申请/专利权人：中国石油化工股份有限公司;中国石化江汉油田分公司江汉采油厂

申请日：2018-11-28

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN109267974B

主分类号：E21B43/116

分类号：E21B43/116;E21B43/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2020.01.21#专利申请权的转移;2019.02.26#实质审查的生效;2019.01.25#公开

摘要：本发明公开了一种射孔后防卡堵可带压转抽的集成采油管柱及操作方法，管柱包括由上至下依次连接抽油泵泵筒、抽油泵固定阀总成、炮弹式泵下堵塞器、炮渣拦截器、炮弹拦截器、射孔枪串。作方法包括：确调整使射孔枪正对待射孔的目的层位；下抽油杆柱；套管反打压射孔；交替起杆管；柱塞提出泵筒；正打压打掉堵塞器；连光杆探泵试抽完井。本发明将起下两趟射孔管柱和一趟下泵管柱整合为一趟管柱，可以避免高压油井射孔后压井下泵造成的储层伤害，以及带压下泵造成的作业繁琐、占井时长、冒喷污染、作业费用高等问题，并且，可以防止射孔弹爆炸后产生的炮渣卡堵泵抽管柱的泵阀，保证此集成管柱施工可靠性。

主权项：1.一种射孔后防卡堵可带压转抽的集成采油管柱，其特征在于：包括由上至下依次连接抽油泵泵筒、抽油泵固定阀总成、炮弹式泵下堵塞器、炮渣拦截器、炮弹拦截器、射孔枪串，炮渣拦截器用于阻挡拦截射孔弹爆炸后形成的炮渣瞬间上涌进入管柱内部，炮弹式泵下堵塞器靠液力打掉炮弹芯子，并可以击穿炮渣拦截器，所述炮弹拦截器用以承接落下的炮弹式泵下堵塞器的炮弹芯子，所述炮弹式泵下堵塞器包括堵塞器壳体、安设在堵塞器壳体内的销钉座、与堵塞器壳体密封配置的炮弹芯子、与炮弹芯子上部相连的顶杆，所述炮弹芯子通过销钉固定在销钉座上，所述顶杆的上端抵接抽油泵固定阀总成的阀球，并使阀球处于抽油泵固定阀的上部，所述顶杆与炮弹芯子轴向滑移连接，两者之间配置有弹簧，所述抽油泵固定阀总成包括抽油泵固定阀罩、抽油泵固定阀座和阀球。

全文数据：一种射孔后防卡堵可带压转抽的集成采油管柱及操作方法技术领域本发明涉及油田采油领域，尤其涉及一种射孔后防卡堵可带压转抽的集成采油管柱及操作方法。背景技术有效控减油井维护作业劳务费用，实现降本增效是低油价下老油田效益开发的必然要求。如何控减总维护费用，是原油生产单位有力控制成本的重点，也是当前技术人员亟待解决的主要问题。老油区随着开发不断深入，深抽井占比增多，同时井况愈发复杂，导致作业工序多、占井工时长、产量影响大等问题突出，最终导致生产成本居高不下。传统工艺上，油井在不需要进行措施增产作业前提下，投产前需要经历两道主要作业工序，即射孔和下泵。射孔是采用特殊聚能器材进入井眼预定层位进行爆炸开孔让井下地层内流体进入孔眼的作业活动。一般采用专用电缆或油管串将射孔枪串输送至正对油层位置，通过通电、投棒击打或液力加压等方式进行井下爆破来击穿套管、水泥环，并在油层中形成一定长度的孔缝，进而沟通建立起油层与井筒的液流通道。其管柱结构如图1、图2所示，鉴于传统射孔工艺成熟，这里不再赘述。而下泵作业，即是将筛管或称花管，主要起过流进液作用、尾管串、抽油泵、泵上油管串、抽油杆柱底部连接抽油泵柱塞依次下入井筒预定位置的作业活动。下泵管柱结构如图3所示。很显然，要完成油井投产需要下入一趟射孔管柱→起出一趟射孔管柱→下入一趟下泵管柱，即共需要进行三趟起下管柱作业。这种传统的作业方式主要存在三个方面的弊端：一是作业过程需要多次起下管柱，导致作业占井时间长、劳动强度高、工序费用高。二是高压油井射孔后为了能够正常下泵需要进行压井，而外来入井液势必会对储层造成一定程度的伤害，最终导致产量有所下降。三是若为了避免压井对储层造成伤害，就必须采取带压下泵作业，不仅需要动用带压作业设备，而且造成作业繁琐、占井时间延长，以及一定程度的井口冒喷污染等问题。发明内容本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种射孔后防卡堵可带压转抽的集成采油管柱及操作方法，它将起下两趟射孔管柱和一趟下泵管柱整合为一趟管柱，可以避免高压油井射孔后压井下泵造成的储层伤害，以及带压下泵造成的作业繁琐、占井时长、冒喷污染、作业费用高等问题，并且，可以防止射孔弹爆炸后产生的炮渣卡堵泵抽管柱的泵阀，保证此集成管柱施工可靠性。本发明所采用的技术方案为：一种射孔后防卡堵可带压转抽的集成采油管柱，其特征在于：包括由上至下依次连接抽油泵泵筒、抽油泵固定阀总成、炮弹式泵下堵塞器、炮渣拦截器、炮弹拦截器、射孔枪串，炮渣拦截器用于阻挡拦截射孔弹爆炸后形成的炮渣瞬间上涌进入管柱内部，炮弹式泵下堵塞器靠液力打掉炮弹芯子，并可以击穿炮渣拦截器，所述炮弹拦截器用以承接落下的炮弹式泵下堵塞器的炮弹芯子。按上述技术方案，所述炮弹式泵下堵塞器包括堵塞器壳体、安设在堵塞器壳体内的销钉座、与堵塞器壳体密封配置的炮弹芯子、与炮弹芯子上部相连的顶杆，所述炮弹芯子通过销钉固定在销钉座上，所述顶杆的上端抵接抽油泵固定阀总成的阀球，并使阀球处于抽油泵固定阀的上部。按上述技术方案，所述顶杆与炮弹芯子轴向滑移连接，两者之间配置有弹簧。按上述技术方案，在炮弹芯子的上端设有中心孔，在顶杆的下端设有中心孔，两者套接的中心孔内设置弹簧。按上述技术方案，所述顶杆外配置有压帽，通过压帽将顶杆压装在炮弹芯子上，顶杆与压帽之间轴向滑移配置。按上述技术方案，所述炮弹芯子的下端呈尖锥状。按上述技术方案，所述炮渣拦截器包括上接头和下接头，在两者的连接处设有挡板，在挡板上开设有若干小孔。按上述技术方案，所述炮弹拦截器包括拦截器本体，在拦截器本体上设有用于安装炮弹芯子的拦截座，所述拦截座上。按上述技术方案，拦截座为在拦截器本体顶端内设有用于拦截堵塞器的芯子的网格，网格朝轴向延伸一定距离且网格之间形成过流通道。一种如上所述的射孔后防卡堵可带压转抽的集成采油管柱的操作方法：其特征在于：包括如下方法：S1、地面丈量管柱长度后，依次连接工具组合下入井筒。S2、当射孔枪下至目的层附近深度后，油管内下入校深仪器测定出油管校深短节精确深度；S3、调整射孔枪深度：通过井口加深或上提油管来精确调整使射孔枪正对待射孔的目的层位；S4、下抽油杆柱：井口依次下入抽油泵柱塞和抽油杆柱，当柱塞下至抽油泵泵筒上部设定深度时，井口悬吊抽油杆柱；S5、套管反打压射孔：通过井口液压泵车在套管中施加液压，使液力传导至射孔枪处，靠液力起爆射孔枪完成对目的层的射孔；S6、交替起杆管：井口交替起出1至3根抽油杆和油管，将射孔枪提出目的层上边界设定距离。S7、柱塞提出泵筒：将柱塞提出泵筒设定高度。S8、正打压打掉堵塞器：通过井口施加液压，使液力传导至抽油泵固定阀下部的炮弹式泵下堵塞器处，靠液力打掉炮弹芯子，落在炮弹拦截器上；S9、连光杆探泵试抽完井：井口倒换连接光杆，将柱塞导入泵筒内重新探泵，提好防冲距后试抽出液并完井开抽。本发明所取得的有益效果为：1、它将起下两趟射孔管柱和一趟下泵管柱整合为一趟管柱，可以避免高压油井射孔后压井下泵造成的储层伤害，以及带压下泵造成的作业繁琐、占井时长、冒喷污染、作业费用高等问题，并且，可以防止射孔弹爆炸后产生的炮渣卡堵泵抽管柱的泵阀，保证此集成管柱施工可靠性。2、炮弹式泵下堵塞器安装在抽油泵与炮渣拦截器之间，射孔时产生的炮渣被炮渣拦截器阻挡，然后在井口油管内加压将堵塞器销钉剪断；将销钉剪断，瞬间产生的爆发力将炮弹芯子射出，将炮渣拦截器击穿，保证有足够油流通道，使抽油泵能够正常工作，提高射孔与下泵联合作业一次成功率。3、通过设置炮弹拦截器，一方面不影响生产通道的畅通，另一方面可以承接落下的炮弹芯子，使炮弹芯子既不会掉入射孔装置的内孔中，不会堵塞射孔枪中心过流通道，炮弹芯子与油管之间环空过流也不会影响进液排量，保证了射孔与下泵联合作业的顺利进行。附图说明图1为背景技术中提及的电缆传输式射孔管柱示意图。图2为背景技术中提及的油管传输式射孔管柱示意图。图3为背景技术中提及的井下泵抽采油管柱示意图。图4为本发明提供的射孔后防卡堵可带压转抽的集成采油管柱结构示意图。图5为炮弹式泵下堵塞器结构示意图。图6为炮弹式泵下堵塞器立体剖视图。图7为炮渣拦截器结构示意图。图8为炮渣拦截器的挡板的结构示意图。图9为炮弹芯子击穿炮渣拦截器结构示意图。图10为炮弹拦截器立体剖视图。其中：Ⅰ—油层；Ⅱ—人工井底；Ⅲ—砂面；Ⅳ—套管；Ⅴ—筛管；Ⅵ—尾管；Ⅶ—抽油泵；Ⅷ—油管；Ⅸ—抽油杆；Ⅹ—井液；Ⅺ—专用电缆；1—油管校深短节；2—抽油泵泵筒；3—抽油泵固定阀罩；3-1—抽油泵固定阀壳体；4—抽油泵固定阀球；5—抽油泵固定阀座；6—炮弹式泵下堵塞器；6-1—顶杆；6-2—压帽；6-3—剪断销钉；6-4—密封圈；6-5—弹簧；6-6—炮弹芯子；6-7—堵塞器壳体；6-8—剪钉座圈；7—炮渣拦截器；7-1—上接头；7-2—挡板；7-3—下接头；8—炮弹拦截器；8-1—拦截座；8-2—过流通道；8-3—拦截器本体；9—射孔枪串。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步说明。如图4所示，本实施例提供了一种射孔后防卡堵可带压转抽的集成采油管柱，包括由上至下依次连接的油管较深短节1、抽油泵泵筒2、抽油泵固定阀总成、炮弹式泵下堵塞器6、炮渣拦截器7、炮弹拦截器8、射孔枪串9。所述抽油泵固定阀总成包括抽油泵固定阀罩3、抽油泵固定阀座5和阀球4。如图5所示，在油泵固定阀壳体3-1内依次设有抽油泵固定阀阀罩3和抽油泵固定阀座5，在抽油泵固定阀阀罩3和抽油泵固定阀座5之间设有阀球4。如图5、6所示，所述炮弹式泵下堵塞器包括堵塞器壳体6-7、安设在堵塞器壳体6-7内的销钉座6-8、与堵塞器壳体通过密封圈6-4密封配置的炮弹芯子6-6、与炮弹芯子6-6上部相连的顶杆6-1，所述炮弹芯子6-6通过销钉6-3固定在销钉座6-8上，所述顶杆6-1的上端抵接抽油泵固定阀总成的阀球4，并使阀球4处于抽油泵固定阀的上部，即通过阀球4使顶杆6-1有下行的空间。所述顶杆6-1与炮弹芯子6-6轴向滑移连接，在炮弹芯子6-6的上端设有中心孔，在顶杆6-1的下端设有中心孔，两者套接的中心孔内设置弹簧6-5。顶杆6-1外配置有压帽6-2，通过压帽6-2将顶杆6-1压装在炮弹芯子6-6上，顶杆6-1与压帽6-2之间轴向滑移配置。在炮弹式泵下堵塞器6和炮弹拦截器8之间还连接有炮渣拦截器7，其主要作用是用以阻挡拦截射孔弹爆炸后形成的炮渣瞬间上涌进入尾管，避免炮渣卡堵泵下堵塞器及泵阀导致管柱失效。如图7、8所示，所述炮渣拦截器包括上接头7-1和下接头7-2，在两者的连接处设有挡板7-3，挡板由具有一定厚度的铜板制成，具有较强塑性，当炮弹芯子击穿它时可以顺利实现翻边，从而形成较大通径的过流通道。在挡板7-3上开设有呈“十”字状均布的通孔7-2-1。挡板上的通孔呈密集细小状，可以起到拦截炮渣的作用，待射孔后压力扩散后，炮渣会自然沉降，不会再向上涌入。所述炮弹芯子6-6的下端呈尖锥状，用于击穿挡板。挡板上的通孔主要具有两个作用：一是类似邮票的易拉口，使炮弹芯子更容易击穿并撕裂挡板形成大通径的过流通道如图9所示；二是保证炮渣拦截器上下液压平衡，防止深井处较高的静液柱压力将挡板涨破。所述炮弹拦截器8主要作用是用以承接落下的炮弹芯子6-6，避免炮弹芯子堵塞射孔枪中心过流通道。如图10所示，其包括拦截器本体8-3，在拦截器本体8-3上设有用于安装炮弹芯子6-6的拦截座8-1，拦截器本体8-3和拦截座8-1一体成型。拦截座8-1为在拦截器本体顶端内设有用于拦截堵塞器的芯子的网格，网格朝轴向延伸一定距离且网格之间形成过流通道。网格包括两个平行的挡片，两个挡片的中部均设有向外侧凸出的圆弧段，两个圆弧段共圆心且等半径，两个圆弧段形成的中心孔用于承接炮弹芯子6-6，其余孔隙同样构成生产通道，即使炮弹芯子坐落在拦截座8-2,上，也不会将生产通道堵塞。射孔枪串9是石油工业中用于射孔的一种成熟的井下爆破工具，主要分为普通射孔枪和全通径射孔枪两种，本发明优先使用全通径射孔枪，其爆破后侧面弹孔和中心管可以实现全通互连，即成为类似“筛管”的结构，起到过流进液功能。而使用普通射孔枪也可以在爆破后实现过流进液功能。本发明还提供了上述的射孔后防卡堵可带压转抽的集成采油管柱的操作方法：S1、下组合管柱：地面丈量管柱长度后，依次连接工具组合下入井筒。S2、伽玛+磁定位组合校深：当射孔枪下至目的层附近深度后，油管内下入伽玛+磁定位组合校深仪器，通过特定方法比对测定出油管校深短节1的精确深度。S3、调整射孔枪串9的深度：根据油管校深短节1测定深度以及事先丈量出的油管校深短节至射孔枪总长度，通过井口加深或上提油管来精确调整使射孔枪9正对待射孔的目的层位。S4、下抽油杆柱：井口依次下入抽油泵柱塞和抽油杆柱，当柱塞下至抽油泵泵筒2上部10到20米深度时，井口悬吊抽油杆柱。S5、套管反打压射孔：通过井口液压泵车在套管中施加液压，使液力传导至射孔枪处，靠液力起爆射孔枪完成对目的层的射孔。S6、交替起杆管：井口交替起出1至3根抽油杆和油管，将射孔枪提出目的层上边界10到20米。S7、柱塞提出抽油泵泵筒2：将柱塞提出泵筒10到20米。S8、正打压打掉炮弹式泵下堵塞器6：通过井口液压泵车在油管中施加液压，使液力传导至抽油泵固定阀下部的炮弹式泵下堵塞器处，靠液力打掉炮弹芯子6-6，并击穿炮渣拦截器7，最终落在炮弹拦截器8上。S9、连光杆探泵试抽完井：井口倒换连接光杆，将柱塞导入泵筒内重新探泵，提好防冲距后试抽出液并完井开抽。

权利要求：1.一种射孔后防卡堵可带压转抽的集成采油管柱，其特征在于：包括由上至下依次连接抽油泵泵筒、抽油泵固定阀总成、炮弹式泵下堵塞器、炮渣拦截器、炮弹拦截器、射孔枪串，炮渣拦截器用于阻挡拦截射孔弹爆炸后形成的炮渣瞬间上涌进入管柱内部，炮弹式泵下堵塞器靠液力打掉炮弹芯子，并可以击穿炮渣拦截器，所述炮弹拦截器用以承接落下的炮弹式泵下堵塞器的炮弹芯子。2.根据权利要求1所述的集成采油管柱，其特征在于：所述炮弹式泵下堵塞器包括堵塞器壳体、安设在堵塞器壳体内的销钉座、与堵塞器壳体密封配置的炮弹芯子、与炮弹芯子上部相连的顶杆，所述炮弹芯子通过销钉固定在销钉座上，所述顶杆的上端抵接抽油泵固定阀总成的阀球，并使阀球处于抽油泵固定阀的上部。3.根据权利要求2所述的集成采油管柱，其特征在于：所述顶杆与炮弹芯子轴向滑移连接，两者之间配置有弹簧。4.根据权利要求3所述的集成采油管柱，其特征在于：在炮弹芯子的上端设有中心孔，在顶杆的下端设有中心孔，两者套接的中心孔内设置弹簧。5.根据权利要求4所述的集成采油管柱，其特征在于：所述顶杆外配置有压帽，通过压帽将顶杆压装在炮弹芯子上，顶杆与压帽之间轴向滑移配置。6.根据权利要求2所述的集成采油管柱，其特征在于：所述炮弹芯子的下端呈尖锥状。7.根据权利要求1或2所述的集成采油管柱，其特征在于：所述炮渣拦截器包括上接头和下接头，在两者的连接处设有挡板，在挡板上开设有若干小孔。8.根据权利要求1或2所述的集成采油管柱，其特征在于：所述炮弹拦截器包括拦截器本体，在拦截器本体上设有用于安装炮弹芯子的拦截座，所述拦截座上设有过流通道。9.根据权利要求8所述的集成采油管柱，其特征在于：拦截座为在拦截器本体顶端内设有用于拦截堵塞器的芯子的网格，网格朝轴向延伸一定距离且网格之间形成过流通道。10.一种如上述权利要求1-9中任一权利要求所述的射孔后防卡堵可带压转抽的集成采油管柱的操作方法：其特征在于：包括如下方法：S1、地面丈量管柱长度后，依次连接工具组合下入井筒。S2、当射孔枪下至目的层附近深度后，油管内下入校深仪器测定出油管校深短节精确深度；S3、调整射孔枪深度：通过井口加深或上提油管来精确调整使射孔枪正对待射孔的目的层位；S4、下抽油杆柱：井口依次下入抽油泵柱塞和抽油杆柱，当柱塞下至抽油泵泵筒上部设定深度时，井口悬吊抽油杆柱；S5、套管反打压射孔：通过井口液压泵车在套管中施加液压，使液力传导至射孔枪处，靠液力起爆射孔枪完成对目的层的射孔；S6、交替起杆管：井口交替起出1至3根抽油杆和油管，将射孔枪提出目的层上边界设定距离。S7、柱塞提出泵筒：将柱塞提出泵筒设定高度。S8、正打压打掉堵塞器：通过井口施加液压，使液力传导至抽油泵固定阀下部的炮弹式泵下堵塞器处，靠液力打掉炮弹芯子，落在炮弹拦截器上；S9、连光杆探泵试抽完井：井口倒换连接光杆，将柱塞导入泵筒内重新探泵，提好防冲距后试抽出液并完井开抽。

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