專利名稱：可充填控水篩管及其布設(shè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油天然氣開采中油井、氣井和注水井(以下簡(jiǎn)稱油氣 井)使用的控水篩管及其布設(shè)方法，特別是一種可充填控水篩管及其布設(shè)方 法。
背景技術(shù)：
在石油天然氣開采中，油氣井生產(chǎn)段比較長，特別是水平井，生產(chǎn)段長
達(dá)200米~ 800米或更長。在生產(chǎn)過程中，由于油田地質(zhì)和流體等方面的原 因，許多油氣井生產(chǎn)一段時(shí)間后就會(huì)存在局部出水問題。油氣井局部出水一 方面使油氣井日產(chǎn)量急劇下降，收益受到很大影響；另一方面大量產(chǎn)出水需 要處理，浪費(fèi)人力財(cái)力。
為解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)提出了一種在控水篩管(控水篩管是一種內(nèi) 設(shè)有流量控制裝置的過濾器，篩管也稱防砂管)，并在控水篩管外充填固體 顆粒解決出水率的方案，通過在控水篩管和井壁之間充填固體顆粒，使控水 篩管與井壁之間形成孔隙介質(zhì)環(huán)，孔隙介質(zhì)環(huán)在控水篩管外起到軸向隔離作 用，結(jié)合控水篩管可以大大降低進(jìn)入控水篩管的水。其具體做法是鉆井后， 向井內(nèi)放置控水篩管，之后向控水篩管和井壁之間充填固體顆粒，固體顆粒 待攜帶固體顆粒的充填液濾走后填充了控水篩管和井壁之間的環(huán)空，形成由 固體顆粒形成的孔隙介質(zhì)環(huán)。為了保證固體顆粒充填，充入的砂漿需要達(dá)到 臨界速度，如流量需大于lmVs，否則不能克服固體顆粒在流動(dòng)過程中的沉淀， 無法充填。
控水篩管的作用是通過內(nèi)設(shè)流量控制裝置來控制水進(jìn)入篩管的流量來達(dá) 到控制出水量、降低含水率、提高油氣采收率。目前控水篩管有兩種類型節(jié)流型與開關(guān)型，節(jié)流型控水篩管是在篩管上設(shè)置節(jié)流裝置，限制較大流量 的水進(jìn)入篩管；開關(guān)型控水篩管允許通過的流量也很有限。因此控水篩管上 可通過的流量很小，在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了一定程度上的控水，但在控水篩管 使用過程中發(fā)現(xiàn)，由于控水篩管和油氣井的內(nèi)壁之間往往會(huì)存在一個(gè)環(huán)空， 如進(jìn)入油氣井的水在控水篩管外竄流，就會(huì)從控水篩管的其他非地層出水段 對(duì)應(yīng)的區(qū)段進(jìn)入控水篩管，控水篩管就不能達(dá)到控水效果。雖然可以通過充 填固體顆粒的方法解決水沿井壁和控水篩管之間環(huán)空的軸向竄流問題，但充 填固體顆粒需要控水篩管具有較生產(chǎn)時(shí)所需控制的流量大很多的流量，而控 水篩管的流量很小，不能滿足在控水篩管外面充填固體顆粒的操作需要，如 果為了充填的需要將流量控制裝置的允許流量提高，生產(chǎn)時(shí)的控水效果又大 受影響，二者間的矛盾使這兩種控水技術(shù)一直未能實(shí)現(xiàn)結(jié)合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可充填控水篩管及其布設(shè)方法，通過控水篩管 和環(huán)空充填有機(jī)的結(jié)合，有效阻止或大大減緩油氣井出水的問題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種可充填控水篩管，包括基管，所 述基管上設(shè)置有至少一個(gè)過濾套，所述過濾套內(nèi)表面和基管外表面之間形成 使流體沿軸向流動(dòng)的導(dǎo)流層，位于導(dǎo)流層內(nèi)的基管上設(shè)置有至少一個(gè)流量控 制裝置，所述基管上還設(shè)置有在充填固體顆粒時(shí)開啟、在充填固體顆粒后關(guān) 閉的充填閥門，具有大流量通過能力的充填閥門連通所述導(dǎo)流層和基管內(nèi)部。
所述基管通過端環(huán)與所述過濾套連接，所述充填閥門設(shè)置在所述端環(huán)上。
所述充填閥門為壓蓋撐桿型充填閥門、壓蓋拉線型充填閥門或柱塞型充 填閥門。
所述壓蓋撐桿型充填閥門包括壓蓋、撐桿和彈性元件，所述導(dǎo)流層的內(nèi)
壁上開設(shè)有凹槽，所述基管上開設(shè)有充填孔，所述彈性元件的一端固定在所
述凹槽內(nèi)，另一端與所述壓蓋的一側(cè)表面連接，所述撐桿的一端壓設(shè)在所述壓蓋的另一側(cè)表面上，另一端固定在基管的內(nèi)表面上。
所述壓蓋拉線型充填閥門包括壓蓋、拉線和斷線，所述導(dǎo)流層的內(nèi)壁上 開設(shè)有凹槽，所述基管上開設(shè)有充填孔，所述斷線的一端固定在所述凹槽內(nèi)， 另一端與所述壓蓋的一側(cè)表面連接，所述拉線的一端連接在所述壓蓋的另一 側(cè)表面上，另一端固定在基管的內(nèi)表面上。
所述柱塞型充填閥門包括柱塞、拉線和卡子，所述基管上開設(shè)有充填孔， 所述導(dǎo)流層內(nèi)開設(shè)有與所述充填孔連通且能被所述柱塞堵塞的通道，所述卡 子固定在通道內(nèi)并卡住柱塞，所述拉線的一端固定在柱塞上，另一端穿過通 道和充填孔呈繃緊狀固定在基管的內(nèi)表面上。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了 一種可充填控水篩管的布設(shè)方法，
包括
將設(shè)置有充填闊門和流量控制裝置的可充填控水篩管布設(shè)在油氣井的生 產(chǎn)位置，所述充填閥門處于開啟狀態(tài)；
在可充填控水篩管和井壁之間充填固體顆粒，形成孔隙介質(zhì)環(huán)；
關(guān)閉可充填控水篩管上的充填閥門，使生產(chǎn)時(shí)的油或水通過所述流量控 制裝置進(jìn)入可充填控水篩管的基管內(nèi)。
本發(fā)明提出了一種可充填控水篩管及其布設(shè)方法，與現(xiàn)有技術(shù)單一采用 控水篩管解決出水問題的技術(shù)方案相比，本發(fā)明技術(shù)方案的控水篩管一方面 通過控水篩管的控水作用控制出水量，另一方面通過環(huán)空充填避免了水在控 水篩管外的竄流，充填后，控水篩管與井壁之間形成孔隙介質(zhì)環(huán)，孔隙介質(zhì) 環(huán)在控水篩管外起到軸向隔離作用，油、水在軸向滲流時(shí)，流動(dòng)阻力增大， 根據(jù)滲流達(dá)西定律，流動(dòng)阻力與流動(dòng)路程成正比，于是在局部見水的情況下， 水將難以通過控水篩管外的孔隙介質(zhì)環(huán)從一 區(qū)段進(jìn)入另 一 區(qū)段的控水篩管。 本發(fā)明可充填控水篩管采用充填閥門結(jié)構(gòu)，在向環(huán)空充填固體顆粒時(shí)，本發(fā) 明充填閥門處于開啟狀態(tài)，充填時(shí)大流量的砂漿濾液從充填閥門進(jìn)入控水篩 管，使環(huán)空充填得以順利完成，在充填固體顆粒完畢后，將充填閥門關(guān)閉，生產(chǎn)時(shí)的油、氣、水只能通過流量控制裝置進(jìn)入控水篩管的的基管內(nèi)，使油 氣生產(chǎn)得以正常進(jìn)行。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷，施工工藝簡(jiǎn)單，可廣泛應(yīng)用于油氣田生產(chǎn)和注入井， 特別是用在水平井的生產(chǎn)中，有效延緩或降低油氣井大量出水問題， 一方面 使油氣井日產(chǎn)量提高，另一方面節(jié)省了人力和財(cái)力，減少了環(huán)境污染。
下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明可充填控水篩管的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明壓蓋撐桿型充填閥門的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明壓蓋撐桿型充填閥門處于關(guān)閉狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明撐桿環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明壓蓋拉線型充填閥門的結(jié)構(gòu)示意圖6為本發(fā)明壓蓋拉線型充填閥門處于關(guān)閉狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖7為本發(fā)明柱塞型充填閥門的結(jié)構(gòu)示意圖8為本發(fā)明柱塞型充填閥門處于關(guān)閉狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖9為本發(fā)明可充填控水篩管的布設(shè)方法的流程圖10a、圖10b為本發(fā)明采用腐蝕方法實(shí)現(xiàn)充填閥門關(guān)閉的示意圖。
附圖標(biāo)記說明
l一可充填控水篩管串；2 —水平井；3—封隔器；
4—孔隙介質(zhì)環(huán)；10--基管；ll一過濾套；
12 —流量控制裝置；13--導(dǎo)流層；14一盲段；
15—端環(huán)；30--充填閥門；50—插件；
60—酸液；31--壓蓋；32—撐桿；
32a—撐桿環(huán)；33--彈簧；34 —凹槽；
35 —充填孔；35a一充填孔密封座36—定位裝置;37 —密封圈； 301—柱塞； 304 —充填孔;
38—拉線； 302—拉線; 305—通道;
39 —斷線； 303—-^子； 306 —密封圈。
具體實(shí)施例方式
圖1為本發(fā)明可充填控水篩管的結(jié)構(gòu)示意圖，僅以水平井為例子說明本 實(shí)施例的技術(shù)方案。如圖1所示，本實(shí)施例數(shù)個(gè)可充填控水篩管依次連接形 成可充填控水篩管串1并設(shè)置在水平井2內(nèi)，井口部位由封隔器3固定在井 壁上，水平井2和可充填控水篩管串1之間充填由固體顆粒形成的孔隙介質(zhì) 環(huán)4。每個(gè)可充填控水篩管的主體結(jié)構(gòu)包括基管10，基管IO上設(shè)置有一個(gè)或 一個(gè)以上的過濾套11，過濾套11的內(nèi)表面和基管10的外表面之間形成使流 體沿軸向流動(dòng)的導(dǎo)流層13,導(dǎo)流層13內(nèi)設(shè)置有一個(gè)或一個(gè)以上的流量控制 裝置12，流量控制裝置12可以是節(jié)流型流量控制裝置或開關(guān)型流量控制裝 置，通過節(jié)流作用或開關(guān)控制進(jìn)入基管10內(nèi)的水量，基管10上過濾套11之 間為只有基管的盲段14。導(dǎo)流層13內(nèi)還設(shè)置有充填閥門30，使充填閥門30 和流量控制裝置12均設(shè)置在導(dǎo)流層13內(nèi)形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，充填閥門30用于在 充填固體顆粒時(shí)開啟，使充填時(shí)大流量的砂漿濾液從充填閥門30進(jìn)入基管 10內(nèi)，通過基管10排到地面，充填閥門30還用于在充填固體顆粒完畢后關(guān) 閉，使生產(chǎn)中的油或水通過基管10上的流量控制裝置12進(jìn)入基管10。
與現(xiàn)有技術(shù)單一釆用控水篩管解決出水問題的技術(shù)方案相比，本實(shí)施例 可充填控水篩管將控水篩管和環(huán)空充填有機(jī)地結(jié)合在一起， 一方面通過控水 篩管的控水作用控制出水量，另 一方面通過環(huán)空充填避免了水在控水篩管外 的竄流(對(duì)地層出砂嚴(yán)重的井除外)，充填后，控水篩管與井壁之間形成孔 隙介質(zhì)環(huán)，孔隙介質(zhì)環(huán)在控水篩管外起到軸向隔離的作用，油、水在其中滲 流時(shí)，流動(dòng)阻力增大，根據(jù)滲流達(dá)西定律，流動(dòng)阻力與流動(dòng)路程成正比，于 是在局部見水的情況下，水將難以通過控水篩管外的孔隙介質(zhì)環(huán)從其他區(qū)段進(jìn)入控水篩管。而在向環(huán)空充填固體顆粒時(shí)，本實(shí)施例充填閥門處于開啟狀 態(tài)，充填時(shí)大流量的砂漿濾液從充填閥門進(jìn)入控水篩管，使環(huán)空充填得以順 利完成，在充填固體顆粒完畢后，將充填閥門關(guān)閉，生產(chǎn)時(shí)的油或水只能通 過流量控制裝置進(jìn)入控水篩管，降低油氣井出水量。
在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，充填閥門可以有多種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，本發(fā)明優(yōu)選采 用壓蓋撐桿型充填閥門、壓蓋拉線型充填閥門和柱塞型充填閥門。
圖2為本發(fā)明壓蓋撐桿型充填閥門的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例中，基管IO
通過端環(huán)15與過濾套11連接，并在過濾套11的內(nèi)表面和基管10的外表面 之間形成使流體沿軸向流動(dòng)的導(dǎo)流層13，壓蓋撐桿型充填閥門設(shè)置在導(dǎo)流層 13內(nèi)的端環(huán)15上，導(dǎo)流層13內(nèi)還設(shè)置有一個(gè)或一個(gè)以上的流量控制裝置12, 流量控制裝置12可以是節(jié)流型流量控制裝置或開關(guān)型流量控制裝置，使壓蓋 撐桿型充填閥門和流量控制裝置均設(shè)置在導(dǎo)流層13內(nèi)形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。如圖2 所示，壓蓋撐桿型充填閥門包括壓蓋31、撐桿32和彈簧33，端環(huán)15的內(nèi)壁 上開設(shè)有凹槽34,基管10上開設(shè)有充填孔35,彈簧33設(shè)置在凹槽34內(nèi)， 一端固定在凹槽34的內(nèi)表面上，另一端與壓蓋31的上表面連接，撐桿32由 脆性材料制造， 一端頂設(shè)在壓蓋31的下表面上，另一端穿過充填孔35固定 在基管10的內(nèi)表面上。具體地，充填孔35朝向壓蓋31的一側(cè)設(shè)置有凹臺(tái)狀 的充填孔密封座35a，充填孔密封座35a用于與壓蓋31配合，充填孔35靠 近基管內(nèi)表面的一側(cè)設(shè)置有定位裝置36,定位裝置36用于限定撐桿32的運(yùn) 動(dòng)方向；壓蓋31的外緣套設(shè)有密封圈37，在壓蓋與充填孔密封座配合時(shí)加 強(qiáng)壓蓋31與充填孔密封座35a之間的密封。本實(shí)施例中，密封圈37可以采 用0形橡膠圈，彈簧33也可以采用其他彈性元件，如彈性塊等，充填孔密封 座35a的上沿可以設(shè)置成便于壓蓋進(jìn)入的倒角結(jié)構(gòu)。
當(dāng)準(zhǔn)備使用本實(shí)施例可充填控水篩管時(shí)，將壓蓋撐桿型充填閥門設(shè)置成 圖2所示狀態(tài)，撐桿32的一端頂設(shè)在基管10內(nèi)的對(duì)側(cè)表面上，另一端穿過 充填孔35頂住壓蓋31，使壓蓋31將彈簧33壓縮在端環(huán)15的凹槽34內(nèi)，
10此時(shí)壓蓋撐桿型充填閥門處于開啟狀態(tài)。將可充填控水篩管放入井內(nèi)后，在井壁和可充填控水篩管之間的環(huán)空內(nèi)充填固體顆粒，砂漿中的砂漿濾液通過
導(dǎo)流層13內(nèi)的充填通道A和開啟狀態(tài)的充填閥門進(jìn)入基管10內(nèi)，并被抽到地面，形成充填環(huán)空的由固體顆粒形成的孔隙介質(zhì)環(huán)。充填完畢后，關(guān)閉可充填控水篩管上的壓蓋撐桿型充填閥門。圖3為本發(fā)明壓蓋撐桿型充填閥門處于關(guān)閉狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖，具體地，將插件50放入可充填控水篩管內(nèi)，通過插件50移動(dòng)依次關(guān)閉可充填控水篩管上的充填閥門，移動(dòng)中的插件50依次撞擊撐桿32,由于撐桿32為脆性材料，在撞擊中被撞碎，壓蓋31失去支撐，被彈簧33推向充填孔35,并壓設(shè)在充填孔35的充填孔密封座上，將充填孔35堵塞，此時(shí)壓蓋撐桿型充填閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，生產(chǎn)時(shí)的水和油通過導(dǎo)流層13內(nèi)的控水通道B和流量控制裝置12進(jìn)入基管10內(nèi)，使油氣生產(chǎn)得以正常進(jìn)行。此外，關(guān)閉壓蓋撐桿型充填閥門也可以采用腐蝕方法，通過向基管內(nèi)傾注腐蝕液，腐蝕液將撐桿腐蝕斷裂，也可實(shí)現(xiàn)消除壓蓋的支撐，最終將壓蓋撐桿型充填閱門關(guān)閉。
在上述技術(shù)方案中，定位裝置可以采用環(huán)套結(jié)構(gòu)，外環(huán)套設(shè)在充填孔內(nèi)，內(nèi)環(huán)套設(shè)在撐桿外，外環(huán)和內(nèi)環(huán)通過連桿連接，使外環(huán)和內(nèi)環(huán)之間形成液體流道，實(shí)現(xiàn)撐桿的定位和導(dǎo)向；壓蓋的側(cè)面可以設(shè)置成弧形，可以避免壓蓋向下運(yùn)動(dòng)中卡死；位于基管內(nèi)撐桿的一端可以直接支撐在基管內(nèi)的側(cè)壁上，也可以通過中間件固定在基管內(nèi)的側(cè)壁上。圖4為本發(fā)明撐桿環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖，基管10的內(nèi)表面上設(shè)置有撐桿環(huán)32a,撐桿32的一端支撐在撐桿環(huán)上，撐桿32的另一端穿過充填孔35頂住壓蓋31,使壓蓋31將彈簧33壓縮在端環(huán)15的凹槽34內(nèi)，保持壓蓋撐桿型充填閥門處于開啟狀態(tài)。實(shí)際上，通過中間件支撐撐桿可以有多種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，只要通過撞擊或腐蝕消除撐桿的支撐狀態(tài)即可。本實(shí)施例壓蓋撐桿型充填閥門的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷，工藝筒單。
圖5為本發(fā)明壓蓋拉線型充填閥門的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例中，基管IO
通過端環(huán)15與過濾套11連接，并在過濾套11的內(nèi)表面和基管10的外表面之間形成使流體沿軸向流動(dòng)的導(dǎo)流層13，壓蓋撐桿型充填閥門設(shè)置在導(dǎo)流層
13內(nèi)的端環(huán)15上，導(dǎo)流層13內(nèi)還設(shè)置有一個(gè)或一個(gè)以上的流量控制裝置12,流量控制裝置12可以是節(jié)流型流量控制裝置或開關(guān)型流量控制裝置，使壓蓋撐桿型充填閥門和流量控制裝置均設(shè)置在導(dǎo)流層13內(nèi)形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。如圖5所示，壓蓋拉線型充填閥門包括壓蓋31、拉線38和斷線39,端環(huán)15的內(nèi)壁上開設(shè)有凹槽34，基管10上開設(shè)有充填孔35,斷線39的一端固定在凹槽34的內(nèi)表面上，另一端與壓蓋31的上表面連接，拉線38的一端固定在壓蓋31的下表面上，另一端穿過充填孔35,呈繃緊狀固定在基管10的內(nèi)表面上。具體地，充填孔35朝向壓蓋31的一側(cè)設(shè)置有凹臺(tái)狀的充填孔密封座35a,充填孔密封座35a用于與壓蓋31配合，充填孔35靠近基管內(nèi)表面的一側(cè)設(shè)置有定位裝置36，定位裝置36用于限定拉線38的運(yùn)動(dòng)方向，壓蓋31的外緣套設(shè)有密封圈37，加強(qiáng)壓蓋31與充填孔密封座35a之間的密封。拉線38的拉斷力大于斷線39的拉斷力，例如，當(dāng)拉線38的拉斷力為15Kg時(shí)，斷線39的拉斷力可以設(shè)置成5Kg。本實(shí)施例中，密封圈37可以采用0形橡膠圈，充填孔密封座35a的上沿可以設(shè)置成便于壓蓋進(jìn)入的倒角結(jié)構(gòu)，為了提高斷線拉斷后壓蓋向充填孔運(yùn)動(dòng)的速度和可靠性，壓蓋與凹槽之間也可以設(shè)置彈簧。
當(dāng)準(zhǔn)備使用本實(shí)施例可充填控水篩管時(shí)，將壓蓋拉線型充填閥門設(shè)置成圖5所示狀態(tài)，拉線38的一端固定在基管10內(nèi)的對(duì)側(cè)表面上，另一端穿過充填孔35拉住壓蓋31，使壓蓋31在拉線38和斷線39的拉力下平衡，并位于端環(huán)15的凹槽34內(nèi)，此時(shí)壓蓋拉線型充填閥門處于開啟狀態(tài)。將可充填控水篩管放入井內(nèi)后，在井壁和可充填控水篩管之間的環(huán)空內(nèi)充填固體顆粒，砂漿中的砂漿濾液通過導(dǎo)流層13內(nèi)的充填通道A和開啟狀態(tài)的充填閥門進(jìn)入基管10內(nèi)，并被抽到地面，形成充填環(huán)空的由固體顆粒形成的孔隙介質(zhì)環(huán)。充填完畢后，關(guān)閉可充填控水篩管上的壓蓋拉線型充填閥門。圖6為本發(fā)明壓蓋拉線型充填閥門處于關(guān)閉狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖，具體地，將插件50放入可充填控水篩管內(nèi)，通過插件50移動(dòng)依次關(guān)閉可充填控水篩管上的充填閥門，
移動(dòng)中的插件50依次撞擊拉線38，將拉線38撞彎，拉線38拉動(dòng)壓蓋31向下運(yùn)動(dòng)，最終將斷線39拉斷，拉線38將壓蓋31拉向充填孔35,并壓設(shè)在充填孔35的充填孔密封座上上，將充填孔35堵塞，插件50繼續(xù)移動(dòng)，最終將拉線撞斷，對(duì)下一個(gè)充填閥門進(jìn)行關(guān)閉操作。此時(shí)壓蓋拉線型充填閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，生產(chǎn)時(shí)的水和油通過導(dǎo)流層13內(nèi)的控水通道B和流量控制裝置12進(jìn)入基管10內(nèi)，使油氣生產(chǎn)得以正常進(jìn)行。本實(shí)施例中，位于基管內(nèi)拉線的 一端可以直接固定在基管內(nèi)的側(cè)壁上，也可以通過中間件固定在基管內(nèi)的側(cè)壁上，只要通過插件撞擊使斷線被拉斷即可。
圖7為本發(fā)明柱塞型充填閥門的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例中，基管IO通過端環(huán)15與過濾套11連接，并在過濾套11的內(nèi)表面和基管10的外表面之間形成使流體沿軸向流動(dòng)的導(dǎo)流層13,壓蓋撐桿型充填閥門設(shè)置在導(dǎo)流層13內(nèi)的端環(huán)15上，導(dǎo)流層13內(nèi)還設(shè)置有一個(gè)或一個(gè)以上的流量控制裝置12,流量控制裝置12可以是節(jié)流型流量控制裝置或開關(guān)型流量控制裝置，使壓蓋撐桿型充填閥門和流量控制裝置均設(shè)置在導(dǎo)流層13內(nèi)形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。如圖7所示，柱塞型充填閥門包括柱塞301、拉線302和卡子303,基管10上開設(shè)有充填孔304，導(dǎo)流層13內(nèi)的端環(huán)15上開設(shè)有與充填孔304連通且能被柱塞301堵塞的通道305，卡子303固定在通道305的內(nèi)表面上，用于卡住柱塞301,拉線302的一端固定在柱塞301上，另一端穿過通道305和充填孔304，呈繃緊狀固定在基管10的內(nèi)表面上。具體地，通道305包括直線段和斜向段，直線段朝向柱塞301的一側(cè)，用于與柱塞301配合，斜向段開設(shè)在基管10表面上。進(jìn)一步地，柱塞還套設(shè)有密封圈306。
當(dāng)準(zhǔn)備使用本實(shí)施例可充填控水篩管時(shí)，將柱塞型充填閥門設(shè)置成圖7所示狀態(tài)，拉線302的一端固定在基管10內(nèi)的對(duì)側(cè)表面上，另一端穿過充填孔304和通道305拉住柱塞301，柱塞301由于卡子303固定，處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)柱塞型充填閥門處于開啟狀態(tài)。將可充填控水篩管放入井內(nèi)后，在
13井壁和可充填控水篩管之間的環(huán)空內(nèi)充填固體顆粒，砂漿中的砂漿濾液通過
導(dǎo)流層13內(nèi)的充填通道A和開啟狀態(tài)的充填閥門進(jìn)入基管10內(nèi)，并被抽到地面，形成充填環(huán)空的由固體顆粒形成的孔隙介質(zhì)環(huán)。充填完畢后，關(guān)閉可充填控水篩管上的柱塞型充填閥門。圖8為本發(fā)明柱塞型充填閥門處于關(guān)閉狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖，具體地，將插件50放入可充填控水篩管內(nèi)，通過插件50移動(dòng)依次關(guān)閉可充填控水篩管上的充填閥門，移動(dòng)中的插件50依次撞擊拉線302，將拉線302撞彎，拉線302拉動(dòng)柱塞301向前運(yùn)動(dòng)，沖破卡子303的阻擋，并^U立線302拉入通道305中，將通道305堵塞，插件50繼續(xù)移動(dòng)，最終將拉線撞斷，對(duì)下一個(gè)充填閥門進(jìn)行關(guān)閉操作。此時(shí)柱塞型充填閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，生產(chǎn)時(shí)的水和油通過導(dǎo)流層13內(nèi)的控水通道B和流量控制裝置12進(jìn)入基管10內(nèi)，使油氣生產(chǎn)得以正常進(jìn)行。本實(shí)施例中，位于基管內(nèi)拉線的 一端可以直接固定在基管內(nèi)的側(cè)壁上，也可以通過中間件固定在基管內(nèi)的側(cè)壁上，只要通過插件撞擊使拉線將柱塞拉入通道中即可。
圖9為本發(fā)明可充填控水篩管的布設(shè)方法的流程圖，具體為步驟11、將設(shè)置有充填閥門和流量控制裝置的可充填控水篩管布設(shè)在油氣井的生產(chǎn)位置，所述充填閥門處于開啟狀態(tài)；
步驟12、在可充填控水篩管和井壁之間充填固體顆粒，形成孔隙介質(zhì)環(huán)；步驟13、關(guān)閉可充填控水篩管上的充填閥門，使生產(chǎn)時(shí)的油或水通過所述流量控制裝置進(jìn)入可充填控水篩管的基管內(nèi)。
與現(xiàn)有技術(shù)單一采用控水篩管解決出水問題的技術(shù)方案相比，本實(shí)施例可充填控水篩管的布設(shè)方法將控水篩管和環(huán)空充填有機(jī)地結(jié)合在一起， 一方面通過控水篩管的控水作用控制出水量，另 一方面通過環(huán)空充填避免了水在控水篩管外的竄流(對(duì)地層出石少嚴(yán)重的井除外)，充填后，控水篩管與井壁.之間形成孔隙介質(zhì)環(huán)，孔隙介質(zhì)環(huán)在控水篩管外起到軸向隔離的作用，油、水在其中滲流時(shí)，流動(dòng)阻力增大，根據(jù)滲流達(dá)西定律，流動(dòng)阻力與流動(dòng)路程成正比，于是在局部見水的情況下，水將難以通過控水篩管外的孔隙介質(zhì)環(huán)從其他區(qū)段進(jìn)入控水篩管。而在向環(huán)空充填固體顆粒時(shí)，本實(shí)施例充填閥門處于開啟狀態(tài)，充填時(shí)大流量的砂漿濾液從充填閥門進(jìn)入控水篩管，使環(huán)空充填得以順利完成，在充填固體顆粒完畢后，將充填閥門關(guān)閉，生產(chǎn)時(shí)的水只能通過流量控制裝置進(jìn)入控水篩管，降低油氣井出水量。
在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，將可充填控水篩管布設(shè)在油氣井的生產(chǎn)位置和在可充填控水篩管和井壁之間充填固體顆?？梢圆捎脗鹘y(tǒng)方法，其中步驟13
可以具體為
步驟131、將插件放入可充填控水篩管內(nèi)；
步驟132、通過插件移動(dòng)依次關(guān)閉可充填控水篩管上的充填閥門。
本實(shí)施例可充填控水篩管的布設(shè)方法通過采用插件來實(shí)現(xiàn)充填閥門的關(guān)閉，其中充填閥門可以是壓蓋撐桿型充填閥門，也可以是壓蓋拉線型充填閥門，還可以是柱塞型充填閥門。具體地，當(dāng)使用壓蓋撐桿型充填閥門時(shí)，步驟132可以是插件移動(dòng)中撞碎可充填控水篩管內(nèi)各充填閥門的撐桿或撐桿環(huán)，使所述充填閥門關(guān)閉；當(dāng)使用壓蓋拉線型充填閥門或柱塞型充填閥門時(shí)，步驟132可以是插件移動(dòng)中撞擊可充填控水篩管內(nèi)各充填閥門的拉線，將所述拉線下拉、撞彎、繃斷，使所述充填閥門關(guān)閉。
在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，步驟13還可以具體為
步驟131'、向可充填控水篩管內(nèi)導(dǎo)入腐蝕液；
步驟132'、腐蝕液將可充填控水篩管內(nèi)各充填閥門的撐桿或撐桿環(huán)腐蝕斷裂，使所述充填閥門關(guān)閉。
本實(shí)施例可充填控水篩管的布設(shè)方法通過采用腐蝕方法來實(shí)現(xiàn)充填閥門的關(guān)閉，其中充填閥門可以是壓蓋撐桿型充填閥門。當(dāng)使用壓蓋撐桿型充填閥門時(shí)，本實(shí)施例通過腐蝕液腐蝕撐桿或撐桿環(huán)，消除撐桿的支撐作用，使所述充填閥門關(guān)閉。優(yōu)選地，撐桿或撐桿環(huán)采用鋁材料制品，腐蝕液采用酸液制品，通過快速的化學(xué)反應(yīng)，消除撐桿的支撐作用，使所述充填閥門關(guān)閉。
圖10a、圖10b為本發(fā)明采用腐蝕方法實(shí)現(xiàn)充填閥門關(guān)閉的示意圖，撐桿環(huán)32a設(shè)置在基管10的內(nèi)表面上，撐桿32的一端支撐在撐桿環(huán)32a上，撐桿32的另一端穿過充填孔35頂住壓蓋31，使壓蓋31將彈簧33壓縮在端環(huán)15的凹槽34內(nèi)，保持壓蓋撐桿型充填閥門處于開啟狀態(tài)，其中撐桿環(huán)32a采用鋁材料制品。將可充填控水篩管放入井內(nèi)后進(jìn)行充填環(huán)空操作，砂漿中的砂漿濾液通過導(dǎo)流層13內(nèi)的充填通道A和開啟狀態(tài)的充填閥門進(jìn)入基管10內(nèi)，如圖10a所示；充填完畢后，向基管10內(nèi)傾注酸液60，酸液60將鋁材料的撐桿環(huán)32a腐蝕破裂，使撐桿32失去支撐，被彈簧33推向充填孔35,并壓設(shè)在充填孔35的充填孔密封座上，將充填孔35堵塞，此時(shí)壓蓋撐桿型充填閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，生產(chǎn)時(shí)的水和油通過導(dǎo)流層13內(nèi)的控水通道B和流量控制裝置12進(jìn)入基管10內(nèi)，使油氣生產(chǎn)得以正常進(jìn)行，如圖10b所示。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1. 一種可充填控水篩管，包括基管，所述基管上設(shè)置有至少一個(gè)過濾套，所述過濾套內(nèi)表面和基管外表面之間形成使流體沿軸向流動(dòng)的導(dǎo)流層，位于導(dǎo)流層內(nèi)的基管上設(shè)置有至少一個(gè)流量控制裝置，其特征在于，所述基管上還設(shè)置有在充填固體顆粒時(shí)開啟、在充填固體顆粒后關(guān)閉的充填閥門，具有大流量通過能力的充填閥門連通所述導(dǎo)流層和基管內(nèi)部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可充填控水篩管，其特征在于，所述基管通過端環(huán)與所述過濾套連接，所述充填閥門設(shè)置在所述端環(huán)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可充填控水篩管，其特征在于，所述充填 閥門包括壓蓋、撐桿和彈性元件，所述導(dǎo)流層的內(nèi)壁上開設(shè)有凹槽，所述基 管上開設(shè)有充填孔，所述彈性元件的一端固定在所述凹槽內(nèi)，另一端與所述 壓蓋的一側(cè)表面連接，所述撐桿的一端壓設(shè)在所述壓蓋的另一側(cè)表面上，另 一端固定在基管的內(nèi)表面上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可充填控水篩管，其特征在于，所述撐桿為脆 性材料制品。 —
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可充填控水篩管，其特征在于，所述充填孔內(nèi) 設(shè)置有限定所述撐桿運(yùn)動(dòng)方向的定位裝置，所述定位裝置的外環(huán)套設(shè)在充填 孔內(nèi)，內(nèi)環(huán)套設(shè)在撐桿外，外環(huán)和內(nèi)環(huán)通過連桿連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可充填控水篩管，其特征在于，所述壓蓋的邊緣套設(shè)有密封圈。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可充填控水篩管，其特征在于，所述充填 閥門包括壓蓋、拉線和斷線，所述導(dǎo)流層的內(nèi)壁上開設(shè)有凹槽，所述基管上 開設(shè)有充填孔，所述斷線的一端固定在所述凹槽內(nèi)，另一端與所述壓蓋的一 側(cè)表面連接，所述拉線的一端連接在所述壓蓋的另一側(cè)表面上，另一端固定 在基管的內(nèi)表面上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的可充填控水篩管，其特征在于，所述拉線的拉斷力大于斷線的拉斷力。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的可充填控水篩管，其特征在于，所述壓蓋的邊緣套設(shè)有密封圈。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可充填控水篩管，其特征在于，所述充填閥門包括柱塞、拉線和卡子，所述基管上開設(shè)有充填孔，所述導(dǎo)流層內(nèi)開 設(shè)有與所述充填孔連通且能被所述柱塞堵塞的通道，所述卡子固定在通道內(nèi)并卡住柱塞，所述拉線的一端固定在柱塞上，另一端穿過通道和充填孔呈繃緊狀固定在基管的內(nèi)表面上。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的可充填控水篩管，其特征在于，所述柱塞 上還套設(shè)有至少 一個(gè)密封圈。
12. —種可充填控水篩管的布設(shè)方法，其特征在于，包括 將設(shè)置有充填閥門和流量控制裝置的可充填控水篩管布設(shè)在油氣井的生產(chǎn)位置，所述充填閥門處于開啟狀態(tài)；在可充填控水篩管和井壁之間充填固體顆粒，形成孔隙介質(zhì)環(huán)； 關(guān)閉可充填控水篩管上的充填閥門，使生產(chǎn)時(shí)的油或水通過所述流量控制裝置進(jìn)入可充填控水篩管的基管內(nèi)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的可充填控水篩管的布設(shè)方法，其特征在于， 所述關(guān)閉可充填控水篩管上的充填閥門具體為將插件放入可充填控水篩管內(nèi)； 通過插件移動(dòng)依次關(guān)閉可充填控水篩管上的充填閥門。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的可充填控水篩管的布設(shè)方法，其特征在于， 所述通過插件移動(dòng)依次關(guān)閉可充填控水篩管上的充填閥門具體為插件移動(dòng) 中撞碎可充填控水篩管內(nèi)各充填閥門的撐桿或撐桿環(huán)，使所述充填閥門關(guān)閉。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的可充填控水篩管的布設(shè)方法，其特征在于， 所述通過插件移動(dòng)依次關(guān)閉可充填控水篩管上的充填閥門具體為插件移動(dòng) 中撞擊可充填控水篩管內(nèi)各充填閥門的拉線，將所述拉線下拉、撞彎、繃斷，使所述充填閥門關(guān)閉。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的可充填控水篩管的布設(shè)方法，其特征在于， 所述關(guān)閉可充填控水篩管上的充填閥門具體為向可充填控水篩管內(nèi)導(dǎo)入腐蝕液；腐蝕液將可充填控水篩管內(nèi)各充填閥門的撐桿或撐桿環(huán)腐蝕斷裂，使所 述充填閥門關(guān)閉。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的可充填控水篩管的布設(shè)方法，其特征在于， 所述撐桿或撐桿環(huán)為鋁制品，所述腐蝕液為酸液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可充填控水篩管及其布設(shè)方法，可充填控水篩管包括基管，基管上設(shè)置有至少一個(gè)過濾套，過濾套內(nèi)表面和基管外表面之間形成使流體沿軸向流動(dòng)的導(dǎo)流層，位于導(dǎo)流層內(nèi)的基管上設(shè)置有至少一個(gè)流量控制裝置，基管上還設(shè)置有在充填固體顆粒時(shí)開啟、在充填固體顆粒后關(guān)閉的充填閥門。布設(shè)方法包括將可充填控水篩管布設(shè)在油氣井的生產(chǎn)位置；在可充填控水篩管和井壁之間充填固體顆粒；關(guān)閉可充填控水篩管上的充填閥門。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷，施工工藝簡(jiǎn)單，可廣泛應(yīng)用于油氣田生產(chǎn)和注入井，特別是用在水平井的生產(chǎn)中，有效延緩或降低油氣井大量出水問題，一方面使油氣井日產(chǎn)量提高，另一方面節(jié)省了人力和財(cái)力，減少了環(huán)境污染。
文檔編號(hào)E21B43/02GK101476456SQ200810055680
公開日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2008年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月4日
發(fā)明者李樹盛, 裴柏林 申請(qǐng)人:安東石油技術(shù)(集團(tuán))有限公司