專利名稱：一種水平井裸眼礫石充填工具及充填方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油開采井防砂工具及其使用方法，特別涉及一種水平井裸眼礫石充填工具及充填方法。
背景技術(shù)：
一般油井分為直井、斜井、水平井，直井為設(shè)計軌道是一條鉛垂直的井，經(jīng)井斜角接近O ;斜井為連接地面和地下巷道的有一定傾斜角度的井筒；水平井為井斜角達到或接近90°，井深沿著水平方向鉆進的井。目前，國內(nèi)所使用的水平井礫石充填工具多為底部充填工具，即完井液從管柱的最底端開始，由下往上充填，其為石油開采防砂工藝做出了巨大的貢獻。同時，這種工具也存在著缺點和不足①作業(yè)過程中靜液柱的壓力，不能始終作用在井壁上，從而造成井壁不穩(wěn)定的風險；充填之前的井壁可能會出現(xiàn)不完整的情形，從而造成充填質(zhì)量不高甚至不能完成充填；②投球座封，如采用座封后剪切座封球座，容易對地層產(chǎn)生水擊作用；如采用反洗球方式，排量小則難以洗球，排量大則對井壁造成沖刷，進而增大漏失量，漏失量增大直接影響充填效果，同時還會造成地層污染長水平段充填作業(yè)時，會造成循環(huán)壓力高；循環(huán)壓力高于地層壓力時，會造成漏失和局部脫砂；④如充填作業(yè)后漏失較大時，返速不能滿足反循環(huán)清洗要求，造成反洗困難，漏失量大，甚至造成工具砂卡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種水平井裸眼礫石充填工具，采用外管柱內(nèi)安裝服務工具的結(jié)構(gòu)，既能一趟管柱下入完成礫石充填工藝又能很好的避免或克服上述現(xiàn)有工具系統(tǒng)存在的缺點和不足。本發(fā)明的另一個目的是提供一種水平井裸眼礫石充填方法，本發(fā)明的水平井裸眼礫石充填方法采用由上往下的充填方式，可保證所有作業(yè)階段靜液柱壓力作用在地層上，以保證井壁穩(wěn)定；實現(xiàn)分級脫砂，確保作業(yè)過程中不會壓漏地層；配置防抽吸閥以避免作業(yè)過程中對地層的抽吸，可實現(xiàn)充填作業(yè)后將破膠液頂替至防砂管柱最底部。本發(fā)明的水平井裸眼礫石充填工具，包括外管柱和服務工具，所述服務工具位于所述外管柱內(nèi)，其特別之處在于所述外管柱包括依次連接的封隔器、延伸管、充填滑套、聯(lián)接密封筒、聯(lián)接接箍、延伸管、定位接箍、延伸管、快速接頭、盲管、篩管、脫砂閥密封筒、篩管、防液鎖密封筒和雙級浮鞋；所述服務工具包括依次連接的座封工具、充填工具、防抽吸閥、滑套開關(guān)工具、定位工具、分級脫砂閥及底部密封。為了進一步改進現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的水平井裸眼礫石充填工具的特別之處還在于所述充填工具包括儲存并排除充填落砂的儲砂槽、所述儲砂槽上設(shè)置的密封環(huán)以及形成充填環(huán)形空間的沖管外層管、中心管、分流滑套、雙筒體、充填球座，所述分流滑套位于所述沖管外層管和所述中心管的上端，所述雙筒體位于所述沖管外層管和所述中心管的下端，所述雙筒體下端與所述充填球座相連；所述分流滑套上設(shè)置有返出孔，所述雙筒體上設(shè)置有充填孔。為了進一步改進現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的水平井裸眼礫石充填工具的特別之處還在于所述分流滑套設(shè)置有與所述充填環(huán)形空間相連通的分流環(huán)形空間，所述分流環(huán)形空間連接有反洗管，所述反洗管的外層壁設(shè)置有所述返出孔、所述反洗管內(nèi)層壁設(shè)置有分流孔。為了進一步改進現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的水平井裸眼礫石充填工具的特別之處還在于所述雙筒體內(nèi)、外筒壁分別與所述中心管、所述沖管外層管相連接，所述雙筒體的內(nèi)通道與所述中心管相連通，所述雙筒體的外通道與所述沖管外層管和中心管之間的充填環(huán)形空間相連通。為了進一步改進現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的水平井裸眼礫石充填工具的特別之處還在于所述充填球座包括球座主體以及位于所述球座主體內(nèi)部的小球座,所述小球座上、下兩端分別連接有座封球鎖緊裝置、反向截流裝置，所述球座主體上設(shè)置有剪切銷釘。為了進一步改進現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的水平井裸眼礫石充填工具的特別之處還在于所述防抽吸閥包括帶孔體；所述帶孔體內(nèi)設(shè)置有與之可以發(fā)生相對運動的聯(lián)動裝置；所述聯(lián)動裝置上設(shè)置有液流孔；所述聯(lián)動裝置上方連接有所述單流閥體，所述單流閥體上方連接有聯(lián)閥彈簧；所述聯(lián)動裝置下端通過連接銷釘連接有彈性套，所述彈性套上設(shè)置有鎖定所述彈性套的鎖定裝置。為了進一步改進現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的水平井裸眼礫石充填工具的特別之處還在于所述鎖定裝置包括鎖定所述單流閥體打開位置的開鎖定裝置和鎖定所述單流閥體關(guān)閉位置的關(guān)鎖定裝置，所述開鎖定裝置位于所述關(guān)鎖定裝置上方。為了進一步改進現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的水平井裸眼礫石充填工具的特別之處還在于所述分級脫砂閥設(shè)置有流通孔、連通孔、進液孔，所述進液孔處設(shè)置有封孔體，所述封孔體連接有脫砂閥活塞和鎖塊。為了進一步改進現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的水平井裸眼礫石充填工具的特別之處還在于所述脫砂閥活塞固定連接有聯(lián)動活塞，所述聯(lián)動活塞上設(shè)置有聯(lián)動彈簧。為了進一步改進現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的水平井裸眼礫石充填工具的特別之處還在于所述防液鎖密封筒包括所述防液鎖密封筒壁上設(shè)置的上連通孔、下連通孔，所述上連通孔與所述下連通孔之間的密封筒活塞，所述密封筒活塞連接有密封筒彈簧。采用本發(fā)明的水平井裸眼礫石充填工具的本發(fā)明的水平井裸眼礫石充填方法，包括依次進行的以下步驟(I)下入水平井裸眼礫石充填工具到預定位置；(2 )座封頂部封隔器，使座封工具與頂部封隔器丟手，驗封頂部封隔器；(3)酸洗管柱及關(guān)閉防抽吸閥；(4)充填作業(yè)前的循環(huán)測試；(5)充填作業(yè)；(6)反循環(huán)作業(yè)。為了進一步改進現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的水平井裸眼礫石充填方法的特別之處還在于所述步驟(I)為將下入水平井裸眼礫石充填工具到預定位置，下入過程中從管柱最底部正循環(huán)作業(yè)；所述步驟(2)為所述水平井裸眼礫石充填工具下入到位后，投球并使球落在座封球座上面，向油管打壓達到一定壓力時，座封頂部封隔器；從油管打壓或者正轉(zhuǎn)服務工具，使座封工具與所述頂部封隔器丟手；然后上提所述服務工具，從套管打壓，通過觀察地面壓力表穩(wěn)壓，以檢驗所述頂部封隔器座封是否合格，若壓力下降，則表明所述頂部封隔器沒有完全座封，然后再次進行座封并驗封頂部封隔器；所述步驟(3)為上提所述服務工具，使所述充填工具上的充填孔提出頂部封隔器，正打設(shè)計酸液至所述頂部封隔器上端，然后反循環(huán)洗出服務工具內(nèi)的酸液；將防抽吸閥上的彈性套提至聯(lián)接密封筒的下端，通過所述彈性套帶動聯(lián)動裝置關(guān)閉所述防抽吸閥上的單流閥體，并通過所述防抽吸閥上的關(guān)鎖定裝置加以鎖定；所述步驟(4)為下放服務工具，將定位工具下壓定位于定位接箍的上端，將所述服務工具加以定位，攜砂液通過所述充填孔，經(jīng)充填滑套上的出液孔進入裸眼段的油層，所述攜砂液中的砂子經(jīng)篩管阻擋留在油層中，其液體通過所述篩管進入外管柱與服務工具之間的防砂外管柱內(nèi)，自所述底部密封下端孔進入所述服務工具后繼續(xù)向上流動，進入所述充填工具的雙筒體并進入由中心管和外層管形成的充填環(huán)形空間，經(jīng)所述充填工具上的返出孔進入套管與服務工具的環(huán)空，建立正循環(huán)，進行充填作業(yè)前的循環(huán)測試；所述步驟(5)為所述充填作業(yè)前的循環(huán)測試完畢后，進行充填作業(yè)；在充填過程中，所述服務工具的脫砂閥密封筒外側(cè)被充填，分級脫砂閥上的密封環(huán)與脫砂閥密封筒配合，隔離所述分級脫砂閥外部的上端與下端，使分級脫砂閥外部的上端與下端產(chǎn)生壓力差推動脫砂閥活塞下移，使進液孔與連通孔相連通形成循環(huán)通道，分級脫砂完成后繼續(xù)充填上半段，直至充填完成；所述步驟(6)為上提所述服務工具，使所述充填孔位于頂部封隔器上端，由套管打壓，水流從所述充填孔進入中心管內(nèi)部，由中心管內(nèi)部進入座封工具，進入鉆桿，返到地面，建立反循環(huán)，進行反洗充填砂的作業(yè)。為了進一步改進現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的水平井裸眼礫石充填方法的特別之處還在于在所述步驟(6)以后，進行步驟(7)先激活防抽吸閥，再激活分流滑套，并進行檢驗分流滑套打開狀況；最后進行步驟(8)打開防抽吸閥，正循環(huán)替出破膠液。為了進一步改進現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的水平井裸眼礫石充填方法的特別之處還在于所述步驟(7)的操作方法為將所述服務工具上所有密封提出頂部封隔器，此時防抽吸閥也被提出頂部封隔器，然后下放所述彈性套至所述頂部封隔器的中心管上端，所述彈性套掛住所述頂部封隔器上的中心管，此時，所述防抽洗閥的帶孔體相對于所述彈性套相對向下移動，所述彈性套帶動聯(lián)動裝置相對向上移動所述聯(lián)動裝置將單流閥體撐起打開，同時所述聯(lián)動裝置上的液流孔也處于打開狀態(tài)，并通過開鎖定裝置將彈性套鎖定，所述防抽吸閥被打開；然后投球到所述服務工具分流滑套的內(nèi)滑套上，油管打壓剪斷剪切銷釘，內(nèi)滑套向下移動，當鎖環(huán)進入內(nèi)滑套的槽內(nèi)，鎖定內(nèi)滑套，此時分流孔與分流環(huán)形空間連通，內(nèi)滑套將反洗管上的進液孔關(guān)閉，分流滑套被激活；然后下放所述服務工具，向套管打壓，壓力表顯示壓力上升，表明所述分流滑套處于完全關(guān)閉狀態(tài)；若壓力下降，則表明所述分流滑套沒有完全關(guān)閉，重新激活分流滑套并進行檢驗分流滑套操作。為了進一步改進現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的水平井裸眼礫石充填方法的特別之處還在于所述步驟(8)為先上提服務工具，此時所述防抽吸閥被關(guān)閉，然后需下放所述服務工具，將所述防抽吸閥的彈性套下放至頂部封隔器的中心管上端，同時加壓，通過防抽吸閥上的開關(guān)裝置帶動聯(lián)動裝置打開單流閥體，并通過開鎖定裝置鎖定，將所述防抽吸閥打開，；將所述充填工具底端的密封裝置提出頂部封隔器上端后，投球，正打壓28-32Mpa，連通所述充填工具上的分流滑套上的分流孔與分流環(huán)形空間，建立新的正循環(huán)通道，將破膠液頂替至充填井段，徹底清除泥餅。為了進一步改進現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的水平井裸眼礫石充填方法的特別之處還在于步驟(8)所述的新的正循環(huán)通道為水流通過鉆桿經(jīng)分流滑套上的分流孔進入分流環(huán)形空間，再經(jīng)與之連通的所述充填工具上的中心管和沖管外層管之間的環(huán)形空間通過防抽吸閥上已經(jīng)打開的單流閥體進入下部沖管，并經(jīng)底部密封流出，進入服務服務工具與防砂外管柱之間的環(huán)形空間。為了進一步改進現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的水平井裸眼礫石充填方法的特別之處還在于所述步驟(I)下入過程中，正打完井液，水流通過所述服務工具到達雙級浮鞋并頂開所述雙級浮鞋上的單向閥裝置，從低端孔流出，所述水流攜帶雙級浮鞋前端的巖屑等物質(zhì)經(jīng)防砂管柱與裸眼之間形成的環(huán)形空間進入鉆桿與套管之間形成的環(huán)空內(nèi)，然后返出地面，清洗干凈防砂管柱前端的巖屑，從而確保防砂管柱下入到位。為了進一步改進現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的水平井裸眼礫石充填方法的特別之處還在于所述步驟(2)中上提管柱時，當產(chǎn)生抽吸時，出現(xiàn)防液鎖密封筒與底部密封配合，密封段上端的壓力大于下端的壓力，此時的壓差將推動活塞下移，同時連通防液鎖密封筒上的上連通孔和下連通孔，使防液鎖密封筒與底部密封配合的密封段上端和下端的壓差被平衡掉，消除液鎖。為了進一步改進現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的水平井裸眼礫石充填方法的特別之處還在于所述步驟(5)充填作業(yè)過程中，所述分級脫砂閥外部的上端、下端相互隔離，脫砂閥密封筒下端篩管外部的砂量增多，此時脫砂閥密封筒下端壓力小于脫砂閥密封筒上端壓力，所述上端壓力與所述下端壓力之間產(chǎn)生的壓力差為200PSI，所述壓力差推動所述脫砂閥活塞向下移動，所述脫砂閥活塞帶動與其連接的聯(lián)動活塞同時向下移動，從而使進液孔與連通孔相連通。為了進一步改進現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的水平井裸眼礫石充填方法的特別之處還在于所述步驟(8)替換破膠液的方式為水流通過鉆桿經(jīng)分流滑套上的分流孔進入分流環(huán)形空間，再經(jīng)與之連通的由所述充填工具上的中心管和沖管外層管形成的環(huán)形空間，通過防抽吸閥上已經(jīng)打開的單流閥體進入下部沖管，并經(jīng)底部密封流出，進入服務服務工具與防砂外管柱之間的環(huán)形空間，正循環(huán)同時替換出防砂外管柱內(nèi)的破膠液。本發(fā)明水平井裸眼礫石充填工具及其使用方法，采用由上往下的充填方式。由上往下的充填方式是由充填滑套和充填工具配合實現(xiàn)的套管與外管柱之前形成的環(huán)空上部有頂部封隔器座封，頂部封隔器上的膠筒漲開，起到密封的作用；服務工具與外管柱之間，以充填滑套為準，上部有分流滑套上的硫化環(huán)與頂部封隔器上的中心管密封，下部有充填工具下部連接桿上的硫化環(huán)與滑套密封筒密封。充填過程中，攜砂液經(jīng)油管進入，因防抽吸閥關(guān)閉，攜砂液不能經(jīng)此通過，只能經(jīng)服務工具的充填工具的充填孔進入外管柱與服務工具之間的環(huán)空，經(jīng)充填滑套上的出液孔進入裸眼段油層，因攜砂液中的砂子被篩管阻擋在油層，液體通過篩管進入防砂外管柱內(nèi)(外管柱與服務工具之間的空間)，自底部密封下端孔進入服務工具后繼續(xù)向上流動，直至進入充填工具的雙筒體并進入與之連通中心管和外層管形成的充填環(huán)形空間，經(jīng)充填工具上的返出孔進入套管與服務工具的環(huán)空，水流返出地面,至此完成由上往下的充填?？傊景l(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點
(O下鉆過程中保證整體管柱流道暢通，可正循環(huán)，以防遇阻；
(2)一次投球，完成座封、充填，無需反洗球作業(yè)；
(3)保證所有作業(yè)階段靜液柱壓力作用在地層上，確保井壁穩(wěn)定；
(4)分級脫砂，可進行長水平段的作業(yè)，保證作業(yè)過程中不壓裂地層； (5)定位工具確保工具在充填作業(yè)過程中不移位；
(6)設(shè)有防液鎖密封筒，避免防砂管柱的下部密封在投球座封后產(chǎn)生液鎖，過提打開通道，平衡上下壓力；
(7)具有防抽吸功能，充填作業(yè)前，保證通道暢通；
(8)下入過程中，能從管柱最底部循環(huán)，確保防砂管柱能夠下入到位；
(9)防止水擊，避免剪切座封球座時對地層形成水擊作用；
(10)充填作業(yè)后，一次投球，不需要反洗球即可正替破膠液；
(11)充填作業(yè)完成后，可實現(xiàn)從服務工具最底端將破膠液頂替至裸眼段。


圖1為本發(fā)明的內(nèi)外管柱連接關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1所示的充填工具結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2所示的充填球座結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖2所示的分流滑套結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為圖2所示的儲砂槽結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為圖1所示防抽吸閥結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖6(1)為防抽吸閥打開狀態(tài)示意圖，圖6 (2)為防抽吸閥關(guān)閉狀態(tài)示意圖。圖7為圖1所示的分級脫砂閥結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為圖1所示的防液鎖密封筒結(jié)構(gòu)示意圖，其中，8 (I)為防液鎖密封筒通過狀態(tài)示意圖，8 (2)為防液鎖密封筒下入狀態(tài)示意圖。圖9為圖1所示的下入位置狀態(tài)示意圖。圖10為圖1所示的投球座封封隔器位置狀態(tài)示意圖。圖11為圖1所示的驗封封隔器位置狀態(tài)示意圖。圖12為圖1所示的酸洗管柱位置狀態(tài)示意圖。圖13為圖1所示的關(guān)閉防抽吸閥位置狀態(tài)示意圖。圖14為圖1所示的充填位置狀態(tài)示意圖。圖15為圖1所示的反循環(huán)位置狀態(tài)示意圖。圖16為圖1所示的投球激活分流滑套位置狀態(tài)示意圖。圖17為圖1所示的激活防抽吸閥位置狀態(tài)示意圖。圖18為圖1所示的正替破膠液位置狀態(tài)示意圖。
具體實施例方式為能清楚說明本方案的技術(shù)特點，下面通過以下兩個具體實施方式
，并結(jié)合其附圖，對本方案進行闡述。本發(fā)明的一種水平井裸眼礫石充填工具如圖1所示。其包括外管柱和服務工具，服務工具位于外管柱內(nèi)，外管柱包括依次連接的封隔器1、延伸管2、充填滑套3、聯(lián)接密封筒4、聯(lián)接接箍5、延伸管2、定位接箍6、延伸管2、快速接頭7、盲管8、篩管9、脫砂閥密封筒
10、篩管9、防液鎖密封筒11和雙級浮鞋12 ;服務工具包括依次連接的座封工具13、充填工具14、防抽吸閥15、滑套開關(guān)工具16、定位工具17、分級脫砂閥18及底部密封19。
其中，所述水平井裸眼礫石充填工具的服務工具的充填工具14如圖2-5所示。充填工具14包括儲存并排除充填落砂的儲砂槽148、儲砂槽148上設(shè)置的密封環(huán)149以及形成充填環(huán)形空間的沖管外層管145、中心管144、分流滑套143、雙筒體146、充填球座147，分流滑套143位于沖管外層管145和中心管144的上端，雙筒體146位于沖管外層管145和中心管144的下端，雙筒體146下端與充填球座147相連；分流滑套143上設(shè)置有返出孔141，雙筒體146上設(shè)置有充填孔142。分流滑套設(shè)置有與充填環(huán)形空間相連通的分流環(huán)形空間1432，分流環(huán)形空間1432連接有反洗管1436，反洗管1436的外層壁設(shè)置有返出孔141、反洗管1436內(nèi)層壁設(shè)置有分流孔1431。雙筒體146內(nèi)、夕卜筒壁分別與中心管144、沖管外層管145相連接，雙筒體146的內(nèi)通道與中心管144相連通，雙筒體146的外通道與沖管外層管145和中心管144之間的充填環(huán)形空間相連通。充填球座147包括球座主體1474以及位于球座主體1474內(nèi)部的小球座，小球座1473上、下兩端分別連接有座封球鎖緊裝置1471、反向截流裝置1472，球座主體1474上設(shè)置有剪切銷釘1475。其中，所述水平井裸眼礫石充填工具的服務工具的防抽吸閥15如圖6所示。防抽吸閥包括帶孔體158 ;帶孔體158內(nèi)設(shè)置有與之可以發(fā)生相對運動的聯(lián)動裝置154 ;聯(lián)動裝置154上設(shè)置有液流孔152 ;聯(lián)動裝置154上方連接有單流閥體153，單流閥體153上方連接有聯(lián)閥彈簧159 ;聯(lián)動裝置154下端通過連接銷釘157連接有彈性套151，彈性套151上設(shè)置有鎖定彈性套151的鎖定裝置。鎖定裝置包括鎖定單流閥體153打開位置的開鎖定裝置155和鎖定單流閥體153關(guān)閉位置的關(guān)鎖定裝置156，開鎖定裝置155位于關(guān)鎖定裝置
156上方。其中，所述水平井裸眼礫石充填工具服務工具的分級脫砂閥18如圖7所示。分級脫砂閥18設(shè)置有流通孔188、連通孔182、進液孔185，進液孔185處設(shè)置有封孔體189，封孔體189連接有脫砂閥活塞181和鎖塊187。脫砂閥活塞181固定連接有聯(lián)動活塞183，聯(lián)動活塞183上設(shè)置有聯(lián)動彈簧186。其中，所述水平井裸眼礫石充填工具的外管柱的防液鎖密封筒11如圖8所示。防液鎖密封筒11包括防液鎖密封筒壁上設(shè)置的上連通孔112、下連通孔113，上連通孔112與下連通孔113之間的密封筒活塞111，密封筒活塞111連接有密封筒彈簧114。本發(fā)明水平井裸眼礫石充填方法如圖9-18所示。其包括依次進行的以下步驟
(I)下入水平井裸眼礫石充填工具，下入過程中從管柱最底部正循環(huán)作業(yè)(邊下整體
工具邊油管打壓，油管打壓時將雙級浮鞋12打開，將堵在雙級浮鞋12的砂子返出)，確保防砂管柱能夠下入到位。(2)在下入位置，充填工具14的充填孔142上下兩端處于密封狀態(tài)，投球座封，球落在座封球座147上面，油管打壓10-15Mpa，水流不能經(jīng)座封球座147通過，此時起壓(壓力上升);當達到一定壓力時，剪切銷釘1475剪斷，小球座1473向下移動，小球座1473上的分流孔與主體1474上的分流孔對齊，同時，座封球鎖緊裝置1471將球鎖定在球座1473上，連通環(huán)空(油管與套管之間的環(huán)形空間)，座封頂部封隔器I ;從油管打壓23-25 Mpa或正轉(zhuǎn)服務工具8-10圈，使座封工具13與頂部封隔器I丟手；通過外管柱的防液鎖密封筒11與服務工具底部密封19的配合，當產(chǎn)生抽吸時，出現(xiàn)防液鎖密封筒11與底部密封19配合的密封段上端的壓力大于下端的壓力，此時的壓差通過上接頭的上連通孔112進入，推動密封筒活塞111下移，密封筒活塞111壓縮密封筒彈簧114，同時連通防液鎖密封筒11上的上連通孔112和下連通孔113，使防液鎖密封筒11與底部密封19配合的密封段上端和下端的壓差被平衡掉，避免丟手上提管柱時產(chǎn)生液鎖現(xiàn)象；檢驗頂部封隔器I密封情況，以下入位置為準，上提服務工具，將充填工具14頂端的密封環(huán)149處于頂部封隔器I的中心管內(nèi)，從套管打壓6-8 MPa，通過觀察地面壓力表穩(wěn)壓，證明頂部封隔器I座封合格，若壓力下降，表明頂部封隔器I沒有完全座封，需重新座封。(3)酸洗管柱，以驗封位置為準，上提服務工具，將充填工具14上的充填孔142提出頂部封隔器1，正打設(shè)計酸液至頂部封隔器I上端，然后反循環(huán)洗出管柱內(nèi)的酸液；將防抽吸閥15的彈性套151提至聯(lián)接密封筒4的下端，通過防抽吸閥15上的彈性套151帶動聯(lián)動裝置154關(guān)閉單流閥體153，并通過鎖定裝置155鎖定；以確保反循環(huán)時流體不會經(jīng)過該閥進入地層漏失。(4)充填作業(yè):以酸洗位置為準，下放服務工具，將定位工具17下壓定位于定位接箍6的上端，以確保作業(yè)過程中水平井裸眼礫石充填工具的服務工具不移位，便可對油層進行充填作業(yè)，攜砂液通過服務工具的充填工具14的充填孔142，經(jīng)充填滑套3上的出液孔進入裸眼段的油層，因攜砂液中的砂子被篩管9阻擋在油層，液體通過篩管9進入防砂外管柱內(nèi)(外管柱與服務工具之間的空間)，自底部密封19下端孔進入服務工具后繼續(xù)向上流動，直至進入充填工具14的雙筒體146并進入與之連通中心管144和外層管145形成的環(huán)形空間，經(jīng)充填工具14上的返出孔141進入套管與服務工具的環(huán)空(套管與服務工具之間的空間)，建立正循環(huán)，此時可進行充填作業(yè)前的循環(huán)測試、充填作業(yè)。(5)充填過程中，β波返至脫砂閥密封筒10，該密封筒的外側(cè)被充填，分級脫砂閥18上的密封環(huán)184與脫砂閥密封筒10配合隔離了分級脫砂閥18外部的上端與下端，使分級脫砂閥18外部的上端壓力高于下端壓力，脫砂閥密封筒10下端篩管9外部的砂量增多，此時脫砂閥密封筒10下端壓力小于脫砂閥密封筒10上端壓力，上端水流壓差200PSI作用在脫砂閥活塞181上，并推動脫砂閥活塞181下移，鎖定結(jié)構(gòu)(小鎖塊)187被釋放(鎖塊被彈起)，同時帶動聯(lián)動活塞183下移，進而進液孔185與連通孔182相連通，建立新的循環(huán)通道，實現(xiàn)了分級脫砂后繼續(xù)充填上半段的作用，直至充填完成。(6)反循環(huán):以充填位置為準，上提服務工具，使充填工具14的充填孔142位于頂部封隔器I上端，由套管打壓，水流從充填工具14的充填孔142進入中心管144內(nèi)部，由中心管144內(nèi)部進入座封工具13，進入鉆桿，返到地面，建立反循環(huán)，進行反洗充填砂的作業(yè)。(7)打開防抽吸閥15、激活分流滑套143、驗分流滑套143 (圖17):上提服務工具，將服務工具上所有密封提出封隔器1，此時，防抽吸閥15也被提出封隔器1，然后下放服務工具，將防抽吸閥15上的彈性套151下放至封隔器I的中心管上端，防抽吸閥15上的彈性套151掛住封隔器I上的中心管(彈性套151的最大外徑稍大于封隔器I上中心管的內(nèi)徑)，此時，帶孔體158相對于彈性套151產(chǎn)生相對向下移動，彈性套151與聯(lián)動裝置154之間有連接銷釘157連接，防抽吸閥158上的彈性套151帶動聯(lián)動裝置154相對向上移動，連接銷釘157在帶孔體158上的凹槽內(nèi)向上移動，將聯(lián)動裝置154上的液流孔152打開，同時聯(lián)動裝置154將單流閥體153撐起打開，并通過鎖定裝置155將彈性套151鎖定。此時防抽吸閥15處于打開狀態(tài)，然后投球到服務工具分流滑套143的內(nèi)滑套1433上，油管打壓，將剪切銷釘1434剪斷，內(nèi)滑套1433向下移動，當鎖環(huán)1435進入內(nèi)滑套1433的槽內(nèi)，內(nèi)滑套1433被鎖定無法向下移動，此時分流孔1431與分流環(huán)形空間1432連通，內(nèi)滑套1433將反洗管1436上的進液孔關(guān)閉，分流滑套143被激活；檢驗分流滑套143 :以激活分流滑套143位置為準，下放服務工具(將分流滑套143上的硫化環(huán)下放到封隔器I的中心管內(nèi))，套管打壓，水流由套管進入，因分流滑套143被激活，水流無法進入服務工具，此時，壓力表顯示起壓(壓力上升)，表明分流滑套處于完全關(guān)閉狀態(tài)；若壓力下降，表明分流滑套沒有完全關(guān)閉，需重新激活分流滑套。(8)打開防抽吸閥15 (正替破膠液時，從驗分流滑套143位置，上提服務工具，此時防抽吸閥15關(guān)閉；正替破膠液前，要將防抽吸閥15打開)，正替破膠液下放服務工具，將防抽吸閥15的彈性套151下放至頂部封隔器I的中心管上端同時加壓，通過防抽吸閥15上的彈性套151帶動聯(lián)動裝置154打開單流閥體153，并通過開鎖定裝置155鎖定，從而打開防抽吸閥15 ;將充填工具14底端的密封裝置提出頂部封隔器I上端后，投球，正打壓28-32Mpa，連通充填工具14上的分流滑套143上的分流孔1431與環(huán)形空間1433，建立新的正循環(huán)通道水流通過鉆桿經(jīng)分流滑套143上的分流孔1431進入環(huán)形空間1433，再經(jīng)與之連通的充填工具14上的中心管144和沖管外層管145之間的環(huán)形空間通過防抽吸閥15上已經(jīng)打開的單流閥體153進入下部沖管，并經(jīng)底部密封19流出，進入服務內(nèi)管柱與防砂外管柱之間的環(huán)形空間。將破膠液頂替至充填井段，以徹底清除泥餅。其中，所述的能確保防砂管柱下入到位是通過防砂管柱底部的雙級浮鞋12進行正循環(huán)作業(yè)，邊沖邊下實現(xiàn)的下入過程中，正打完井液，水流通過服務工具到達雙級浮鞋12并頂開雙級浮鞋12上的單向閥裝置從低端孔流出，水流攜帶雙級浮鞋12前端的巖屑等經(jīng)防砂管柱和裸眼的環(huán)形空間進入鉆桿和套管的環(huán)空內(nèi)，返出地面，清洗干凈防砂管柱前端的巖屑，確保防砂管柱下入到位。其中，所述防液鎖(圖8)是通過外管柱的防液鎖密封筒11與服務工具底部密封19的配合，平衡壓力實現(xiàn)的上提管柱時，當產(chǎn)生抽吸時，出現(xiàn)防液鎖密封筒11與底部密封19配合的密封段上端的壓力大于下端的壓力，此時的壓差通過上接頭的上連通孔112進入，推動密封筒活塞111下移，密封筒活塞111壓縮密封筒彈簧114，同時連通防液鎖密封筒11上的上連通孔112和下連通孔113，使防液鎖密封筒11與底部密封19配合的密封段上端和下端的壓差被平衡掉，消除液鎖。其中，所述封隔器的驗封、酸洗管柱、循環(huán)測試或充填和反循環(huán)作業(yè)是通過變換水平井裸眼礫石充填工具服務工具的充填工具14和外管柱的相對位置來實現(xiàn)的檢驗頂部封隔器I時，將充填工具14頂端的密封環(huán)149處于頂部封隔器I的中心管內(nèi)；循環(huán)測試或充填時，使充填工具14的充填孔142位于充填滑套3的出液孔處；酸洗管柱和反循環(huán)時，使充填工具14的充填孔142位于頂部封隔器I的上端。其中，所述關(guān)閉和激活防抽吸閥15 (圖16)是通過防抽吸閥15上的彈性套151與外管柱的配合來實現(xiàn)的關(guān)閉防抽吸閥15時，以酸洗管柱位置為準，上提服務工具，將防抽吸閥15上的彈性套151過提至外管柱聯(lián)接密封筒4的下端，此時，彈性套151上的臺階會掛住聯(lián)接密封筒4 (彈性套151的最大外徑稍大于聯(lián)接密封筒4的最小內(nèi)徑)，此時，帶孔體158相對于彈性套151產(chǎn)生相對向上移動，彈性套151與聯(lián)動裝置154之間有連接銷釘157連接，防抽吸閥帶孔體158上的彈性套151帶動聯(lián)動裝置154相對向下移動，連接銷釘157在帶孔體158上的凹槽內(nèi)向下移動，將聯(lián)動裝置154上的液流孔152關(guān)閉，同時彈簧159將單流閥體153下壓關(guān)閉，并通過關(guān)鎖定裝置156將彈簧套151鎖定；打開防抽吸閥15時，以下入位置為準，先上提服務工具，再下放服務工具(即將防抽吸閥15上的彈性套151下放至封隔器I的中心管上端，此時壓力表上有負荷顯示，壓力上升)，防抽吸閥15上的彈性套151掛住封隔器I上的中心管(彈性套151的最大外徑稍大于封隔器I上中心管的內(nèi)徑)，此時，帶孔體158相對于彈性套151產(chǎn)生相對向下移動，彈性套151與聯(lián)動裝置154之間有連接銷釘157連接，防抽吸閥158上的彈性套151帶動聯(lián)動裝置154相對向上移動，連接銷釘
157在帶孔體158上的凹槽內(nèi)向上移動，將聯(lián)動裝置154上的液流孔152打開，同時聯(lián)動裝置154將單流閥體153撐起打開，并通過開鎖定裝置155將彈性套151鎖定。其中，所述依次分級脫砂是通過每段上的分級脫砂閥18與脫砂閥密封筒10配合實現(xiàn)的脫砂閥密封筒10上下兩端為篩管9，充填時，攜砂液被充填到篩管與套管之間的環(huán)形空間內(nèi)，一部分水流經(jīng)脫砂閥密封筒10上部篩管進入服務工具，一部分水流經(jīng)脫砂閥密封筒10下部篩管進入服務工具，此時，上部水流經(jīng)進液孔185進入小環(huán)空，進而推動脫砂閥活塞181，下部水流經(jīng)流通孔188進入小環(huán)空向上推動聯(lián)動活塞183，上下壓力平衡；充填過程中，脫砂閥密封筒10下端篩管9外部的砂量增多，此時脫砂閥密封筒10下端壓力小于脫砂閥密封筒10上端壓力，上端水流壓差作用在脫砂閥活塞181上，并推動脫砂閥活塞181下移，鎖塊187被釋放(鎖塊187被彈起)，帶動聯(lián)動活塞183下移，同時上端水流壓差推動封孔體189向下移動，使進液孔185與連通孔182相連通，水流經(jīng)連通孔182進入服務工具，向上返出，實現(xiàn)了分級脫砂后繼續(xù)充填上半段的作用，直至充填完成，確保充填的完整及密實性。其中，所述激活充填工具14上的分流滑套143 (圖17)是通過投球和變換充填工具14上的分流滑套143與充填工具14的相對位置來實現(xiàn)的以反循環(huán)位置為準，上提服務工具，將服務工具上所有密封提出封隔器1，防抽吸閥15上的彈性套151下放至封隔器I的中心管上端，防抽吸閥15上的彈性套151掛住封隔器I上的中心管(彈性套151的最大外徑稍大于封隔器I上中心管的內(nèi)徑)，此時，帶孔體158相對于彈性套151產(chǎn)生相對向下移動，彈性套151與聯(lián)動裝置154之間有連接銷釘157連接，防抽吸閥158上的彈性套151帶動聯(lián)動裝置154相對向上移動，連接銷釘157在帶孔體158上的凹槽內(nèi)向上移動，將聯(lián)動裝置154上的液流孔152打開，同時聯(lián)動裝置154將單流閥體153撐起打開，并通過開鎖定裝置155將彈性套151鎖定。此時防抽吸閥15處于打開狀態(tài)，然后投球到服務工具分流滑套143的內(nèi)滑套1433上，油管打壓，將剪切銷釘1434剪斷，內(nèi)滑套1433向下移動，鎖環(huán)1436相對于內(nèi)滑套1433向上移動，當鎖環(huán)1435進入內(nèi)滑套1433的槽內(nèi)，內(nèi)滑套1433被鎖定無法向下移動，此時分流孔1431與分流環(huán)形空間1432連通，內(nèi)滑套1433將反洗管1436上的進液孔關(guān)閉，分流滑套143被激活。其中，所述正替破膠液(圖18)是通過上述所激活的充填工具14上的分流滑套143而建立的新循環(huán)通道來實現(xiàn)的水流通過鉆桿經(jīng)分流滑套143上的分流孔1431進入分流環(huán)形空間1432，再經(jīng)與之連通的充填工具14上的中心管144和沖管外層管145之間的環(huán)形空間通過防抽吸閥15上已經(jīng)打開的單流閥體153進入下部沖管，并經(jīng)底部密封19流出，進入服務內(nèi)管柱與防砂外管柱之間的環(huán)形空間。正循環(huán)一個標準鉆桿容積，替出防砂外管柱內(nèi)的破膠液。
權(quán)利要求
1.一種水平井裸眼礫石充填工具，包括外管柱和服務工具，所述服務工具位于所述外管柱內(nèi)，其特征在于:所述外管柱包括依次連接的封隔器(I)、延伸管(2)、充填滑套(3)、聯(lián)接密封筒(4)、聯(lián)接接箍(5)、延伸管(2)、定位接箍(6)、延伸管(2)、快速接頭(7)、盲管(8)、篩管(9)、脫砂閥密封筒(10)、篩管(9)、防液鎖密封筒(11)和雙級浮鞋(12);所述服務工具包括依次連接的座封工具(13)、充填工具(14)、防抽吸閥(15)、滑套開關(guān)工具(16)、定位工具(17 )、分級脫砂閥(18 )及底部密封(19 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平井裸眼礫石充填工具，其特征在于:所述充填工具(14)包括儲存并排除充填落砂的儲砂槽(148)、所述儲砂槽(148)上設(shè)置的密封環(huán)(149)以及形成充填環(huán)形空間的沖管外層管(145)、中心管(144)、分流滑套(143)、雙筒體(146)、充填球座(147)，所述分流滑套(143)位于所述沖管外層管(145)和所述中心管(144)的上端，所述雙筒體(146)位于所述沖管外層管(145)和所述中心管(144)的下端，所述雙筒體(146)下端與所述充填球座(147)相連；所述分流滑套(143)上設(shè)置有返出孔(141 )，所述雙筒體(146)上設(shè)置有充填孔(142)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水平井裸眼礫石充填工具，其特征在于:所述分流滑套設(shè)置有與所述充填環(huán)形空間相連通的分流環(huán)形空間(1432)，所述分流環(huán)形空間(1432)連接有反洗管(1436)，所述反洗管(1436)的外層壁設(shè)置有所述返出孔(141 )、所述反洗管(1436)內(nèi)層壁設(shè)置有分流孔(1431)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或者3所述的水平井裸眼礫石充填工具，其特征在于:所述雙筒體(146)內(nèi)、外筒壁分別與所述中心管(144)、所述沖管外層管(145)相連接，所述雙筒體(146)的內(nèi)通道與所述中心管(144)相連通，所述雙筒體(146)的外通道與所述沖管外層管(145)和中心管(144)之間的充填環(huán)形空間相連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或者3所述的水平井裸眼礫石充填工具，其特征在于:所述充填球座(147)包括球座主體(1474)以及位于所述球座主體(1474)內(nèi)部的小球座,所述小球座(1473)上、下兩端分別連接有座封球鎖緊裝置(1471)、反向截流裝置(1472)，所述球座主體(1474)上設(shè)置有剪切銷釘(1475)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或者2或者3所述的水平井裸眼礫石充填工具，其特征在于:所述防抽吸閥包括帶孔體(158);所述帶孔體(158)內(nèi)設(shè)置有與之可以發(fā)生相對運動的聯(lián)動裝置(154);所述聯(lián)動裝置(154)上設(shè)置有液流孔(152);所述聯(lián)動裝置(154)上方連接有所述單流閥體(153)，所述單流閥體(153)上方連接有聯(lián)閥彈簧(159);所述聯(lián)動裝置(154)下端通過連接銷釘(157)連接有彈性套(151 )，所述彈性套(151)上設(shè)置有鎖定所述彈性套(151)的鎖定裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水平井裸眼礫石充填工具，其特征在于:所述鎖定裝置包括鎖定所述單流閥體(153)打開位置的開鎖定裝置(155)和鎖定所述單流閥體(153)關(guān)閉位置的關(guān)鎖定裝置(156)，所述開鎖定裝置(155)位于所述關(guān)鎖定裝置(156)上方。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或者2或者3所述的水平井裸眼礫石充填工具，其特征在于:所述分級脫砂閥(18)設(shè)置有流通孔(188)、連通孔(182)、進液孔(185)，所述進液孔(185)處設(shè)置有封孔體(189)，所述封孔體(189)連接有脫砂閥活塞(181)和鎖塊(187)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水平井裸眼礫石充填工具，其特征在于:所述脫砂閥活塞(181)固定連接有聯(lián)動裝置(183)， 所述聯(lián)動裝置(183)上設(shè)置有聯(lián)動彈簧(186)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或者2或者3所述的水平井裸眼礫石充填工具，其特征在于:所述防液鎖密封筒(11)包括所述防液鎖密封筒壁上設(shè)置的上連通孔(112)、下連通孔(113)，所述上連通孔(112)與所述下連通孔(113 )之間的密封筒活塞(111)，所述密封筒活塞(111)連接有密封筒彈簧(114)。
11.一種水平井裸眼礫石充填方法，其特征在于:包括依次進行的以下步驟: (1)下入水平井裸眼礫石充填工具到預定位置； (2)座封頂部封隔器，使座封工具與頂部封隔器丟手，驗封頂部封隔器； (3)酸洗管柱及關(guān)閉防抽吸閥； (4)充填作業(yè)前的循環(huán)測試； (5)充填作業(yè)； (6)反循環(huán)作業(yè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的水平井裸眼礫石充填方法，其特征在于: 所述步驟(I)為:將下入水平井裸眼礫石充填工具到預定位置，下入過程中從管柱最底部正循環(huán)作業(yè)； 所述步驟(2)為:所述水平井裸眼礫石充填工具下入到位后，投球并使球落在座封球座(147)上面，向油管打壓達到一定壓力時，座封頂部封隔器(I);從油管打壓或者正轉(zhuǎn)服務工具，使座封工具(13)與所述頂部封隔器I丟手；然后上提所述服務工具，從套管打壓，通過觀察地面壓力表穩(wěn)壓，以檢驗所述頂部封隔器I座封是否合格，若壓力下降，則表明所述頂部封隔器(I)沒有完全座封，然后再次進行座封并驗封頂部封隔器； 所述步驟(3)為:上提所述服務工具，使所述充填工具(14)上的充填孔(142)提出頂部封隔器，正打設(shè)計酸液至所述頂部封隔器(I)上端，然后反循環(huán)洗出服務工具內(nèi)的酸液；將防抽吸閥(15)上的彈性套(151)提至聯(lián)接密封筒(4)的下端，通過所述彈性套(151)帶動聯(lián)動裝置(154)關(guān)閉所述防抽吸閥(15)上的單流閥體(153)，并通過所述防抽吸閥(15)上的關(guān)鎖定裝置(156)加以鎖定； 所述步驟(4)為:下放服務工具，將定位工具(17)下壓定位于定位接箍(6)的上端，將所述服務工具加以定位，攜砂液通過所述充填孔(142)，經(jīng)充填滑套(3)上的出液孔進入裸眼段的油層，所述攜砂液中的砂子經(jīng)篩管(9)阻擋留在油層中，其液體通過所述篩管(9)進入外管柱與服務工具之間的防砂外管柱內(nèi)，自所述底部密封(19 )下端孔進入所述服務工具后繼續(xù)向上流動，進入所述充填工具(14)的雙筒體(146)并進入由中心管(144)和外層管(145)形成的充填環(huán)形空間，經(jīng)所述充填工具(14)上的返出孔(141)進入套管與服務工具的環(huán)空，建立正循環(huán)，進行充填作業(yè)前的循環(huán)測試； 所述步驟(5)為:所述充填作業(yè)前的循環(huán)測試完畢后，進行充填作業(yè)；在充填過程中，所述服務工具的脫砂閥密封筒(10)外側(cè)被充填，分級脫砂閥(18)上的密封環(huán)(184)與脫砂閥密封筒(10)配合，隔離所述分級脫砂閥(18)外部的上端與下端，使分級脫砂閥外部的上端與下端產(chǎn)生壓力差推動脫砂閥活塞(181)下移，使進液孔(185)與連通孔(182)相連通形成循環(huán)通道，分級脫砂完成后繼續(xù)充填上半段，直至充填完成； 所述步驟(6)為:上提所述服務工具，使所述充填孔(142)位于頂部封隔器(I)上端，由套管打壓，水流從所述充填孔(142)進入中心管(144)內(nèi)部，經(jīng)由中心管(144)內(nèi)部進入座封工具(13)，進入鉆桿，返到地面，建立反循環(huán)，進行反洗充填砂的作業(yè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的水平井裸眼礫石充填方法，其特征在于:在所述步驟(6)以后，進行步驟(7)先激活防抽吸閥，再激活分流滑套，并進行檢驗分流滑套打開狀況；最后進行步驟(8)打開防抽吸閥，正循環(huán)替出破膠液。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的水平井裸眼礫石充填方法，其特征在于:所述步驟(7)的操作方法為:將所述服務工具上所有密封提出頂部封隔器(1)，此時防抽吸閥(15)也被提出頂部封隔器(1)，然后下放所述彈性套(151)至所述頂部封隔器(I)的中心管(144)上端，所述彈性套(151)掛住所述頂部封隔器(I)上的中心管(144)，此時，所述防抽洗閥的帶孔體(158)相對于所述彈性套(151)相對向下移動，所述彈性套(151)帶動聯(lián)動裝置(154)相對向上移動所述聯(lián)動裝置(154)將單流閥體(153)撐起打開，同時所述聯(lián)動裝置(154)上的液流孔(152)也處于打開狀態(tài)，并通過開鎖定裝置(155)將彈性套(151)鎖定，所述防抽吸閥(15)被打開；然后投球到所述分流滑套(143)的內(nèi)滑套(1433)上，油管打壓剪斷剪切銷釘(1434)，內(nèi)滑套(1433)向下移動，當鎖環(huán)(1435)進入內(nèi)滑套(1433)的槽內(nèi)，鎖定內(nèi)滑套(1433)，此時分流孔(1431)與分流環(huán)形空間(1432)連通，內(nèi)滑套(1433)將反洗管(1436)上的分流孔(1431)關(guān)閉，分流滑套(143)被激活；然后下放所述服務工具，向套管打壓，壓力表顯示壓力上升，表明所述分流滑套(143)處于完全關(guān)閉狀態(tài)；若壓力下降，則表明所述分流滑套(143)沒有完全關(guān)閉，重新激活分流滑套并進行檢驗分流滑套操作。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的水平井裸眼礫石充填方法，其特征在于:所述步驟(8)為:先上提服務工具，此時所述防抽吸閥(15)被關(guān)閉，然后需下放所述服務工具，將所述防抽吸閥(15)的彈性套(151)下放至頂部封隔器(I)的中心管(144)上端，同時加壓，通過防抽吸閥(15)上的彈性套(151)帶動聯(lián)動裝置(154)打開單流閥體(153)，并通過開鎖定裝置 (155)鎖定，將所述防抽吸閥(15)打開；將所述充填工具(14)底端的密封裝置提出頂部封隔器(I)上端后，投球，正打壓28-32Mpa，連通所述充填工具(14)上的分流滑套(143)上的分流孔(1431)與分流環(huán)形空間(1432)，建立新的正循環(huán)通道，將破膠液頂替至充填井段，徹底清除泥餅。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的水平井裸眼礫石充填方法，其特征在于:步驟(8)所述的新的正循環(huán)通道為:水流通過鉆桿經(jīng)分流滑套(143)上的分流孔(1431)進入分流環(huán)形空間(1432)，再經(jīng)與之連通的所述充填工具(14)上的中心管(144)和沖管外層管(145)之間的環(huán)形空間通過防抽吸閥(15)上已經(jīng)打開的單流閥體(153)進入下部沖管，并經(jīng)底部密封(19)流出，進入服務服務工具與防砂外管柱之間的環(huán)形空間。
17.根據(jù)權(quán)利要求11至16任一權(quán)利要求所述的水平井裸眼礫石充填方法，其特征在于:所述步驟(I)下入過程中，正打完井液，水流通過所述服務工具到達雙級浮鞋并頂開所述雙級浮鞋上的單向閥裝置，從低端孔流出，所述水流攜帶雙級浮鞋前端的巖屑等物質(zhì)經(jīng)防砂管柱與裸眼之間形成的環(huán)形空間進入鉆桿與套管之間形成的環(huán)空內(nèi)，然后返出地面，清洗干凈防砂管柱前端的巖屑，從而確保防砂管柱下入到位。
18.根據(jù)權(quán)利要求11至16任一權(quán)利要求所述的水平井裸眼礫石充填方法，其特征在于:所述步驟(2)中上提管柱時，當產(chǎn)生抽吸時，出現(xiàn)防液鎖密封筒與底部密封配合，密封段上端的壓力大于下端的壓力，此時的壓差將推動活塞下移，同時連通防液鎖密封筒上的上連通孔(112)和下連通孔(113)，使防液鎖密封筒(11)與底部密封(19 )配合的密封段上端和下端的壓差被平衡掉，消除液鎖。
19.根據(jù)權(quán)利要求11至16任一權(quán)利要求所述的水平井裸眼礫石充填方法，其特征在于:所述步驟(5)充填作業(yè)過程中，所述分級脫砂閥(18)外部的上端、下端相互隔離，脫砂閥密封筒(10)下端篩管(9)外部的砂量增多，此時脫砂閥密封筒(10)下端壓力小于脫砂閥密封筒(10)上端壓力，所述上端壓力與所述下端壓力之間產(chǎn)生的壓力差為200PSI，所述壓力差推動所述脫砂閥活塞(181)向下移動，所述脫砂閥活塞(181)帶動與其連接的聯(lián)動裝置(183)同時向下移動，從而使進液孔(185)與連通孔(182)相連通。
20.根據(jù)權(quán)利要求13至16任一權(quán)利要求所述的水平井裸眼礫石充填方法，其特征在于:所述步驟(8)替換破膠液的方式為:水流通過鉆桿經(jīng)分流滑套(143)上的分流孔(1431)進入分流環(huán)形空間(1432)，再經(jīng)與之連通的由所述充填工具(14)上的中心管(144)和沖管外層管(145)形成的環(huán)形空間，通過防抽吸閥(15)上已經(jīng)打開的單流閥體(153)進入下部沖管，并經(jīng)底部密封(19)流出，進入服務工具與防砂外管柱之間的環(huán)形空間，正循環(huán)同時替換出防砂外管柱內(nèi)的破膠 液。
全文摘要
本發(fā)明水平井裸眼礫石充填工具及其使用方法，采用水平井裸眼礫石充填工具由上往下的充填油層。充填過程中，攜砂液經(jīng)油管進入，因防抽吸閥關(guān)閉，攜砂液不能經(jīng)此通過，只能經(jīng)服務工具的充填工具的充填孔進入外管柱與服務工具之間的環(huán)空，經(jīng)充填滑套上的出液孔進入裸眼段油層，因攜砂液中的砂子被篩管阻擋在油層，液體通過篩管進入防砂外管柱內(nèi)，自底部密封下端孔進入服務工具后繼續(xù)向上流動，直至進入充填工具的雙筒體并進入與之連通中心管和外層管形成的充填環(huán)形空間，經(jīng)充填工具上的返出孔進入套管與服務工具的環(huán)空，水流返出地面，至此完成由上往下的充填。
文檔編號E21B37/08GK103075131SQ201210534470
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者王忠祿 申請人:山東瑞豐石油技術(shù)有限責任公司