同心双管分注CO.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910536398.3 (22)申请日 2019.06.20 (71)申请人 中国石油化工股份有限公司 地址 100728 北京市朝阳区朝阳门北大街 22号 申请人 中国石油化工股份有限公司胜利油 田分公司石油工程技术研究院 (72)发明人 王世杰张全胜魏伟刘建新 闫丽丽黄志宏王志敏岳广韬 毛晓楠韩博 (74)专利代理机构 东营双桥专利代理有限责任 公司 37107 代理人 周京兰 (51)Int.Cl. E21B 43/16(2006.01) E21B 17/00(200。

2、6.01) E21B 33/12(2006.01) E21B 34/06(2006.01) (54)发明名称 同心双管分注CO2管柱及其使用方法 (57)摘要 本发明涉及油田开发注气技术领域， 应用于 CO2分注。 本发明套管、 外管和内管顺次相套， 外 管上顺次连接外侧门、 上封隔器、 分气阀、 下封隔 器和注气阀； 内管下端先接内侧门， 再与分气阀 相连； 所述的分气阀内设有插入密封机构、 锁紧 机构和防返吐机构。 其使用方法是， 下外管柱； 坐 封封隔器； 下内管插入密封并锁定； 注气； 打开内 侧门压井； 起内管； 打开外侧门压井； 解封封隔器 起外管柱。 本发明具有内外侧门， 解决了。

3、压井通 道问题； 具有防返吐机构， 生产安全； 具有插入密 封锁紧机构， 防止密封失效。 使用了带有锚定但 不带可洗井通道的气密封封隔器， 保证了可靠分 隔， 防止了下压差过大使封隔器上移造成的密封 失效问题。 权利要求书3页 说明书7页 附图16页 CN 110159234 A 2019.08.23 CN 110159234 A 1.同心双管分注CO2管柱， 套管 （1） 、 外管 （2） 和内管 （3） 顺次相套共轴安装， 外管 （2） 上顺 次连接上封隔器 （6） 和下封隔器 （9） ， 其特征在于， 在外管 （2） 上于上封隔器 （6） 上、 下分别连 接外侧门 （5） 和分气阀 （7。

4、） ， 于下封隔器 （9） 以下连接注气阀 （11） ； 内管 （3） 下端与分气阀 （7） 相连， 在分气阀 （7） 以上的内管 （3） 上设置内侧门 （4） ； 所述的分气阀 （7） 内设有插入密封机 构 （12） 、 锁紧机构 （204） 和防返吐机构 （205） 。 2.根据权利要求1所述的同心双管分注CO2管柱， 其特征在于， 所述的分气阀 （7） 设置有 侧流道 （206） 和中心流道 （207） ； 在径向上， 外壳 （203） 和密封外管 （202） 之间形成侧流道 （206） ； 密封内插管 （201） 和密封外管 （202） 轴向芯部共同构成中心流道 （207） ； 密封内。

5、插管 （201） 和密封外管 （202） 及其环空内的密封件 （208） 同轴安装形成插入密封机构 （12） ； 密封 内插管(201)上部与内管 （3） 相连； 在中心流道 （207） 内设置锁紧机构 （204） 分别与密封内插 管 （201） 和密封外管 （202） 相连； 锁紧机构 （204） 可位于密封件 （208） 以上或以下， 防返吐机 构 （205） 自内而外沟通侧流道 （206） 和油套环空。 3.根据权利要求2所述的同心双管分注CO2管柱， 其特征在于， 所述的锁紧机构 （204） 由 锁紧头 （303） 和分瓣爪 （305） 构成， 分瓣爪 （305） 和锁紧头 （303）。

6、 分别与密封外管 （202） 和密 封内插管 （201） 相连； 分瓣爪 （305） 端部设有内圆锥面 （301） ， 相应地， 锁紧头 （303） 端部设有 外圆锥面 （304） ， 在锁紧头 （303） 和分瓣爪 （305） 之间设有相互配合的锁紧台肩 （302） ， 所述 的锁紧台肩 （302） 的母线与轴线夹角为80 100 。 4.根据权利要求2所述的同心双管分注CO2管柱， 其特征在于， 所述的锁紧机构 （204） 由 分别与密封外管 （202） 和密封内插管 （201） 相连的带有凸起相互嵌套的外套 （503） 和内筒 （601） 构成， 外套 （503） 内有径向向内凸起的内凸。

7、台 （502） ， 内凸台 （502） 有内台肩 （501） ； 内 筒 （601） 设有径向向外凸起的外凸台 （604） ， 外凸台 （604） 设有外台肩 （603） 和限位面 （602） 。 5.根据权利要求2所述的同心双管分注CO2管柱， 其特征在于， 所述的锁紧机构 （204） 由 锥形牙套和相互啮合的锁紧螺纹付构成。 6.根据权利要求5所述的同心双管分注CO2管柱， 其特征在于， 所述的锥形牙套是设有内 螺纹的外圆锥牙套 （801） ， 外圆锥牙套 （801） 与密封外管 （202） 之间设有相互配合的圆锥面， 圆锥面径向上下部是直径大端， 在密封内插管 （201） 上设有外螺纹与。

8、外圆锥牙套 （801） 的内 螺纹共同构成锁紧螺纹付。 7.根据权利要求5所述的同心双管分注CO2管柱， 其特征在于， 所述的锥形牙套是设有外 螺纹的内圆锥牙套 （902） ， 内圆锥牙套 （902） 与密封内插管 （201） 之间设有相互配合的圆锥 面， 圆锥面径向上下部是直径大端， 在密封外管 （202） 上设有内螺纹与内圆锥牙套 （902） 的 外螺纹共同构成锁紧螺纹付。 8.根据权利要求27任一权利要求所述的同心双管分注CO2管柱， 其特征在于， 所述的 锁紧机构 （204） 设有安全脱手机构。 9.根据权利要求1所述的同心双管分注CO2管柱， 其特征在于， 所述的注气阀 （11） 和。

9、下封 隔器 （9） 之间于外管 （2） 上设置下坐封机构 （102） ， 在分气阀 （7） 和上封隔器 （6） 之间或在分 气阀 （7） 内部设置上坐封机构 （101） 。 10.根据权利要求9所述的同心双管分注CO2管柱， 其特征在于， 所述的下坐封机构 （102） 包括阀球 （103） 和阀座 （104） 。 11.根据权利要求10所述的同心双管分注CO2管柱， 其特征在于， 所述的下坐封机构 权利要求书 1/3 页 2 CN 110159234 A 2 （102） 与外管 （2） 之间设置有剪钉 （105） 。 12.根据权利要求9所述的同心双管分注CO2管柱， 其特征在于， 所述的上坐。

10、封机构 （101） 是一种爆破膜片结构， 包括爆破膜片 （111） ， 爆破膜片 （111） 安装在外管 （2） 与内管 （3） 之间 的环空内或分气阀 （7） 的侧流道 （206） 内。 13.根据权利要求9所述的同心双管分注CO2管柱， 其特征在于， 所述的上坐封机构 （101） 包括筒形活塞 （121） 和剪钉 （122） ， 筒形活塞 （121） 设置于外管 （2） 和内管 （3） 之间的环空或 密封外管 （202） 与外壳 （203） 之间的环空中， 设置剪钉 （122） 固定筒形活塞在轴向上的位置。 14.根据权利要求9所述的同心双管分注CO2管柱， 其特征在于， 所述的上坐封机构。

11、 （101） 包括设置在密封外管 （202） 内用于密封侧流孔 （133） 的滑套 （131） ， 在密封内插管 （201） 上设 置一推滑套台肩 （132） 。 15.根据权利要求2所述的同心双管分注CO2管柱， 其特征在于， 所述的防返吐机构 （205） 是一个由阀球一(151)和阀座一(152)构成的单流阀， 单流阀安装在外壳 （203） 的侧壁垂向 孔内， 单流阀的下端与侧流道 （206） 相通且上端与油套环空相通。 16.根据权利要求2所述的同心双管分注CO2管柱， 其特征在于， 所述的防返吐机构 （205） 包括桥式短节 （161） 、 阀球二 （164） 、 弹簧 （165） 和。

12、丝堵 （168） ； 桥式短节轴向上设置三个沉 孔， 左沉孔 （163） 是侧流道 （206） 的一部分； 右沉孔 （167） 上下沟通中心流道 （207） ； 中心沉孔 （162） 上端与左沉孔 （163） 连通， 在中心沉孔的中部设内圆锥形阀座与阀球二 （164） 相配合 形成单流阀， 阀球二下部设压紧弹簧 （165） 和丝堵 （168） ， 在阀球二和丝堵之间部位设置径 向孔 （166） 沟通中心沉孔与油套环空。 17.根据权利要求1所述的同心双管分注CO2管柱， 其特征在于， 所述的上封隔器 （6） 和下 封隔器 （9） 都带有锚定机构。 18.根据权利要求1所述的同心双管分注CO2管。

13、柱， 其特征在于， 所述的内侧门 （4） 的内套 （172） 上设有内圆锥形球座 （173） 或凹凸开关槽 （182） 。 19.根据权利要求1所述的同心双管分注CO2管柱， 其特征在于， 所述的外侧门 （5） 的内套 （172） 上设有内圆锥形球座 （173） 。 20.根据权利要求1所述的同心双管分注CO2管柱， 其特征在于， 所述的外侧门 （5） 的内套 （172） 上设有凹凸开关槽 （182） 。 21.根据权利要求20所述的同心双管分注CO2管柱， 其特征在于， 在外侧门 （5） 或其以下 位置在所述的内管 （3） 上连接凹凸槽开关 （181） 。 22.应用于权利要求120任一权利。

14、要求所述的同心双管分注CO2管柱的使用方法， 其完 井、 注气步骤是， a、 下外管： 使用油管依次连接注气阀 （11） 、 下封隔器 （9） 、 分气阀 （7） 、 上封隔器 （6） 和外 侧门 （5） 并下入套管 （1） 内， 其中上封隔器 （6） 位于上油层 （8） 以上位置且下封隔器 （9） 置于 上油层 （8） 和下油层 （10） 之间， 所述的分气阀 （7） 的密封内插管 （201） 不随外管下井； b、 替入缓蚀剂： 从油套环空反循环替入缓蚀剂溶液； c、 坐封封隔器： 通过油管内打液压的方式坐封上封隔器和下封隔器； d、 下内管： 使用内管依次连接分气阀 （7） 的密封内插管 。

15、（201） 和内侧门 （4） 并下入外管 （2） 内， 使密封内插管 （201） 到达分气阀处并锁定锁紧机构 （204） ； e、 注气： 注上油层的气从外管和内管的环空中注入， 注下油层的气从内管注入； 权利要求书 2/3 页 3 CN 110159234 A 3 其起出作业步骤是， f、 第一步压井： 向内管 （3） 内下入打开内侧门 （4） 的开关工具打开内侧门， 沟通内管和 内外管之间的环空， 采用正洗或反洗的方式压井； g、 起内管： 上提内管， 起出内侧门和密封内插管； h、 第二步压井： 向外管 （2） 内下入打开外侧门 （5） 的开关工具打开外侧门， 沟通外管和 油套环空， 采。

16、用正洗或反洗的方式压井； i、 起外管： 上提解封封隔器， 起出油管和所有井下工具。 23.应用于权利要求21所述的同心双管分注CO2管柱的使用方法， 其完井、 注气步骤是， a、 下外管： 使用油管依次连接注气阀 （11） 、 下封隔器 （9） 、 分气阀 （7） 、 上封隔器 （6） 和外 侧门 （5） 并下入套管 （1） 内， 其中上封隔器 （6） 位于上油层 （8） 以上位置且下封隔器 （9） 置于 上油层 （8） 和下油层 （10） 之间， 所述的分气阀 （7） 的密封内插管 （201） 不随外管下井； b、 替入缓蚀剂： 从油套环空反循环替入缓蚀剂溶液； c、 坐封封隔器： 通过油。

17、管内打液压的方式坐封上封隔器和下封隔器； d、 下内管： 使用内管依次连接分气阀 （7） 的密封内插管 （201） 、 凹凸槽开关 （181） 和内侧 门 （4） 并下入外管 （2） 内， 使密封内插管 （201） 到达分气阀处并锁定锁紧机构 （204） ； e、 注气： 注上油层的气从外管和内管的环空中注入， 注下油层的气从内管注入； 其起出作业步骤是， f、 第一步压井： 向内管 （3） 内下入打开内侧门 （4） 的开关工具打开内侧门， 沟通内管和 内外管之间的环空， 采用正洗或反洗的方式压井； g、 起内管： 上提内管， 起出内侧门、 凹凸槽开关 （181） 和密封内插管； 凹凸槽开关在。

18、上提 过程中打开外侧门， 沟通外管和油套环空； h、 第二步压井： 通过油套环空采用正洗或反洗的方式压井； i、 起外管： 上提解封封隔器， 起出油管和所有井下工具。 权利要求书 3/3 页 4 CN 110159234 A 4 同心双管分注CO2管柱及其使用方法 技术领域 0001 本发明涉及石油工业油田开发分层注气技术领域， 特别是同心双管分注CO2管柱 及其使用方法。 背景技术 0002 在油田开发过程中， 注水是地层补充能量的最主要方法。 为了解决不同油层因层 间和平面上的吸水能力差异， 合理调整不同油层的注水量， 在油田开发工艺上广泛实施了 分层注水技术。 0003 分 层注水 技术。

19、中 ， 同 心 双管分 注是 一 项常 用技术 ， 如中国 专 利申 请号 201020165475.3， 申请日2010年04月16日， 专利名称 “大斜度井地面配水同心双管分注管 柱” 。 这项技术的主要特征是在井下安装两层同心相套的油管， 在外油管上安装分层可洗井 封隔器， 在分层封隔器附近设置一个密封内外油管环空的插入装置， 实现内外油管环空向 上油层注水， 内油管向下油层注水。 洗井或作业压井的压井液是通过油套环空泵入， 流过可 洗井封隔器， 从油管中返出。 0004 同 心 双管分 注技术现 在也 应 用到了CO2驱分 注井上 。 中国 专 利申 请号 200920100747.9。

20、， 申请日2009年08月28日， 专利名称 “CO2驱同心双管分注工艺管柱” ， 这个 专利公开了一种类似于上述专利的技术。 在该技术中描述， 外油管置于套管内， 外油管和内 油管组成双通道， 其下端依次连接外插入密封段、 封隔器、 滑套、 内插入密封段及封隔器， 并 且封隔器、 滑套及内插入密封段之间均通过内油管连接。 其最大的不同是使用了两级Y443 可洗井封隔器， 完井时两级封隔器分两次下入。 现场施工时， 油管携带下级封隔器到预定位 置， 油管打压完成坐封、 丢手， 起出油管后再下入上级封隔器， 油管打压完成坐封、 丢手后， 下入由外油管和外插入密封段组成的外管， 最后下入由内油管和。

21、内插入密封段组成的内 管。 内外管环空注上层， 内管注下层。 需进行循环作业时， 从套管打压， 滑套可连通油套空 间， 实现反循环作业。 0005 现有的同心双管分注技术在CO2分注井上应用存在如下技术缺陷： 封隔器都带有可洗井机构， 在井下的可靠性差， 一旦失效， 就会造成层间串通或环空 带压生产， 给分层注气效果和生产安全带来不良影响， 应用不可洗井封隔器代替可洗井封 隔器却无法洗井。 0006 井下无防返吐工具， 当地面注气井口、 流程等设施发生意外泄漏时， 注入油层的 CO2就会喷出井口， 可能会造成安全事故。 0007 密封插入装置在一定的层间压差下受到下方的推力达到一定值时， 会向。

22、上推动 插入部分和内油管， 造成密封失效。 0008 没有考虑在上封隔器以上的油套环空中替入缓蚀剂溶液来保护上部套管， 防止 CO2腐蚀。 说明书 1/7 页 5 CN 110159234 A 5 发明内容 0009 为解决上述技术问题， 发明了同心双管分注CO2管柱及其使用方法， 解决了现有技 术中封隔器可靠密封与洗井的矛盾、 井下防止注入CO2返吐与洗井的矛盾、 双层油管环空密 封可靠性问题和油套环空缓蚀剂溶液替入问题。 0010 为实现上述目的， 本发明采用如下技术方案： 同心双管分注CO2管柱， 套管、 外管和内管顺次相套共轴安装， 外管上顺次连接上封隔 器和下封隔器， 在外管上于上封。

23、隔器上、 下分别连接外侧门和分气阀， 于下封隔器以下连接 注气阀； 内管下端与分气阀相连， 在分气阀以上的内管上设置内侧门； 所述的分气阀内设有 插入密封机构、 锁紧机构和防返吐机构。 0011 所述的分气阀设置有侧流道和中心流道； 在径向上， 外壳和密封外管之间形成侧 流道； 密封内插管和密封外管轴向芯部共同构成中心流道； 密封内插管和密封外管及其环 空内的密封件同轴安装形成插入密封机构； 密封内插管上部与内管相连； 在中心流道内设 置锁紧机构分别与密封内插管和密封外管相连； 锁紧机构可位于密封件以上或以下， 防返 吐机构自内而外沟通侧流道和油套环空。 0012 所述的锁紧机构由锁紧头和分瓣。

24、爪构成， 分瓣爪和锁紧头分别与密封外管和密封 内插管相连； 分瓣爪端部设有内圆锥面， 相应地， 锁紧头端部设有外圆锥面， 在锁紧头和分 瓣爪之间设有相互配合的锁紧台肩， 所述的锁紧台肩的母线与轴线夹角为80 100 。 0013 还可以这样实现： 所述的锁紧机构由分别与密封外管和密封内插管相连的带有凸 起相互嵌套的外套和内筒构成， 外套内有径向向内凸起的内凸台， 内凸台有内台肩； 内筒设 有径向向外凸起的外凸台， 外凸台设有外台肩和限位面。 0014 还可以这样实现： 所述的锁紧机构由锥形牙套和相互啮合的锁紧螺纹付构成。 所 述的锥形牙套是设有内螺纹的外圆锥牙套， 外圆锥牙套与密封外管之间设有。

25、相互配合的圆 锥面， 圆锥面径向上下部是直径大端， 在密封内插管上设有外螺纹与外圆锥牙套的内螺纹 共同构成锁紧螺纹付。 还可以这样实现： 所述的锥形牙套是设有外螺纹的内圆锥牙套， 内圆 锥牙套与密封内插管之间设有相互配合的圆锥面， 圆锥面径向上下部是直径大端， 在密封 外管上设有内螺纹与内圆锥牙套的外螺纹共同构成锁紧螺纹付。 0015 还可以这样实现： 所述的锁紧机构设有安全脱手机构。 0016 所述的注气阀和下封隔器之间于外管上设置下坐封机构， 在分气阀和上封隔器之 间或在分气阀内部设置上坐封机构。 所述的下坐封机构包括阀球和阀座。 所述的下坐封机 构与外管之间设置有剪钉。 所述的上坐封机构。

26、是一种爆破膜片结构， 包括爆破膜片， 爆破膜 片安装在外管与内管之间的环空内或分气阀的侧流道内。 还可以这样实现： 所述的上坐封 机构包括筒形活塞和剪钉， 筒形活塞设置于外管和内管之间的环空或密封外管与壳体之间 的环空中， 设置剪钉固定筒形活塞在轴向上的位置。 还可以这样实现： 所述的上坐封机构包 括设置在密封外管内用于密封侧流孔的滑套， 在密封内插管上设置一推滑套台肩。 0017 所述的防返吐机构是一个由阀球一和阀座一构成的单流阀， 单流阀安装在外壳的 侧壁垂向孔内， 单流阀的下端与侧流道相通且上端与油套环空相通。 还可以这样实现： 所述 的防返吐机构包括桥式短节、 阀球二、 弹簧和丝堵； 。

27、桥式短节轴向上设置三个沉孔， 左沉孔 是侧流道的一部分； 右沉孔上下沟通中心流道； 中心沉孔上端与左沉孔连通， 在中心沉孔的 中部设内圆锥形阀座与阀球二相配合形成单流阀， 阀球二下部设压紧弹簧和丝堵， 在阀球 说明书 2/7 页 6 CN 110159234 A 6 二和丝堵之间部位设置径向孔沟通中心沉孔与油套环空。 0018 所述的上封隔器和下封隔器都带有锚定机构。 0019 所述的内侧门的内套上设有内圆锥形球座或凹凸开关槽。 0020 所述的外侧门的内套上设有内圆锥形球座。 或者， 所述的外侧门的内套上设有凹 凸开关槽。 在外侧门或其以下位置在所述的内管上连接凹凸槽开关。 0021 同心双。

28、管分注CO2管柱的使用方法， 其完井、 注气步骤是， a、 下外管： 使用油管依次连接注气阀、 下封隔器、 分气阀、 上封隔器和外侧门并下入套 管内， 其中上封隔器位于上油层以上位置且下封隔器置于上油层和下油层之间， 所述的分 气阀的密封内插管不随外管下井； b、 替入缓蚀剂： 从油套环空反循环替入缓蚀剂溶液； c、 坐封封隔器： 通过油管内打液压的方式坐封上封隔器和下封隔器； d、 下内管： 使用内管依次连接分气阀的密封内插管和内侧门并下入外管内， 使密封内 插管到达分气阀处并锁定锁紧机构； e、 注气： 注上油层的气从外管和内管的环空中注入， 注下油层的气从内管注入； 其起出作业步骤是， 。

29、f、 第一步压井： 向内管内下入打开内侧门的开关工具打开内侧门， 沟通内管和内外管 之间的环空， 采用正洗或反洗的方式压井； g、 起内管： 上提内管， 起出内侧门和密封内插管； h、 第二步压井： 向外管内下入打开外侧门的开关工具打开外侧门， 沟通外管和油套环 空， 采用正洗或反洗的方式压井； i、 起外管： 上提解封封隔器， 起出油管和所有井下工具。 0022 同心双管分注CO2管柱的使用方法还可以这样实现： 其完井、 注气步骤是， a、 下外管： 使用油管依次连接注气阀、 下封隔器、 分气阀、 上封隔器和外侧门并下入套 管内， 其中上封隔器位于上油层以上位置且下封隔器置于上油层和下油层之。

30、间， 所述的分 气阀的密封内插管不随外管下井； b、 替入缓蚀剂： 从油套环空反循环替入缓蚀剂溶液； c、 坐封封隔器： 通过油管内打液压的方式坐封上封隔器和下封隔器； d、 下内管： 使用内管依次连接分气阀的密封内插管、 凹凸槽开关和内侧门并下入外管 内， 使密封内插管到达分气阀处并锁定锁紧机构； e、 注气： 注上油层的气从外管和内管的环空中注入， 注下油层的气从内管注入； 其起出作业步骤是， f、 第一步压井： 向内管内下入打开内侧门的开关工具打开内侧门， 沟通内管和内外管 之间的环空， 采用正洗或反洗的方式压井； g、 起内管： 上提内管， 起出内侧门、 凹凸槽开关和密封内插管； 凹凸。

31、槽开关在上提过程 中打开外侧门， 沟通外管和油套环空； h、 第二步压井： 通过油套环空采用正洗或反洗的方式压井； i、 起外管： 上提解封封隔器， 起出油管和所有井下工具。 0023 本发明的技术优点在于： 1、 使用两套不带洗井通道的锚定封隔器， 通过设置内外侧门， 工艺上采用两步法压井， 说明书 3/7 页 7 CN 110159234 A 7 解决了压井通道问题。 0024 2、 在井下分气阀和注气阀上分别设置了防返吐机构， 当地面注气井口、 流程等设 施发生意外泄漏时， 能够防止注入油层的CO2喷出井口， 避免安全事故的发生。 0025 3、 井下设置了内管插入密封锁紧机构， 在密封。

32、插入装置在一定的层间压差下受到 下方的推力达到一定值时， 防止向上推动密封内插管而造成密封失效。 0026 4、 使用了带有锚定但不带可洗井通道的气密封封隔器， 有两个方面的作用， 一是 解除了封隔器的洗井阀密封不严的问题， 既保证了层间分隔密封可靠性， 也保证了油套环 空的可靠密封， 为油套环空替入缓蚀剂溶液防腐提供了条件； 二是防止了层间下压差过大 使封隔器上移造成的密封失效问题。 附图说明 0027 当结合附图考虑时， 通过参照下面的详细描述， 能够更完整更好地理解本发明以 及容易得知其中许多伴随的优点， 但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解， 构成本发明的一部分， 本发明的示。

33、意性实施例及其说明用于解释本发明， 并不构成对本发 明的不当限定， 其中： 图1是同心双管分注CO2管柱结构示意图。 0028 图2是图1中A部的放大图， 主要展示插入密封机构。 0029 图3是密封插入锁紧机构的优选实施例一结构示意图。 0030 图4是密封插入锁紧机构的优选实施例二结构示意图。 0031 图5是密封插入锁紧机构的优选实施例三的外套结构示意图。 0032 图6是密封插入锁紧机构的优选实施例三的内筒结构示意图。 0033 图7是密封插入锁紧机构的优选实施例三的内外凸起配合示意图。 所示平面图是 内外凸起高度的一半所在的圆柱体的外表展开图。 0034 图8是密封插入锁紧机构的优选。

34、实施例四的结构示意图。 0035 图9是密封插入锁紧机构的优选实施例五的结构示意图。 0036 图10是同心双管分注CO2管柱坐封机构的结构示意图。 0037 图11是爆破膜片式坐封机构的结构示意图。 0038 图12是筒形活塞式坐封机构的结构示意图。 0039 图13是滑套式坐封机构的结构示意图， 图中滑套处于关闭状态。 0040 图14是滑套式坐封机构的结构示意图， 图中滑套处于打开状态。 0041 图15是防返吐机构的优选实施例一结构示意图。 0042 图16是防返吐机构的优选实施例二结构示意图。 0043 图17是内侧门、 外侧门的优选实施例一的结构示意图。 0044 图18是内侧门、。

35、 外侧门的优选实施例二的结构示意图。 0045 图19是外侧门打开方式优选实施例的管柱结构示意图。 具体实施方式 0046 本说明书和权利要求书中在位置关系方面所说的 “上” 、“下” 、“左” 、“右” ， 是以读 者视角所看到的位置关系， 页面顶部为上， 页面底部为下， 读者左手为左， 读者右手为右。 在 说明书 4/7 页 8 CN 110159234 A 8 叙述管子内、 外或里、 外关系时， 以径向上半径小处为内或里， 以半径大处为外。 以下所述的 “油套环空” 是指套管与外管之间的环形空间。 在各附图中有密封之处按图示， 在以下说明 中不再一一赘述。 0047 见图1和图2所示， 。

36、本发明的同心双管分注CO2管柱， 套管1、 外管2和内管3顺次相套 共轴安装， 外管2上顺次连接上封隔器6和下封隔器9， 在外管2上于上封隔器6上、 下分别连 接外侧门5和分气阀7， 于下封隔器9以下连接注气阀11； 内管3下端与分气阀7相连， 在分气 阀7以上的内管3上设置内侧门4； 所述的分气阀7内设有插入密封机构12、 锁紧机构204和防 返吐机构205。 上封隔器置于上油层8以上位置， 下封隔器置于上油层8和下油层10之间。 0048 为了可靠密封， 所述的上封隔器6和下封隔器9都是不带有洗井通道的； 为了防止 封隔器在受到较大压差时产生滑动而影响密封， 两个封隔器均带有锚定机构， 例。

37、如可以使 用Y441、 Y445、 Y443、 RTTS等类型。 0049 所述的分气阀7设置有侧流道206和中心流道207； 在径向上， 外壳203和密封外管 202之间形成侧流道206； 密封内插管201和密封外管202轴向芯部共同构成中心流道207； 密 封内插管201和密封外管202及其环空内的密封件208同轴安装形成插入密封机构12； 密封 内插管201上部与内管3相连； 在中心流道207内设置锁紧机构204分别与密封内插管201和 密封外管202相连； 锁紧机构204可位于密封件208以上或以下， 防返吐机构205自内而外沟 通侧流道206和油套环空。 0050 见图3和图4所示，。

38、 所述的锁紧机构204的优选实施例之一由锁紧头303和分瓣爪 305构成， 分瓣爪305和锁紧头303分别与密封外管202和密封内插管201相连； 分瓣爪305端 部设有内圆锥面301， 相应地， 锁紧头303端部设有外圆锥面304， 在锁紧头303和分瓣爪305 之间设有相互配合的锁紧台肩302。 为防止分瓣爪与锁紧头锁定后脱开， 所述的锁紧台肩 302的母线与轴线呈80 100 夹角为宜， 图中所示为90 夹角。 0051 所述的分瓣爪305和锁紧头303分别与密封外管202和密封内插管201相连， 是指分 瓣爪305可以和密封外管202相连， 也可以和密封内插管201相连， 锁紧头303。

39、可以与密封外 管202相连， 也可以和密封内插管201相连， 如图3和图4所示。 0052 为了方便脱开分瓣爪和锁紧头， 可以在二者之间设置安全脱手机构， 如图4所示， 把锁紧头设为二件， 由套筒403和芯轴402构成， 安全剪钉401固定二者， 当上提分瓣爪时， 安 全剪钉401被剪断， 套筒403和分瓣爪一起与芯轴402分离。 还可以在锁紧头与密封外管202 之间设置一个薄弱环节， 如图中所示在芯轴上设置一处细轴404， 上提时把细轴处拉断实现 锁紧机构脱开。 当然， 为了锁紧机构的脱开， 其安全脱手机构可以设置在与分瓣爪和锁紧头 相关的任何位置上， 结构不限上述两种， 设计脱手机构是一种。

40、常规技术。 0053 见图5、 图6和图7所示， 所述的锁紧机构204的优选实施例之二由分别与密封外管 202和密封内插管201相连的带有凸起相互嵌套的外套503和内筒601构成， 外套503内有径 向向内凸起的内凸台502， 内凸台502有内台肩501； 内筒601设有径向向外凸起的外凸台 604， 外凸台604设有外台肩603和限位面602。 内筒601的下端插入外套503中， 内筒与外套相 对旋转， 使内凸台502的侧面与限位面602贴在一起， 然后向上拉紧内筒601， 使外台肩603与 内台肩501压在一起， 达到锁定状态。 内筒与外套可以采用反方向旋转的办法脱开锁定， 也 可以采用上。

41、述分瓣爪和锁紧头机构所采用的脱开方法。 0054 见图8所示， 所述的锁紧机构204的优选实施例之三由锥形牙套和相互啮合的锁紧 说明书 5/7 页 9 CN 110159234 A 9 螺纹付构成。 所述的锥形牙套是设有内螺纹的外圆锥牙套801， 外圆锥牙套801与密封外管 202之间设有相互配合的圆锥面， 圆锥面径向上其下部是直径大端， 在密封内插管201上设 有外螺纹与外圆锥牙套801的内螺纹共同构成锁紧螺纹付802。 为了操作方面， 可以把外圆 锥牙套801做成分瓣状， 如图8中所示， 设置纵向开槽803， 使其径向上具有弹性， 可以径向张 开， 这样密封内插管201向下直接插入外圆锥牙。

42、套801使螺纹付啮合， 然后上提， 依靠圆锥面 收紧外圆锥牙套801实现锁定。 锁紧螺纹付还可以如图9所示， 所述的锥形牙套是设有外螺 纹的内圆锥牙套902， 内圆锥牙套902与密封内插管201之间设有相互配合的圆锥面， 圆锥面 径向上下部是直径大端， 在密封外管202上设有内螺纹与内圆锥牙套902的外螺纹共同构成 锁紧螺纹付， 内圆锥牙套902也设有纵向开槽， 其工作原理与图8相同。 为了方便锁紧螺纹付 脱开， 其安全脱手机构与前述同样设计。 图9中给出的安全脱手机构的另一个实施例： 密封 内插管201分两件设计， 圆锥头903通过剪钉901固定在密封内插管本体上共同构成密封内 插管201。。

43、 0055 所述的锁紧机构204设有的安全脱手机构不是必须的， 例如， 锁紧螺纹付可以通过 旋转脱开， 也可以大负荷上提内管拨脱某一薄弱环节。 0056 见图10所示， 为了方便液压坐封封隔器的坐封， 所述的注气阀11和下封隔器9之间 于外管2上设置下坐封机构102， 在分气阀7和上封隔器6之间或在分气阀7内部设置上坐封 机构101。 所述的下坐封机构102传统上包括阀球103和阀座104。 阀球103可以使用可溶材 料。 如果阀球使用不可溶材料， 下坐封机构102与外管2之间应设置有剪钉105， 传统上剪钉 105是在阀座与外管之间设置。 下坐封机构102还可以与注气阀设置为一件工具。 00。

44、57 见图11所示， 所述的上坐封机构101是一种爆破膜片结构， 包括爆破膜片111， 爆破 膜片111安装在外管2与内管3之间的环空内或分气阀7的侧流道206内。 爆破膜片一般使用 压帽112压紧即可。 当井下液压力达到一定值时， 爆破膜片被压破， 使侧流道206上下连通。 0058 见图12所示， 所述的上坐封机构101还可以这样实现， 它包括筒形活塞121和剪钉 122， 筒形活塞121设置于外管2和内管3之间的环空或密封外管202与外壳203之间的环空 中， 也就是侧流道206内， 设置剪钉122固定筒形活塞在轴向上的位置。 当井下液压力达到一 定值时， 筒形活塞剪断剪钉下行， 使侧流。

45、道206上下连通。 0059 见图13所示， 所述的上坐封机构101还可以这样实现， 它包括设置在密封外管202 内用于密封侧流孔133的滑套131， 在密封内插管201上设置一推滑套台肩132。 图14所示是 滑套131被推滑套台肩132下推让出侧流孔133的状态。 图中密封内插管201， 外壳203。 0060 见图15所示， 所述的防返吐机构205是一个由阀球一151和阀座一152构成的单流 阀， 单流阀安装在外壳203的侧壁垂向孔内， 单流阀的下端与侧流道206相通且上端与油套 环空相通。 注入的CO2沿侧流道206下行再向上推开阀球一151进入油套环空。 0061 见图16所示， 所。

46、述的防返吐机构205还可以这样实现， 它包括桥式短节161、 阀球二 164、 弹簧165和丝堵168； 桥式短节轴向上设置四个沉孔， 左沉孔163是侧流道206的一部分； 右沉孔167上下沟通中心流道207； 中心沉孔162上端与左沉孔163连通， 在中心沉孔的中部 设内圆锥形阀座与阀球二164相配合形成单流阀， 阀球二下部设压紧弹簧165和丝堵168， 在 阀球二和丝堵之间部位设置径向孔166沟通中心沉孔与油套环空。 图中上中心沉孔作为密 封外管202， 密封内插管201插入其中。 0062 内侧门4与外侧门5的结构与打开方式是可以相同的， 也可以是不同的。 见图17所 说明书 6/7 页。

47、 10 CN 110159234 A 10 示， 内侧门4与外侧门5包括外筒171和内套172， 外筒设径向侧通道， 在侧通道的上下于内套 上设置密封件174。 所述的内侧门4或外侧门5的内套172上设有内圆锥形球座173， 当需要打 开侧通道时， 向内圆锥形球座上投一个球， 通过液压力来推开内套， 打开其侧通道。 还可以 这样实现： 如图18所示， 所述的内侧门4或外侧门5的内套172上设有凹凸开关槽182， 当需要 打开侧通道时， 使用一个与凹凸开关槽182相配合的凹凸槽开关181下推内套， 让出侧通道。 凹凸槽开关181的外形如图中虚线所示， 图中仅画出了其外形中与凹凸开关槽182相配合。

48、的 部分。 0063 见图19所示， 为简化作业程序， 在外侧门5或其以下位置在所述的内管3上连接凹 凸槽开关181。 这样， 在上提内管时， 内管上连接的凹凸槽开关181在上行过程中可以直接把 外侧门5打开。 0064 本发明同心双管分注CO2管柱的使用方法， 由于井下管柱的结构不同， 其使用方法 有所不同。 对于内管上不安装凹凸槽开关181的情况下， 其完井、 注气步骤是， a、 下外管： 使用油管依次连接注气阀11、 下封隔器9、 分气阀7、 上封隔器6和外侧门5并 下入套管内， 其中上封隔器6位于上油层8以上位置且下封隔器9置于上油层8和下油层10之 间， 所述的分气阀7的密封内插管2。

49、01不随外管下井； b、 替入缓蚀剂： 从油套环空反循环替入缓蚀剂溶液； c、 坐封封隔器： 通过油管内打液压的方式坐封上封隔器和下封隔器； d、 下内管： 使用内管依次连接分气阀7的密封内插管201和内侧门4并下入外管2内， 使 密封内插管201到达分气阀处并锁定锁紧机构204； 锁紧机构的锁定方式随其结构的不同而 不同， 有的是直接的插入锁定， 有的是旋转锁定。 0065 e、 注气； 注上油层的气从外管和内管的环空中注入， 注下油层的气从内管注入； 其起出作业步骤是， f、 第一步压井： 向内管3内下入打开内侧门4的开关工具打开内侧门， 沟通内管和内外 管之间的环空， 采用正洗或反洗的方。

50、式压井； 打开内侧门4的开关工具根据其内套结构的不 同而不同。 0066 g、 起内管： 上提内管， 起出内侧门和密封内插管； 起内管时有一个锁紧机构的脱手 过程， 随安全脱手机构的不同而不同， 可以是直接上提脱手， 也可以是旋转脱手。 0067 h、 第二步压井： 向外管2内下入打开外侧门5的开关工具打开外侧门， 沟通外管和 油套环空， 采用正洗或反洗的方式压井； 打开外侧门5的开关工具根据其内套结构的不同而 不同。 0068 i、 起外管： 上提解封封隔器， 起出油管和所有井下工具。 0069 同心双管分注CO2管柱的使用方法， 对于内管上安装了凹凸槽开关181的情况下， 其完井、 注气与。