一种一趟式连续油管注CO2管柱装置及操作方法与流程

本发明涉及石油开采中使用的井下注气，特别是涉及一种一趟式连续油管注co2管柱装置及操作方法。

背景技术：

1、目前，由于中国提出了碳埋存、碳达峰的二氧化碳减排目标，co2混相驱油近年在国内不断发展，该方法能够补充地层能量提高采收率，同时达到碳埋存的目的，目前二氧化碳驱注气管柱主要采用气密封管柱，管柱下井需要进行气密性检测，长时间注气过程中，在管柱受力和振动的作用下，注气管柱存在气密性不稳定的情况。

2、2004年华东油气田在国内首次研制出“整体式注co2管柱”，并在cs油田tz组油藏c21等五口井开展先导试验。整体式注气完井管柱主要由气密封油管、滑套开关、水力锚、y221封隔器及喇叭口等组成。y221封隔器位于注入层上部20m左右，采用旋转坐封方式，环空预先充填保护液，水力锚可有效防止管柱蠕动。当需要更换环空保护液及检管时，滑套开关可以完成洗井和压井等工艺措施，挂片装置可以检查防腐效果，考虑测吸入剖面的需要，管柱底部连接喇叭口。管柱中封隔器的坐封力来自于油管的重量，当注气井不能够连续注入，油管存在升缩，导致封隔器坐封力波动，降低了整趟管柱的气密性。

3、大庆油田设计出分体可钻式注气管柱，封隔器采用液压座封，以改善封隔器的受力方式。分体式注气管柱主要由y443可钻式封隔器丢手管柱和插入密封管柱两部分组成。虽然注气管柱的气密性效果较好，但针对可钻式注气管柱作业，需要上钻具、钻铣和冲砂等环节，存在工作量大、施工周期长、作业成本高等问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：如何解决现有技术存在的气密封管柱易失效、修井作业过于复杂的问题。

2、为达到上述目的，本发明提供了一种一趟式连续油管注co2管柱装置，设于套管内，包括上部管柱和下部管柱，所述上部管柱包括设于套管内的连续油管，所述下部管柱从上至下依次设置有连续油管连接器、循环阀、密封插头以及多功能注气阀，所述连续油管连接器与所述连续油管密封连接，所述下部管柱与所述套管的内壁之间还设有可取式封隔器，所述下部管柱通过所述可取式封隔器的锚瓦固定在所述套管内壁上，所述多功能注气阀能够实现注气时关闭，管柱反洗时打开。

3、进一步优选地，所述连续油管连接器包括第一顶部接头和第一底部接头，所述第一顶部接头内壁设有第一固定槽，所述第一固定槽内设有箍紧环，所述箍紧环置于所述第一顶部接头和第一底部接头的连接处，所述第一顶部接头内安装有卡紧棘爪，所述卡紧棘爪通过所述箍紧环安装于所述第一顶部接头内，所述第一底部接头的内壁开设有多重螺旋槽，所述卡紧棘爪的外径上设有多重螺旋齿，所述多重螺旋齿与所述多重螺旋槽相互配合，所述第一顶部接头还设有允许卡紧棘爪往左端移动的卡紧行程，当所述卡紧棘爪向左端移动时也向内收缩，以卡紧所述连续油管。

4、进一步优选地，所述连续油管连接器还包括第一密封圈和第一挡圈，所述密封圈和挡圈设于所述第一底部接头与所述卡紧棘爪之间。

5、进一步优选地，所述循环阀包括第二顶部接头和第二底部接头，所述第二顶部接头与所述第二底部接头连接，所述第二顶部接头的下端设有密封小内径，所述第二底部接头的顶部设有密封大内径，所述密封小内径与所述密封大内径构成一个密封面积差区域，所述密封面积差区域内设有剪切滑动套，所述剪切滑动套与所述第二顶部接头之间设置有第二密封圈，所述剪切滑动套与所述第二底部接头之间设有第一止动环和第一剪切螺钉。

6、进一步优选地，所述密封插头包括第三顶部接头、第一中心管、调节螺套以及棘爪，所述第一中心管的一端连接于所述第三顶部接头内部，另一端与所述可取式封隔器连接，所述第三顶部接头与所述第一中心管之间形成空腔，所述调节螺套设于所述空腔内，所述棘爪设于所述调节螺套的下端外周壁，所述第一中心管外壁设有支撑台阶，所述棘爪对应所述支撑台阶安装，所述第三顶部接头与所述第二底部接头之间设有第一o型密封圈，所述第三顶部接头与所述第一中心管之间设有第三密封圈。

7、进一步优选地，所述可取式封隔器包括第一上部接头和第二中心管，所述第一上部接头与所述棘爪卡接，所述第一上部接头与所述支撑台阶之间设有第一剪切环和第二剪切螺钉，所述第二中心管套接于所述第一上部接头和第一中心管之间，所述第一中心管的底部外壁设有密封盘根，所述密封盘根与所述第二中心管之间由上往下依次设有支撑环、固定线圈以及第二挡圈。

8、进一步优选地，所述可取式封隔器还包括胶筒组件、内卡瓦止动机构、卡瓦机构、解封回收机构以及下部接头，所述胶筒组件、内卡瓦止动机构以及卡瓦机构自上往下依次设于所述第二中心管的外壁，所述解封回收机构设于所述第二中心管的底部，所述下部接头连接于所述解封回收机构的底部。

9、进一步优选地，所述多功能注气阀包括第二上部接头和球头，所述第二上部接头的一端套接于所述下部接头的底部，所述球头安装于所述第二上部接头的底部，所述第二上部接头的内侧设有密封堵塞，所述密封堵塞中部开设有通道，所述密封堵塞靠近所述下部接头一端的通道上设有坐封球，所述球头内设有阀座和止动隔环，所述阀座置于所述止动隔环下方，所述阀座上设有单向阀，所述止动隔环上设有弹簧，所述弹簧作用于所述单向阀以使得所述单向阀始终保持向上移动的趋势。

10、进一步优选地，所述球头底部设有过流孔，所述第二上部接头上开设有灌液孔和注气通道，当所述多功能注气阀处于开启状态时，所述密封堵塞密封关闭所述注气通道，所述灌液孔开启，管柱内孔可灌液而不能注气；当所述多功能注气阀处于关闭状态时，所述密封堵塞密封关闭所述灌液孔，所述注气通道开启，管柱内孔可注气而不能灌液。

11、为解决上述技术问题，本发明还提供一种管柱操作方法，该方法基于上述所述的一种一趟式连续油管注co2管柱装置而实现，包括以下步骤：

12、s1、下入一趟式管柱，将连续油管与连续油管连接器桶式卡瓦连接，连续油管连接器依次与循环阀、密封插头、可取式封隔器和多功能注气阀采用螺纹+密封圈密封一并下到井下；

13、s2、管柱下入到位后通过管内加压使多功能注气阀的坐封球坐封即可实现封隔器坐封；

14、s3、封隔器坐封完成后继续提高压力，密封堵塞剪切下移从而关闭自动灌液孔，与多功能注气阀下端的单向浮阀一起实现对下部地层压力的隔离；

15、s4、通过连续油管一趟式管柱，向井下地层中注入二氧化碳气体。

16、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

17、本发明的一趟式连续油管注co2管柱装置结构简单，能够满足注气管柱的要求，通过设置可取式封隔器可以承受向下与向上的力，使可取式封隔更加可靠且作业方便，同时底部的多功能注气阀能够实现注气时关闭，管柱反洗时打开，管柱下入过程中通过自动灌液，保持管柱内外压力平衡，避免管柱由于外压过高导致连续油管挤毁，在下入过程中可实现反循环洗井，下至设计深度后，可反循环顶替环空保护液；而可取式封隔器坐封完成后管柱内外部同时配合实现对地层压力的隔离，井口无回压，可安全进行井口拆卸安装操作；密封插头采用过提丢手式代替正转丢手式，直接过提至设定剪切力即可实现丢手，操作简便，且由于无需旋转管柱，突破了连续油管不能旋转操作的限制，本发明解决了现有技术存在的气密封管柱易失效、修井作业过于复杂的问题。

18、本发明的一种管柱操作方法由于采用一趟式连续油管注co2管柱装置，而一趟管柱即可实现封隔器的坐封及回接到井口，节省作业时间、成本及降低作业风险；以连续油管代替油管，管柱下入时间大幅缩短，作业效率数倍提升；连续油管与油管相比，没有中间连接螺纹，入井时不用进行螺纹气密封检测，有效节省时间与成本，且从根本上避免了注气作业时管柱气体泄漏的风险；且由于无需旋转管柱，突破了连续油管不能旋转操作的限制。