CN104632107A - 一种水平井冲砂返排液紊流流态发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水平井冲砂洗井技术领域，具体涉及一种水平井冲砂返排液紊流流态发生器，包括上接头和下接头，所述上接头和下接头之间设有流道筒，所述流道筒外设有外螺旋流道，流道筒内设有第一内螺旋流道；所述上接头和下接头内部均设有与第一内螺旋流道匹配且相通的第二内螺旋流道。本发明的有益效果是：水平井冲砂返排液紊流流态发生器配套装置结构简单，适应性强，主要在长水平段水平井冲砂洗井作用过程中，依靠返排液自身能量，在流经紊流流态发生器旋转流道时，形成多级新的紊流，实现对水平井段砂粒的充分搅动，避免二次沉降，大大提高了水平井段冲砂效果。
Description
技术领域
本发明属于水平井冲砂洗井技术领域，具体涉及一种水平井冲砂返排液紊流流态发生器，促进返排液中砂粒悬浮，降低砂粒在水平井段发生二次沉降堆积。
背景技术
针对水平井井筒出砂造成产量下降，国内外油田先后提出不同的水平井冲砂洗井工艺技术，具有代表性的旋转射流冲砂工艺技术。
旋转射流冲砂工艺技术的主要技术原理是通过油管连接洗井阀、液流导向器、旋转射流冲砂器等配套工具下入井内砂面位置附近，通过地面泵车将冲砂洗井液由油管或油套环空泵入井筒作为动力液，动力液带动旋转射流冲砂器旋转，流经旋转射流冲砂器喷嘴后形成高压旋转水射流，冲击、搅动井筒内沉积砂粒，使砂粒悬浮；动力液经过旋转射流冲砂器后，携带悬浮砂粒转换为返排液，通过不同循环通道（油套环空或油管），将井筒内砂粒返出地面，完成水平井井筒积砂的冲洗作业。
该工艺在短水平段水平井冲砂作业中，效果较好，但是当水平井水平段较长时，由于返排液在水平段发生层流或流态的变化，垂向上砂粒的运移距离有限，在砂粒重力作用下，返排液中悬浮的砂粒往往容易在水平段井筒内发生二次沉降堆积，从而降低了冲砂效果。
从目前调研情况看，不同水平井冲砂洗井工艺在现场应用过程中，水平井段均没有涉及返排液紊流流态发生器，主要是依靠旋转射流冲砂器形成湍流，对于长水平段水平井由于水平段根部与趾部的距离较远，趾部形成的紊流流态返排液无法有效在整个水平段得以延续，容易产层层流，导致悬浮砂粒二次沉降堆积，可能形成新的砂桥，冲砂效果降低。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中返排液悬浮的砂粒往往容易在水平段井筒内发生二次沉降堆积的问题。
为此，本发明提供了一种水平井冲砂返排液紊流流态发生器，包括上接头1和下接头2，所述上接头1和下接头2之间设有流道筒3，所述流道筒3外设有外螺旋流道5，流道筒3内设有第一内螺旋流道4；
所述上接头1和下接头2内部均设有与第一内螺旋流道4匹配且相通的第二内螺旋流道6。
所述流道筒3的外径大于或等于上接头1或下接头2的外径。
所述上接头1和下接头2外均制有外螺纹。
本发明的有益效果是：水平井冲砂返排液紊流流态发生器配套装置结构简单，适应性强，主要在长水平段水平井冲砂洗井作用过程中，依靠返排液自身能量，在流经紊流流态发生器旋转流道时，形成多级新的紊流，实现对水平井段砂粒的充分搅动，避免二次沉降，大大提高了水平井段冲砂效果。紊流流态发生器结构简单，丝扣与油管连接下入水平段，在不改变冲砂洗井工艺管柱的结构与受力状态前提下，有效提高水平井冲砂洗井效果，是一种简单而实用的发明设计。
下面将结合附图做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明紊流流态发生器的内螺旋流道示意图。
图中：1、上接头；2、下接头；3、流道筒；4、第一内螺旋流道；5、外螺旋流道；6、第二内螺旋流道。
具体实施方式
实施例1
为了解决现有技术中返排液悬浮的砂粒往往容易在水平段井筒内发生二次沉降堆积的问题。本实施例提供了一种水平井冲砂返排液紊流流态发生器，包括上接头1和下接头2，上接头1和下接头2之间设有流道筒3，流道筒3外设有外螺旋流道5，流道筒3内设第一内螺旋流道4；
上接头1和下接头2内部均设有与第一内螺旋流道4匹配且相通的第二内螺旋流道6。
本实施例紊流流态发生器的工作过程：水平井冲砂返排液紊流流态发生器的上接头1、下接头2插入油管与油管连接，与水平井冲砂洗井工艺管柱下入水平段，依据水平井水平段长度，确定水平段设置紊流流态发生器数量，室内模拟实验显示，20-30m间隔连接一个配套装置效果较好。
由于水平井冲砂返排液紊流流态发生器设计有内、外螺旋流道5，返排液携带砂粒在油套环空、油管循环通道内流过紊流流态发生器的螺旋流道时，返排液在水平井段重新形成紊流，有效降低水平段内返排液携带砂粒发生二次沉降堆积，促进水平井段砂粒在返排液中运移，实现提高水平井冲砂洗井效果的目的。
当水平井反循环冲砂洗井时，返排液通过紊流流态发生器的外螺旋流道5，在水平段油套环空形成紊流，减缓砂粒二次沉降，促进冲砂返排；当水平井正循环冲砂洗井，油管内返排液通过紊流流态发生器的下接头2流入第一内螺旋流道4后，在油管内形成紊流，再通过上接头1的第二内螺旋流道6流出，在此过程中促进水平段油管内返排液携砂。在水平井冲砂洗井过程中，根据不同循环方式，该水平井冲砂返排液紊流流态发生器均可使返排液形成紊流，减缓砂粒二次沉降，促进冲砂返排。
本发明的主要工作原理：水平井冲砂返排液在自身动力基础上，流经水平段配套紊流流态发生器螺旋流道后，再次形成紊流流态，促进返排液中砂粒悬浮，减缓水平井段砂粒二次沉降堆积，提高长水平段水平井冲砂洗井效果。
本实施例的水平井冲砂返排液紊流流态发生器，在不改变水平井冲砂洗井工艺管柱结构、受力状态基础上，实现正反循环冲砂洗井过程中水平井段油套环空或油管内返排液形成紊流流态，最大程度上降低水平井段返排液中砂粒的二次沉降堆积，提高了水平井冲砂洗井效果。
实施例2：
本实施例提供了一种如图1、2所示的水平井冲砂返排液紊流流态发生器，包括上接头1和下接头2，上接头1和下接头2之间设有流道筒3，流道筒3外设有外螺旋流道5，流道筒3内设有内螺旋流道；上接头1和下接头2内部均设有与内螺旋流道匹配且相通的螺旋流道。流道筒3的外径大于或等于上接头1或下接头2的外径，上接头1和下接头2外均制有外螺纹。
本实施例紊流流态发生器的工作过程：水平井冲砂返排液紊流流态发生器的上接头1、下接头2与油管螺纹连接，与水平井冲砂洗井工艺管柱下入水平段，依据水平井水平段长度，确定水平段设置紊流流态发生器数量，室内模拟实验显示，20-30m间隔连接一个配套装置效果较好。
由于水平井冲砂返排液紊流流态发生器设计有内、外螺旋流道5，返排液携带砂粒在油套环空、油管循环通道内流过紊流流态发生器的螺旋流道时，返排液在水平井段重新形成紊流，有效降低水平段内返排液携带砂粒发生二次沉降堆积，促进水平井段砂粒在返排液中运移，实现提高水平井冲砂洗井效果的目的。
当水平井反循环冲砂洗井时，返排液通过紊流流态发生器的外螺旋流道5，在水平段油套环空形成紊流，减缓砂粒二次沉降，促进冲砂返排，由于流道筒3的外径大于或等于上接头1或下接头2的外径时，外螺旋流通的螺旋半径较大，增大了紊流效果，进一步减缓砂粒二次沉降，促进冲砂返排；当水平井正循环冲砂洗井，油管内返排液通过紊流流态发生器下接头2流入第一内螺旋流道4后，在油管内形成紊流，再通过上接头1的第二内螺旋流道6流出，在此过程中促进水平段油管内返排液携砂。在水平井冲砂洗井过程中，根据不同循环方式，该水平井冲砂返排液紊流流态发生器均可使返排液形成紊流，减缓砂粒二次沉降，促进冲砂返排。
综上所述，水平井冲砂返排液紊流流态发生器主要在长水平段水平井冲砂洗井作用过程中，依靠返排液自身能量，在流经紊流流态发生器旋转流道时，形成多级新的紊流，实现对水平井段砂粒的充分搅动，避免二次沉降，克服了旋转射流冲砂工艺技术存在的问题，大大的提高了水平井段的冲砂效果。
该紊流流态发生器结构简单，丝扣与油管连接下入水平段，在不改变冲砂洗井工艺管柱的结构与受力状态前提下，有效提高水平井冲砂洗井效果，是一种简单而是用的装置。
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。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种水平井冲砂返排液紊流流态发生器，包括上接头（1）和下接头（2），其特征在于：所述上接头（1）和下接头（2）之间设有流道筒（3），所述流道筒（3）外设有外螺旋流道（5），流道筒（3）内设有第一内螺旋流道（4）；
所述上接头（1）和下接头（2）内部均设有与第一内螺旋流道（4）匹配且相通的第二内螺旋流道（6）。
2. 根据权利要求1所述的一种水平井冲砂返排液紊流流态发生器，其特征在于：所述流道筒（3）的外径大于或等于上接头（1）或下接头（2）的外径。
3.根据权利要求1所述的一种水平井冲砂返排液紊流流态发生器，其特征在于：所述上接头（1）和下接头（2）外均制有外螺纹。
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