一种单卡油层炮眼封堵管柱。主要解决解决现有工艺管柱在完成油水井化学封堵、封窜作业施工时因为不具有正打压坐封，旋转封闭注入孔、反打压、上提解封等功能而导致工作效率低下的问题。其特征在于：该管柱由油管联接的上级封隔器、中级封隔器以及下级封隔器组成，其实质是利用井下封隔器内滑套在不同的压力值作用下，配合旋转、上提不同动作而达到封堵、封窜作业的每个工序的技术要求，其中上、中封隔器具有正打压坐封、反打压解封的功能，而下封隔器则具有正打压坐封、旋转封闭注入孔套管反打压解封的性能。具有可大幅提高油水井化学封堵、封窜作业施工工作效率的特点。
1.一种单卡油层炮眼封堵管柱，包括由油管联接的上级封隔器、中级封隔器以及下级封隔器，其特征在于：
所述上级封隔器由上封上接头(S1)、上封中心管(S2)、上封洗井解封活塞(S3)、上封上胶筒套(S4)、上封胶筒(S24)、上封下胶筒套(S5)、上封销钉(S6)、上封候凝上级球(S7)、上封候凝中级球(S8)、上封皮碗上护套(S10)、上封单向皮碗(S25)、上封皮碗下护套(S11)、上封下外套(S12)、上封拉断销钉(S13)、上封候凝销钉(S14)、上封下接头(S15)、上封限位档(S16)和上封滑套(S17)依序联接而组成；
其中上封上接头(S1)连接上封中心管(S2)，同时顺次连接上封上胶筒套(S4)、上封胶筒(S24)和上封下胶筒套(S5)，以及上封下外套(S12)，所述上封下接头(S15)靠上封拉断销钉(S13)与上封下外套(S12)连接，靠丝扣与上封中心管(S2)连接；
在所述上封上接头(S1)与上封中心管(S2)之间安装上封洗井解封活塞(S3)，在上封中心管(S2)上连接上封单向皮碗(S25)以及上封皮碗上护套(S10)和上封皮碗下护套(S11)；
所述上封候凝销钉(S14)安装在上封下接头(S15)上，以固定上封滑套(S17)，上封滑套(S17)安装在上封中心管(S2)内，此上封滑套(S17)通过连接在上封下接头(S15)上的上封限位档(S16)限位；
所述上封候凝上级球(S7)以及用上封销钉(S6)固定的上封候凝中级球(S8)，座在上封滑套(S17)上；
所述中级封隔器由中封上接头(Z1)、中封挤注销钉(Z2)、中封滑套上级(Z3)、中封洗井挤封活塞(Z4)、中封上胶筒套(Z5)、中封中心管(Z6)、中封胶筒(Z24)、中封下胶筒套(Z7)、中封候凝销钉(Z8)、中封皮碗上护套(Z9)、中封单向皮碗(Z25)、中封皮碗下护套(Z10)、中封下接头(Z11)、中封拉断销钉(Z12)、中封下外套(Z13)和中封滑套下级(Z14)依序联接而组成；
其中，所述中封上接头(Z1)连接中封中心管(Z6)，同时顺次 连接中封上胶筒套(Z5)、中封胶筒(Z24)、中封下胶筒套(Z7)以及中封下外套(Z13)，所述中封下接头(Z11)通过中封拉断销钉(Z12)与中封下外套(Z13)连接，通过丝扣与中封中心管(Z6)连接；
其中，中封洗井挤封活塞(Z4)固定于中封上接头(Z1)与中封中心管(Z6)之间，中封单向皮碗(Z25)以及中封皮碗上护套(Z9)和中封皮碗下护套(Z10)固定在中封中心管(Z6)上；
在中封中心管(Z6)内通过中封候凝销钉(Z8)连接中封滑套上级(Z3)和中封滑套下级(Z14)；
所述下级封隔器由具有限位销钉的下封上接头(1)、下封挤注销钉(5)、下封中心管(6)、下封上外套(7)、下封滑套上级(8)、下封洗井解封活塞(9)、下封上胶筒套(10)、下封滑套中级(11)、下封验封绳帽(20)、下封加重杆(21)、下封压力计仓(22)、下封限位块(23)、下封投球(26)、下封滑套下级(18)、下封胶筒(24)、下封下胶筒套(12)、下封皮碗上护套(14)、下封单向皮碗(25)、下封皮碗下护套(15)、下封下外套(16)、下封拉断销钉(17)和下封下接头(19)依序联接而组成；
其中，具有限位销钉的下封上接头(1)连接下封中心管(6)并以T型螺纹连接下封上外套(7)，所述下封挤注销钉(5)安装在下封上接头(1)上，下封中心管(6)和下封上外套(7)之间安装下封洗井解封活塞(9)，下封上外套(7)顺次连接下封上胶筒套(10)、下封胶筒(24)、下封下胶筒套(12)以及下封下外套(16)；
所述下封下接头(19)通过下封拉断销钉(17)与下封下外套(16)连接，通过丝扣与下封中心管(6)连接；
所述下封单向皮碗(25)以及下封皮碗上护套(14)和下封皮碗下护套(15)固定于下封中心管(6)上；
在下封中心管(6)内装有下封滑套上级(8)以及由下封滑套上级(8)连接的下封滑套中级(11)和下封滑套下级(18)，所述下封滑套上级(8)、下封滑套中级(11)和下封滑套下级(18)通过下封挤注销钉(5)定位连接；
所述下封验封绳帽(20)以及与其连接的下封加重杆(21)、 下封压力计仓(22)、下封限位块(23)位于所述下封滑套上级(8)、下封滑套中级(11)和下封滑套下级(18)内；
所述下封投球(26)座于下封滑套下级(18)的台阶上。
单卡油层炮眼封堵管柱
技术领域：
[0001] 本发明涉及油田进行油水井化学封堵、封窜作业时所使用的一种管柱，具体的说是涉及一种单卡油层炮眼封堵管柱。背景技术：
[0002] 油田油水井化学封堵、封窜作业施工过程中，现有技术中的工艺管柱不具有正打压坐封，旋转封闭注入孔、反打压、上提解封等功能，并且井下工具只能进行一次动作。此外，封堵管柱释放后，井下管柱需要进行测试验封，而现有技术中的工艺管柱不可以进行测试验封。现有工艺管柱的上述缺点使得整个油水井化学封堵、封窜作业施工的工作效率受到很大影响。发明内容：
[0003] 为了解决现有工艺管柱在完成油水井化学封堵、封窜作业施工时因为不具有正打压坐封，旋转封闭注入孔、反打压、上提解封等功能而导致工作效率低下的问题，本发明提供一种单卡油层炮眼封堵管柱，该种管柱的上、中封隔器具有正打压坐封、反打压解封的功能，而下封隔器则具有正打压坐封、旋转封闭注入孔套管反打压解封的性能，此外，井下工具能进行多次动作，在封堵管柱释放后，井下管柱可进行测试验封。此种管柱经实验证明能够大大提高油水井化学封堵、封窜作业施工的工作效率。
[0004] 本发明的技术方案是：该种单卡油层炮眼封堵管柱，包括由油管联接的上级封隔器、中级封隔器以及下级封隔器，其中所述上级封隔器由上封上接头、上封中心管、上封洗井解封活塞、上封上胶筒套、上封胶筒、上封下胶筒套、上封销钉、上封侯凝上级球、上封侯凝中级球、上封皮碗上护套、上封单向皮碗、上封皮碗下护套、上封下外套、上封拉断销钉、上封侯凝销钉、上封下接头、上封限位档和上封滑套依序联接而组成。
[0005] 其中上封上接头连接上封中心管，同时连接上封上胶筒套、上封胶筒和上封下胶筒套，以及上封下外套，所述上封下接头靠上封拉断销钉与上封下外套连接，靠丝扣与上封中心管连接。在所述上封上接头与上封中心管之间安装上封洗井解封活塞，在上封中心管上连接上封单向皮碗以及上封皮碗上护套和上封皮碗下护套。所述上封侯凝销钉安装在上封下接头上，以固定上封滑套，上封滑套安装在上封中心管内，此上封滑套通过连接在上封下接头上的上封限位档限位。
[0006] 所述上封候凝上级球以及用上封销钉固定的上封候凝中级球，座在上封滑套上，所述中级封隔器由中封上接头、中封挤注销钉、中封滑套上级、中封洗井挤封活塞、中封上胶筒套、中封中心管、中封胶筒、中封下胶筒套、中封侯凝销钉、中封皮碗上护套、中封单向皮碗、中封皮碗下护套、中封下接头、中封拉断销钉、中封下外套和中封滑套下级依序联接而组成。其中，所述中封上接头连接中封中心管，同时连接中封上胶筒套、中封胶筒、中封下胶筒套以及中封下外套，所述中封下接头通过中封拉断销钉与中封下外套连接，通过丝扣与中封中心管连接。
[0007] 其中，中封洗井挤封活塞固定于中封上接头与中封中心管之间，中封单向皮碗以及中封皮碗上护套和中封皮碗下护套固定在中封中心管上。在中封中心管内通过中封侯凝销钉连接中封滑套上级和中封滑套下级。
[0008] 所述下级封隔器由具有限位销钉的下封上接头、下封挤注销钉、下封中心管、下封上外套、下封滑套上级、下封洗井解封活塞、下封上胶筒套、下封滑套中级、下封验封绳帽、下封加重杆、下封压力计仓、下封限位块、下封投球、下封滑套下级、下封胶筒、下封下胶筒套、下封皮碗上护套、下封单向皮碗、下封皮碗下护套、下封下外套、下封拉断销钉和下封下接头依序联接而组成。其中，具有限位销钉的下封上接头连接下封中心管并以T型螺纹连接下封上外套，所述下封挤注销钉安装在下封上接头上，下封中心管和下封上外套之间安装下封洗井解封活塞，下封上外套连接下封上胶筒套、下封胶筒、下封下胶筒套以及下封下外套。
[0009] 所述下封下接头通过拉断销钉与下封下外套连接，通过丝扣与下封中心管连接；封单向皮碗以及下封皮碗上护套和下封皮碗下护套固定于下封中心管上。在下封中心管内装有下封滑套上级以及由下封滑套上级连接的下封滑套中级和下封滑套下级，所述下封滑套上级、下封滑套中级和下封滑套下级通过下封挤注销钉定位连接。
[0010] 所述下封验封绳帽以及与其连接的下封加重杆、下封压力计仓、下封限位块位于所述下封滑套上级、下封滑套中级和下封滑套下级内，所述下封投球座于下封滑套下级的台阶上。
[0011] 本发明具有如下有益效果：由于采取上述方案后，该种管柱的上、中封隔器具有正打压坐封、反打压解封的功能，而下封隔器则具有正打压坐封、旋转封闭注入孔套管反打压解封的性能。此外，井下工具能进行多次动作，在封堵管柱释放后，井下管柱可进行测试验封。此种管柱经实验证明大大提高了油水井化学封堵、封窜作业施工的工作效率。附图说明：
[0012] 图1是本发明中所涉及的上级封隔器上半部的结构剖视图。
[0013] 图2是本发明中所涉及的上级封隔器下半部的结构剖视图。
[0014] 图3是本发明中所涉及的中级封隔器上半部的结构剖视图。
[0015] 图4是本发明中所涉及的中级封隔器下半部的结构剖视图。
[0016] 图5是本发明中所涉及的下级封隔器上半部的结构剖视图。
[0017] 图6是本发明中所涉及的下级封隔器下半部的结构剖视图。
[0018] 图中1-下封上接头，5-下封挤注销钉，6-下封中心管，7-下封上外套，8-下封滑套上级，9-下封洗井解封活塞，10-下封滑套中级，11-下封滑套中级，12-下封下胶筒套，14-下封皮碗上护套，15-下封皮碗下护套，16-下封下外套，17-下封拉断销钉，18-下封滑套下级，19-下封下接头，20-下封验封绳帽，21-下封加重杆，22-下封压力计仓，23-下封限位块，24-下封胶筒，25-下封单向皮碗，26-下封投球，S1-上封上接头，S2-上封中心管，S3-上封洗井解封活塞，S4-上封上胶筒套，S5-上封下胶筒套，S6-上封销钉，S7-上封侯凝上级球，S8-上封侯凝中级球，S10-上封皮碗上护套，S11-上封皮碗下护套，S12-上封下外套，S13-上封拉断销钉，S14-上封侯凝销钉，S15-上封下接头，S16-上封限位档，S17-上封滑套，S24-上封胶筒，S25-上封单向皮碗，Z1-中封上接头，Z2-中封挤注销钉，Z3-中封滑套上级，Z4-中封洗井挤封活塞，Z5-中封上胶筒套，Z6-中封中心管，Z7-中封下胶筒套，Z8-中封侯凝销钉，Z9-中封皮碗上护套，Z10-中封皮碗下护套，Z11-中封下接头，Z12-中封拉断销钉，Z13-中封下外套，Z14-中封滑套下级，Z24-中封胶筒，Z25-中封单向皮碗。
具体实施方式：
[0019] 下面结合附图对本发明作进一步说明：
[0020] 本种单卡油层炮眼封堵管柱，包括由油管联接的上级封隔器、中级封隔器以及下级封隔器，其中如图1结合图2所示，所述上级封隔器由上封上接头S1、上封中心管S2、上封洗井解封活塞S3、上封上胶筒套S4、上封胶筒S24、上封下胶筒套S5、上封销钉S6、上封侯凝上级球S7、上封侯凝中级球S8、上封皮碗上护套S10、上封单向皮碗S25、上封皮碗下护套S11、上封下外套S12、上封拉断销钉S13、上封侯凝销钉S14、上封下接头S15、上封限位档S16和上封滑套S17依序联接而组成。
[0021] 其中上封上接头S1连接上封中心管S2，同时连接上封上胶筒套S4、上封胶筒S24和上封下胶筒套S5，以及上封下外套S12，所述上封下接头S15靠上封拉断销钉S13与上封下外套S12连接，靠丝扣与上封中心管S2连接。
[0022] 在所述上封上接头S1与上封中心管S2之间安装上封洗井解封活塞S3，在上封中心管S2上连接上封单向皮碗S25以及上封皮碗上护套S10和上封皮碗下护套S11。
[0023] 所述上封侯凝销钉S14安装在上封下接头S15上，以固定上封滑套S17，上封滑套S17安装在上封中心管S2内，此上封滑套S17通过连接在上封下接头S15上的上封限位档S16限位。
[0024] 所述上封候凝上级球S7以及用上封销钉S6固定的上封候凝中级球S8，座在上封滑套S17上。
[0025] 如图3结合图4所示，所述中级封隔器由中封上接头Z1、中封挤注销钉Z2、中封滑套上级Z3、中封洗井挤封活塞Z4、中封上胶筒套Z5、中封中心管Z6、中封胶筒Z24、中封下胶筒套Z7、中封侯凝销钉Z8、中封皮碗上护套Z9、中封单向皮碗Z25、中封皮碗下护套Z10、中封下接头Z11、中封拉断销钉Z12、中封下外套Z13和中封滑套下级Z14依序联接而组成。
[0026] 其中，所述中封上接头Z1连接中封中心管Z6，同时连接中封上胶筒套Z5、中封胶筒Z24、中封下胶筒套Z7以及中封下外套Z13，所述中封下接头Z11通过中封拉断销钉Z12与中封下外套Z13连接，通过丝扣与中封中心管Z6连接。
[0027] 其中，中封洗井挤封活塞Z4固定于中封上接头Z1与中封中心管Z6之间，中封单向皮碗Z25以及中封皮碗上护套Z9和中封皮碗下护套Z10固定在中封中心管Z6上。
[0028] 在中封中心管Z6内通过中封侯凝销钉Z8连接中封滑套上级Z3和中封滑套下级Z14。
[0029] 如图5结合图6所示，所述下级封隔器由具有限位销钉的下封上接头1、下封挤注销钉5、下封中心管6、下封上外套7、下封滑套上级8、下封洗井解封活塞9、下封上胶筒套10、下封滑套中级11、下封验封绳帽20、下封加重杆21、下封压力计仓22、下封限位块23、下封投球26、下封滑套下级18、下封胶筒24、下封下胶筒套12、下封皮碗上护套14、下封单向皮碗25、下封皮碗下护套15、下封下外套16、下封拉断销钉17和下封下接头19依序联接而组成。
[0030] 其中，具有限位销钉的下封上接头1连接下封中心管6并以T型螺纹连接下封上外套7，所述下封挤注销钉5安装在下封上接头1上，下封中心管6和下封上外套7之间安装下封洗井解封活塞9，下封上外套7连接下封上胶筒套10、下封胶筒24、下封下胶筒套12以及下封下外套16；
[0031] 所述下封下接头19通过拉断销钉17与下封下外套16连接，通过丝扣与下封中心管6连接。
[0032] 所述下封单向皮碗25以及下封皮碗上护套14和下封皮碗下护套15固定于下封中心管6上。
[0033] 在下封中心管6内装有下封滑套上级8以及由下封滑套上级8连接的下封滑套中级11和下封滑套下级18，所述下封滑套上级8、下封滑套中级11和下封滑套下级18通过下封挤注销钉5定位连接。
[0034] 所述下封验封绳帽20以及与其连接的下封加重杆21、下封压力计仓22、下封限位块23位于所述下封滑套上级8、下封滑套中级11和下封滑套下级18内，所述下封投球26座于下封滑套下级18的台阶上。
[0035] 应用本种管柱时，首先用油管自下而上连接下级封隔器、中级封隔器和上级封隔器，下级封隔器与中级封隔器之间距离为略大于封堵层段厚度且不超过夹层厚度，中级封隔器与上级封隔器之间的距离与下级封隔器与中级封隔器之间距离相等。
[0036] 按设计深度下入管柱，下级封隔器与中级封隔器对准封堵层段。
[0037] 投入下封投球26，用水泥车挤清水使其座在下级封隔器下封滑套下级18的台阶上，油管内憋起压力。达到一定压力时，下封单向皮碗25进液，封闭在下封胶筒24内的空间里，挤压开下封胶筒24座封封隔器。同时，中级封隔器达到一定压力时，中封单向皮碗Z25进液，封闭在中封胶筒Z24内的空间里，挤压开中封胶筒Z24，座封封隔器。上级封隔器由于上封滑套S17起到密封上封中心管S2进液孔的作用，上级封隔器不工作。下级封隔器内，下封投球26与下封滑套下级18形成的活塞力，达到一定压力后，剪断下封挤注销钉5，下封滑套上级8、下封滑套中级11、下封滑套下级18下行，下封滑套上级8上的开孔与下封中心管6上的开孔对齐，油管内外连通。使用钢丝连接下封验封绳帽20以及与下封验封绳帽20连接的下封加重杆21、下封压力计仓22、下封限位块23，投送到下封滑套下级18的台阶上，激动油管压力，验证下级封隔器的密封情况。
[0038] 然后，使用钢丝将验封仪器串起出。挤入水泥，进行封堵。
[0039] 反洗井时，油管外压力大于油管内压力，推开中级封隔器中封洗井解封活塞Z4，中封上胶筒套Z5两个开口连通，泄掉中封胶筒Z24内的压力，中级封隔器解封。接着推开下级封隔器下封洗井解封活塞9，下封上胶筒套10两个开口连通，泄掉下封胶筒24内的压力，下级封隔器解封。接着，洗井液从管柱下部经由下封投球26返回油管中心通道，实现反洗井。
[0040] 如果下级封隔器不能反洗井解封，正转动管柱，由于下级封隔器的下封胶筒24贴紧套管壁，下封上外套7、下封上胶筒套10、下封胶筒24、下封下胶筒套12、下封下外套16随之转动，下封上外套7的T型扣与下封上接头1的T型扣上扣，下封上胶筒套10的开孔与下封中心管6的开孔对齐，泄掉下封胶筒24内的压力，下级封隔器解封。
[0041] 如果旋转管柱还不能解封下级封隔器，上提管柱，拉断下封拉断销钉17，下封下外套16下行，越过下封下接头19外圈的密封圈，下封胶筒24腔内泄压，实现解封。下级封隔器解封后，才能彻底反洗井，清除套管内的残留水泥。
[0042] 彻底反洗井后，将要进行带压候凝。
[0043] 首先，加深管柱，距离为下封隔器与中封隔器之间的距离，使中封隔器与上封隔器对准封堵层段。
[0044] 投入上封候凝上级球S7以及用上封销钉S6固定的上封候凝中级球S8，座在上级封隔器的上封滑套S17上，用清水油管打压，油管内憋起压力，达到一定压力时，活塞力剪断上封候凝销钉S14，使上封滑套S17下行，上封中心管S2的进液孔露出，达到一定压力时，上封单向皮碗S25进液，封闭在上封胶筒S24的空间内，挤压开上封胶筒S24，座封封隔器。继续加压，达到一定压力时，活塞力剪断上封销钉S6，上封候凝中级球失去上封销钉S6的固定，掉落到中级封隔器，中封滑套下级Z14的台阶上，油管内憋起压力，达到一定压力时，中封单向皮碗Z25进液，封闭在中封胶筒Z24的空间内，挤压开中封胶筒Z24，座封封隔器。继续加压，达到一定压力时，活塞力剪切中级封隔器上的中封候凝销钉Z8，中封滑套上级Z3以及中封滑套下级Z14下行，中封滑套上级Z3上的开孔与上中封接头Z1上的开孔对齐，压力传递到油管外，保持一定的压力，实现带压候凝。
[0045] 候凝一定时间后，清水反洗井，油管外压力大于油管内压力，推开上级封隔器中上封洗井解封活塞S3，上封上胶筒套S4两个开口连通，泄掉上封胶筒S24内的压力，上级封隔器解封。
[0046] 接着，推开中级封隔器内中封洗井解封活塞Z4，中封上胶筒套Z5两个开口连通，泄掉中封胶筒Z24内的压力，中级封隔器解封。如果两级封隔器不能解封，上提管柱，拉断上级封隔器上封拉断销钉S13，上封下外套S12下行，越过上封下接头S15外圈的密封圈，上封胶筒S24腔内泄压，上级封隔器解封。同时，拉断中级封隔器内中封拉断销钉Z12，中封下外套Z13下行，越过中封下接头Z11外圈的密封圈，中封胶筒Z24腔内泄压，中级封隔器解封。最后起出管柱，实现了带压候凝水泥封堵工艺。
[0047] 本发明实质是在封堵、封窜作业施工过程中，利用井下封隔器内滑套在不同的压力值作用下，配合旋转、上提不同动作达到封堵、封窜作业的每个工序的技术要求，可以具有正打压坐封，旋转封闭注入孔、反打压、上提解封等功能，并且能够实现测试验封，因此大大提高了工作效率。
[0048] 本发明于2006年10月11日在北1-50-545井进行了现场试验。
[0049] 北1-50-545井试验井，全井射开砂岩厚度22.8m，有效厚度8.4m，应用炮眼单卡封堵管柱封堵萨II 10层，封堵井段跨度2.6m，射开砂岩厚度1.5m。封堵前产液147吨/天，产油2吨/天，含水96.6％，封堵后产液21吨/天，产油2吨/天，含水90.4％，日降液126吨。由此可见试验效果明显。
