[发明专利]机械坐解卡封堵装置及其坐卡方法

说明书

本发明公开了一种机械坐解卡封堵装置及其坐卡方法，该装置包括：坐解卡机构、密封机构、双向锚定机构，坐解卡机构包括：中心管，套设在中心管外的外中心管，连接在中心管下端的下接头，自上而下套设在外中心管外的摩擦块和销钉套，销钉套上设置有控制销钉，下接头上设置有与控制销钉相配合的轨迹槽；双向锚定机构包括：套设在中心管外的上卡瓦座、上卡瓦、上锥体构成的上锚定机构，套设在外中心管外的下锥体、下卡瓦和下卡瓦座构成的下锚定机构；密封机构设置在包括：设置在上锚定机构和下锚定机构之间的上垫、内密封件、下垫和石墨胶筒。本发明提供的机械坐解卡封堵装置坐封时可靠高效，较佳地满足了火驱开发的需要。

技术领域

本发明涉及稠油热采技术领域，特别涉及一种机械坐解卡封堵装置及其坐卡方法。

背景技术

稠油的高效低耗开采一直是一个客观难题。随着稠油油田开发进入后期阶段，对于地层中位置较深、粘度较大的油藏，由于其粘度高、油块流动性差，井底压力高等原因，采用蒸汽驱、吞吐、注水等方式已无法有效地驱动该部分油藏。目前，针对上述开采难度较大的稠油油藏可以采用火驱方式进行开发。

火驱主要是通过化学点火或电火花点火方式点燃油层，并通过对油层不断地注入空气或者助燃剂保证原油持续燃烧并向油层内部蔓延。当油层被点燃后，油层中的重质及胶质部分经过燃烧能产生热量和推力，从而将油层温度加热至拐点温度(拐点温度是指稠油粘度大幅度下降的临界温度)以上，进而驱动该油层中的轻质组分和水一起流向周围的生产井，提高生产井油水产出比。

在火驱开采的过程中，当近油层点火完成后，火线会逐渐向地层内部推进。但前期阶段井筒附近燃烧温度仍然很高，套管极易在高温和氧气的共同作用下缩短寿命，形成套变、裂缝；甚至当温度超过管柱的耐温极限时，导致管件报废。为了保证火驱管柱使用时具有较佳的可靠性和使用寿命，一般需要设置火驱用的封堵装置进行坐封(坐卡)，以对火驱管柱实现有效封堵。

现有的封堵装置可以包括液压坐封和机械坐封等。对于火驱开发而言，特别是对于已经进行点火的井组，其在地下已经建立温度场，液压坐封的封堵装置在坐封时注入的压力液会进入地层中，从而破坏现有的温度场，降低油层温度，增大后续空气注入的难度和点火难度，延长点火周期，不利于火驱开发的进行。

此外，现有的火驱开发方式主要采用分层点火的方式进行火驱开发。当以分层点火的方式进行火驱开发时，火驱管柱中一般会设置开关滑套以控制与油层之间的连通关系，从而控制点火的顺序。然而上述开关滑套通常也是以液压方式控制开闭。封堵装置和开关滑套处于同一压力系统下，当打开封堵装置、开关滑套中的任意一个后，油管与套管相连通，油管内的带压液体流向套管，进而进入地层中，导致无法再次建立压力场。由上可见仅仅液压坐封方式的封堵装置无法满足更复杂的管柱结构的需求，尤其是不能满足火驱开发的需要。

对于一般的机械坐封封堵装置而言，其采用上提下放的方式进行坐封。然而实践中发现：现有的封堵装置在下入过程中，在一些情况下，例如当套管出现变形，或者管柱受到撞击等，容易出现中途坐封的情况。对于火驱开发的封堵装置，其使用的耐高温坐封胶筒一般不可以重复坐封。当胶筒中途坐封时，则需要将管柱整体提出后，将胶筒替换或修复后重新下入，这就大大降低了坐封的可靠性和效率。

此外，一般的机械坐封封堵装置均为单向锚定的结构。在火驱开发的点火阶段及后续燃烧阶段，都需要对油层不断注入助燃气体，同时要保证气体入口压力大于地层压力。这就要求封堵装置不仅需要具备承受上压能力，还需要具备承受下压能力，从而一方面保证封堵装置的密封性，另一方面保证上部套管的安全性。但是目前的机械坐封封堵装置也并不能满足火驱开发的需要。

综上所述，非常有必要针对火驱开发提供一种机械坐解卡封堵技术，从而克服现有技术中的缺陷，满足火驱开发的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于火驱开发的机械坐解卡封堵装置及其坐卡方法，能够克服现有技术中的缺陷，坐封时可靠高效，较佳地满足了火驱开发的需要。