井下作業(yè)井液平衡的緩沖方法及多功能緩沖液流閥的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)的是井下作業(yè)井液平衡的緩沖方法及多功能緩沖液流閥，適用于油田井下作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)施工的多個(gè)工序。井下作業(yè)井液平衡的緩沖方法是在井下作業(yè)管柱中，于通井規(guī)或其它井下作業(yè)工具的上部連接一個(gè)緩沖液流閥，使其井下管柱在下放過(guò)程中，有效控制井液進(jìn)入油管內(nèi)部的速度，讓油管內(nèi)液面低于套管內(nèi)液面，使油管內(nèi)壓力與套管內(nèi)壓力基本平衡，防止井液從油管?chē)姙R至地面。液流閥包括工作筒，工作筒與壓帽連接，工作筒內(nèi)裝有雙向液流控制裝置。能夠平衡井筒內(nèi)液面，在下油管管柱過(guò)程中，油管不噴不溢，干凈衛(wèi)生，方便了操作。同時(shí)滿(mǎn)足了正、反洗井要求，保證了替泥漿徹底，保護(hù)油層不受二次傷害，解決了長(zhǎng)期困擾生產(chǎn)的技術(shù)難題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】井下作業(yè)井液平衡的緩沖方法及多功能緩沖液流閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油工業(yè)井下作業(yè)的方法和工具，特別是井下作業(yè)井液平衡的緩沖方法及多功能緩沖液流閥，適用于油田井下作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)施工的多個(gè)工序，特別是新井通井施工、老井沖砂、鉆塞、套管刮削、落物打撈等，能夠平衡井筒內(nèi)液面，防止油管?chē)娨?，滿(mǎn)足正、反洗井要求。
【背景技術(shù)】
[0002]石油工業(yè)采油井在井下作業(yè)時(shí)，經(jīng)常遇到下油管管柱過(guò)程中油管、套管同時(shí)返液的情況，套管返液可連接水龍帶或其它管線(xiàn)排到指定地點(diǎn)，但是油管返液卻只能無(wú)控制地任其噴灑在井口。當(dāng)井液是油或者泥漿時(shí)，井口污染嚴(yán)重，所用工具及井口設(shè)備無(wú)法正常操作，操作人員經(jīng)常冒著油雨或泥漿雨進(jìn)行施工，腳下經(jīng)常打滑，操作困難，存在著極大的人身傷害隱患，也影響施工進(jìn)度。目前井上施工時(shí)，為了防止上述現(xiàn)象的發(fā)生，方便施工，一般都是在下井管柱的底部加裝一個(gè)單流閥。嚴(yán)格地講，這是一種違章現(xiàn)象，因?yàn)樗鹿苤膬?nèi)腔是空的，而套管內(nèi)卻是滿(mǎn)的，這樣就造成油套環(huán)空與油管內(nèi)腔壓差過(guò)大，對(duì)油管造成極大的傷害，嚴(yán)重時(shí)可將油管壓變形，造成油管報(bào)費(fèi)，不僅生產(chǎn)成本增加，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致工序返工，延誤生產(chǎn)進(jìn)度，增加工人的工作量。另外底部帶有單流閥的管柱只能正洗井，無(wú)法進(jìn)行反洗井施工。對(duì)于替泥漿施工，只能正替，這樣就不能將井筒的泥漿替凈，射孔后泥漿進(jìn)入地層，造成二次污染，嚴(yán)重地影響油井的產(chǎn)量。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)急需一種方法和工具，解決上述問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是提供井下作業(yè)井液平衡的緩沖方法及多功能緩沖液流閥，解決目前井下作業(yè)下管柱過(guò)程中，油管返液噴灑井口的現(xiàn)象，同時(shí)使下井管柱不僅可以正洗井，也可以反洗井。方便施工、降低生產(chǎn)成本，避免洗井不徹底造成的油層二次污染。
[0004]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:
井下作業(yè)井液平衡的緩沖方法，是在井下作業(yè)管柱中，于通井規(guī)或其它井下作業(yè)工具的上部連接一個(gè)緩沖液流閥，使其井下管柱在下放過(guò)程中，有效控制井液進(jìn)入油管內(nèi)部的速度，讓油管內(nèi)液面低于套管內(nèi)液面，使油管內(nèi)壓力與套管內(nèi)壓力基本平衡，防止井液從油管?chē)姙R至地面。
[0005]用于實(shí)現(xiàn)井下作業(yè)井液平衡的緩沖方法的多功能緩沖液流閥包括工作筒，工作筒與壓帽連接，工作筒內(nèi)裝有雙向液流控制裝置。
[0006]所述雙向液流控制裝置包括內(nèi)套和球桿，球桿裝在內(nèi)套中，內(nèi)套設(shè)有密封腔和液流腔，內(nèi)套的密封腔與球桿的球頭配合。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的顯著效果在于:本工具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，加工成本低廉。把本工具連接在下井管柱上，人為增加一個(gè)壓差值，緩解下管柱過(guò)程中井液在油管內(nèi)腔上升的速度和液量，避免油管在下放途中噴灑井液，方便操作，提高安全系數(shù)，使井內(nèi)返出的井液沿套管管線(xiàn)排到指定地點(diǎn)。同時(shí)能夠平衡井內(nèi)壓力，可控制油套環(huán)空與油管內(nèi)腔的壓差小于I兆帕，杜絕油管被擠扁或擠毀的現(xiàn)象，保護(hù)油管不受破壞，減少生產(chǎn)成本。本發(fā)明不僅克服了目前下管柱過(guò)程中油管出液的問(wèn)題，而且消除了油管出液引起的所有危害和后果，保持井口環(huán)境衛(wèi)生，一改過(guò)去那種“油雨澆頭”的惡劣環(huán)境，徹底改善了操作人員的工作條件，提高了生產(chǎn)效率，消除職工在工作中的煩燥情緒，做到安全生產(chǎn)。同時(shí)滿(mǎn)足了正反洗井的需求，解決了由于現(xiàn)有技術(shù)安裝單流閥無(wú)法反洗井的技術(shù)問(wèn)題。尤其對(duì)于新井替泥漿來(lái)說(shuō)，保證了替泥漿徹底，保護(hù)油層不受二次傷害，從根本上解決了這一長(zhǎng)期困擾生產(chǎn)的技術(shù)難題。本發(fā)明經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)證明，在下油管管柱過(guò)程中，油管不噴不溢，干凈衛(wèi)生，操作方便，從而加快了作業(yè)進(jìn)度，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)也減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了安全生產(chǎn)。在整個(gè)施工過(guò)程中，油套環(huán)空與油管內(nèi)腔的壓差控制在IMPa左右，避免了由于下單流閥壓差過(guò)大對(duì)油管造成的損傷，保護(hù)了油管；替泥漿時(shí)，反替壓力正常，無(wú)憋壓現(xiàn)象，完全可以滿(mǎn)足施工要求，保證替泥漿干凈徹底，杜絕了由于替泥漿不徹底而造成的射孔后污染油層的隱患，有效地保護(hù)了油層?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)證明了本發(fā)明具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，應(yīng)用前景良好，具有很好的推廣價(jià)值。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]以下結(jié)合附圖詳述本發(fā)明，并非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0010]井下作業(yè)井液平衡的緩沖方法，是在井下作業(yè)管柱中，于通井規(guī)或其它井下作業(yè)工具的上部連接一個(gè)緩沖液流閥，使其井下管柱在下放過(guò)程中，有效控制井液進(jìn)入油管內(nèi)部的速度，讓油管內(nèi)液面低于套管內(nèi)液面，使油管內(nèi)壓力與套管內(nèi)壓力基本平衡，防止井液從油管?chē)姙R至地面。
[0011]用于實(shí)現(xiàn)井下作業(yè)井液平衡的緩沖方法的多功能緩沖液流閥包括工作筒2，工作筒2與壓帽I連接，工作筒2內(nèi)裝有雙向液流控制裝置。雙向液流控制裝置包括內(nèi)套3和球桿4，球桿4裝在內(nèi)套3中，內(nèi)套3設(shè)有密封腔和液流腔，內(nèi)套3的密封腔與球桿4的球頭配合。內(nèi)套3是筒狀體，其中部?jī)?nèi)徑小是密封腔、兩端內(nèi)徑大是液流腔，在液流腔的殼壁上還設(shè)有液流槽或孔，在筒體底部設(shè)有球桿穿過(guò)中心孔和液流槽或孔。球桿4 一端是球頭，另一端設(shè)有螺紋安裝調(diào)整螺母6和背帽7，中部桿體從內(nèi)套3的球桿穿過(guò)中心孔中穿過(guò)、在球桿穿過(guò)中心孔兩端的球桿4的桿體上安裝上部壓縮彈簧5.1和下部壓縮彈簧5.2。上部壓縮彈簧5.1和下部壓縮彈簧5.2兩端還裝有墊圏，上部壓縮彈簧5.1的收縮壓力設(shè)定在
0.5-0.8 MPa之間，下部壓縮彈簧5.2的收縮壓力設(shè)定在0.8 — 1.5MPa。工作筒2的下部外圓加工油管外螺紋與油管連接、上部外圓加工細(xì)牙外螺紋與壓帽I連接、內(nèi)圓設(shè)有限位臺(tái)肩安裝內(nèi)套3。壓帽I上部?jī)?nèi)圓設(shè)有油管內(nèi)螺紋與油管連接、下部?jī)?nèi)圓設(shè)有細(xì)牙內(nèi)螺紋與工作筒2連接，中部?jī)?nèi)圓的內(nèi)徑等于或小于內(nèi)套3的內(nèi)徑，通過(guò)壓帽I將內(nèi)套3封堵在工作筒2中。
[0012]本液流閥組裝時(shí)，在球桿4上依次套上墊圈和上部壓縮彈簧5.1，從內(nèi)套3上部裝入，使球桿4穿過(guò)內(nèi)套3筒體底部的球桿穿過(guò)中心孔，然后再依次套上下部壓縮彈簧5.2和墊圈。將調(diào)整螺母6擰在球桿4的桿體上，調(diào)整好上部壓縮彈簧5.1和下部壓縮彈簧5.2的松緊度，再用背帽7將調(diào)整螺母6背緊。將組裝好的雙向液流控制裝置從工作筒2上部裝入，最后將壓帽I與工作筒2連接。
[0013]現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，將本液流閥連接在通井規(guī)或其它工具的上部，隨下井管柱下入井內(nèi)，在下放過(guò)程中，球桿4的球頭在上部壓縮彈簧5.1和下部壓縮彈簧5.2的調(diào)節(jié)下，實(shí)現(xiàn)打開(kāi)和關(guān)閉內(nèi)套3密封腔的動(dòng)作，從而有控制地使井液進(jìn)入油管內(nèi)腔，保證油管內(nèi)壓力始終低于油套環(huán)空壓力，油管不會(huì)出現(xiàn)噴液的現(xiàn)象，井筒內(nèi)多余的液體從套管排出。當(dāng)油套環(huán)空和油管內(nèi)腔之間的壓差達(dá)到設(shè)計(jì)的數(shù)值時(shí)，下部壓縮彈簧5.2被壓縮，球桿4上移，球頭離開(kāi)內(nèi)套3的密封腔進(jìn)入液流腔，打開(kāi)液流通道。本液流閥下面的液體通過(guò)內(nèi)套3的密封腔進(jìn)入到上部油管內(nèi)，起到平衡油管和套管壓力的作用，并始終保持兩者之間有一定的壓差，讓油管內(nèi)液面稍低于套管內(nèi)液面。當(dāng)本工具下至設(shè)計(jì)深度后，可根據(jù)不同的施工要求選擇適當(dāng)?shù)南淳绞竭M(jìn)行反洗井或正洗井，實(shí)現(xiàn)各種施工要求。
【權(quán)利要求】
1.井下作業(yè)井液平衡的緩沖方法，是在井下作業(yè)管柱中，于通井規(guī)或其它井下作業(yè)工具的上部連接一個(gè)緩沖液流閥，使其井下管柱在下放過(guò)程中，有效控制井液進(jìn)入油管內(nèi)部的速度，讓油管內(nèi)液面低于套管內(nèi)液面，使油管內(nèi)壓力與套管內(nèi)壓力基本平衡，防止井液從油管?chē)姙R至地面。
2.用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1井下作業(yè)井液平衡的緩沖方法的多功能緩沖液流閥，包括工作筒(2)，其特征是，工作筒(2)與壓帽(I)連接，工作筒(2)內(nèi)裝有雙向液流控制裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能緩沖液流閥，其特征是，所述雙向液流控制裝置包括內(nèi)套(3 )和球桿(4 )，球桿(4 )裝在內(nèi)套(3 )中，內(nèi)套(3 )設(shè)有密封腔和液流腔，內(nèi)套(3 )的密封腔與球桿(4)的球頭配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能緩沖液流閥，其特征是，所述內(nèi)套(3)是筒狀體，其中部?jī)?nèi)徑小是密封腔、兩端內(nèi)徑大是液流腔，在液流腔的殼壁上還設(shè)有液流槽或孔，在筒體底部設(shè)有球桿穿過(guò)中心孔和液流槽或孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能緩沖液流閥，其特征是，所述球桿(4)一端是球頭，另一端設(shè)有螺紋安裝調(diào)整螺母(6)和背帽(7)，中部桿體從內(nèi)套(3)的球桿穿過(guò)中心孔中穿過(guò)、在球桿穿過(guò)中心孔兩端的球桿(4)的桿體上安裝上部壓縮彈簧(5.1)和下部壓縮彈簧(5.2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多功能緩沖液流閥，其特征是，所述上部壓縮彈簧(5.1)和下部壓縮彈簧(5.2)兩端還裝有墊圏，上部壓縮彈簧(5.1)的收縮壓力設(shè)定在0.5-0.8 MPa之間，下部壓縮彈簧(5.2)的收縮壓力設(shè)定在0.8 — 1.5MPa。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能緩沖液流閥，其特征是，所述工作筒(2)的下部外圓加工油管外螺紋與油管連接、上部外圓加工細(xì)牙外螺紋與壓帽(I)連接、內(nèi)圓設(shè)有限位臺(tái)肩安裝內(nèi)套(3)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能緩沖液流閥，其特征是，所述壓帽(I)上部?jī)?nèi)圓設(shè)有油管內(nèi)螺紋與油管連接、下部?jī)?nèi)圓設(shè)有細(xì)牙內(nèi)螺紋與工作筒(2)連接，中部?jī)?nèi)圓的內(nèi)徑等于或小于內(nèi)套(3)的內(nèi)徑。
【文檔編號(hào)】E21B21/10GK103742108SQ201410032828
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】孫漢軍, 熊敏, 張成良, 于憲武, 張禮星 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司臨盤(pán)采油廠