阅读说明：本技术 一种控制井筒内压力的井下开关装置及方法 (Underground switch device and method for controlling pressure in shaft ) 是由 牛彩云 甘庆明 李佰涛 魏韦 杨海涛 张磊 石海霞 呼苏娟 辛宏 于 2020-04-30 设计创作，主要内容包括：本发明属于采油工程技术领域,具体涉及一种控制井筒内压力的井下开关装置及方法。本发明通过连接在泵下油管下方的开关控制件和坐封在套管内的开关器主体有机组合而成；开关控制件通过与开关器主体接触来控制开启。本发明能够有效控制井筒内压力,将井筒高压转化常压或低压,实现了油井有杆系统和无杆系统的快速投产,有效降低了作业的风险。(The invention belongs to the technical field of oil extraction engineering, and particularly relates to an underground switch device and method for controlling pressure in a shaft. The invention is formed by organically combining a switch control piece connected below an oil pipe under a pump and a switch device main body in a casing pipe in a setting way; the switch control member is controlled to be turned on by being in contact with the switch main body. The invention can effectively control the pressure in the shaft, convert the high pressure of the shaft into normal pressure or low pressure, realize the rapid production of a rod system and a rodless system of an oil well, and effectively reduce the risk of operation.)

一种控制井筒内压力的井下开关装置及方法

技术领域

本发明属于采油工程技术领域，具体涉及一种控制井筒内压力的井下开关装置及方法。

背景技术

超低渗致密油是近几年重要的资源接替层，致密油体积压裂后地层压力高、初期排量大、产液含气高，作业过程中随时都会发生井涌、溢流险情。另外，考虑到油层污染等储层保护因素，起下作业时不宜采取压井方式。

目前抽油机井有杆泵作业：一般在井口安装“单闸板手动防喷器+标准采油井口、油管旋塞阀+抽油杆防喷器”组合装置实现带压作业，完成井筒控制；无杆泵管缆作业则需迅速剪断电缆，用防喷器实现封井，对高压井来说存在一定风险，即防喷器不一定能够抢装上，从而使高压井失控，井喷、井涌发生，造成井控事件。

发明内容

本发明提供了一种控制井筒内压力的井下开关装置及方法，目的在于提供一种能够控制井筒内压力，将井筒高压转化常压或低压，实现油井有杆系统、无杆系统快速投产，降低作业风险的井下开关装置及方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种控制井筒内压力的井下开关装置，包括连接在泵下油管下方的开关控制件和坐封在套管内的开关器主体；开关控制件通过与开关器主体接触来控制开启。

所述的开关器主体包括丢手封隔器、支撑件和浮子开关；所述浮子开关、丢手封隔器和支撑件从上至下依次连接。

所述的支撑件采用的是支撑卡瓦。

所述的开关控制件为中空锥状体的通杆。

所述的通杆采用的是由上部为圆柱体和下部为锥状体组成的中空一体结构的通杆。

一种控制井筒内压力的方法，包括如下步骤

步骤一：将丝堵、花管、尾管、支撑卡瓦、丢手封隔器和浮子开关从下至上依次连接，然后连接在作业油管下；

步骤二：将步骤一连接好的装置，通过作业机输送到套管内，下到预定位置后，上提作业油管，打开支撑卡瓦，井口打压坐封丢手封隔器，坐封后上提加载荷并完成丢手；

步骤三：当井筒内压力超过预设值时，根据下泵作业需要选择采油系统；当需要采用无杆采油系统则进入步骤四，当需要采用有杆采油系统则进入步骤五；

步骤四：将通杆连接在泵下油管下方，然后依次将通杆、泵下油管、电潜泵通过连续敷缆油管下入井内，离丢手封隔器为预设位置时降低速度，探底后上提预设高度，快速接电缆，然后继续下放管柱探底距离，通过通杆打开浮子开关，快速安装生产井口，完井生产；

步骤五：将通杆连接在泵下油管下方，依次将通杆、泵下油管、抽油泵、通过抽油管下入井内，离丢手封隔器为预设位置时降低速度，探底后上提预设高度,保证浮子开关暂时关闭；井口悬挂好抽油管，继续下抽油杆，待抽油杆到达抽油泵位置，碰泵，调整抽油杆位置并悬于井内；再次下放抽油管，当抽油管超过探底距离，在抽油管悬重作用下通杆打开浮子开关，快速安装井口，连接抽油杆，调整防冲距，启动抽油机进行生产；

步骤六：当筒内压力下降到预设值后，直接将连续敷缆油管或抽油管起出，浮子开关关闭。

所述步骤四和步骤五中的降低速度的预设位置为距离丢手封隔器为45-55m。

所述步骤五中调整抽油杆位置并悬于油管内需将最上面抽油杆接箍露出井口。

所述步骤四中探底后上提预设高度为1.8～2.2m。

所述步骤五中探底后上提高度为0.8-1.2m。

有益效果：

本发明通过连接在泵下油管下方的开关控制件和坐封在套管内的开关器主体有机组合而成；开关控制件通过与开关器主体接触来控制开启。本发明能够有效控制井筒内压力，将井筒高压转化常压或低压，实现了油井有杆系统和无杆系统的快速投产，有效降低了作业的风险。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明应用于有杆举升系统示意图；

图2为本发明应用于无杆举升系统示意图；

图3为本发明控制井筒内压力的状态图。

图中：1-泵下油管；2-丢手封隔器；3-支撑卡瓦；4-浮子开关；5-通杆；6-丝堵；7-花管；8-尾管；9-作业机；10-作业油管；11-连续敷缆油管；12-电潜泵；13-生产井口；14-抽油泵；15-抽油杆；16-抽油机；17-套管；18-抽油管；19-控制柜；20-电缆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

根据图1-3所示的一种控制井筒内压力的井下开关装置，包括连接在泵下油管1下方的开关控制件和坐封在套管17内的开关器主体；开关控制件通过与开关器主体接触来控制开启。

在实际使用时，首先将连接好的开关器主体连接在作业油管10的下端，然后将其通过作业机9输送到套管17内，下到预定位置后，上提作业油管10，打开支撑卡瓦3，井口打压坐封丢手封隔器2，坐封后上提加载荷并完成丢手；当井筒内压力超过预设值时，根据下泵作业需要选择采油系统；当需要采用无杆采油系统时，则将开关控制件连接在泵下油管1下方，然后依次将开关控制件、泵下油管1、电潜泵12通过连续敷缆油管11下入井内，离开关器主体为预设位置时降低速度，探底后上提1.8～2.2m，快速接电缆20，然后继续下放管柱探底距离，开关控制件与开关器主体接触并打开开关器主体，快速安装生产井口13，完井生产；当需要采用有杆采油系统时，则将开关控制件连接在泵下油管1下方，依次将开关控制件、泵下油管1、抽油泵14、通过油管抽18下入井内，离开关器主体为预设位置时降低速度，探底后上提约0.8-1.2m,保证开关器主体暂时关闭；井口悬挂好抽油管18，继续下抽油杆15，待抽油杆15到达抽油泵14位置，碰泵，调整抽油杆15位置并悬于井内；再次下放抽油管18，当抽油管18超过探底距离，在抽油管18悬重作用下开关控制件与开关器主体接触并打开开关器主体，快速安装井口，连接抽油杆15，调整防冲距，启动抽油机16进行生产。当再次修井或检泵作业时，直接将连续敷缆油管11或抽油管18起出，浮子开关4关闭，随后进行修井或检泵作业。当再次修井或检泵作业时，直接将连续敷缆油管11或抽油管18起出，开关器主体关闭，此时开关器主体封闭抽油管18内部空间，封隔器2封闭油套环空，井筒开关器以上部位就可以实现不带压作业，保证了生产的安全。

本发明通过泵下油管和连接在泵下油管下方开关控制件及由开关控制件来控制开启的开关器主体的有机设置，有效控制了井筒内压力，将井筒高压转化常压或低压，降低了作业风险，确保了安全环保施工。本发明操作方便，大大缩短了体积压裂后油井等待投产的时间，提高了生产效率。

实施例二：

根据图1-3所示的一种控制井筒内压力的井下开关装置，与实施例一不同之处在于：所述的开关器主体包括丢手封隔器2、支撑件和浮子开关4；所述浮子开关4、丢手封隔器2和支撑件从上至下依次连接。

在实际使用时，首先将丝堵6、花管7、尾管8、支撑卡瓦3、丢手封隔器2和浮子开关4从下至上依次连接，然后连接在作业油管10下；之后将连接好的装置，通过作业机9输送到套管17内，下到预定位置后，上提作业油管10，打开支撑卡瓦3，井口打压坐封丢手封隔器2，坐封后上提加载荷并完成丢手。在井筒高压作用下浮子开关自动关闭，液体从而不能流入油管内部。

后续下泵作业根据需要选择无杆采油系统或有杆采油系统。

采用无杆举升系统时，依次将开关控制件、尾管8、电潜泵12通过连续敷缆油管11下入井内，离丢手封隔器2有50m位置时降低速度，探底后上提2m,快速接电缆2、继续下放管柱超过2m、开关控制件打开浮子开关4，快速安装生产井口13，完井生产。

采用有杆举升系统时，依次将开关控制件、尾管8、抽油泵14、通过抽油管18下入井内，离丢手封隔器2还有50m位置时降低速度，探底后上提1m,保证浮子开关4暂时关闭、井口悬挂好油管，继续下抽油杆15，待抽油杆15到抽油泵14位置，碰泵，调整好位置将抽油杆15悬于油管内(最上面抽油杆接箍露出井口)。再次下放抽油管18超过1m，在油管悬重作用下开关控制件打开浮子开关4，快速安装井口，连接抽油杆15，调整防冲距，启动抽油机16进行生产。

当再次修井或检泵作业时，直接将连续敷缆油管11或抽油管18起出，浮子开关4关闭，此时浮子开关4封闭抽油管18空间，丢手封隔器2封闭油套环空。本发明上部套管17内可以不带压作业。本发明，有效提高了作业的安全性，也提高了生产效率。

实施例三：

根据图1所示的一种控制井筒内压力的井下开关装置，与实施例一不同之处在于：所述的支撑件采用的是支撑卡瓦3。

在实际使用时，支撑件采用支撑卡瓦3，支撑卡瓦是油田常用的井下作业工具，它的目的是带封隔器下到预定位置，通过上提或下放管柱使支撑卡瓦打开，依靠摩擦力支撑在套管内壁，方便后续封隔器的打压坐封。

实施例四：

根据图1所示的一种控制井筒内压力的井下开关装置，与实施例一不同之处在于：所述的开关控制件为中空锥状体的通杆5。

在实际使用时，开关控制件采用本技术方案，能够有效的开启开关器主体，保证对井筒内压力的有效控制及生产的有效、顺利进行。

实施例五：

根据图1所示的一种控制井筒内压力的井下开关装置，与实施例四不同之处在于：所述的通杆5是上部为圆柱体和下部为锥状体组成的中空一体结构。

在实际使用时，通杆5下部为锥形的中空柱状体，使得其开启开关器主体的效果较好，开关器主体开启后，原油能够通过通杆5抽出，保证生产正常进行。

实施例六：

一种控制井筒内压力的方法，包括如下步骤

步骤一：将丝堵6、花管7、尾管8、支撑卡瓦3、丢手封隔器2和浮子开关4从下至上依次连接，然后连接在作业油管10下；

步骤二：将步骤一连接好的装置，通过作业机9输送到套管17内，下到预定位置后，上提作业油管10，打开支撑卡瓦3，井口打压坐封丢手封隔器2，坐封后上提加载荷并完成丢手；

步骤三：当井筒内压力超过预设值时，根据下泵作业需要选择采油系统；当需要采用无杆采油系统则进入步骤四，当需要采用有杆采油系统则进入步骤五；

步骤四：将通杆5连接在泵下油管1下方，然后依次将通杆5、泵下油管1、电潜泵12通过连续敷缆油管11下入井内，离丢手封隔器2为预设位置时降低速度，探底后上提预设高度，快速接电缆20，然后继续下放管柱探底距离，通过通杆5打开浮子开关4，快速安装生产井口13，完井生产；

步骤五：将通杆5连接在泵下油管1下方，依次将通杆5、泵下油管1、抽油泵14、通过抽油管18下入井内，离丢手封隔器2为预设位置时降低速度，探底后上提预设高度,保证浮子开关4暂时关闭；井口悬挂好抽油管18，继续下抽油杆15，待抽油杆15到达抽油泵14位置，碰泵，调整抽油杆15位置并悬于井内；再次下放抽油管18，当抽油管18超过探底距离，在抽油管18悬重作用下通杆5打开浮子开关4，快速安装井口，连接抽油杆15，调整防冲距，启动抽油机16进行生产；

步骤六：当筒内压力下降到预设值后，直接将连续敷缆油管11或抽油管18起出，浮子开关4关闭。

优选的是所述步骤四中探底后上提预设高度为1.8～2.2m。

优选的是所述步骤五中探底后上提高度为0.8-1.2m。

在实际使用时，按照图3依次将丝堵6，花管7、尾管8、支撑卡瓦3、浮子开关4、丢手封隔器2、通过作业机9、作业油管10输送到套管17内。当浮子开关4下入套管17内，工具下到预定位置后，上提下放作业油管10，打开支撑卡瓦3。井口打压坐封丢手封隔器2，坐封后上提加载荷并完成丢手。此时浮子开关4闭合，丢手封隔器2封闭油套环空。后续下泵作业根据需要选择无杆采油系统或有杆采油系统。当采用无杆举升系统按照图2依次将通杆5、尾管8、电潜泵12通过连续敷缆油管11下入井内，离丢手封隔器2还有50m位置时降低速度，探底后上提2m,快速接电缆20、继续下放管柱超过2m、通杆5打开浮子开关4，快速安装生产井口13，完井生产。当采用有杆举升系统时，按照图1依次将通杆5、尾管8、抽油泵14、通过抽油管18下入井内，离丢手封隔器还有50m位置时降低速度，探底后上提约1m,保证浮子开关4暂时关闭、井口悬挂好油管，继续下抽油杆15，待抽油杆15到抽油泵14位置，碰泵，调整好位置将抽油杆悬于油管内(最上面抽油杆接箍露出井口)。再次下放抽油管18超过1m，在油管悬重作用下通杆5打开浮子开关4，快速安装井口，连接抽油杆15，调整防冲距，启动抽油机16进行生产。

当再次修井或检泵作业时，直接将连续敷缆油管11或抽油管18起出，浮子开关4关闭，此时浮子开关4封闭油管，丢手封隔器2封闭油套环空。井筒开关器上部井筒内可以不带压作业。

本发明，提高了作业的安全性，也提高了生产效率。

实施例七：

一种控制井筒内压力进行生产的方法，与实施例六不同之处在于：所述步骤四和步骤五中的降低速度的预设位置为距离丢手封隔器2为45-55m。

在实际使用时，要求距离丢手封隔器2为45-55m降低速度。主要是泵下接有通杆5，是打开浮子开关器主要工具，缓慢接近并打开，可以准确确定浮子开关位置，防止井筒内压力瞬间上升，发生井下事故。

实施例八：

一种控制井筒内压力的方法，与实施例六不同之处在于：所述步骤五中调整抽油杆15位置并悬于油管且将抽油杆15最上面的抽油杆接箍露出井口。

在实际使用时，抽油杆15是有杆抽油系统将地面动力传递到井下的重要工具，通常与光杆相接，随抽油机16做上下做往复运动。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。