井下指定位置，向管柱内加压，在管柱与套管环空的压差作用下销钉剪断，下连接件与中心管之间失去销钉的固定作用力，在压力和重力作用下支撑杆锁定部件向下移动，外支撑杆卡瓦块滑出支撑杆锁定部件外，内支撑杆在内支撑杆上压缩弹簧和内支撑杆下压缩弹簧的作用下，外支撑杆在外支撑杆压缩弹簧作用下均打开，此时，卡瓦块与支撑杆锁定部件呈一定下倾角度贴合，以确保卡瓦块能有效下移、快速脱离支撑杆锁定部件。
15.本发明的有益效果为：本支撑工具实现穿过油气井完井管柱后，在套管内，外径扩大2.5倍、3.5倍及以上的产层封隔、选层堵水功能；不需要动现有完井管柱，大大降低了堵水作业成本，缩短了停产周期；利用连续油管带压作业优势完成作业，不需要压井，不会对在产地层形成污染；不受地层和井筒条件限制，适用范围广泛；本支撑工具能完整回收、起出，不影响井筒完整性和后续作业。
附图说明
16.图1是本发明原理结构示意图；
17.图2是本发明打开后的原理结构示意图；
18.图3是本发明打开后的俯视图；
19.图4是本发明打开后伞形悬挂帽的仰视图；
20.图5是本发明外支撑杆与卡瓦块连接示意图；
21.图中：1为上连接件；2为伞形悬挂帽；3为外支撑杆转轴；4为外支撑杆压缩弹簧；5为外支撑杆；6为中心管；7为内支撑杆上转轴；8为内支撑杆上压缩弹簧；9为内支撑杆；10为
内支撑杆下压缩弹簧；11为内支撑杆下转轴；12为导向块；13为卡瓦块转轴；14为卡瓦块；15为支撑杆锁定部件；16为销钉；17为下连接件，18为支撑布；19为扭力弹簧；20为连接杆。
22.对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
23.下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
24.实施例一
25.一种选层堵水用高扩径伞形支撑工具，包括伞形悬挂帽2、外支撑杆5、中心管6、内支撑杆9和支撑杆锁定部件15，中心管6采用采用尾端纵剖面为t型中空管状结构，支撑杆锁定部件15穿过中心管6位于中心管6的t型端处，伞形悬挂帽2穿过中心管6固定于中心管6首端，在伞形悬挂帽2内设置有外支撑杆转轴3，外支撑杆5的首端与外支撑杆转轴3转动连接，外支撑杆5的尾端转动安装有卡瓦块14，利用卡瓦块14和支撑杆锁定部件15以实现外支撑杆5收缩于中心管6处的目的，在中心管6的中部设置有内支撑杆下转轴11，内支撑杆9通过内支撑杆下转轴11和内支撑杆上转轴7与外支撑杆5的内壁转动连接，外支撑杆压缩弹簧4的首端与中心管6的上部外壁固定相连，外支撑杆压缩弹簧4的尾端与外支撑杆5的内壁固定相连，内支撑杆压缩弹簧的首端与中心管6的中部外壁固定相连，内支撑杆压缩弹簧的尾端与外支撑杆5的内壁固定相连，利用外支撑杆压缩弹簧4和内支撑杆压缩弹簧实现外支撑杆5和内支撑杆9开启的目的，在外支撑杆5的外壁上设置有支撑布18。
26.实施例二
27.在实施例一的基础上，外支撑杆5的尾端设置有卡瓦块转轴13，在卡瓦块转轴13上转动安装有连接杆20，连接杆20与卡瓦块14的下表面固定相连，在连接杆20朝向外支撑杆5的长端一侧还设置有扭力弹簧19。
28.在外支撑杆5的尾端形成一导向块12，导向块12位于卡瓦块14的上方，导向块12采用横截面为梯形的结构。
29.内支撑杆压缩弹簧为两个，分别为内支撑杆上压缩弹簧8和内支撑杆下压缩弹簧10。
30.实施例三
31.在实施例二的基础上，在支撑杆锁定部件15的尾端设置有下连接件17，下连接件17的首端外壁与支撑杆锁定部件15的尾端内壁螺纹连接，中心管6的t型端伸入下连接件17的首端敞口内，且能够沿下连接件17上下移动。
32.在中心管6的外壁上开设有销钉孔，下连接件17通过销钉16与中心管6实现固定。
33.在中心管6的首端设置有上连接件1，上连接件1的尾端内壁与中心管6的首端外壁螺纹连接。
34.实施例四
35.一种选层堵水用高扩径伞形支撑工具的使用方法，在下入的过程中，伞形支撑工具始终处于收缩状态，下连接件通过销钉固定于中心管上，支撑杆锁定部件在下连接件的支撑力作用下，无法向下移动，卡瓦块在扭力弹簧作用下，紧贴于支撑杆锁定部件内，使得外支撑杆锁定于支撑杆锁定部件内，将伞形支撑工具下入至井下指定位置，向管柱内加压，
在管柱与套管环空的压差作用下销钉剪断，下连接件与中心管之间失去销钉的固定作用力，在压力和重力作用下支撑杆锁定部件向下移动，外支撑杆卡瓦块滑出支撑杆锁定部件外，内支撑杆在内支撑杆上压缩弹簧和内支撑杆下压缩弹簧的作用下，外支撑杆在外支撑杆压缩弹簧作用下均打开，此时，卡瓦块与支撑杆锁定部件呈一定下倾角度贴合，以确保卡瓦块能有效下移、快速脱离支撑杆锁定部件。
36.为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
37.而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
38.以上对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。