一种验证管外封隔器胀封成功的完井管柱结构及作业方法与流程

1.本发明涉及完井工艺技术领域，特别涉及一种验证管外封隔器胀封成功的完井管柱结构及作业方法。


背景技术：

2.目前油田内部的水平井以及侧钻井大多采用管外封隔器以及分级箍实现对筛管顶部以上的套管进行固井，而筛管段裸眼完井。这就需要管外封隔器能有效地阻断套管与筛管在环空段的连通。而目前的完井作业过程中对于管外封隔器的胀封情况无法验证，只能等到固井作业结束后的通井作业中才能发现。一旦封隔器胀封失败就会导致筛管内部以及外环空充满水泥，对后期作业产生巨大的阻碍，会导致巨大的经济损失。


技术实现要素：

3.本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种验证管外封隔器胀封成功的完井管柱结构及作业方法。针对目前水平井完井中部分井出现管外封隔器胀封失败的情况，可以实现验证封隔器胀封成功的工艺，可避免封隔器胀封失败而引起的经济效益的损失。
4.其技术方案如下：一种验证管外封隔器胀封成功的完井管柱结构，管外封隔器上下方分别设有分级箍，上方为第一分级箍，下方为第二分级箍，第二分级箍的关闭压力小于第一分级箍的开启压力，第二分级箍的内通径小于第一分级箍。
5.进一步的，还包括套管，所述套管自井口至井底依次设有第一分级箍、管外封隔器、第二分级箍、盲板。
6.进一步的，还包括筛管串、引鞋，所述筛管串、引鞋依次套设于套管内，位于盲板下方。
7.进一步的，所述第一分级箍包括第一关闭胶塞、第一壳体、第一关闭环、第一销钉、第一关闭套，第一壳体内套设有第一关闭套，第一关闭套内套设有第一关闭环，第一关闭套下方的第一壳体上设有第一循环孔，第一销钉穿过第一关闭套插接于所述第一壳体内壁上的第一销孔内，固定第一关闭套和第一壳体，第一关闭套与第一壳体内壁滑动配合，第一关闭环与第一关闭套内壁过盈配合，第一关闭胶塞与第一关闭环密封配合；所述第二分级箍与第一分级箍结构相同，包括第二关闭胶塞、第二壳体、第二关闭环、第二销钉、第二关闭套。
8.进一步的，所述第一关闭胶塞、第一关闭环的直径均大于第二关闭胶塞、第二关闭环，第一关闭环能够容纳第二关闭胶塞通过。
9.进一步的，所述第一关闭胶塞、第二关闭胶塞均由多级皮碗串联组成。
10.更进一步的，一种验证管外封隔器胀封成功的作业方法，包括如权利要求1-6任一所述的一种验证管外封隔器胀封成功的完井管柱结构，管外封隔器胀封压力为p1，第二分级箍的打开压力设定为p2，关闭压力为p3。第一分级箍的打开压力为p4，关闭压力为p5，包
括如下步骤：步骤一：在管柱下完后，通过井口的泵车或钻井泵打压至p1使管外封隔器充分涨开；步骤二：继续打压至p2，打开第二分级箍的第二循环孔；此时实现了管内与管外环空连通；继续打压至一定压力（压力不宜过高），若压力能稳住则代表管外封隔器成功涨开；若返出口处有泥浆返处，则说明管外封隔器胀封失败；步骤三：若判断管外封隔器胀封成功，向井口投入第二分级箍的第二关闭胶塞，计算好顶替量进行顶替，由于第二分级箍的通径小，则第二分级箍的关闭胶塞的尺寸也小，可以顺利通过第一分级箍而不会推动第一分级箍的第一关闭环；当第二分级箍的第二关闭胶塞到达第二分级箍的第二关闭环时，打压至p3推动第二关闭环下行从而推动第二关闭套下行剪断第二销钉，使第二关闭套下行关闭第二循环孔；步骤四：p3稳压后打压至p4打开第二分级箍的第一循环孔，建立循环；此时如果第二分级箍的第二关闭套即使没有充分关闭也有第一关闭胶塞阻绝第二分级箍的循环通道，形成管内封隔，不会影响后期固井；步骤五：固井注完水泥后投第一分级箍的第一关闭胶塞，计算好顶替量，当第一关闭胶塞到达第一关闭环时打压至p5推动第一关闭环下行，从而推动第一关闭套下行剪断第一销钉，使第一关闭套关闭第一循环孔，固井完成。
11.进一步的，所述p1＜p2＜p3＜p4＜p5。
12.本发明的有益效果是：本发明通过对入井管串结构的改良以及对分级箍内部构造的改进从而可以验证管外封隔器是否胀封完成以及密封性是否良好。根据现有的分级箍生产技术，其打开和关闭到压力大小可以通过调节销钉的个数来调节。一旦发现管外封隔器胀封失败可以采取起管柱更换管外封隔器等方式来避免后期带来的更大的经济损失。
附图说明
13.图1是管柱结构示意图；图2是第二分级箍结构示意图；图3是第一分级箍结构示意图；图中：1、管外环空，2、套管，3、第一分级箍，4、管外封隔器，5、第二分级箍，6、盲板，7、筛管串，8、引鞋，101、第二关闭胶塞，102、第二壳体，103、第二关闭环，104、第二销钉，105、第二关闭套，106、第二循环孔，201、第一关闭胶塞，202、第一壳体，203、第一关闭环，204、第一销钉，205、第一关闭套，206、第一循环孔。
具体实施方式
14.下面结合实施例进一步说明本发明技术方案。
15.实施例一：如图1所示，本实施例中，对于常规的水平井筛管顶部注水泥完井的完井管柱结构为：套管2内自井口至井底依次设有：第一分级箍3、管外封隔器4、第二分级箍5、盲板6、筛管串7、引鞋8。
16.所述分级箍包括关闭胶塞、壳体、关闭环、销钉、关闭套。
17.壳体内套设有关闭套，关闭套内套设有关闭环，关闭套下方的壳体上设有循环孔，销钉穿过关闭套插接于所述壳体内壁上的销孔内，固定关闭套和壳体。关闭套与壳体内壁滑动配合，关闭环与关闭套内壁过盈配合，胶塞与关闭环密封配合。
18.所述两个分级箍有以下要求：（1）外径尺寸相同，第二分级箍5的关闭压力小于第一分级箍3的开启压力，这些可以通过控制分级箍内部销钉的个数来得以实现。
19.（2）第二分级箍5的内通径小于第一分级箍3，目的是使得第二分级箍5的第二关闭胶塞101能顺利通过第一分级箍3且不会关闭第一分级箍3的第一关闭套205。
20.实施例二：现说明一种验证管外封隔器4胀封成功的作业方法。
21.如图1和2，管外封隔器4胀封压力为p1，第二分级箍5的打开压力设定为p2，关闭压力为p3。第一分级箍3的打开压力为p4，关闭压力为p5。这五个压力参数大大小关系为p1＜p2＜p3＜p4＜p5。
22.步骤一：在管柱下完后，通过井口的泵车或钻井泵打压至p1使管外封隔器4充分涨开。
23.步骤二：继续打压至p2，打开第二分级箍5的第二循环孔106。此时实现了管内与管外环空1连通。继续打压至一定压力（压力不宜过高），若压力能稳住则代表管外封隔器4成功涨开。若返出口处有泥浆返处，则说明管外封隔器4胀封失败。
24.步骤三：若判断管外封隔器4胀封成功，向井口投入第二分级箍5的第二关闭胶塞101，计算好顶替量进行顶替，由于第二分级箍5的通径小，则第二分级箍5的关闭胶塞的尺寸也小，可以顺利通过第一分级箍3而不会推动第一分级箍3的第一关闭环203。当第二分级箍5的第二关闭胶塞101到达第二分级箍5的第二关闭环103时，打压至p3推动第二关闭环103下行从而推动第二关闭套105下行剪断第二销钉104，使第二关闭套105下行关闭第二循环孔106。
25.步骤四：p3稳压后打压至p4打开第二分级箍5的第一循环孔206，建立循环。此时如果第二分级箍5的第二关闭套105即使没有充分关闭也有第一关闭胶塞201阻绝第二分级箍5的循环通道，形成管内封隔，不会影响后期固井。
26.步骤五：固井注完水泥后投第一分级箍3的第一关闭胶塞201，计算好顶替量，当第一关闭胶塞201到达第一关闭环203时打压至p5推动第一关闭环203下行，从而推动第一关闭套205下行剪断第一销钉204，使第一关闭套205关闭第一循环孔206，固井完成。
27.本实施例中，管外环空1为套管2与地层之间的环空。
28.本发明的工作原理/技术思路：管外封隔器4胀封完毕后对管内进行打压，先打开管外封隔器4以下的第二分级箍5，从而实现对管外封隔器4以下环空进行打压的目的，若稳压成功则可判断出管外封隔器4胀封完毕，且密封良好。判断出管外封隔器4胀封成功后再投入第二关闭胶塞101关闭第二分级箍5，然后继续打压打开管外封隔器4以上的第一分级箍3进行固井即可。
29.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。