管式泵采油井生产管柱泵下堵塞作业装置及其施工方法与流程

本发明涉及石油工业油井维修作业工具和使用方法，特别是管式泵采油井生产管柱泵下堵塞作业装置及其施工方法。

背景技术：

1、对于地层压力较高或天然气含量较高的油井或注水井,由于液面较高,在油田油水井作业过程中时常会有溢液或喷液现象,溢出的井液会对作业现场及周边环境造成污染。

2、对于具有自溢能力的油井，在维修作业过程中，井口会出现溢流现象。特别是在油井维修作业下入生产管柱的过程中，即使压井后，仍有大量井内液体从井口外溢，污染井场环境，降低生产时效。井内液体外溢使井口操作环境湿滑，易导致安全事故发生。

3、目前，对于上述井内液体外溢问题，现场多采用先污染后治理的方式加以解决。即：通过在井口搭设围堰，将溢出的井液进行汇集后，泵入储液罐内，然后再清理被污染的地面。

4、通过对现有技术及相关文献检索，检索到下述相关的使用工具：申请公布号cn102733776a公开的一种可捞式油管堵塞器，它包括上接头、主体、卡瓦、上隔垫、上胶筒、隔套、下胶筒、下隔垫、连接套、底堵、捞头、顶杆和芯杆，顶杆相对于芯杆下行时能够使主体与芯杆之间轴向脱开、从而通过芯杆使滑块解除对卡瓦的限定作用实现可捞。它使用起来方便，既可以对油管进行封堵又可以在需要时将堵塞器从油管中取出，以便于注水等其它作业。使用它更有利于油田作业和提高工作效率，节省工作时间，使堵塞油管实现可逆操作，即在投入堵塞器后可以在需要时将油管堵塞器取出，有效地解决了生产中的问题。

5、但是，上述发明创造的缺陷是：油管堵塞器随生产管柱下井后，因抽油泵固定凡尔阻碍无法实施投捞作业。因此无法应用到管式泵采油的生产管柱中。

6、申请公布号cn108661592a公开了一种油管堵塞器，属于石油开采领域。该油管堵塞器包括：上接头、中芯杆、打捞头、外筒、封隔器、护套、锁紧装置、内档头、活塞、活塞套和下接头；所述活塞套内设置有密封圈，所述密封圈将所述下接头、所述活塞与所述活塞套形成的腔体分为第一密封腔体与第二密封腔体，所述位于第一密封腔体内的所述活塞上设置有第一进液孔，所述位于第二密封腔体内的所述活塞上设置有第二进液孔，所述中心杆上设置有第三进液孔。本发明通过在活塞上设置第一进液孔和第二进液孔，使得油管堵塞器既可以座封，又可以解封，解决了现有技术的油管堵塞器的使用范围比较小的问题。本发明用于堵塞油管。

7、但是，上述发明创造的缺陷是：若该油管堵塞器下在管式泵泵筒下部，则受管式泵固定凡尔影响无法投捞，若该堵塞器下到管式泵中泵筒的上部，则壳体部分影响管式泵活塞下入，无法实现管式泵采油作业。

8、申请公布号cn110410032a本发明公开了一种油管堵塞器，属于油气开采领域。所述油管堵塞器包括：连接管、本体；连接管通过多个剪切销钉套装在本体上，并用于与油管密封连接；本体与连接管的内壁相抵，以封堵连接管的通道；其中，所述本体的材质为可溶水铝合金。本发明通过剪切销钉将连接管套装在本体上，且本体与连接管的内壁相抵，不仅能有效封堵在油管的下端口，而且待带压作业结束后，本体便可落入至井筒内，以打开油管的通道，有利于后续作业的开展；另外，通过将本体的材质设置为可溶水铝合金，可将本体溶解在井筒内，避免井下落物，无需进行打捞作业，便可保证油井正常生产。

9、但是，上述发明创造的缺陷是：可溶水铝合金制成的本体必须被打落井底后，才能等待溶化，防止作业途中溶化后不起作用，而且溶化时间较长。上述的油管堵塞器随管式泵下井后，会因管式泵的固定凡尔，也就是单向阀的影响，无法打落堵塞体，无法应用在管式泵采油的生产管柱中。

10、鉴于此，为了防止井内液体外溢污染环境，改善井口操作条件，消除安全隐患，提高油井维修工作效率，需研制管式泵采油井生产管柱泵下堵塞装置，防止井内液体外溢装置。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供管式泵采油井生产管柱泵下堵塞作业装置及其施工方法，在采用管式泵生产的油井维修下入生产管柱的过程中，通过本发明对生产管柱暂堵，以控制井内液体外溢。生产管柱下入后，能够从井口加液压打开采油通道，实现正常的管式抽油泵采油生产。避免油井维修过程中井内液体外溢对环境造成的污染，消除安全隐患，提高施工效率，降低生产成本。

2、本发明的技术解决方案是：管式泵采油井生产管柱泵下堵塞作业装置设有堵塞器和筛管，其中：堵塞器设有堵塞器壳体、顶杆和堵塞体，堵塞体的上部是顶杆，顶杆和堵塞体均安装在堵塞器壳体中，堵塞体的下部外壁设有密封件，堵塞器壳体与堵塞体之间通过剪切销钉连接；筛管的本体上部设有筛孔，筛管的下端能够与端帽连接；堵塞器壳体的上部能够与抽油泵固定凡尔的阀体通过接箍一连接，堵塞器壳体的下部能够通过接箍二与筛管连接，顶杆的上端能够从堵塞器壳体中伸出并能够进入抽油泵固定凡尔的球座中将凡尔球顶离球座。

3、优选的，所述顶杆还能够与堵塞体分体制造，分体制造时，顶杆安装在堵塞体的上部本体中。

4、优选的，分体制造的所述顶杆是中空杆状体且杆体中部设有弹簧安装座，顶杆的弹簧安装座和下部杆体安装在堵塞体的上部内腔中；所述顶杆的弹簧安装座下方的杆体外面装有弹簧。

5、优选的，所述顶杆的上端设有喇叭口状的球托，所述顶杆上端球托的最大外径小于球座的内径。

6、优选的，所述堵塞器壳体的内腔是阶梯内腔、下部内腔大于上部内腔且在内腔顶部设有内倒角。

7、优选的，所述堵塞体为非等径圆柱体、下部本体大于上部本体，所述堵塞体中设置密封件的上方本体中设有剪钉环槽，堵塞体下部本体的外径大于堵塞器壳体中上部内腔的内径，装配完成后，堵塞体的下部本体正好卡在堵塞器壳体中上部内腔与下部内腔形成的台阶下方；剪切销钉能够从堵塞器壳体的外面装入堵塞体外壁的剪钉环槽中。

8、优选的，与所述顶杆分体制造的堵塞体的上部本体设有上腔体和上端盖，上腔体与上端盖能够通过螺纹连接或者焊接；在所述的上腔体中设有弹簧座活动腔和弹簧固定台，所述上端盖和弹簧固定台中均设有顶杆活动中心孔；所述顶杆中的弹簧安装座和弹簧能够在上腔体中的弹簧座活动腔内上下移动，顶杆中弹簧安装座和弹簧两侧的杆体能够在上端盖和弹簧固定台中的顶杆活动中心孔内上下移动。

9、优选的，所述筛管中筛孔段下方的管体长度大于堵塞体和顶杆的总长度，所述筛管与丝堵之间还能够连接尾管，所述筛孔段中的筛孔数量形成的截面积大于筛管内径的截面积；设置在所述堵塞器壳体与堵塞体之间的剪切销钉设置在二个以上，所述堵塞体外壁安装的密封件设置在二道以上。

10、应用于所述管式泵采油井生产管柱泵下堵塞作业装置的施工方法包括以下步骤：

11、a、将堵塞器壳体通过接箍一连接在管式抽油泵固定凡尔中阀体的底端并在堵塞器下端依次连接筛管和丝堵或者根据井况在筛管下端连接尾管和丝堵；

12、b、将装有本发明装置的生产管柱下入井内；

13、c、为平衡油管与套管之间的压差，每下入300米以下的生产管柱，即向油管内灌满修井液；

14、d、对具有自溢能力的油井，井口压力在0.5兆帕以下时，将生产管柱中的管式泵的泵筒下入到设计深度；

15、e、安装井口，根据井况，采用相对密度大于1.10的压井液，从油管内加液压4mpa-5mpa，将堵塞体打落，验泵至合格；

16、f、下入抽油杆柱，在抽油杆柱底端连接的管式泵活塞距离泵筒3m-5.0m时，停止抽油杆柱的下放，下入光杆并调整好防冲距，安装井口防喷盒及生产管线流程即能够开井试抽。

17、优选的，对于井口压力在0.5兆帕以上的油井，将生产管柱中管式泵的泵筒下至设计深度，安装井口后，还有以下施工方法：

18、a、下入抽油杆柱，在抽油杆柱底端连接的活塞距离泵筒3m-5.0m时，停止抽油杆柱的下放，下入光杆并调整好防冲距，安装井口防喷盒及生产管线流程；

19、b、上提光杆，通过抽油杆柱将管式泵的活塞完全提出泵筒；

20、c、从油管内加液压4mpa-5mpa，剪断剪切销钉，打落堵塞体，验泵至合格后，再下放光杆，使管式泵的活塞进入泵筒，即能够试抽开井。

21、本发明的显著效果在于：

22、1、本发明可广泛应用于管式泵采油井下泵施工工序中，能够有效防止井内液体外溢，实现油井维修零污染和零排放作业。

23、2、在生产管柱的底部连接本装置后，在下入生产管柱的施工中，作业现场清洁卫生，很好地改善了井口操作条件，提升了工作效率，消除了场地湿滑带来的安全隐患。

24、3、本装置既能在油井维修中对生产管柱做暂时的封堵，又能在开抽生产时打开采油通道，兼顾了作业施工和采油生产等不同的工艺需求。

25、4、与现有对具有自溢能力的油井维修作业完井方式和施工操作相比，还具有如下显著的优势：

26、①不进行压井作业，有效保护了储层；

27、②大幅减少了企业对污染治理的成本投入，显著降低了生产成本；

28、③不额外增加施工工序，大幅缩短了占井周期，在提高开井时效的同时，显著降低了维修作业成本。

29、综上所述，本发明在避免管式泵采油井完井维修作业时生产管柱中的液体外溢对环境造成污染的同时，大幅提高了施工效率，有效降低了维修费用，具有显著的使用效果并能取得显著的经济效益。