專(zhuān)利名稱(chēng)：一種壓裂防砂充填工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于石油工業(yè)的井下作業(yè)工具，特別是一種壓裂防砂充填工 具，適用于各種油井的防砂，特別是稠油井的壓裂防砂作業(yè)。
背景技術(shù)：
在油田的勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中，特別是勘探開(kāi)發(fā)后期，有許多井層需要進(jìn)行 防砂，有些井還需進(jìn)行壓裂防砂。為了滿足防砂井的需要，已研制開(kāi)發(fā)了多 種防砂工具，有可留井式、有懸掛式還有擠壓式等多種，而且在現(xiàn)場(chǎng)防砂應(yīng)用 中發(fā)揮了巨大的作用。但這些工具的共同特點(diǎn)是只適用于普通井的擠壓充填 防砂和循環(huán)充填防砂，而對(duì)于需進(jìn)行壓裂防砂的井由于其現(xiàn)有工具的排量小 則不能滿足要求。為了滿足壓裂防砂井的需要，現(xiàn)在采用的辦法是先下入壓 裂封隔器進(jìn)行壓裂，壓裂完成后再起出井內(nèi)管柱，下入皮碗式防砂充填工具 進(jìn)行循環(huán)充填，循環(huán)充填完成后再起出井內(nèi)工具，下入鉛封，下泵投產(chǎn)。其 缺點(diǎn)是施工工序多，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，施工周期長(zhǎng)，施工費(fèi)用高。若采用 普通循環(huán)式充填工具進(jìn)行壓裂防砂，由于普通循環(huán)式充填工具的出砂口較小， 所以在大排量的壓裂時(shí)容易把循環(huán)工具的充填口刺壞，造成砂子繞過(guò)封隔器 返至油套環(huán)空，造成防砂失敗，甚至造成卡鉆事故的發(fā)生。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的任務(wù)是提供一種壓裂防砂充填工具，克服現(xiàn)有技術(shù)中的上 述缺陷，使油井的壓裂防砂作業(yè)變得施工簡(jiǎn)單、安全可靠，降低生產(chǎn)成本和 工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
本技術(shù)解決方案可達(dá)上述目的 一種壓裂防砂充填工具包括封隔器系統(tǒng) 和丟手系統(tǒng)，封隔器系統(tǒng)設(shè)有皮碗密封機(jī)構(gòu)和出液口，循環(huán)系統(tǒng)、封隔器系 統(tǒng)、換向系統(tǒng)和丟手系統(tǒng)依次順序連接，在換向系統(tǒng)上設(shè)置出砂口。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下顯著的效果1、利用本實(shí)用新型 進(jìn)行壓裂防砂，可以不用下入壓裂封隔器進(jìn)行壓裂，節(jié)省一趟管柱的下入作 業(yè)，明顯降低了生產(chǎn)成本。2、施工及時(shí)，操作方便，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)
度。本實(shí)用新型隨管柱一起下至井中，利用水泥車(chē)打壓即可關(guān)閉防砂工具的 循環(huán)通道，隨后即可利用壓裂車(chē)進(jìn)行壓裂防砂及循環(huán)充填。3、本實(shí)用新型 的換向系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)計(jì)成工具的一部分，大大增加了過(guò)流面積，允許進(jìn)行大排
量壓裂防砂施工。4、本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的循環(huán)系統(tǒng)，能在工具下井時(shí)使井內(nèi)
液體在該實(shí)用新型上部構(gòu)成循環(huán)，從而有效的保護(hù)皮碗，防止皮碗早期損壞
造成防砂施工失敗。5 、本工具沒(méi)有卡瓦，可有效的減少各種事故的發(fā)生。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖的上半圖。 圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖的下半圖。 圖3為圖2中A-A向的剖示圖。
圖中上接頭l、鋼球2、彈性球座3、扶正環(huán)4、循環(huán)液缸5、剪斷銷(xiāo) 釘6、轉(zhuǎn)換接頭8、中心管9、外中心管IO、上密封膠筒ll、保護(hù)環(huán)12、 下密封膠筒13、皮碗壓環(huán)14、皮碗15、限位環(huán)16、壓環(huán)17、內(nèi)中心管 18、換向套19、出砂口20、夾壁流通腔21、丟手內(nèi)管22、丟手外管23、出 液口 2具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳述參見(jiàn)圖1和圖2， 一種 壓裂防砂充填工具包括封隔器系統(tǒng)和丟手系統(tǒng)，封隔器系統(tǒng)設(shè)有皮碗密封機(jī) 構(gòu)和出液口24，循環(huán)系統(tǒng)、封隔器系統(tǒng)、換向系統(tǒng)和丟手系統(tǒng)依次順序連 接，在換向系統(tǒng)上設(shè)置出砂口20。循環(huán)系統(tǒng)包括上接頭l、鋼球2、彈性球 座3、循環(huán)液缸5、活塞和轉(zhuǎn)換接頭8，上接頭l外套裝扶正環(huán)4與循環(huán)液缸 5連接，彈性球座3和活塞安裝在循環(huán)液缸5內(nèi)，通過(guò)剪斷銷(xiāo)釘6固定在上 接頭1上。彈性球座3是筒狀體，筒體上至少設(shè)有不通透的豎槽3條；循環(huán) 液缸5設(shè)有循環(huán)孔。封隔器系統(tǒng)包括中心管9、外中心管IO、皮碗密封機(jī)構(gòu) 和輔助密封機(jī)構(gòu)，中心管9上部設(shè)有出液口 24，外中心管10與中心管9連 接，皮碗密封機(jī)構(gòu)和輔助密封機(jī)構(gòu)安裝在外中心管10上，在皮碗密封機(jī)構(gòu) 的上方安裝輔助密封機(jī)構(gòu)。輔助密封機(jī)構(gòu)包括上密封膠筒ll、保護(hù)環(huán)12和 下密封膠筒13，上密封膠筒11和下密封膠筒13之間安裝保護(hù)環(huán)12。皮碗密 封機(jī)構(gòu)包括皮碗壓環(huán)14、皮碗15、限位環(huán)16和壓環(huán)17。皮碗15上方安裝
皮碗壓環(huán)14、下方安裝限位環(huán)16和壓環(huán)17。換向系統(tǒng)包括內(nèi)中心管18、充 填轉(zhuǎn)換頭和換向套19，內(nèi)中心管18與充填轉(zhuǎn)換頭連接，充填轉(zhuǎn)換頭和換向 套19對(duì)應(yīng)，均設(shè)有出砂口20，見(jiàn)圖3。充填轉(zhuǎn)換頭的底端封閉，在底部外 圓設(shè)有臺(tái)階，臺(tái)階上設(shè)有軸向通槽，其軸向通槽與出砂口20間隔設(shè)置與換 向套19構(gòu)成夾壁流通腔21。中心管9的內(nèi)徑大于內(nèi)中心管18的外徑，與夾 壁流通腔21構(gòu)成濾液返出通道。丟手系統(tǒng)包括丟手內(nèi)管22和丟手外管23。 本工具使用時(shí)隨防砂管柱一起下入井中，防砂管柱由油管和濾砂管等組成。 本實(shí)用新型的上接頭1與循環(huán)液缸5通過(guò)絲扣連接；上接頭1內(nèi)靠剪斷銷(xiāo)釘 6固定有彈性球座3和活塞，循環(huán)液缸5通過(guò)轉(zhuǎn)換接頭8和中心管9相連。 將上密封膠筒ll、保護(hù)環(huán)12、下密封膠筒13、皮碗壓環(huán)14、皮碗15、限 位環(huán)16和壓環(huán)17套裝在外中心管10上，由外中心管10的上部與中心管9 用絲扣固定。內(nèi)中心管18上端靠絲扣與轉(zhuǎn)換接頭8連接，換向套19上端與 中心管9連接，下部與丟手內(nèi)管22相接，丟手內(nèi)管22和丟手外管23靠反 扣連接在一起。
現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，首先根據(jù)要求對(duì)油井進(jìn)行通井刮管，丈量好管柱，將本工 具隨防砂管柱一起下到井中預(yù)定位置，投入鋼球2利用水泥車(chē)打壓。在水壓 力的作用下彈性球座3和活塞將剪斷銷(xiāo)釘6剪斷后一起下行關(guān)閉循環(huán)液缸5 的循環(huán)孔，也就是本工具的循環(huán)通道。此時(shí)彈性球座3脹大，鋼球2通過(guò)彈 性球座3下行掉至內(nèi)中心管18的底部。此時(shí)關(guān)閉套管閘門(mén)即可進(jìn)行壓裂防 砂擠壓施工，防砂液自防砂管柱進(jìn)入本實(shí)用新型的內(nèi)腔，由出砂口20進(jìn)入 施工層。壓裂防砂完成后，打開(kāi)套管閘門(mén)即可進(jìn)行循環(huán)充填。防砂液同樣通 過(guò)出砂口 20進(jìn)入油套環(huán)空，經(jīng)連接在本實(shí)用新型下方防砂管柱上的濾砂管 過(guò)濾后的砂子留在油套環(huán)空。經(jīng)濾砂管過(guò)濾后的濾液從本實(shí)用新型的底部?jī)?nèi) 腔進(jìn)入，頂開(kāi)丟手內(nèi)管22內(nèi)的鋼球，經(jīng)夾壁流通腔21上行。順著由中心管 9、內(nèi)中心管18、充填轉(zhuǎn)換頭和夾壁流通腔21構(gòu)成的濾液返出通道，由中心 管9上部的出液口 24返出，然后經(jīng)套管返至地面。充填完成后，上提油管 正轉(zhuǎn)數(shù)圈后丟手，起出本實(shí)用新型丟手內(nèi)管22以上的部分，下入鉛封與本 實(shí)用新型的丟手外管23對(duì)接，密封油套環(huán)空，下泵生產(chǎn)即可。
權(quán)利要求1、一種壓裂防砂充填工具，包括封隔器系統(tǒng)和丟手系統(tǒng)，封隔器系統(tǒng)設(shè)有皮碗密封機(jī)構(gòu)和出液口(24)，其特征是循環(huán)系統(tǒng)、封隔器系統(tǒng)、換向系統(tǒng)和丟手系統(tǒng)依次順序連接，在換向系統(tǒng)上設(shè)有出砂口(20)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種壓裂防砂充填工具，其特征是循環(huán)系統(tǒng) 包括上接頭(1)、鋼球(2)、彈性球座(3)、循環(huán)液缸(5)、活塞、和 轉(zhuǎn)換接頭(8)，上接頭(1)外套裝扶正環(huán)(4)與循環(huán)液缸(5)連接，彈 性球座(3)和活塞安裝在循環(huán)液缸(5)內(nèi)，通過(guò)剪斷銷(xiāo)釘(6)固定在上 接頭(1)上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種壓裂防砂充填工具，其特征是彈性球座 (3)是筒狀體，筒體上至少設(shè)有不通透的豎槽3條；循環(huán)液缸(5)設(shè)有循環(huán)孔。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種壓裂防砂充填工具，其特征是封隔器系 統(tǒng)包括中心管(9)、外中心管(10)、皮碗密封機(jī)構(gòu)和輔助密封機(jī)構(gòu)，中 心管(9)上部設(shè)有出液口 (24)，外中心管(10)與中心管(9)連接，皮 碗密封機(jī)構(gòu)和輔助密封機(jī)構(gòu)安裝在外中心管(10)上，在皮碗密封機(jī)構(gòu)的上 方安裝輔助密封機(jī)構(gòu)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種壓裂防砂充填工具，其特征是換向系統(tǒng) 包括內(nèi)中心管(18)、充填轉(zhuǎn)換頭和換向套(19)，內(nèi)中心管(18)與充填 轉(zhuǎn)換頭連接，充填轉(zhuǎn)換頭和換向套(19)對(duì)應(yīng)，均設(shè)有出砂口 (20)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種壓裂防砂充填工具，其特征是充填轉(zhuǎn)換 頭的底端封閉，在底部外圓設(shè)有臺(tái)階，臺(tái)階上設(shè)有軸向通槽，其軸向通槽與 出砂口 (20)間隔設(shè)置與換向套(19)構(gòu)成夾壁流通腔(21)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4或5或6所述的一種壓裂防砂充填工具，其特征是中 心管(9)的內(nèi)徑大于內(nèi)中心管(18)和充填轉(zhuǎn)換頭底部臺(tái)階上方的外徑， 與夾壁流通腔(21)構(gòu)成濾液返出通道。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了石油工業(yè)使用的一種壓裂防砂充填工具，適用于各種油井的防砂，特別是稠油井的壓裂防砂作業(yè)。本工具包括封隔器系統(tǒng)和丟手系統(tǒng)，封隔器系統(tǒng)設(shè)有皮碗密封機(jī)構(gòu)和出液口，循環(huán)系統(tǒng)、封隔器系統(tǒng)、換向系統(tǒng)和丟手系統(tǒng)依次順序連接，在換向系統(tǒng)上設(shè)有出砂口。本工具隨管柱一起下至井中，利用水泥車(chē)打壓即可關(guān)閉循環(huán)通道，隨后即可利用壓裂車(chē)進(jìn)行壓裂防砂及循環(huán)充填?？梢怨?jié)省一趟管柱的下入作業(yè)，施工及時(shí)，操作方便，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。本實(shí)用新型換向系統(tǒng)過(guò)流面積大，允許進(jìn)行大排量壓裂防砂施工。
文檔編號(hào)E21B43/02GK201059181SQ20072001766
公開(kāi)日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月19日
發(fā)明者車(chē)登先 申請(qǐng)人:中國(guó)石化集團(tuán)勝利石油管理局井下作業(yè)公司