CN105332675A - 洗井冲砂装置及方法 - Google Patents

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    • E21B37/00Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells

Abstract

本发明公开了一种洗井冲砂装置及方法,其包括:具有双流道的并可自由旋转的水龙头、与水龙头相连接且具备中心通道和环形流道的双层同心油管、以及与双层同心油管相连接且可冲洗和射流抽汲的洗井器。本发明能在水井洗井冲砂过程中,满足冲刺力强、携砂能力强、克服地层低压漏失等工艺要求,其具有负压抽汲功能的洗井器可以在一定程度上解除近井地带堵塞。

Description

洗井冲砂装置及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及油田油水井的洗井冲砂领域,特别涉及一种油水井的同心油管洗井冲砂装置及方法。
背景技术
[0002] 随着油田开采的不断深入,油田用水需求越来越多,水井(油井)的数量也大幅增加,因井底出砂或机械杂质堵塞造成的故障也越来越多,水井(油井)的洗井冲砂工作量也不断增长。而在大直径套管完井的低压高渗水井(油井),常规的正循环或返循环洗井冲砂方式,井底冲刺力和携砂能力总是很难兼顾。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种洗井冲砂装置及方法,满足冲刺力强、携砂能力强、克服地层低压漏失等工艺要求,其具有负压抽汲功能的洗井器可以在一定程度上解除近井地带堵塞,特别适合大直径套管完井的低压高渗的水井(油井)洗井清淤。
[0004] 为达到上述目的,本发明采用第一技术方案:一种洗井冲砂装置,其包括:具有双流道的并可自由旋转的水龙头、与水龙头相连接且具备中心通道和环形流道的双层同心油管、以及与双层同心油管相连接且可冲洗和射流抽汲的洗井器。
[0005] 在第一技术方案的基础上,进一步包括如下附属技术方案:
[0006] 所述水龙头具有独立的进液和返出液通道,且分别与双层同心油管的环形流道和中心通道相连通。
[0007] 所述水龙头包括位于上方的提升短节、与提升短节相连的多流接头、与高压栗车栗相连且与多流接头相连并提供进液通道的洗井进口、与多流接头相连且位于洗井进口下方的洗井出口、卡设在多流接头周侧的水龙头并帽、与水龙头并帽抵靠接触的承压轴承、与多流接头中心相连且与洗井出口相连通并提供返出液通道的上中心管、以及与设置在多流接头外侧且相连并围绕中心管设置的外壳。
[0008] 所述双层同心油管包括顶端与水龙头相连接的油管接箍、与上中心管相连接的内管接头、与内管接头连接的下中心管、与油管接箍底端相连的外管、以及设置在外管底端且套设在下中心管上的扶正并帽。
[0009] 所述洗井器包括与外管相连接的上接头、与上接头相连的外筒、与下中心管相连通的扩散管、与扩散管相连通的分流接头、设置在分流接头内且与扩散管相连通的射流喷嘴、与外筒底部相连接的下接头,其中外筒内腔容纳扩散管,外筒下部设有沟通射流喷嘴与套管内腔的开口。
[0010] 所述上接头内加工有纵向桥式通道与双层同心油管的环形流道连通,上接头上部经油管螺纹与双层同心油管的外管相连,上接头下部经螺纹与外筒相连,其内设置的密封圈密封双层同心油管的下中心管和扩散管;分流接头内部螺纹分别连接扩散管和射流喷嘴,其外部螺纹分别连接外筒和下接头;下接头底部中心开有喷射孔。
[0011] 所述射流喷嘴的喷射方向与喷射孔的喷射方向相反,且其截面积大于喷射孔的截面积,射流喷嘴的中心与喷射孔的中心重合。
[0012] 为达到上述目的,本发明采用第二技术方案:一种具有上述洗井冲砂装置的方法,其包括如下步骤:高压栗车栗出的高压洗井液从水龙头的洗井进口进入,经水龙头的内部通道进入双层同心油管的环形流道,并沿该环形流道向下到达洗井器,经扩散管外的桥式通道到达下接头内腔,少量的洗井液从洗井器底部的喷射孔高速喷出,而大部份洗井液从射流喷嘴向上喷出,在喷嘴周围产生很高的负压,该负压将周围的污水吸入洗井器并与洗井液在扩散管内混合,最后经双层同心油管的下中心管内通道抽出地面。
[0013] 为达到上述目的,本发明采用第三技术方案:一种洗井冲砂装置,其包括:具有双流道的并可自由旋转的水龙头、与水龙头相连接且具备中心通道和环形流道的双层同心油管、以及与双层同心油管相连接且可冲洗和射流抽汲的洗井器,所述水龙头包括位于上方的提升短节、与提升短节相连的多流接头、与高压栗车栗相连且与多流接头相连并提供进液通道的洗井进口、与多流接头相连且位于洗井进口下方的洗井出口、卡设在多流接头周侧的水龙头并帽、与水龙头并帽抵靠接触的承压轴承、与多流接头中心相连且与洗井出口相连通并提供返出液通道的上中心管、以及与设置在多流接头外侧且相连并围绕中心管设置的外壳,所述双层同心油管包括顶端与水龙头相连接的油管接箍、与上中心管相连接的内管接头、与内管接头连接的下中心管、与油管接箍底端相连的外管、以及设置在外管底端且套设在下中心管上的扶正并帽;所述洗井器包括与外管相连接的上接头、与上接头相连的外筒、与下中心管相连通的扩散管、与扩散管相连通的分流接头、设置在分流接头内且与扩散管相连通的射流喷嘴、与外筒底部相连接的下接头,其中外筒内腔容纳扩散管,外筒下部设有沟通射流喷嘴与套管内腔的开口。
[0014] 本发明优点是:
[0015] 1、同心油管中心通道为返出液通道,过流面积小,携砂能力强;2、对井底的冲刺力强;3、可抽出井底污水(包括悬浮固相的混砂液及泥浆等),产生较强的负压,提高地层的吐液速度,以解除地层近井带的堵塞。
附图说明
[0016] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述:
[0017] 图1为本发明中水龙头的剖视示意图;
[0018] 图2为本发明中洗井器的剖视示意图;
[0019] 图3为本发明组装状态的剖视示意图。
具体实施方式
[0020] 实施例:如图1-3所示,为本发明提供一种洗井冲砂装置的具体实施例,其包括水龙头、顶端与水龙头相连的双层同心油管、与双层同心油管底端相连的洗井器、以及设置在水源井上的水源井套管19。其中水源井套管19底部存有积砂18。
[0021] 水龙头包括位于上方的提升短节1、与提升短节1相连的多流接头4、与高压栗车栗相连且与多流接头4相连的洗井进口 2、与多流接头4相连且位于洗井进口 2下方的洗井出口 3、卡设在多流接头4周侧的水龙头并帽5、与水龙头并帽5抵靠接触的承压轴承6、与多流接头4中心相连且与洗井出口 3相连通的上中心管7、以及与设置在多流接头4外侧且相连并围绕上中心管7设置的外壳100。其中洗井进口 2、洗井出口 3焊接安装在多流接头4上,其流道相互独立;多流接头4下部安装有两个承压轴承6,并被水龙头并帽5限制在外壳100内;承压轴承6使得水龙头在承受很高的轴向拉力时依然能非常容易地水平旋转,更便于连接双层同心油管。
[0022] 双层同心油管包括顶端与水龙头相连接的油管接箍8、与上中心管7相连接的内管接头9、与内管接头9连接的下中心管10、与油管接箍8底端相连的外管20、以及设置在外管20底端且套设在下中心管10上的扶正并帽11 ;下中心管10与内管接头9经密封螺纹连接,其重量由油管接箍8内的台阶承受;扶正并帽11螺纹连接于下中心管10底部,它与油管接箍8内的台阶共同限制了下中心管10的轴向蹿动;下中心管10与外管20之间形成环形流道202,双层同心油管连接后,其环形流道202与下中心管10的中心流道均有相应的密封圈密封,相互独立不会连通。
[0023] 洗井器包括与外管20相连接的上接头11、与上接头11相连的外筒12、与下中心管10相连通的扩散管13、与扩散管13相连通的分流接头14、设置在分流接头14内且与扩散管13相连通的射流喷嘴15、与外筒12底部相连接的下接头16。其中上接头11内加工有纵向桥式通道110与双层同心油管的环形流道202连通,上部经油管螺纹与双层同心油管的外管20相连,下部经螺纹与外筒12相连,其内设置的密封圈密封同心油管的中心管7和扩散管13 ;分流接头14内部螺纹分别连接扩散管13和射流喷嘴15,其外部螺纹分别连接外筒12和下接头16 ;下接头16底部开有直径的喷射孔17。
[0024] 本发明提供了一种洗井冲砂方法的具体实施例,其包括如下步骤:高压栗车栗出的高压洗井液,洗井液流向洗井器时,只有少部分从喷射孔17喷出冲击积砂18,大部分从射流喷嘴15向上高速喷出产生负压,实现抽汲功能,从水龙头的洗井进口 2进入,经水龙头的内部桥式通道102,内部桥式通道102是指在一个具有一定壁厚的管状体的厚壁上沿轴向加工的过流通道,其直径小于管状体壁厚,桥式通道不能直接与管状体中心通道连通;再进入双层同心油管的环形流道202,并沿该环形流道202向下到达洗井器的纵向桥式通道110,再进入到外筒12的外筒环形流道120,然后经扩散管13外侧的桥式通道140到达下接头16的内腔160,少量的洗井液从洗井器底部的喷射孔17高速喷出,因喷出口截面积小因而具有很高的流速,冲刺力强,容易激活井底的沉砂或其它机械颗粒,而大部份洗井液从射流喷嘴15向上喷出,而射流喷嘴15的截面积大于喷射孔17的截面积,喷出的液体具有相当高的流速,因液体摩擦作用,在射流喷嘴15周围产生很高的负压,该负压将周围的污水经开口 142吸入洗井器并与洗井液在扩散管13内混合,并经双层同心油管的下中心管10、上中心管7,最后由洗井出口 3抽出地面。由于洗井器的负压抽汲作用,地层的吐液速度提高,地层近井带的堵塞在一定程度上得到疏通。
[0025]当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种洗井冲砂装置,其特征在于其包括:具有双流道的并可自由旋转的水龙头、与水龙头相连接且具备中心通道和环形流道的双层同心油管、以及与双层同心油管相连接且可冲洗和射流抽汲的洗井器。
2.根据权利要求1所述的一种洗井冲砂装置,其特征在于,所述水龙头具有独立的进液和返出液通道,且分别与双层同心油管的环形流道和中心通道相连通。
3.根据权利要求2所述的一种洗井冲砂装置,其特征在于,所述水龙头包括位于上方的提升短节、与提升短节相连的多流接头、与高压栗车栗相连且与多流接头相连并提供进液通道的洗井进口、与多流接头相连且位于洗井进口下方的洗井出口、卡设在多流接头周侧的水龙头并帽、与水龙头并帽抵靠接触的承压轴承、与多流接头中心相连且与洗井出口相连通并提供返出液通道的上中心管、以及与设置在多流接头外侧且相连并围绕中心管设置的外壳。
4.根据权利要求3所述的一种洗井冲砂装置,其特征在于,所述双层同心油管包括顶端与水龙头相连接的油管接箍、与上中心管相连接的内管接头、与内管接头连接的下中心管、与油管接箍底端相连的外管、以及设置在外管底端且套设在下中心管上的扶正并帽。
5.根据权利要求4所述的一种洗井冲砂装置,其特征在于,所述洗井器包括与外管相连接的上接头、与上接头相连的外筒、与下中心管相连通的扩散管、与扩散管相连通的分流接头、设置在分流接头内且与扩散管相连通的射流喷嘴、以及与外筒底部相连接的下接头,其中外筒内腔容纳扩散管,外筒下部设有将射流喷嘴与外筒内腔连通的开口。
6.根据权利要求5所述的一种洗井冲砂装置,其特征在于,所述洗井器上接头内加工有纵向桥式通道与双层同心油管的环形流道连通,上接头上部经油管螺纹与双层同心油管的外管相连,上接头下部经螺纹与外筒相连,其内设置的密封圈密封双层同心油管的下中心管和扩散管;分流接头内部螺纹分别连接扩散管和射流喷嘴,其外部螺纹分别连接外筒和下接头;下接头底部中心开有喷射孔。
7.根据权利要求6所述的一种洗井冲砂装置,其特征在于,所述射流喷嘴的喷射方向与喷射孔的喷射方向相反,且其截面积大于喷射孔的截面积,射流喷嘴的中心与喷射孔的中心重合。
8.一种具有权利要求6所述洗井冲砂装置的方法,其特征在于其包括如下步骤:高压栗车栗出的高压洗井液从水龙头的洗井进口进入,经水龙头的内部通道进入双层同心油管的环形流道,并沿该环形流道向下到达洗井器,经扩散管外的桥式通道到达下接头内腔,少量的洗井液从洗井器底部的喷射孔高速喷出,而大部份洗井液从射流喷嘴向上喷出,在喷嘴周围产生很高的负压,该负压将周围的污水吸入洗井器并与洗井液在扩散管内混合,最后经双层同心油管的下中心管内通道抽出地面。
9.一种洗井冲砂装置,其特征在于其包括:具有双流道的并可自由旋转的水龙头、与水龙头相连接且具备中心通道和环形流道的双层同心油管、以及与双层同心油管相连接且可冲洗和射流抽汲的洗井器,所述水龙头包括位于上方的提升短节、与提升短节相连的多流接头、与高压栗车栗相连且与多流接头相连并提供进液通道的洗井进口、与多流接头相连且位于洗井进口下方的洗井出口、卡设在多流接头周侧的水龙头并帽、与水龙头并帽抵靠接触的承压轴承、与多流接头中心相连且与洗井出口相连通并提供返出液通道的上中心管、以及与设置在多流接头外侧且相连并围绕中心管设置的外壳,所述双层同心油管包括顶端与水龙头相连接的油管接箍、与上中心管相连接的内管接头、与内管接头连接的下中心管、与油管接箍底端相连的外管、以及设置在外管底端且套设在下中心管上的扶正并帽;所述洗井器包括与外管相连接的上接头、与上接头相连的外筒、与下中心管相连通的扩散管、与扩散管相连通的分流接头、设置在分流接头内且与扩散管相连通的射流喷嘴、与外筒底部相连接的下接头,其中外筒内腔容纳扩散管,外筒下部设有将射流喷嘴与外筒内腔连通的开口。
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