CN105114017A - 旋流脉动式冲砂笔尖 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种旋流脉动式冲砂笔尖，所述旋流脉动式冲砂笔尖包括：本体；弹簧压环，设置在本体的第一端；压帽，封闭本体的第二端；笔芯，能滑动的设置在所述滑动通道中；所述笔芯包括：封闭端、大笔尖和连接在所述封闭端和大笔尖之间的笔杆，所述大笔尖穿过所述压帽伸出所述本体的第二端；所述笔杆中设有中空的笔杆内腔所述笔芯还包括：位于所述笔杆内腔端部的小笔尖，所述小笔尖伸出所述大笔尖的端部，所述小笔尖通道和大笔尖通道分别延伸到所述小笔尖的端面和所述大笔尖的端面；弹簧，设置在所述本体内腔中并位于所述弹簧压环与所述封闭端之间。本发明提高了冲砂效率，减轻了现场的劳动强度。

Description

旋流脉动式冲砂笔尖

技术领域

本发明涉及采油领域，具体涉及冲砂笔尖，具体是涉及一种旋流脉动式冲砂笔尖，特别是一种旋流脉动式冲砂笔尖。

背景技术

油井冲砂主要是靠液体的冲击力使砂子从油井中排出，但是受到设备及施工工艺的限制冲砂应用的范围，对特别坚硬砂面冲砂效果不是很理想，例如，砂桥顶部过硬，并且这种冲砂耗用的冲砂液较多，给环保工作带来了许多压力，要求同时也加大了现场操作人员的劳动强度，不利于社会的和谐发展进而影响冲砂效果，最终影响到油藏正常生产能力。

综上所述，现有技术中存在以下问题：油井冲砂时，砂桥顶部过硬，冲砂笔尖冲砂时冲击力不足。

发明内容

本发明提供一种旋流脉动式冲砂笔尖，以解决砂桥顶部过硬，冲砂笔尖冲砂时冲击力不足的问题。

为此，本发明提出一种旋流脉动式冲砂笔尖，所述旋流脉动式冲砂笔尖包括：

本体，所述本体为管状，所述本体具有本体内腔，所述本体内腔包括：筒状的滑动通道和连接在所述滑动通道端部的沟槽；

弹簧压环，设置在本体的第一端；

压帽，封闭本体的第二端；

笔芯，能滑动的设置在所述滑动通道中；所述笔芯包括：封闭端、大笔尖和连接在所述封闭端和大笔尖之间的笔杆，所述大笔尖为角状，所述大笔尖穿过所述压帽伸出所述本体的第二端；

所述笔杆为中空的，所述笔杆中设有中空的笔杆内腔，所述笔杆内腔经过所述本体的轴线，所述笔芯还包括：位于所述笔杆内腔端部的小笔尖，所述小笔尖伸出所述大笔尖的端部，所述小笔尖中设有连通所述笔杆内腔的小笔尖通道，所述大笔尖的侧壁中还设有连通所述笔杆内腔的大笔尖通道，所述小笔尖通道和大笔尖通道分别延伸到所述小笔尖的端面和所述大笔尖的端面；

弹簧，设置在所述本体内腔中并位于所述弹簧压环与所述封闭端之间。

进一步地，所述旋流脉动式冲砂笔尖包括：关于所述本体的轴线对称的两个通孔，设置在所述笔杆的侧壁上并位于所述压帽之外，并且所述通孔连接所述笔杆内腔。

进一步地，所述本体为圆管状，所述沟槽的底面与所述本体的外侧面之间的距离小于所述滑动通道处的本体的壁厚。

进一步地，所述旋流脉动式冲砂笔尖还包括：连接在所述本体的第一端的接头。

进一步地，所述接头通过螺纹与本体连接在一起。

进一步地，所述压帽通过丝扣与本体连接在一起。

进一步地，所述沟槽为长条形直槽。

进一步地，所述沟槽的数目为多个。

进一步地，所述长条形直槽的长度方向为所述本体的轴向方向。

进一步地，所述小笔尖通道和大笔尖通道相互平行。

通过本体内腔中冲砂液的压力，推动笔芯在所述滑动通道中滑动，笔芯的大笔尖向外移动，对砂面表层起到破坏作用，使其表面较为松散，以方便被冲砂液冲出井筒，当封闭端通过沟槽时，冲砂液从滑动通道中经过沟槽经冲砂通道进入大笔尖，进而进行冲砂。

另外，在冲砂液经过大笔尖通道时，冲砂液也会进入与笔杆内腔连通的小笔尖通道，实现了大笔尖通道和小笔尖通道同时冲砂的效果，这样，能够同时有两个通道进行冲砂，增加了冲砂的强度和力量，加快了冲砂的进程。

进而，在所述笔杆的侧壁上设置侧向贯通的通孔，冲砂液经过大笔尖通道时，冲砂液还同时从侧向贯通的通孔中流出，作为大笔尖的旋转扭矩，此扭矩能够起到使笔芯或大笔尖旋转作用，使冲砂更加均匀(转速通过控制地面压力控制)。

附图说明

图1为本发明实施例的旋流脉动式冲砂笔尖的结构示意图；

图2为本发明实施例的旋流脉动式冲砂笔尖的通孔的结构示意图。

附图标号说明：

1、上接头2、本体3、弹簧压环4、轴承5、弹簧6、笔芯7、笔杆内腔8、沟槽9、压帽10、丝堵11、大笔尖通道12、小笔尖13、通孔14、小笔尖通道20、滑动通道61、封闭端62、笔杆63、大笔尖

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明。

如图1所示，本发明实施例的旋流脉动式冲砂笔尖包括：

本体2，所述本体2为管状，所述本体2具有本体内腔，所述本体内腔包括：筒状的滑动通道20和连接在所述滑动通道端部的沟槽8；

弹簧压环3，设置在本体2的第一端(图1中的下端)，弹簧压环3通过丝扣将轴承4紧固在本体2上端内部台阶上；

压帽9，封闭本体2的第二端(图1中的上端)；

笔芯6，能滑动的设置在所述滑动通道20中；所述笔芯6包括：实心的圆柱形的封闭端61、大笔尖63和连接在所述封闭端和大笔尖之间的笔杆62，所述大笔尖63为角状，所述大笔尖63穿过所述压帽9并伸出所述本体2的第二端；

所述笔杆62为中空的，所述笔杆中设有中空的笔杆内腔7，所述笔杆内腔7经过所述本体的轴线，所述笔芯6还包括：固定在所述笔杆内腔端部的小笔尖12，所述小笔尖12从大笔尖63的内部伸出所述大笔尖63的端部(因而小笔尖12比大笔尖63的径向尺寸小)，所述小笔尖12中设有连通所述笔杆内腔的小笔尖通道14，所述大笔尖63的侧壁中还设有连通所述笔杆内腔的大笔尖通道11，所述小笔尖通道14和大笔尖通道11分别延伸到所述小笔尖的端面和所述大笔尖63的端面，与外界连通，以便冲砂；

弹簧5，设置在所述本体内腔20中并位于所述弹簧压环3与所述封闭端61之间，例如，弹簧5通过焊接与轴承4及笔芯6连接在起。

通过本体内腔中冲砂液的压力，推动笔芯6在所述滑动通道中滑动，笔芯的大笔尖63向外移动，对砂面表层起到破坏作用，使其表面较为松散，以方便被冲砂液冲出井筒，当封闭端61通过沟槽8时，冲砂液从滑动通道中经过沟槽经冲砂通道进入大笔尖63，进而进行冲砂。另外，在冲砂液经过大笔尖通道11时，冲砂液也会进入与笔杆内腔连通的小笔尖通道14，实现了大笔尖通道和小笔尖通道同时冲砂的效果，这样，能够同时有两个通道进行冲砂，增加了冲砂的强度和力量，加快了冲砂的进程。

进一步地，所述封闭端61的截面大于所述大笔尖63的截面。封闭端61用于封闭滑动通道20，笔杆62随着封闭端61在本体的内腔中滑动，封闭端61的截面大于笔杆62的截面和所述大笔尖63的截面。这里的截面是指垂直于所述本体轴线的截面。笔杆62与本体的内壁之间或者笔杆62与滑动通道20之间具有冲砂液流动的间隙或空间，当封闭端61移动到沟槽8处，冲砂液经过沟槽8以及该冲砂液流动的间隙或空间进入笔杆内腔7，形成冲砂液流动通道。

进一步地，如图1所示，所述旋流脉动式冲砂笔尖还包括：关于所述本体2的轴线对称的两个通孔13(其中，一个通孔被丝堵10堵住了，防止流体经丝堵堵的位置出去，此位置主要作用是便于通过道11与通道7相通，在此处打通主要是考虑机械加工方便(主要是为了机械加工工艺上的需要，这样做会减小加工难度，主要是经过丝堵位打个孔使通道7与通道11相通，丝堵主要是防止液体外泄，减少液体损失。)，设置在所述笔杆62的侧壁上并位于所述压帽9之外，并且所述通孔13连接所述笔杆内腔7。如图2所示，在所述笔杆的侧壁上设置侧向贯通的通孔13，通孔13的出口方向不与径向同向，而是与径向垂直的，会产生(笔杆)周向方向的分力，因此会使大笔尖旋转，冲砂液经过大笔尖通道时，即封闭端61通过沟槽8时，通孔13随着笔芯的整体移动到所述压帽9之外，冲砂液还同时从侧向贯通的通孔中流出，主要是经过通孔13高速流体产生轴向扭矩，进而使大笔尖旋转，作为大笔尖的旋转扭矩，此扭矩能够起到使笔芯或大笔尖旋转作用，使冲砂更加均匀(转速通过控制地面压力控制)。当冲砂液没有达到冲砂笔尖的启动压力时，封闭端61未到达沟槽8处，本体内腔20被封闭端61隔断，冲砂液与沟槽8以及笔杆内腔7未形成连通，所述通孔13不会移动出本体或压帽10之外，也不会有液体从通孔13倒灌进入笔芯。

进一步地，所述本体为圆管状，所述沟槽8的底面与所述本体的外侧面之间的距离小于所述滑动通道处的本体的壁厚。也就是，具有沟槽8的内腔处的口径大于滑动通道20的口径，以便冲砂液从滑动通道中经过沟槽8经冲砂通道进入笔杆内腔7，形成冲砂通道。

进一步地，所述旋流脉动式冲砂笔尖还包括：连接在所述本体的第一端的接头1，这样，便于方便的连接在管柱上。

进一步地，所述接头1通过螺纹与本体2连接在一起，这样连接方便，拆卸迅速。

进一步地，所述压帽9通过丝扣与本体连接在一起，安装快捷。

进一步地，所述沟槽8为长条形直槽，便于加工。

进一步地，所述沟槽8的数目为多个，以便实现良好的连通效果。

进一步地，所述长条形直槽的长度方向为所述本体的轴向方向，便于加工，也便于冲砂液的流动。

进一步地，所述小笔尖通道14和大笔尖通道11相互平行，这样，两个通道能够得到方向相同，并且较大的冲砂速度。大笔尖通道11位于小笔尖通道14的外侧，这样，形成了内外不同的冲砂区域，有利于瓦解坚硬的砂桥。

冲砂时将旋流脉动式冲砂笔尖下到井底，接头1连接在管柱的下端，当冲砂管柱下到预定位置时，开始冲砂，当冲砂液达到冲砂笔尖的启动压力时笔芯6开始向下移动，弹簧4被拉长。此时笔尖对砂面表层起到破坏作用，使其表面较为松散，以方便被冲砂液冲出井筒。

当封闭端61通过沟槽8时，冲砂液经过沟槽8进入笔尖笔杆内腔7(中间通道一)，进而进行冲砂，冲砂液分为三路进入井筒，一路经大笔尖通道11对井底砂面进行冲击，二路经小笔尖通道14对井底砂面进行冲击，三路经通孔13作为笔尖的旋转扭矩，此扭矩能够起到使笔尖旋转作用使冲砂更加均匀(转速通过控制地面压力控制)，当压力小于弹簧5的弹簧拉力时笔芯6向上移动，当封闭端61通过沟以后笔尖的冲砂液全停止向外流出，同时停止旋转当封闭端61过沟槽时压力又开始升高，当压力达到笔尖的启动压力时，笔尖又开始向下移动，这样反复进行，直到冲砂完毕。

本发明通过机械对砂桥的冲击作用，进而提高了冲砂效率，减轻了现场的劳动强度，减小了环境污染程度；本发明不增加作业难度，有利于本发明的推广应用本装置通过机械对砂桥的冲作用，进而提高了冲砂效率，减轻了现场的劳动强度，减小了环境污染程度；本发明不增加作业难度，有利于本发明的推广应用。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种旋流脉动式冲砂笔尖，其特征在于，所述旋流脉动式冲砂笔尖包括：

本体，所述本体为管状，所述本体具有本体内腔，所述本体内腔包括：筒状的滑动通道和连接在所述滑动通道端部的沟槽；

弹簧压环，设置在本体的第一端；

压帽，封闭本体的第二端；

笔芯，能滑动的设置在所述滑动通道中；所述笔芯包括：封闭端、大笔尖和连接在所述封闭端和大笔尖之间的笔杆，所述大笔尖为角状，所述大笔尖穿过所述压帽伸出所述本体的第二端；

所述笔杆为中空的，所述笔杆中设有中空的笔杆内腔，所述笔杆内腔经过所述本体的轴线，所述笔芯还包括：位于所述笔杆内腔端部的小笔尖，所述小笔尖伸出所述大笔尖的端部，所述小笔尖中设有连通所述笔杆内腔的小笔尖通道，所述大笔尖的侧壁中还设有连通所述笔杆内腔的大笔尖通道，所述小笔尖通道和大笔尖通道分别延伸到所述小笔尖的端面和所述大笔尖的端面；

弹簧，设置在所述本体内腔中并位于所述弹簧压环与所述封闭端之间。

2.如权利要求1所述的旋流脉动式冲砂笔尖，其特征在于，所述旋流脉动式冲砂笔尖还包括：关于所述本体的轴线对称的两个通孔，设置在所述笔杆的侧壁上并位于所述压帽之外，并且所述通孔连接所述笔杆内腔。

3.如权利要求1所述的旋流脉动式冲砂笔尖，其特征在于，所述本体为圆管状，所述沟槽的底面与所述本体的外侧面之间的距离小于所述滑动通道处的本体的壁厚。

4.如权利要求1所述的旋流脉动式冲砂笔尖，其特征在于，所述旋流脉动式冲砂笔尖还包括：连接在所述本体的第一端的接头。

5.如权利要求4所述的旋流脉动式冲砂笔尖，其特征在于，所述接头通过螺纹与本体连接在一起。

6.如权利要求1所述的旋流脉动式冲砂笔尖，其特征在于，所述压帽通过丝扣与本体连接在一起。

7.如权利要求3所述的旋流脉动式冲砂笔尖，其特征在于，所述沟槽为长条形直槽。

8.如权利要求1所述的旋流脉动式冲砂笔尖，其特征在于，所述沟槽的数目为多个。

9.如权利要求7所述的旋流脉动式冲砂笔尖，其特征在于，所述长条形直槽的长度方向为所述本体的轴向方向。

10.如权利要求1所述的旋流脉动式冲砂笔尖，其特征在于，所述小笔尖通道和大笔尖通道相互平行。