CN203891830U - 自动循环填砂系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自动循环填砂系统，包括储砂装置、填砂漏头、油管和套管，所述储砂装置与填砂漏头配合进料，填砂漏头设置在油管的进料端，油管设置在套管中，进料端位于套管外，出料端位于套管中，油管与套管之间形成套管环空，套管上设置有用于将套管环空内的液体通过油管进料端注入油管的循环机构。采用本实用新型后，砂面控制精确，同时省去了泵车，降低了成本，由于作业液形成内循环，同时也减少了作业液的使用量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种自动循环填砂系统，属于石油天然气井作业中一种填砂的装置。
背景技术
现有技术中，封堵暴露的油气层、套管的漏失段的手段主要有注水泥塞、下桥塞、填重晶石、填砂等技术，例如，中国专利号“201220484764.9”公开的一种油水井套管外串槽封堵装置，公开日为2013-02-20。前三项技术主要用于高压、高产井、纯气井，其主要优点是封闭效果好，适宜永久封闭，但存在以下缺点：一是注塞工艺复杂，对于低压井、大漏失井往往不能一次成功，对于深井、高温井的水泥试验要求高，一旦不慎可能“插旗杆”或“灌香肠”的井下事故；二是下桥塞（机桥或电桥）对井筒通径要求高，如果套管变形或井壁不干净或泥浆沉淀，往往下不到位，甚至因操作失误、桥塞机械故障等容易提前座封，发生井下工艺复杂事故；三是水泥浆、重晶石对产层会产生严重污染；四是对已经封闭的产层需要开发时，钻塞的成本非常高，时间也长。而填砂工艺是依靠填入井筒内的砂粒,在液柱压力作用下“压实”形成致密的砂柱，使层内及层间的流体不发生互窜现象，从而达到封堵的目的，其工艺简单、投入低，不受井况条件限制，封闭效果好，在需要打开产层时，采用冲砂工艺即可，在找漏验串、暂堵作业、层间上试、漏点挤堵、封堵水层等措施中得到了较好的应用。
常规填砂工艺通常的作法是将作业液与石英砂按一定比例混合，然后采用泵车从油管注入井筒，再静止下沉一段时间，以达到封闭的目的，这种方法虽然快速，却存在以下方面的弊病：
一是砂液对循环泵的缸套柱塞产生冲刷而磨损，缩短了泵的使用寿命，尤其是柱塞盘根。另外砂粒也较容易垫上凡尔座，导致上水不好，不能较好循环泵注。
二是由于石英砂比重大，在作业液中大颗粒砂很快就下沉，小颗粒较容易悬浮，即使在混合罐中不停的搅拌，其混合的比例也不均匀，导致注入油管内前期以细砂为主，后期为粗砂，降低了砂柱在井内沉积的封闭效果。
三是因砂液比例的不均性，时而调节循环的排量，时大时小，不恒定，往往泵注液量达到要求后，而砂量未达到要求，不得不增加注入液量，此时导致大量砂液进入套管环空，甚至返出地面，大量砂粒在套管壁上粘附，砂量计量困难，最终砂柱高度误差很大。
四是使用泵车成本也较高，不经济划算。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中填砂工艺存在的上述问题，提供一种自动循环填砂系统。采用本实用新型后，砂面控制精确，同时省去了泵车，降低了成本，由于作业液形成内循环，同时也减少了作业液的使用量。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种自动循环填砂系统，其特征在于：包括储砂装置、填砂漏头、油管和套管，所述储砂装置与填砂漏头配合进料，填砂漏头设置在油管的进料端，油管设置在套管中，进料端位于套管外，出料端位于套管中，油管与套管之间形成套管环空，套管上设置有用于将套管环空内的液体通过油管进料端注入油管的循环机构。
所述循环机构包括套管上设置的出液口和与出液口连接的返液软管，返液软管的进液端与出液口连接，出液端与填砂漏斗配合进液，出液口处设置有套管闸阀。
所述出液口设置在套管上端，油管的出料端位于套管下端。
采用本实用新型的优点在于：
一、本实用新型包括储砂装置、填砂漏头、油管和套管，所述储砂装置与填砂漏头配合进料，填砂漏头设置在油管的进料端，油管设置在套管中，进料端位于套管外，出料端位于套管中，油管与套管之间形成套管环空，套管上设置有用于将套管环空内的液体通过油管进料端注入油管的循环机构，采用此结构，不需要使用泵车，可以采用人工添砂，操作简单，安全方便，节约成本，并且砂面控制精确，由于作业液形成内循环，同时也减少了作业液的使用量。
二、本实用新型中，所述循环机构包括套管上设置的出液口和与出液口连接的返液软管，返液软管的进液端与出液口连接，出液端与填砂漏斗配合进液，出液口处设置有套管闸阀，采用此结构，在油管中含有石英砂液体的密度比套管环空的作业液的密度大，根据“U”型管原理，油管内的液体必定向套管环空流动，这样，在不断添砂的情况下，就形成了不断循环的回路，达到自动循环填砂的目的。
三、本实用新型中，所述出液口设置在套管上端，油管的出料端位于套管下端，采用此结构，可提高自动循环效果。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图
图中标记为：1、储砂装置，2、填砂漏斗，3、套管，4、油管，5、返液软管，6、套管闸阀，7、砂柱。
具体实施方式
实施例1
一种自动循环填砂系统，包括储砂装置1、填砂漏头2、油管4和套管3，所述储砂装置1与填砂漏头2配合进料，储砂装置1可以为用于装砂的桶，填砂漏头2设置在油管的进料端，油管4设置在套管3中，油管4进料端位于套管外，出料端位于套管中，油管4与套管3之间形成套管环空，套管3上设置有用于将套管环空内的液体通过油管进料端注入油管4的循环机构。
本实施例的优选实施方式为，所述循环机构包括套管3上设置的出液口和与出液口连接的返液软管5，返液软管5的进液端与出液口连接，出液端与填砂漏斗2配合进液，出液口处设置有套管闸阀6。
本实施例的又一优选实施方式为，所述出液口设置在套管3上端，油管4的出料端位于套管3下端。
如图1所示，在油管中含有石英砂液体的密度比套管环空的作业液的密度大，根据“U”型管原理，油管4内的液体必定向套管环空流动，这样，在不断添砂的情况下，就形成了不断循环的回路，达到自动循环填砂的目的。
采用本实用新型的工作原理如下：
首先关闭封井器，将砂子在储砂装置中用作业液混合后，从油管内慢慢加入，油管内的液体密度开始变大，而套管环空密度不变，当油管内砂液达到一定量后（一般加入100~200L后），其内外液柱压力差足以克服流动阻力时，套管就开始返液，还会在套管底部形成砂柱7，返出的液体随即导入油管内，便可从油管内直接加入干砂，随着添砂量不断增加，套管环空返液量逐渐变大，此时控制套管闸阀，维持返出量达到一定的恒值，均匀添砂，直至加砂完成（见原理图1）。
加砂完毕后将套管返液软管接在油管上，并间断上提下放活动油管，防止砂卡。这时作业液自动正循环，随着砂子全部下沉，油管内外压差会逐渐减小至再次平衡，然后起出油管至预计砂面以上100~200m静止候沉，填砂施工即完成。
实施例2
现场应用：跃7531井是青海油田的一口大修井，地层压力系数0.98，射孔段1641~1708m，修前人工井底1703.10m，由于139.7mm套管在807.69m处穿孔脱扣错位，断口出砂严重，需对此处挤注水泥，修复套管，原方案是在断口下部位置打悬空水泥塞封闭产层后，使井筒能承压，以满足上段套管的修复作业。经过现场的分析认为，若采用原方案施工，需要用泵车注水泥、候凝、探塞面、钻塞等一系列工序，其工程量大、时间长，费用高。采用本实用新型后，控制套管出口排量每分钟不超过20L，历时4小时40分，人工填砂1.6m3，静止8小时后探砂面在井深1569m（与预计砂面1580m非常接近），后下封隔器试压20MPa合格，成功完成了对上部破损套管段的水泥挤注作业，节约了打悬空水泥塞、钻塞等一系列工时约60小时，节约施工设备费、材料费、服务费近4万元。
Claims (3)
1.一种自动循环填砂系统，其特征在于：包括储砂装置（1）、填砂漏头（2）、油管（4）和套管（3），所述储砂装置（1）与填砂漏头（2）配合进料，填砂漏头（2）设置在油管（4）的进料端，油管（4）设置在套管（3）中，进料端位于套管（3）外，出料端位于套管（3）中，油管（4）与套管（3）之间形成套管环空，套管（3）上设置有用于将套管环空内的液体通过油管进料端注入油管（4）的循环机构。
2.根据权利要求1所述的自动循环填砂系统，其特征在于：所述循环机构包括套管（3）上设置的出液口和与出液口连接的返液软管（5），返液软管（5）的进液端与出液口连接，出液端与填砂漏斗（2）配合进液，出液口处设置有套管闸阀（6）。
3.根据权利要求2所述的自动循环填砂系统，其特征在于：所述出液口设置在套管（3）上端，油管（4）的出料端位于套管（3）下端。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN105507873A (zh) * | 2016-01-05 | 2016-04-20 | 山东广河精细化工有限责任公司 | 一种实现脉冲式加砂压裂的装置与方法 |
| CN114991679A (zh) * | 2021-03-02 | 2022-09-02 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种套损井用修井管柱及套损井固井方法 |
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2014
- 2014-06-04 CN CN201420292866.XU patent/CN203891830U/zh not_active Expired - Lifetime
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