[发明专利]快速开关充填通道的补砂工具

说明书

技术领域

本发明主要用于疏松砂岩油田防砂采油领域，是一种快速开关充填通道的补砂工具。该工具通过连接在防砂管柱上，可快速开关补砂，实现不动防砂管柱多轮次快速补砂施工，使亏空的地层和失效的环空充填层密实、完整，从而达到使油井快速恢复生产，缩短修井工期和降低作业成本。 

背景技术

筛管砾石充填防砂工艺是在套管内油层部位下入绕丝筛管，在筛管与套管之间的环形空间充填砾石，形成地层、环空充填层和筛管三层挡砂结构。该工艺具有适应性广、成功率高、有效期长等优点，是疏松砂岩油田确保出砂油井正常生产的重要手段。 

防砂油井注汽和生产时，高温高压蒸汽的注入和高强度的采液，对近井底带和环形空间挡砂屏障将产生极大的冲击破坏作用，使得充填砂逐步流失，挡砂屏障不再完整、密实，如不及时治理，液流直接冲击筛管，极易造成防砂管损坏进而造成砂卡、砂堵事故而停产。适时补砂，保证近井地带和环空挡砂屏障的完整稳定，是延长防砂有效期的关键。 

目前，油井筛管充填防砂主要采用高压封隔一次充填工具，该工具在我国各大砂岩油田出砂油井防砂中广泛使用，但由于不能重新开启充填通道，一次充填防砂完成后，工具的充填孔道即永久封闭而不能重新打开，当挡砂屏障失效后，只能拔出防砂管柱后重新防砂，其缺点一是作业费用高；二是工序多，作业占产时间长；三是防砂管柱拔不动，需转大修施工。 

因此，需要研究一种可快速开关充填通道的补砂工具，满足不动防砂管柱多轮次充填防砂（补砂）需求，达到油井防砂作业提速提效的目的。 

发明内容

本发明的目的是提供一种快速开关充填通道的补砂工具，在不动井内防砂管柱的情况下，可实现多次快速补砂施工，缩短补砂施工周期，节约修井成本。 

本发明的技术方案是通过以下方式实现的： 

本发明包括工作筒和控制器，其特征在于工作筒包括与上接头和下接头螺纹连接的外筒，设在外筒内中上部的且与下接头上螺纹连接的内筒；在上接头中部均匀设有四个定位销钉，在外筒的中上部外周设有一个挡流罩，在挡流罩的下边外筒上设有三个充填孔，在下接头中部设有三个反液孔；在内筒的中上部内周至下部设有一个缩径段、在缩径台阶上设有一个内变径的筒式活门，在筒式活门变径台阶与下接头之间设有螺旋弹簧，在内筒与外筒的充填孔对应处设有同心的充填孔，两充填孔之间焊接；控制器包括上接头，上筒体、中间筒体、下筒体和下部冲管接头，之间从上向下逐序螺纹连接，在上接头外周中部均匀设有四道V形槽，在V形槽之间设有四道U形槽，在上筒体的上部内周设有一个球座，与上筒体用销钉连接，在与球座体闭合的筒体上均匀设有三个充填孔，在下筒体上部均匀设有四个返液孔；控制器插入工作筒内，U形槽套在定位销钉上，使控制器和工作筒上的充填孔及返液孔相对，控制的冲管接头露出工作筒外，构成本发明的未充填砂的状态结构。

在控制器的上接头和上筒体与工作筒的内筒之间设有O型密封圈，在控制器的上筒体与工作筒的内筒的活门之间设有O型密封圈，上筒体与球座之间设有O型密封圈，中间连接筒和下筒体与工作筒的下接头之间设有O型密封圈。 

控制器的上接头的上端部设有母螺纹，下端部设有公螺纹。 

控制器的上筒体的上部设有一个扩径段，扩径段的外径大于设在工作筒的内筒内的活门内径，在上筒体的上部和下部设有母螺纹。 

工作筒的外筒与工作筒的上接头、内筒和下接头之间设有返液通道，返液通道与控制器的下筒体的返液孔、工作筒的下接头的返液孔和控制器的上接头的U形槽相连通。 

本发明与已有技术相比具有以下优点： 

（1）设计了可快速开关充填通道的补砂工具的结构和参数，通过补砂工作筒和控制器的配合，可实现充填通道的快速、反复开关和多轮次补砂。

（2）补砂工作筒和控制器的拆分设计，简化了工具结构，方便了施工。补砂工具既可与一次充填防砂工具配合使用，也可与封隔器配合使用；既可以循环充填防砂，也可以高压挤填防砂；既可将补砂工具置于防砂管之上实现正充填补砂，也可将补砂工具置于防砂管之下进行逆充填补砂，从而可以满足大斜度井、水平井对充填防砂（补砂）施工的需求。 

（3）利用本工具，对于筛管充填防砂油井，在地层或环空充填层失效的情况下，可以不拔出防砂管柱实现充填层快速补砂，缩短工期，节约修井成本，延长防砂有效期，增加油井产量。 

（4）缩短了修井工期和修井液浸泡时间，减少了油层污染和套管损伤。 

附图说明

图1-本发明的结构示意图； 

图2-本发明充填砂时的状态示意图；