CN106884620A - 一种水平井冲砂工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水平井冲砂工具，包括一端用于与冲砂管柱连接的冲砂管体和设置于冲砂管体内部的或端部的安装板，安装板上沿冲砂管体的轴线方向浮动设置有导流板，安装板上设置有安装板通流孔，导流板上设置有导流板通流孔，安装板通流孔与导流板通流孔交错布置，导流板具有供返出流体冲开以使返出流体通过安装板的第一工位和冲砂完成后导流板下落与安装板接触以防止砂粒通过安装板通流孔回落的第二工位。在冲砂过程中返出流体只需要冲开导流板将砂粒冲入冲砂管体内部即可，待冲砂完成后，将该冲砂工具提出就可将砂粒带出水平井，而且只需要较低的反出流体的压力和较小的排量就可将水平井中的砂粒冲洗干净。

Description

一种水平井冲砂工具

技术领域

本发明涉及一种油田生产用井下作业工具技术领域，具体涉及一种水平井冲砂工具。

背景技术

水平井可以有效提高低压低渗致密储层的产量，是低压低渗致密油气藏开发主要的建井井型。水平井井筒出砂后造成以下问题：一是水平井水平段容易沉砂，堵塞油气流出通道，造成减产；二是在产出剖面测试时，测试工具容易遇卡遇阻。因此需要冲出井筒内的砂，保障水平井的正常生产和测试工艺的实施。常规冲砂时，流体的流速要大于砂粒的在流体中的沉降速度，方可将砂粒从井筒带入到地面。一般地，直井段流体的流速为砂粒在流体中沉降速度的2倍方可将砂粒冲出；水平段流体的流速为砂粒在流体中沉降速度的10倍方可将砂粒冲出；因此相对直井而言，水平井冲砂时的排量需要更大。

目前，水平井冲砂技术主要有连续冲砂技术和非连续冲砂技术两种。连续冲砂技术中最常使用同心管连续冲砂技术，同心管连续冲砂技术主要是依靠配置专用同心冲砂管柱建立独立正反循环通道，通过井口液流转向实现连续冲砂洗井，该工艺主要不足之处是需要配置加工专用同心冲砂管柱，对于井深较大、水平段较长的水平井，应用受限。水平井非连续冲砂洗井技术具有代表性的是斜尖冲砂技术、旋转射流冲砂器正循环冲砂洗井技术，斜尖冲砂技术由于井底冲击力小，对于水平段油砂固结程度较高的井筒冲砂，效果较差。针对低压水平井，由于地层压力低，如果加大冲砂流体的冲砂压力，则会导致冲砂时冲砂流体容易漏失，造成储层伤害和产量降低，而如果返出流体流速较低，水平段的砂不能够完全冲出来，影响冲砂效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种解决了现有技术中返出流体流速低导致砂粒回落、冲砂不彻底问题的水平井冲砂工具。

为实现上述目的，本发明的一种水平井冲砂工具的技术方案是：一种水平井冲砂工具，包括一端用于与冲砂管柱连接的冲砂管体和设置于冲砂管体内部的或端部的板厚沿冲砂管体的轴线方向延伸的安装板，安装板上沿冲砂管体的轴线方向浮动设置有导流板，安装板上设置有安装板通流孔，导流板上设置有导流板通流孔，安装板通流孔与导流板通流孔交错布置，导流板具有供返出流体冲开以使返出流体通过安装板的第一工位和冲砂完成后导流板下落与安装板接触以防止砂粒通过安装板通流孔回落的第二工位。

所述导流板通过弹簧装置浮动设置于安装板上，安装板上设置有安装杆，所述弹簧装置包括设置于安装杆端部的弹簧座和套设于安装杆上的弹簧，导流板滑动套设于安装杆上，弹簧的一端与弹簧座接触或连接，弹簧的另一端与导流板接触或连接。

所述安装杆由穿装于安装板上的螺栓的杆部形成，螺栓的头部形成所述弹簧座，安装板上设置有与螺栓螺纹连接的螺纹孔，螺栓的杆部螺纹连接有锁紧螺母。

所述弹簧座与弹簧之间设置还有垫片，弹簧的端部顶压在垫片上。

所述导流板上设置有长度沿冲砂管体的轴线方向延伸的定位杆，安装板上与定位杆对应设置有定位孔，定位杆导向穿装于定位孔中以限制导流板相对于安装板转动。

所述安装板通流孔包括沿冲砂管体的轴线方向呈辐射状设置于安装板上的多个安装板第一通流孔和沿冲砂管体的轴线方向呈辐射状设置于安装板上的多个安装板第二通流孔，安装板第一通流孔的辐射半径大于安装板第二通流孔的辐射半径，安装板第一通流孔与安装板第二通流孔交错并均匀间隔设置。

所述导流板通流孔包括沿冲砂管体的轴线方向呈辐射状设置于导流板上的多个导流板第一通流孔和沿冲砂管体的轴线方向呈辐射状设置于导流板上的多个导流板第二通流孔，导流板第一通流孔的辐射半径大于导流板第二通流孔的辐射半径，导流板第一通流孔与导流板第二通流孔交错设置，导流板第一通流孔与安装板第一通流孔交错间隔设置且二者的辐射半径相等，导流板第二通流孔与安装板第二通流孔交错设置且二者的辐射半径相等。

所述导流板上设置有轴线沿冲砂管体的轴线方向延伸的定位杆，安装板上与定位杆对应设置有定位孔，定位杆导向穿装于定位孔中以限制导流板相对于安装板转动，所述导流板上与各定位杆一一相对设置有让开相应定位杆的导流板第三通流孔，导流板第三通流孔沿冲砂管体的径向方向上位于对应定位杆的内侧。

所述冲砂管体包括分体设置的积砂管段和进液管段，导流板设置于积砂管段中，积砂管段与进液管段通过螺纹结构可拆连接。

所述安装板由一体设置于积砂管段的端部的端盖形成。

本发明的有益效果是：安装板上设置有安装板通流孔，导流板上设置有导流板通流孔，安装板通流孔与导流板通流孔交错布置，在冲砂过程中返出流体只需要冲开导流板将砂粒冲入冲砂管体内部即可，即使砂粒回落也只会落到导流板上或通过导流板通流孔落至安装板上，而不会由安装板通流孔中回落至井内，待冲砂完成后，将该冲砂工具提出就可将砂粒带出水平井，而且只需要较低的反出流体的压力和较小的排量就可将水平井中的砂粒冲洗干净。

附图说明

图1为本发明的一种水平井冲砂工具的一个实施例的结构示意图；

图2为图1在A-A处的剖视图；

图3为导流板的结构示意图；

图4为冲砂流体进入积砂管段时导流板的运动示意图；

图5为冲砂结束时导流板的运动示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的一种水平井冲砂工具的具体实施例，如图1至图5所示，包括一端用于与冲砂管柱连接的冲砂管体和设置于冲砂管体内部的导流板4，冲砂管体包括分体设置的积砂管段1和进液管段2，导流板4设置于积砂管段1中，积砂管段1的一端为阶梯轴结构，阶梯轴的小径段上设置有外螺纹，进液管段2上设置有内螺纹，进液管段2与积砂管段1通过内、外螺纹的配合可拆连接在一起，积砂管段1的另一端设置有内螺纹用于与冲砂管柱连接，进液管段2与积砂管段1的外表面平齐。积砂管段1上于与进液管段2连接的一端的端部一体设置有端盖3，端盖3形成用于供导流板4安装的安装板，导流板4通过弹簧装置浮动设置于安装板上，安装板的中心设置有螺纹孔11，螺纹孔11中螺纹连接有螺栓6，螺栓6的杆部位于进液管段2的部分上螺纹连接有锁紧螺母9，锁紧螺母9将螺栓6固定在安装板上，导流板4滑动套装在螺栓6的杆部，螺栓6的头部5形成弹簧座，弹簧座与导流板4之间设置有弹簧8，弹簧8套装于螺栓6的杆部，弹簧座与弹簧8之间设置有垫片7，弹簧8的一端顶压在垫片7上，弹簧8的另一端顶压在导流板4上，弹簧座与弹簧8形成上述弹簧装置。

安装板上设置有安装板通流孔，导流板4上设置有导流板通流孔，安装板通流孔与导流板通流孔交错布置, 导流板4具有供返出流体冲开以使返出流体通过安装板的第一工位和冲砂完成后导流板4下落与安装板接触以防止砂粒通过安装板通流孔回落的第二工位。安装板通流孔包括沿冲砂管体的轴线方向呈辐射状设置于安装板上的8个安装板第一通流孔10和沿冲砂管体的轴线方向呈辐射状设置于安装板上的8个安装板第二通流孔14，安装板第一通流孔10的辐射半径大于安装板第二通流孔14的辐射半径，安装板第一通流孔10与安装板第二通流孔14交错并均匀间隔设置。导流板通流孔包括沿冲砂管体的轴线方向呈辐射状设置于导流板上的8个导流板第一通流孔16和沿冲砂管体的轴线方向呈辐射状设置于导流板上的6个导流板第二通流孔17，导流板第一通流孔16的辐射半径大于导流板第二通流孔17的辐射半径，导流板第一通流孔16与导流板第二通流孔17交错设置。

导流板4上设置有两个长度沿冲砂管体的轴线方向延伸的定位杆12，安装板上与定位杆12对应设置有定位孔15，定位杆12导向穿装于对应的定位孔15中以限制导流板4相对于安装板转动，两个定位孔15的中心的连线通过安装板的圆心，导流板4上与各定位杆12一一相对设置有让开相应定位杆12的导流板第三通流孔13，导流板第三通流孔13沿冲砂管体的径向方向上位于对应定位杆12的内侧，导流板第三通流孔13的辐射半径小于导流板第二通流孔17的辐射半径。导流板第一通流孔16与安装板第一通流孔10交错间隔设置且二者的辐射半径相等，并且安装板第一通流孔10与导流板第一通流孔16分别位于相同辐射半径的圆的16等分线上。导流板第二通流孔17与安装板第二通流孔14交错设置且二者的辐射半径相等，并且导流板第二通流孔17与安装板第二通流孔14分别位于相同辐射半径的圆的16等分线中的除去两个定位孔15所在等分线的14条等分线上，导流板第三通流孔13位于相应定位孔15靠近导流板4的圆心的一侧。

本发明的一种水平井冲砂工具的工作过程为：冲砂时，将该冲砂工具接在冲砂管柱的最下面，下入井筒预定位置后，通过反洗井，在冲砂流体的压力的作用下，砂堆被冲溃，导流板4被返出流体冲开，反出流体中的砂粒通过安装板第一通流孔10和安装板第二通流孔14以及导流板第一通流孔16、导流板第二通流孔17及导流板第三通流孔13进入积砂管段1内以及冲砂管柱内，冲砂完成后，停止洗井，在弹簧8的弹力作用下，导流板4与安装板接触贴合，实现进砂通道的关闭，防止进入积砂管段1以及冲砂管柱内的砂粒回落到井筒内，但由于导流板4与安装板贴合后不能完全密封，起出冲砂管柱时，冲砂管柱内的返出流体可以流入到井筒内，而只把砂粒带出井筒。

利用本发明的冲砂工具，在水平段冲砂时，只需要将砂粒带入到积砂管段1中及冲砂管柱内，提出冲砂管柱时就可将砂粒带出井筒，因此只需要较低的排量和压力，解决了低压油气井冲砂时由于返出流体流速小导致井筒的砂不能完全冲出的问题。

在本发明的其他实施例中，冲砂管体也可以为整体式结构，此时安装板可以设置于冲砂管体的内部，也可以由设置于冲砂管体的端部的端盖形成；导流板套装于螺栓上，可以不设置弹簧，可以依靠导流板的重力下落与安装板贴合；也可以不设置垫片；螺栓也可以由焊接于安装板上的安装杆代替，此时安装杆的位于积砂管段的端部具有与导流板挡止配合的以防止其脱离安装杆的挡止结构，此时也省去了锁紧螺栓；可以不设置定位杆，此时也没有了定位孔，可以将导流板导向滑动套装于螺栓的杆部上，为了防止导流板相对于安装板转动，可以将螺栓的杆部与导流板移动配合的部分设置有方轴，此时导流板的中心孔为方孔；安装板通流孔可以只包括安装板第一通流孔，而不设置安装板第二通流孔；安装板通流孔可以只包括安装板第二通流孔，而不设置安装板第一通流孔；导流板上在定位杆不影响的情况下，导流板第三通流孔的辐射半径也可以与导流板第二通流孔的辐射半径相同；安装板上可以只设置导流板第一通流孔和/或第三通流孔；安装板上也可以只设置第二通流孔和/或第三通流孔；定位杆的数量也可以根据实际需要进行调节；弹簧的一端也可以与导流板连接在一起；弹簧的端部也可以与垫片连接在一起或与弹簧座连接在一起；定位杆的位置也可以根据需要进行调节，都那个定位杆的位置合适时，导流板第三通流孔与导流板第二通流通的辐射半径可以相同。

Claims (10)

1.一种水平井冲砂工具，其特征在于：包括一端用于与冲砂管柱连接的冲砂管体和设置于冲砂管体内部的或端部的板厚沿冲砂管体的轴线方向延伸的安装板，安装板上沿冲砂管体的轴线方向浮动设置有导流板，安装板上设置有安装板通流孔，导流板上设置有导流板通流孔，安装板通流孔与导流板通流孔交错布置，导流板具有供返出流体冲开以使返出流体通过安装板的第一工位和冲砂完成后导流板下落与安装板接触以防止砂粒通过安装板通流孔回落的第二工位。

2.根据权利要求1所述的一种水平井冲砂工具，其特征在于：所述导流板通过弹簧装置浮动设置于安装板上，安装板上设置有安装杆，所述弹簧装置包括设置于安装杆端部的弹簧座和套设于安装杆上的弹簧，导流板滑动套设于安装杆上，弹簧的一端与弹簧座接触或连接，弹簧的另一端与导流板接触或连接。

3.根据权利要求2所述的一种水平井冲砂工具，其特征在于：所述安装杆由穿装于安装板上的螺栓的杆部形成，螺栓的头部形成所述弹簧座，安装板上设置有与螺栓螺纹连接的螺纹孔，螺栓的杆部螺纹连接有锁紧螺母。

4.根据权利要求3所述的一种水平井冲砂工具，其特征在于：所述弹簧座与弹簧之间设置还有垫片，弹簧的端部顶压在垫片上。

5.根据权利要求1所述的一种水平井冲砂工具，其特征在于：所述导流板上设置有长度沿冲砂管体的轴线方向延伸的定位杆，安装板上与定位杆对应设置有定位孔，定位杆导向穿装于定位孔中以限制导流板相对于安装板转动。

6.根据权利要求1所述的一种水平井冲砂工具，其特征在于：所述安装板通流孔包括沿冲砂管体的轴线方向呈辐射状设置于安装板上的多个安装板第一通流孔和沿冲砂管体的轴线方向呈辐射状设置于安装板上的多个安装板第二通流孔，安装板第一通流孔的辐射半径大于安装板第二通流孔的辐射半径，安装板第一通流孔与安装板第二通流孔交错并均匀间隔设置。

7.根据权利要求6所述的一种水平井冲砂工具，其特征在于：所述导流板通流孔包括沿冲砂管体的轴线方向呈辐射状设置于导流板上的多个导流板第一通流孔和沿冲砂管体的轴线方向呈辐射状设置于导流板上的多个导流板第二通流孔，导流板第一通流孔的辐射半径大于导流板第二通流孔的辐射半径，导流板第一通流孔与导流板第二通流孔交错设置，导流板第一通流孔与安装板第一通流孔交错间隔设置且二者的辐射半径相等，导流板第二通流孔与安装板第二通流孔交错设置且二者的辐射半径相等。

8.根据权利要求7所述的一种水平井冲砂工具，其特征在于：所述导流板上设置有轴线沿冲砂管体的轴线方向延伸的定位杆，安装板上与定位杆对应设置有定位孔，定位杆导向穿装于定位孔中以限制导流板相对于安装板转动，所述导流板上与各定位杆一一相对设置有让开相应定位杆的导流板第三通流孔，导流板第三通流孔沿冲砂管体的径向方向上位于对应定位杆的内侧。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种水平井冲砂工具，其特征在于：所述冲砂管体包括分体设置的积砂管段和进液管段，导流板设置于积砂管段中，积砂管段与进液管段通过螺纹结构可拆连接。

10.根据权利要求9所述的一种水平井冲砂工具，其特征在于：所述安装板由一体设置于积砂管段的端部的端盖形成。