[发明专利]一种用于分段控水的工艺管柱及其作业方法

权利要求书

1.一种用于分段控水的工艺管柱，其特征在于，包括丢手部分、油囊部分和生产插入部分，所述丢手部分通过密封对接筒与所述油囊部分相连接，所述油囊部分的下端与完井管柱相连接，所述油囊部分的供油管线与所述完井管柱的分段封隔器相连接为所述分段封隔器供油；所述生产插入部分在管柱脱手后插入所述密封对接筒内并与所述密封对接筒对接；其中，

所述油囊部分包括扶正套、第一油囊套、第二油囊套、中心管、活塞、扶套、锁环、压油活塞、泄油活塞、供油管线、可溶球球座；

所述扶正套的上端与所述密封对接筒连接，所述扶正套的下端外侧与所述第一油囊套连接，所述扶正套的下端内侧与所述中心管连接；

所述第一油囊套和所述第二油囊套相互连接，所述中心管设置在所述第一油囊套和所述第二油囊套的内部；所述中心管与所述第一油囊套之间形成第一油囊，所述中心管与所述第二油囊套之间形成第二油囊；所述中心管的下端穿出所述第二油囊套外连接所述可溶球球座，所述可溶球球座的下端与完井管柱相连接；

所述活塞套设在所述中心管的外侧上，并能沿所述中心管在所述第一油囊套和所述第二油囊套内滑动；所述活塞的下部外表面为与所述锁环相配合的锯齿结构；所述活塞的下端部通过控制剪钉与所述中心管能脱离的相互连接，所述控制剪钉在油管串压力达到设定值时被剪断，所述活塞在液压作用下向下移动；

所述扶套位于所述第一油囊套下端内，并位于所述第二油囊套的上端面外，所述扶套套设在所述活塞外；所述扶套内沿径向开设有分别与所述第一油囊和所述第二油囊相连通的过流通道；

所述锁环固定在所述扶套内，所述锁环的内侧为与所述活塞的锯齿结构相配合实现单向移动以实现锁定功能的单向锯齿结构；

所述压油活塞连接在所述活塞的下端部，并位于所述第二油囊套内；

所述泄油活塞设置在所述第二油囊套的下端部，与所述第二油囊套和所述中心管密封连接；所述泄油活塞通过泄油钉与所述第二油囊套能脱离的相互连接，所述泄油钉在中心管压力达到预设值时被剪断，所述泄油活塞从所述第二油囊套脱离；所述泄油活塞内沿径向开设有分别与所述第二油囊和所述供油管线相连通的油流通道；

所述可溶球球座和所述中心管通过穿越接箍相连接，所述穿越接箍上沿径向开设有多个供所述供油管线穿越的通孔；

所述供油管线连接在所述泄油活塞的下端。

2.根据权利要求1所述的一种用于分段控水的工艺管柱，其特征在于，所述丢手部分包括上接头，所述上接头的下端连接有弹簧爪，所述上接头的内部连接有丢手球座，所述丢手球座的上端内侧为与钢球密封配合的斜面球座，所述丢手球座的下端插入至所述密封对接筒内；所述弹簧爪的下部爪头位于所述丢手球座和所述密封对接筒之间并与所述丢手球座的外侧面相配合。

3.根据权利要求2所述的一种用于分段控水的工艺管柱，其特征在于，所述丢手球座的上部通过脱手剪钉与所述上接头能脱离的相互连接，所述脱手剪钉在管柱内压力达到设定值时被剪断，所述丢手球座下落至与所述弹簧爪的上部爪头相卡固；所述丢手球座的中部侧面设置有与所述弹簧爪的下部爪头相配合的第一配合面和第二配合面，所述第二配合面的外径大于所述第一配合面的外径，所述第二配合面与所述弹簧爪的下部爪头相配合并对所述弹簧爪限位，使得弹簧爪无法脱离密封对接筒，当所述丢手球座下落至与所述弹簧爪的上部爪头相卡固时，所述丢手球座的第一配合面与所述弹簧爪内壁相接触，解除对所述弹簧爪径向的限制作用，所述弹簧爪能从所述密封对接筒内部的扩径中脱出实现所述弹簧爪与所述密封对接筒的脱手。

4.根据权利要求2所述的一种用于分段控水的工艺管柱，其特征在于，所述弹簧爪的上端通过螺纹与所述上接头相连接，所述弹簧爪上沿径向开设有使得所述弹簧爪在径向具有弹性的多个沟槽。

5.根据权利要求2所述的一种用于分段控水的工艺管柱，其特征在于，所述密封对接筒的上端内侧有扩径，所述弹簧爪装配在所述密封对接筒的内侧扩径内；所述密封对接筒的下部通过螺纹与所述油囊部分相连接。

6.一种基于上述权利要求1至5任一项所述的用于分段控水的工艺管柱的作业方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)完井管柱下入：制备如权利要求1至5任意一项所述的用于分段控水的工艺管柱，并下入至井底预定位置；

(2)分段封隔器的坐封：在用于分段控水的工艺管柱内投入可溶球，可溶球落在可溶球球座上；向油管串打液压，当压力达到第一个设定值，控制剪钉被剪断，活塞在液压作用下向下移动，活塞压迫第一油囊内的液压油向下运动，液压油穿过扶套的过流通道，并推动压油活塞，压油活塞压迫第二油囊内的液压油向下运动，进入供油管线，为井下的分段封隔器提供液压，使分段封隔器坐封；

(3)管柱丢手：投入钢球，钢球落入丢手球座上；向管柱打液压，当压力达到第二个设定值时，脱手剪钉被剪断，钢球和丢手球座下行，此时，丢手球座失去对弹性爪的约束；上提油管串，失去约束的弹性爪从密封对接筒的扩径中脱出，弹性爪在被上提过程中，上端面与丢手球座的台肩相卡固，上接头、钢球、丢手球座和弹性爪一并随油管串上提至地面；

(4)生产管柱的对接：脱手后，井下留下密封对接筒和油囊部分，将生产管柱带有定位密封一起插入密封对接筒内，对接后进行生产作业；

(5)泄油修井：普通修井时，仅提出生产管柱和定位密封即可；当需要进行大修时，下入机械打捞工具插入密封对接筒内，投入可溶球后，向中心管打液压，当液压达到预设的最高值时，泄油钉被剪断，泄油活塞从第二油囊套中脱离，第二油囊中的液压油漏失到井中，同时供油管线里的液压也发生泄漏，从而使分段封隔器胶筒回缩，上提油管串，将密封对接筒、油囊部分和分段封隔器一并提出井口。