一种冲防砂一体化管柱的制作方法

1.本实用新型涉及油井防砂装置技术领域，尤其涉及一种冲防砂一体化管柱。


背景技术：

2.疏松砂岩在辽河和冀东油区普遍存在，这样的地层一般储层比较浅，地层在压实过程中的力比较小，处于欠压实状态，地层胶结程度比较小，特别容易出砂。以辽河油区为例，部分区块出砂井能够占到总井数的百分之八十以上，从现场返出的砂样看，粗、中、细、粉砂或泥质都有，分选系数为1.87，这表明油井出砂很严重。
3.出砂会严重减少油井的可动用储量，以辽河某区块为例，其控制储量有四百多吨，但由于出砂问题，导致可采储量只有七十多吨，严重限制了储量的动用。为了应对这种出砂情况，采用机械防砂和化学防砂能够起到一定的作用，但是在面对快速出砂和恶性出砂井时，现有工具难以彻底解决出砂问题，容易发生砂埋管柱风险。
4.现有技术中，为了解决出砂井的防砂问题，需要进行防砂施工，防砂施工需要先将井内的砂冲洗干净，再下入防砂管柱，这样需要实施两趟作业，严重浪费了时间，增加了施工成本。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种冲防砂一体化管柱，旨在简化结构，降低加工成本，提高恶性出砂和迅速出砂井的施工成功率。
6.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种冲防砂一体化管柱，包括：
8.充填件，所述充填件包括上接头、限位筒和动作件，所述上接头为筒状结构，所述限位筒的一端与所述上接头的一端连接，所述动作件设于所述限位筒内，所述动作件包括钢球和弹性件，所述钢球设于所述弹性件的一端，所述钢球能对所述上接头的端口进行封堵，所述弹性件的另一端与所述限位筒的另一端连接，所述限位筒上设有第一充填口；
9.充填服务件，所述充填服务件能可选择地穿设于所述上接头内，所述充填服务件具有充填腔，所述充填腔的腔壁上设有第二充填口，所述充填服务件被配置为能推动所述钢球运动，以使所述第一充填口和所述第二充填口连通。
10.可选地，所述上接头的一端设有连接件，所述上接头通过所述连接件与所述限位筒连接。
11.可选地，所述连接件为环状结构，所述连接件的内壁上设有圆形翻板。
12.可选地，所述连接件上设有扭簧，所述圆形翻板通过所述扭簧与所述连接件连接。
13.可选地，所述上接头与所述连接件可拆卸连接；和/或，所述连接件与所述限位筒可拆卸连接。
14.可选地，所述连接件上设有钢球座，所述钢球座上设有凹槽，所述凹槽的形状与所述钢球的形状相对应。
15.可选地，所述充填服务件包括：
16.服务本体，所述充填腔设于所述服务本体上；
17.挤压头，所述挤压头设有所述服务本体的一端，所述挤压头的端部设有弧形槽。
18.可选地，所述冲防砂一体化管柱还包括密封件，所述密封件用于密封充填服务件和充填件之间的间隙。
19.可选地，所述充填件还包括引头，所述引头套设于所述限位筒远离所述上接头的一端。
20.可选地，所述弹性件上设有底座，所述钢球通过所述底座与所述弹性件连接。
21.本实用新型的有益效果：本实用新型提供的冲防砂一体化管柱，通过设置充填件和充填服务件，在对该冲防砂一体化管柱使用过程中，先将充填服务件穿设于上接头内，推动充填服务件，充填服务件推动钢球，以使第一充填口和第二充填口连通，形成充填通道，接着将该冲防砂一体化管柱下入井内，在下入的过程中，遇到恶性出砂或迅速出砂时，拔出充填服务件，向充填件内泵入钻井液，钻井液提供给钢球一定压力，使上接头的端口打开，实施冲砂过程，直至出砂段不再遇阻；当该冲防砂一体化管柱下到位后，重新将充填服务件安装至上接头内，向充填服务件内泵入充填砂液，充填砂液进入充填服务工具，依次经由第二充填口和第一充填口，充填到该冲防砂一体化管柱和地层之间的环空中，形成充填砂层，充填完成后，取出充填服务工具，钢球对上接头的端口进行封堵，完成防砂过程。
附图说明
22.图1是本实用新型实施例提供的充填件的结构示意图；
23.图2是本实用新型实施例提供的充填服务件的结构示意图；
24.图3是本实用新型实施例提供的冲防砂一体化管柱的冲砂过程中钻井液的流动路径示意图；
25.图4是本实用新型实施例提供的冲防砂一体化管柱的防砂过程中充填砂液的流动路径示意图。
26.图中：
27.1、充填件；11、上接头；12、限位筒；121、第一充填口；13、动作件；131、钢球；132、弹性件；14、引头；15、连接件；2、充填服务件；21、服务本体；211、第一服务筒体；212、第二服务筒体；2121、第二充填口；22、挤压头；221、弧形槽；3、圆形翻板；4、扭簧；5、钢球座；6、底座；7、密封件；71、第一密封件；72、第二密封件；73、第三密封件；74、第四密封件；8、o型圈；9、阻挡环。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
29.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内
部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
32.如图1-图4所示，本实施例提供了一种冲防砂一体化管柱。该冲防砂一体化管柱包括充填件1和充填服务件2，充填件1包括上接头11、限位筒12和动作件13，上接头11为筒状结构，限位筒12的一端与上接头11的一端连接，动作件13设于限位筒12内，动作件13包括钢球131和弹性件132，钢球131设于弹性件132的一端，钢球131能对上接头11的端口进行封堵，弹性件132的另一端与限位筒12的另一端连接，限位筒12上设有第一充填口121；充填服务件2具有充填腔，充填服务件2能可选择地穿设于上接头11内，且充填腔的腔壁上设有第二充填口2121，充填服务件2被配置为能推动钢球131运动，以使第一充填口121和第二充填口2121连通。
33.本实用新型提供的冲防砂一体化管柱，通过设置充填件1和充填服务件2，在对该冲防砂一体化管柱使用过程中，先将充填服务件2穿设于上接头11内，推动充填服务件2，充填服务件2推动钢球131，以使第一充填口121和第二充填口2121连通，形成充填通道，接着将该冲防砂一体化管柱下入井内，在下入的过程中，遇到恶性出砂或迅速出砂时，拔出充填服务件2，向充填件1内泵入钻井液，钻井液提供给钢球131一定压力，使上接头11的端口打开，实施冲砂过程，直至出砂段不再遇阻；当该冲防砂一体化管柱下到位后，重新将充填服务件2安装至上接头11内，向充填服务件2内泵入充填砂液，充填砂液进入充填服务工具，依次经由第二充填口2121和第一充填口121，充填到该冲防砂一体化管柱和地层之间的环空中，形成充填砂层，充填完成后，取出充填服务工具，钢球131对上接头11的端口进行封堵，完成防砂过程。
34.可选地，上接头11的一端设有连接件15，上接头11通过连接件15与限位筒12连接。通过设置连接件15，能够延长该冲防砂一体化管柱的长度，进而增加该冲防砂一体化管柱的下入深度。
35.进一步地，连接件15为环状结构，连接件15的内壁上设有圆形翻板3。通过设置圆形翻板3，在钢球131未能回弹以对上接头11的端口进行封堵时，圆形翻板3起到二次隔离的作用。
36.可选地，连接件15的内壁设置容置槽，充填服务件2穿设于上接头11后，圆形翻板3旋转进入容置槽内。该种设置，能有效防止圆形翻板3阻挡充填服务件2向下运动。
37.具体地，连接件15上设有扭簧4，圆形翻板3通过扭簧4与连接件15连接。该种设置，
结构简单，易于安装，且加工成本低。
38.本实施例中，可选地，上接头11与连接件15可拆卸连接；和/或，连接件15与限位筒12可拆卸连接。该种设置，便于拆装。
39.可选地，上接头11和连接件15之间设有密封圈。该种设置，能有效提高上接头11和连接件15的密封性。
40.可选地，连接件15上设有钢球座5，钢球座5上设有凹槽，凹槽的形状与钢球131的形状相对应。通过设置凹槽，凹槽的形状与钢球131的形状相对应，便于钢球131对连接件15的端口进行封堵，使封堵更加严密。
41.优选地，钢球座5与连接件15之间设有o型圈8。通过设置o型圈8，o型圈8起到金属密封的作用。
42.继续参见图1，弹性件132上设有底座6，钢球131通过底座6与弹性件132连接。通过设置底座6，能有效提高钢球131与弹性件132连接的可靠性。本实施例中，底座6包括四块沿上接头11的中心轴的轴向均匀设置的底块，底块的外侧为弧形，且底块与充填腔的腔壁相适配。在其他实施例中，本领域技术人员可根据实际需要设定底块的数量和形状。
43.可选地，充填件1还包括引头14，引头14套设于限位筒12远离上接头11的一端。通过设置引头14，引头14能引导充填件1沿地层深度方向运动，提高了该冲防砂一体化管柱下入的效率。
44.优选地，引头14与限位筒12可拆卸连接。该种设置，便于拆装。
45.如图2所示，充填服务件2包括服务本体21和挤压头22，充填腔设于服务本体21上，挤压头22设于服务本体21的一端，挤压头22的端部设有弧形槽221。通过设置弧形槽221，便于推动钢球131，提高操作效率。
46.可选地，上接头11内壁设有环形凸起。当充填服务件2穿设于上接头11后，环形凸起能有效防止充填服务件2朝引头14运动。该种设置，提高了该冲防砂一体化管柱的使用可靠性。
47.优选地，冲防砂一体化管柱还包括密封件7，密封件7用于密封充填服务件2和充填件1之间的间隙。
48.具体地，密封件7包括依次设置的第一密封件71、第二密封件72、第三密封件73和第四密封件74，第一密封件71为凹型环，第二密封件72为v型垫圈，第三密封件73为v型钢环，第四密封件74为凸型环。在装配时，第一密封件71、第二密封件72、第三密封件73和第四密封件74组合装配为密封单元，该密封单元设于上接头11的内壁上，有效阻止砂粒进入与上接头11连接的外部组件内。
49.可选地，密封件7的端部设有阻挡环9，阻挡环9的另一端抵接于连接件15上。通过设置阻挡环9，阻挡环9能有效防止密封件7脱落。
50.本实施例中，服务本体21为圆柱状结构，服务本体21包括相互连接的第一服务筒体211和第二服务筒体212，第一服务筒体211的内腔和第二服务筒体212的内腔形成充填腔，第一服务筒体211的外径大于第二服务筒体212的外径，环形凸起的内径与第二服务筒体212的外径相同，挤压头22设于第二服务筒体212远离第一服务筒体211的端部，第二充填口2121设于第二服务筒体212的腔壁上。该种设置，该种设置，能使充填服务件2与充填件1之间充分密封，有效阻止砂粒进入与上接头11连接的外部组件内，且环形凸起能有效防止
充填服务件2朝引头14运动。
51.本实施例提供的冲防砂一体化管柱的工作过程：在地面组装好充填件1，将充填服务件2穿设于上接头11内，推动充填服务件2，充填服务件2推动钢球131，以使第一充填口121和第二充填口2121连通，形成充填通道，将该冲防砂一体化管柱与其他防砂充填管连接；下入井内，在下入井的过程中，遇到出砂层段、恶性出砂或出砂迅速时，拔出充填服务件2，向充填件1内泵入钻井液，钻井液提供给钢球131一定压力，使上接头11的端口打开，实施冲砂过程，直至出砂段不再遇阻，如图3为冲砂过程的钻井液的流动路径；当该冲防砂一体化管柱下到位后，重新将充填服务件2安装至上接头11内，向充填服务件2内泵入充填砂液，充填砂液进入充填服务工具，依次经由第二充填口2121和第一充填口121，充填到该冲防砂一体化管柱和地层之间的环空中，形成充填砂层，充填完成后，取出充填服务工具，钢球131对上接头11的端口进行封堵，完成防砂过程，如图4为防砂过程的充填砂液的流动路径。
52.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。