一种注水井井下控压防吐砂管柱的制作方法

本发明涉及采油采气，特别涉及一种注水井井下控压防吐砂管柱。

背景技术：

1、油田开发中后期，随着注水井层间矛盾的日趋严重，注水井的上修率日益增多，高压注水井的上修问题尤为突出。

2、目前，国内外针对高压注水井的控压技术包括关井降压技术、高密度压井液压井技术、以及带压作业技术。其中，关井降压技术因井口压力高不能快速放压，导致上修周期延长，同时部分注水井在放压后会发生吐砂严重的现象，影响注水效率；而高密度压井液压井技术则在压井后，会出现污染地层，造成储层伤害的问题；而带压作业技术虽然可以满足多种高压注水井的作业需求，但对作业井场要求高，存在带压设备使用费用较高以及施工难度大、周期长的问题。

3、因此，基于上述现有技术存在的各项问题，有必要提出一种克服现有高压注水井的控压防吐砂技术，实现注水井的高效修井作业注水井井下控压防吐砂管柱。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种能够克服现有高压注水井的控压防吐砂技术的缺陷，实现注水井的高效修井作业的注水井井下控压防吐砂管柱。

2、为此，本发明技术方案如下：

3、一种注水井井下控压防吐砂管柱，包括自上而下依次连接的油管、插管式注水封隔器、油管短接、单流阀、沉砂尾管和丝堵；其中，

4、插管式注水封隔器包括中心插管、密封筒、连接筒、卡瓦机构、密封胶筒组、胶筒支撑座和支撑筒；中心插管由上接头、插管本体和环形套筒构成；上接头连接在插管本体顶端，其外径大于插管本体外径，使二者的连接处外壁上形成有环形台阶；环形套筒以与插管本体呈同轴设置的方式套装在插管本体的上侧外壁上，且顶端通过内环形凸台与插管本体连接固定为一体；插管本体底端封堵有底堵；密封筒套装在环形套筒外侧，且其上部与插管本体存在环空空隙、下部与环形套筒相贴合；连接筒以与密封筒存在环空空隙的方式套装在密封筒外侧，且其顶端插接在中心插管的上接头外侧；密封筒顶端位于中心插管外壁上的环形台阶下方，其顶端外壁上设有与连接筒内壁相贴合的外环形凸台，其顶端内壁上设有与插管本体外壁相贴合的内环形凸台，使插管本体与密封筒之间形成有一环形腔室；插管本体的顶端侧壁上沿周向开设有多个与环形腔室相连通的径向过流孔；密封筒通过沿周向设置在其内环形凸台与插管本体之间的多个剪断销钉相连接；卡瓦机构由卡瓦座、卡瓦和卡瓦块构成；卡瓦座由自上而下依次连接的锥形筒和直筒构成；锥形筒下部内壁上设有内环形凸台，直筒中部外壁上设有外环形凸台；卡瓦座顶端固定在连接筒的底端，并使中心插管的环形套筒底端压配在其内环形凸台的上端面上；卡瓦块为外径自上而下逐渐增大的锥形筒，其套装在卡瓦座外侧并压配在卡瓦座的外环形凸台上端面上；卡瓦套装在卡瓦座外侧，其顶端内壁和底端内壁分别加工为与锥形筒外壁和卡瓦块外壁相配合的锥面；密封胶筒组套装在卡瓦座的下部外壁上，其顶端抵在卡瓦座的外环形凸台下端面上；支撑筒为一上部内径大于下部内径的筒体，其上部与插管本体之间存在环空空隙且顶端插接在卡瓦座底端外侧，其中部形成有与卡瓦座底端存在间距的环形台阶，其下部密封套装在插管本体下部外侧；胶筒支撑座套装在支撑筒顶端外侧，其顶端内壁上的内环形凸台压配在支撑筒的上端面上，使密封胶筒组底端压配在胶筒支撑座上；

5、单流阀通过油管短接连接在插管式注水封隔器底端，其一侧侧壁上开设有与井筒连通的过流孔；沉砂尾管连接在单流阀底端，以收集水中沉砂和底堵；丝堵封堵在沉砂尾管的底端开口处。

6、进一步地，单流阀包括单流阀上接头、过流管、单流阀体和单流阀下接头；其中，过流管为一内腔自上而下依次开设有上直通道、坡形通道、连通通道、偏心孔道组、以及下直通道的管体；上直通道与管体外侧相连通；坡形通道为自上直通道底部沿轴向开设且通道内径自上而下逐渐减小的通道，且坡形通道与上直通道相连通；连通通道为自坡形通道底部沿轴向开设的直通道，且连通通道与坡形通道相连通；偏心孔道组由自连通通道底部沿轴向开设的两条呈并列设置的第一偏心孔道和第二偏心孔道构成，第一偏心孔道位于坡形通道底部的正下方，并与连通通道相连通；第二偏心孔道顶端与连通通道相连通、底端封闭；下直通道为自第一偏心孔道底部沿轴向开设的直通道，且下直通道分别与第一偏心孔道和管体外侧连通；在第二偏心孔道的侧壁上自上而下间隔开设有两条与管体外侧连通的过流孔道；单流阀体由自上而下依次设置在第二偏心孔道内的第一球座、封堵球、第二球座和弹簧构成；第一球座为固定在第二偏心孔道顶端内壁上的环形体，其底面加工为与封堵球相配合的锥面；第二球座为顶面加工为锥面的圆柱形块体；弹簧呈压缩态竖直设置，其两端分别固定在第二偏心孔道底部和第二球座的底面上；单流阀上接头连接在上直通道内，单流阀下接头连接在下直通道内。

7、进一步地，在密封筒的外环形凸台外壁上设有双道密封圈，使其与连接筒内壁之间形成密封，在密封筒的内环形凸台内壁上设有双道密封圈，使其与插管本体外壁之间形成密封，在中心插管上接头的底端外壁上设有双道密封圈，使其与连接筒内壁之间形成密封。

8、进一步地，密封胶筒组由三组胶筒构成，且相邻胶筒之间设置有隔环。

9、进一步地，在上直通道与单流阀上接头之间还通过设置双道密封圈，使二者之间形成密封连接；在下直通道与单流阀下接头之间还通过设置双道密封圈，使二者之间形成密封连接。

10、进一步地，油管短接的长度大于1m。

11、与现有技术相比，该注水井井下控压防吐砂管柱能够实现注水井井下控压，常规条件下即可正常起下管柱，防止地层出砂，延长检管周期，提高注水井施工完成率及施工效率。

技术特征：

1.一种注水井井下控压防吐砂管柱，其特征在于，包括自上而下依次连接的油管(1)、插管式注水封隔器(2)、油管短接(3)、单流阀(4)、沉砂尾管(5)和丝堵(6)；其中，

2.根据权利要求1所述的注水井井下控压防吐砂管柱，其特征在于，单流阀(4)包括单流阀上接头(4a)、过流管(4h)、单流阀体(4d)和单流阀下接头(4i)；其中，过流管(4h)为一内腔自上而下依次开设有上直通道、坡形通道(4b)、连通通道(4c)、偏心孔道组、以及下直通道的管体；上直通道与管体外侧相连通；坡形通道(4b)为自上直通道底部沿轴向开设且通道内径自上而下逐渐减小的通道，且坡形通道(4b)与上直通道相连通；连通通道(4c)为自坡形通道(4b)底部沿轴向开设的直通道，且连通通道(4c)与坡形通道(4b)相连通；偏心孔道组由自连通通道(4c)底部沿轴向开设的两条呈并列设置的第一偏心孔道(4f)和第二偏心孔道构成，第一偏心孔道(4f)位于坡形通道(4b)底部的正下方，并与连通通道(4c)相连通；第二偏心孔道顶端与连通通道(4c)相连通、底端封闭；下直通道为自第一偏心孔道(4f)底部沿轴向开设的直通道，且下直通道分别与第一偏心孔道(4f)和管体外侧连通；在第二偏心孔道的侧壁上自上而下间隔开设有两条与管体外侧连通的过流孔道；单流阀体(4d)由自上而下依次设置在第二偏心孔道内的第一球座、封堵球、第二球座和弹簧构成；第一球座为固定在第二偏心孔道顶端内壁上的环形体，其底面加工为与封堵球相配合的锥面；第二球座为顶面加工为锥面的圆柱形块体；弹簧呈压缩态竖直设置，其两端分别固定在第二偏心孔道底部和第二球座的底面上；单流阀上接头(4a)连接在上直通道内，单流阀下接头(4i)连接在下直通道内。

3.根据权利要求1所述的注水井井下控压防吐砂管柱，其特征在于，在密封筒(2b)的外环形凸台外壁上设有双道密封圈，使其与连接筒(2c)内壁之间形成密封，在密封筒(2b)的内环形凸台内壁上设有双道密封圈，使其与插管本体外壁之间形成密封，在中心插管(2a)上接头的底端外壁上设有双道密封圈，使其与连接筒(2c)内壁之间形成密封。

4.根据权利要求1所述的注水井井下控压防吐砂管柱，其特征在于，密封胶筒组(2f)由三组胶筒构成，且相邻胶筒之间设置有隔环。

5.根据权利要求2所述的注水井井下控压防吐砂管柱，其特征在于，在上直通道与单流阀上接头(4a)之间还通过设置双道密封圈，使二者之间形成密封连接；在下直通道与单流阀下接头(4i)之间还通过设置双道密封圈，使二者之间形成密封连接。

6.根据权利要求1所述的注水井井下控压防吐砂管柱，其特征在于，油管短接(3)的长度大于1m。

技术总结本发明公开了一种注水井井下控压防吐砂管柱，包括自上而下依次连接的油管、插管式注水封隔器、油管短接、单流阀、沉砂尾管和丝堵；其中，插管式注水封隔器包括中心插管、密封筒、连接筒、卡瓦机构、密封胶筒组、胶筒支撑座和支撑筒；单流阀通过油管短接连接在插管式注水封隔器底端，其一侧侧壁上开设有与井筒连通的过流孔；沉砂尾管连接在单流阀底端，以收集水中沉砂和底堵；丝堵封堵在沉砂尾管的底端开口处。该注水井井下控压防吐砂管柱能够实现注水井井下控压，常规条件下即可正常起下管柱，防止地层出砂，延长检管周期，提高注水井施工完成率及施工效率。技术研发人员：韩羽,韩文华,江淑丽,张光军,吴宝路,董旭,周海玉,周嘉琦,杨培伦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：2024/7/4