CN107420054B - 油井冲砂管柱及其使用方法、油井冲砂系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油井冲砂管柱及其使用方法、油井冲砂系统，其涉及石油工程领域，油井冲砂管柱包括：第一分流过桥管；与第一分流过桥管相连接的内管，内管具有沿竖直向上扩大的扩散口，扩散口与第二流道相连通；连接在内管下端的第二分流过桥管；入流机构，入流机构包括连接在第二分流过桥管下端的筛管；伸缩机构，伸缩机构包括N个依次套设的伸缩管，相邻伸缩管之间能够滑动以使伸缩机构在竖直方向的长度能够伸长，中间伸缩管的下端设置有冲砂装置。本发明中的油井冲砂管柱能够有效降低油井冲砂施工对油层的污染和破坏，减少冲砂施工过程中需要接油管时拆卸和再次安装软管线的所耗费的工作时间。

Description

油井冲砂管柱及其使用方法、油井冲砂系统

技术领域

本发明涉及石油工程领域，特别涉及一种油井冲砂管柱及其使用方法、油井冲砂系统。

背景技术

目前，蒸气吞吐技术使得稠油、特稠油、超稠油油田等获得了大规模开发，随着油田开发的深入，油田进入中后期开发，地下严重亏空和油层岩石遭到严重破坏这两个问题变的日益突显。当油层岩石破坏松散后，在油井生产过程中，油层砂会随着油流流动，一部分油层砂在井底沉积，日积月累形成砂面，砂面上升到一定程度，就会造成堵塞油井生产井段，阻断石油从油层中向井底渗流，同时还可能会造成油井卡泵等故障，使得油井不能正常生产。

如今针对砂面的处理办法一般是进行作业冲砂修井施工，图18为目前在用油井冲砂工艺示意图，如图18所示，目前作业冲砂修井施工是向井筒下入油井冲砂施工管柱，管柱是按照砂面位置下入由带冲砂笔尖的油管构成，地面部分由作业机、连接油管软管线、沉砂水罐、水泥车等构成。冲砂施工时，水泥车向管柱泵水，水通过笔尖射向砂面，通过不断向井底泵水，在井底憋足向上举升的压力后，砂液由油套管环形空间举升到地面，返流到沉砂水罐。随着砂面的下降，作业机下放油管跟进砂面，当一根油管放到底后，将水泥车停泵，暂停冲砂，然后拆掉连在油管上的软管线，接上另一根油管后，继续冲砂施工。通过上述循环将砂清到地面，但是这种冲砂工艺存在下列问题：首先要达到在井底憋足向上举升的压力，需要大排量向井内泵水，由于地层严重亏空，大部分水漏到油层，造成油层污染及对油层的进一步的破坏,影响油井开发效果，这一恶性施工后造成一些油井报废。其次，由于地层严重亏空,冲砂施工用水量极多。当一根油管放到底后，将水泥车停泵，暂停冲砂，然后拆掉连在油管上的软管线，接上另一根油管后，继续冲砂施工过程中，由于地层漏水很快，继续冲砂需要重新在井底憋足向上举升的压力，进一步耗水耗时耗力。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种油井冲砂管柱及其使用方法、油井冲砂系统，其能够有效降低油井冲砂施工对油层的污染和破坏，减少冲砂施工过程中需要接油管时拆卸和再次安装软管线的所耗费的工作时间。

本发明实施例的具体技术方案是：

一种油井冲砂管柱，包括：

第一分流过桥管，所述第一分流过桥管具有连通上端和下端的第一流道、连通下端和侧壁的第二流道，所述第一分流过桥管外设置有封隔机构，所述封隔机构位于所述第二流道的出口下；

与所述第一分流过桥管相连接的内管，所述内管具有沿竖直向上扩大的扩散口，所述扩散口与所述第二流道相连通；

连接在所述内管下端的第二分流过桥管，所述第二分流过桥管具有上水导孔和下水导孔，所述第二分流过桥管与所述内管之间形成第一空腔，所述第一空腔内设置有与所述第二分流过桥管的所述上水导孔相连接的喷嘴，所述第二分流过桥管上具有第三流道、第四流道和第五流道，所述第三流道连通第二分流过桥管的上端和下端，所述第四流道连通所述第二分流过桥管的侧壁与所述喷嘴，所述第五流道连通所述第二分流过桥管的侧壁与所述下水导孔；

入流机构，所述入流机构包括连接在所述第二分流过桥管下端的筛管，所述筛管能将外界的砂液导向所述第三流道中；

伸缩机构，所述伸缩机构包括N个依次套设的伸缩管，相邻所述伸缩管之间能够上下滑动至相应的下限位点以使所述伸缩机构在竖直方向的长度能够伸长，位于中间的所述伸缩管具有沿竖直方向延伸的中心管道，所述中心管道与所述第五流道相连通，位于中间的所述伸缩管的下端设置有冲砂装置，所述冲砂装置能使得冲砂流体达到预设压力时从冲砂装置喷出进而冲击砂面，其中N为大于等于1的整数。

在一种优选的实施方式中，所述油井冲砂管柱还包括：连接在第一分流过桥管上端的过滤管，所述过滤管用于将水流进行过滤并输送至第一分流过桥管的第一流道。

在一种优选的实施方式中，所述封隔机构位于所述第二流道的出口和所述入流机构之间，其用于将所述第二流道的出口和所述入流机构之间分隔。

在一种优选的实施方式中，所述封隔机构包括：套设在所述第一分流过桥管上的封隔器骨架，连接在所述封隔器骨架上的封隔胶皮。

在一种优选的实施方式中，所述封隔胶皮的上端内侧具有一呈三角形截面状的缺口，所述缺口内设置有锥形胀环。

在一种优选的实施方式中，所述第一分流过桥管具有沿径向设置的连通所述第一分流过桥管侧壁的排液孔，沿竖直方向设置的分液通道，所述分液通道的上端与排液孔相连接，所述排液孔与所述分液通道形成所述第二流道，所述分液通道的下端与所述内管的扩散口相连接。

在一种优选的实施方式中，所述内管与所述第一分流过桥管的第二流道相连接，所述内管部分穿设在所述第一分流过桥管中，所述内管与所述第一分流过桥管之间形成环状间隙，所述环状间隙与所述第一流道相连通。

在一种优选的实施方式中，所述第一流道沿竖直方向设置，其绕所述分液通道的轴线呈周向设置，所述第一流道与所述第二流道相隔离。

在一种优选的实施方式中，所述上水导孔和所述下水导孔沿竖直方向设置，所述第四流道和所述第五流道沿所述第二分流过桥管的径向设置，所述上水导孔与所述第四流道相连接，所述下水导孔与所述第五流道相连接，所述第三流道沿竖直方向设置，第三流道连通所述第一空腔和所述入流机构的筛管以使自所述筛管流入的砂液流入所述第三流道。

在一种优选的实施方式中，所述入流机构还包括设置在所述筛管中的分液导管和分液塞，所述分液导管与所述下水导孔相连接，所述分液塞将筛管的上下部分相隔开，所述分液塞上安装有控压嘴，所述控压嘴与所述分液导管相连接。

在一种优选的实施方式中，所述控压嘴朝向下方方向。

在一种优选的实施方式中，所述入流机构与所述伸缩机构之间设置有用于调节深度的调深机构，所述调深机构包括与所述筛管下端相连接的第一调深管，与所述第一调深管相连接的第二调深管，上端与所述第二调深管相连接的第三调深管，所述第三调深管的下端用于连接伸缩机构。

在一种优选的实施方式中，所述调深机构中具有第二空腔，所述控压嘴能够控制喷入所述第二空腔中流体进行限流和控压。

在一种优选的实施方式中，伸缩机构还包括外管和N个封座，第一封座连接在所述外管下端，第M封座连接在第M-1伸缩管的下端，所述封座的内壁抵住所述伸缩管的外壁以使两者之间保持密封，M＝1、2…N。

在一种优选的实施方式中，所述伸缩管的上端具有沿径向方向向外的凸起部，所述封座具有卡合部，当所述伸缩管向下滑动时，所述伸缩管的凸起部与所述卡合部相抵以形成所述下限位点。

在一种优选的实施方式中，所述伸缩管上端的内壁上开设有内螺纹。

在一种优选的实施方式中，所述冲砂装置包括与位于中间的所述伸缩管相连接的冲砂总成，所述冲砂总成中开设有冲砂通道，所述冲砂通道内设置有凡尔球、位于所述凡尔球上方的凡尔座、位于所述凡尔球下方用于抵住凡尔球的弹簧、位于弹簧下方的冲砂嘴。

在一种优选的实施方式中，所述冲砂总成下端面上沿径向方向开设有冲砂槽。

一种油井冲砂系统所述油井冲砂系统包括上述任一所述的油井冲砂管柱；用于上提和下放所述油井冲砂管柱的作业机；水泥车，所述水泥车上设置有与第一分流过桥管的第二流道相连接的沉砂水罐与所述沉砂水罐相连接的泵体，所述泵体并且与第一分流过桥管的第一流道相连通，以将所述沉砂水罐中的清水输送给所述油井冲砂管柱。

一种根据上述任一所述的油井冲砂管柱的使用方法，所述第一分流过桥管上端连接有油管，井冲砂管柱的使用方法包括如下步骤：

根据油井生产井段、油井内砂面位置以及井底数据调节所述油管的长度以使所述伸缩机构处于收缩状态下时，所述冲砂装置能够抵住所述砂面，通过所述封隔机构将所述第二流道的出口和所述入流机构之间分隔；

通过作业机下放所述油井冲砂管柱至油井中直至所述伸缩机构处于收缩状态时，所述冲砂装置抵住所述砂面，通过所述封隔机构将所述第二流道的出口和所述入流机构之间分隔；

向第一分流过桥管的第一流道中输入用于冲砂的水，水流经过所述第一分流过桥管的第一流道流至所述第二分流过桥管的所述上水导孔和所述下水导孔中，经过所述上水导孔的水流经喷嘴后射出，在所述第一空腔中形成负压，在该负压的作用下，所述筛管将外界的砂液导向所述第三流道中并和自喷嘴射出的水由所述内管的扩散口经过第一分流过桥管的第二流道排出至地面，经过所述下水导孔的水通过所述第五流道、所述伸缩机构中位于中心的伸缩管后流至所述冲砂装置后喷出从而冲击砂面形成砂液，所述砂液通过上方的筛管流入所述第三流道；

随着砂液的排出，砂面下降，伸缩机构中的伸缩管依次下滑以使冲砂装置不断跟进砂面下降，从而清除井内集砂。

本发明的技术方案具有以下显著有益效果：

1、本申请中油井冲砂管柱的第二分流过桥管可以实现同管柱内三股液体互不干扰的同时流动以在第一空腔中形成负压，该负压能够将井底的砂液向上进行动力举升，控制砂液进入油井冲砂管柱进而排出至地面上，改变了目前传统冲砂工艺中砂液在井底需要依靠憋压举升的状况。

2、本申请中油井冲砂管柱具有伸缩机构改变了原冲砂施工，在原冲砂施工中，每冲砂下入一定深度后需要下一根油管时，必须使水泥车停泵，重新加连接一根油管后，然后继续启动水泥车的泵体进行冲砂施工。而在本申请中，在砂面下降时，通过多根依次套设的伸缩管自然下滑跟进砂面，使得冲砂装置能够始终贴近砂面对砂面进行冲击，如此，能够使得冲砂施工全程不用将水泥车进行停泵，也无需对油管上的软管线进行拆装，直接将井底油砂的连续清除。这样以后，减少冲砂施工过程中需要接油管时拆卸和再次安装软管线的所耗费的工作时间，减小了在此过程中的地层漏水，避免了继续冲砂需要重新在井底憋足向上举升的压力，进一步耗水耗时耗力等问题，进而有效降低油井冲砂施工对油层的污染和破坏。同时，本申请中的中油井冲砂管柱有效降低了操作人员的劳动强度，提高了油井开发的效率。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为本发明实施例中油井冲砂管柱的主视图的剖视图。

图2为本发明实施例中油井冲砂管柱的左视45度角的剖视图。

图3为本发明实施例中第一分流过桥管的俯视图。

图4为本发明实施例中第一分流过桥管的仰视图。

图5为本发明实施例中第二分流过桥管的俯视图。

图6为本发明实施例中第二分流过桥管的仰视图。

图7为本发明实施例中喷嘴的仰视图。

图8为本发明实施例中喷嘴的俯视图。

图9为本发明实施例中内六角螺帽的俯视图。

图10为本发明实施例中冲砂嘴的俯视图。

图11为本发明实施例中冲砂嘴的仰视图。

图12为本发明实施例中冲砂总成的俯视图。

图13为本发明实施例中冲砂总成仰视图。

图14为本发明实施例中冲砂总成的主视剖视图。

图15为本发明实施例中伸缩管提捞工具的主视图。

图16为本发明实施例中油井冲砂管柱冲砂前的应用示意图。

图17为本发明实施例中油井冲砂管柱冲砂后的应用示意图。

图18为本发明实施例中目前在用油井冲砂工艺的示意图。

以上附图的附图标记：

1、过滤管；2、第一分流过桥管；21、第一流道；22、第二流道；221、排液孔；222、分液通道；3、封隔机构；31、封隔器骨架；32、封隔胶皮；321、缺口；33、锥形胀环；4、内管；41、扩散口；42、环状间隙；5、第二分流过桥管；51、上水导孔；52、下水导孔；53、喷嘴；54、第三流道；55、第四流道；56、第五流道；57、第一空腔；6、入流机构；61、筛管；62、分液导管；63、分液塞；64、控压嘴；65、连接管；7、伸缩机构；71、伸缩管；711、凸起部；72、中心管道；73、封座；731、卡合部；74、外管；8、冲砂装置；81、冲砂总成；811、冲砂槽；82、凡尔球；83、凡尔座；84、弹簧；85、冲砂嘴；851、过水槽；852、十字进水孔；853、射砂口；86、内六角螺帽；9、调深机构；91、第一调深管；92、第二调深管；93、第三调深管；94、第二空腔；10、作业机；11、吊环；12、管柱吊卡；13、油管；14、沉砂水罐；15、水泥车；16、进清水管；17、泵体；18、泵出水管；19、生产井段；20、伸缩管提捞工具。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了能够有效降低油井冲砂施工对油层的污染和破坏，减少冲砂施工过程中需要接油管13时拆卸和再次安装软管线的所耗费的工作时间，在本申请中提出了一种油井冲砂管柱，图1为本发明实施例中油井冲砂管柱的主视图的剖视图，图2为本发明实施例中油井冲砂管柱的左视45度角的剖视图，图3为本发明实施例中第一分流过桥管2的俯视图，图4为本发明实施例中第一分流过桥管2的仰视图，图5为本发明实施例中第二分流过桥管5的俯视图，图6为本发明实施例中第二分流过桥管5的仰视图，如图1-图6所示，该油井冲砂管柱包括第一分流过桥管2，第一分流过桥管2具有连通上端和下端的第一流道21、连通下端和侧壁的第二流道22，第一分流过桥管2外设置有封隔机构3，封隔机构3位于第二流道22的出口下；与第一分流过桥管2相连接的内管4，内管4具有沿竖直向上扩大的扩散口41，扩散口41与第二流道22相连通；连接在内管4下端的第二分流过桥管5，第二分流过桥管5具有上水导孔51和下水导孔52，第二分流过桥管5与内管4之间形成第一空腔57，第一空腔57内设置有与第二分流过桥管5的上水导孔51相连接的喷嘴53，第二分流过桥管5上具有第三流道54、第四流道55和第五流道56，第三流道54连通第二分流过桥管5的上端和下端，第四流道55连通第二分流过桥管5的侧壁与喷嘴53，第五流道56连通第二分流过桥管5的侧壁与下水导孔52；入流机构6，入流机构6包括连接在第二分流过桥管5下端的筛管61，筛管61能将外界的砂液导向第三流道54中；伸缩机构7，伸缩机构7包括N个依次套设的伸缩管71，相邻伸缩管71之间能够上下滑动至相应的下限位点以使伸缩机构7在竖直方向的长度能够伸长，位于中间的伸缩管71具有沿竖直方向延伸的中心管道72，中心管道72与第五流道56相连通，位于中间的伸缩管71的下端设置有冲砂装置8，冲砂装置8能使得冲砂流体达到预设压力时从冲砂装置8喷出进而冲击砂层，其中N为大于等于1的整数。

当需要进行作业时，通过作业机10上提和下放油井冲砂管柱，同时将油井冲砂管柱的第一分流过桥管2的第二流道22与水泥车15上的沉砂水罐14相连接，沉砂水罐14通过进清水管16连接有泵体17的一端，泵体17的另一端并且通过泵出水管18与第一分流过桥管2的第一流道21相连通，以将沉砂水罐14中的清水输送给油井冲砂管柱。为了使得油井冲砂管柱能够适应油井生产井段2019内砂面位置，在第一分流过桥管2上端连接有油管13以便调节下入深度。

根据油井生产井段2019、油井内砂面位置以及井底数据调节油管13的长度以使伸缩机构7处于收缩状态下时，冲砂装置8能够抵住砂面。

图16为本发明实施例中油井冲砂管柱冲砂前的应用示意图，如图16所示，然后通过作业机10下放油井冲砂管柱至油井中直至伸缩机构7处于收缩状态时，冲砂装置8抵住砂面。

通过水泥车15的泵体17将沉砂水罐14上层的清水经过泵出水管18输送至油井冲砂管柱，从而向第一分流过桥管2的第一流道21中输入用于冲砂的水，如图2、图2所示，水流经过第一分流过桥管2的第一流道21流至第二分流过桥管5的上水导孔51和下水导孔52中：如图2所示，经过上水导孔51的水流经喷嘴53后射出，在第一空腔57中形成负压，在该负压的作用下，筛管61将外界的砂液导向第三流道54中，并和自喷嘴53射出的水由内管4的扩散口41经过第一分流过桥管2的第二流道22由油套环空排出至地面。排出至地面砂液和水一起输送至沉砂水罐14；如图1所示，经过下水导孔52的水通过第五流道56、伸缩机构7中位于中心的伸缩管71后流至冲砂装置8后喷出从而冲击砂面形成砂液，砂液通过上方的筛管61流入第三流道54。

如图17所示，随着砂液的排出，砂面下降，伸缩机构7中的多根伸缩管71依次下滑以使冲砂装置8不断跟进砂面下降，从而清除井内集砂。在水泥车15泵体17的工作下实现不断连续冲砂，当井底排出的砂液变成清水以后，则说明井底的集砂基本已被清理，在水泥车15停泵后，依次起出油井冲砂管柱。

通过本申请中油井冲砂管柱的第二分流过桥管5可以实现同管柱内三股液体互不干扰的同时流动以在第一空腔57中形成负压，该负压能够将井底的砂液向上进行动力举升，控制砂液进入油井冲砂管柱进而排出至地面上，改变了目前传统冲砂工艺中砂液在井底需要依靠憋压举升的状况。

同时，本申请中油井冲砂管柱具有伸缩机构7改变了原冲砂施工，在原冲砂施工中，每冲砂下入一定深度后需要下一根油管13时，必须使水泥车15停泵，重新加连接一根油管13后，然后继续启动水泥车15的泵体17进行冲砂施工。而在本申请中，在砂面下降时，通过多根依次套设的伸缩管71自然下滑跟进砂面，使得冲砂装置8能够始终贴近砂面对砂面进行冲击，如此，能够使得冲砂施工全程不用将水泥车15进行停泵，也无需对油管13上的软管线进行拆装，直接将井底油砂的连续清除。这样以后，减少冲砂施工过程中需要接油管13时拆卸和再次安装软管线的所耗费的工作时间，减小了在此过程中的地层漏水，避免了继续冲砂需要重新在井底憋足向上举升的压力，进一步耗水耗时耗力等问题，进而有效降低油井冲砂施工对油层的污染和破坏。

为了更好的了解本申请中的油井冲砂管柱，下面将对其做进一步解释和说明。如图3和图4所示，第一分流过桥管2具有连通上端和下端的第一流道21、连通下端和侧壁的第二流道22。第一分流过桥管2具有沿径向设置的连通第一分流过桥管2侧壁的排液孔221，沿竖直方向设置的分液通道222，分液通道222的上端与排液孔221相连接，排液孔221与分液通道222形成第二流道22，分液通道222的下端与内管4的扩散口41相连接。在一种可行的实施方式中，第一流道21沿竖直方向设置，其绕分液通道222的轴线呈周向设置，第一流道21与第二流道22相隔离。

第一分流过桥管2外设置有封隔机构3，封隔机构3位于第二流道22的出口下。具体而言，封隔机构3位于第二流道22的出口和入流机构6之间，其用于将第二流道22的出口和入流机构6之间分隔。封隔机构3可以包括：套设在第一分流过桥管2上的封隔器骨架31，连接在封隔器骨架31上的封隔胶皮32。封隔机构3可以为多个，其沿竖直方向设置。封隔胶皮32的上端内侧具有一呈三角形截面状的缺口321，缺口321内设置有锥形胀环33。通过封隔器骨架31、锥形胀环33、封隔胶皮32技术的应用，实现了以封隔胶皮32为界，将油套管环空分隔成两个空间，实现了清水与砂液的分流，一方面利用了上部空间导出砂液和水，另外一方面保护下部生产井段2019空间。同时，通过锥形胀环33可以使得在作业过程中油套环空中的液体重量作用在锥形胀环33上，导致封隔胶皮32外胀，进而加强封隔胶皮32与套管之间的密封性。

如图1、图2所示，内管4与第一分流过桥管2相连接，内管4具有沿竖直向上扩大的扩散口41，扩散口41与第二流道22相连通。在一种可行的实施方式中，内管4与第一分流过桥管2的第二流道22相连接，内管4部分穿设在第一分流过桥管2中，内管4与第一分流过桥管2之间形成环状间隙42，环状间隙42与第一流道21相连通。

图5为本发明实施例中第二分流过桥管5的俯视图，图6为本发明实施例中第二分流过桥管5的仰视图，如图5和图6所示，第二分流过桥管5连接在内管4下端，第二分流过桥管5具有上水导孔51和下水导孔52。上水导孔51和下水导孔52沿竖直方向设置。第二分流过桥管5与内管4之间形成第一空腔57，图7为本发明实施例中喷嘴53的仰视图，图8为本发明实施例中喷嘴53的俯视图，如图7、图8所示，第一空腔57内设置有与第二分流过桥管5的上水导孔51相连接的喷嘴53，第二分流过桥管5上具有第三流道54、第四流道55和第五流道56，第三流道54连通第二分流过桥管5的上端和下端，第四流道55连通第二分流过桥管5的侧壁与喷嘴53，第五流道56连通第二分流过桥管5的侧壁与下水导孔52。在一种可行的实施方式中，第四流道55和第五流道56沿第二分流过桥管5的径向设置，上水导孔51与第四流道55相连接，下水导孔52与第五流道56相连接，第三流道54沿竖直方向设置，第三流道54连通第一空腔57和入流机构6的筛管61以使自筛管61流入的砂液流入第三流道54。

如图1、图2所示，入流机构6包括连接在第二分流过桥管5下端的筛管61，筛管61能将外界的砂液导向第三流道54中。在一种可选的实施方式中，为了便于入流机构6能够方便的与第一分流过桥管2相连接，在入流机构6与第一分流过桥管2之间可以连接一根连接管65，连接管65内可以安装第二分流过桥管5，如此，可以便于油井冲砂管柱的装配和拆卸。

如图1、图2所示，伸缩机构7可以连接在入流机构6下方，伸缩机构7可以包括N个依次套设的伸缩管71，相邻伸缩管71之间能够上下滑动至相应的下限位点以使伸缩机构7在竖直方向的长度能够伸长，位于中间的伸缩管71具有沿竖直方向延伸的中心管道72，中心管道72与第五流道56相连通，位于中间的伸缩管71的下端设置有冲砂装置8，冲砂装置8能使得冲砂流体达到预设压力时从冲砂装置8喷出进而冲击砂面，其中N为大于等于1的整数。

在一种可行的实施方式中，伸缩机构7还包括外管74和N个封座73，第一封座连接在外管74下端，第M封座连接在第M-1伸缩管的下端，封座73的内壁抵住伸缩管71的外壁以使两者之间保持密封，M＝1、2…N。伸缩管71的上端具有沿径向方向向外的凸起部711，封座73具有卡合部731，当伸缩管71向下滑动时，伸缩管71的凸起部711与卡合部731相抵以形成下限位点。每一个封座73的上端内侧都开设有内螺纹，每一个伸缩管71的下端的外侧都开设有外螺纹，第N个伸缩管的下端的外壁上开设有外螺纹以使得其能够与冲砂装置8相连接。第一封座可以套设在第一伸缩管外，两者之间设置有密封圈同时能够保持上下滑动。第一伸缩管的下端的外螺纹用于与第二封座上端内侧的内螺纹相连接，如图1、图2所示，如此类推。

在一种可行的实施方式中，图12为本发明实施例中冲砂总成81的俯视图，图13为本发明实施例中冲砂总成81仰视图，图14为本发明实施例中冲砂总成81的主视剖视图，如图12、图13和图14所示，冲砂装置8可以包括与位于中间的伸缩管71相连接的冲砂总成81，冲砂总成81中开设有冲砂通道，冲砂通道内设置有凡尔球82、位于凡尔球82上方的凡尔座83、位于凡尔球82下方用于抵住凡尔球82的弹簧84、位于弹簧84下方的冲砂嘴85。图9为本发明实施例中内六角螺帽86的俯视图，如图9所示，凡尔座83与伸缩管71之间可以设置有内六角螺帽86。冲砂总成81下端面上沿径向方向还可以开设有冲砂槽811。通过上述结构实现了以凡尔球82为界的上下空间的封闭隔离，防止砂液进入上部空间，同时在冲砂总成81接触砂面获得支撑的情况下，冲砂槽811形成水道可以保证水流冲蚀带走油砂，进而完成冲砂施工。图10为本发明实施例中冲砂嘴85的俯视图，图11为本发明实施例中冲砂嘴85的仰视图，如图10和图11所示，冲砂嘴85沿竖直方向具有过水槽851，过水槽851能与下压后凡尔球82形成的通道相连通，冲砂嘴85内部具有与过水槽851相连接的十字进水孔852，和与十字进水孔852相连接的射砂口853，水流通过过水槽851后进入十字进水孔852，再通过射砂口853射向砂面形成砂液，砂液由冲砂槽811泄出。

在一种优选的实施方式中，油井冲砂管柱还包括：连接在第一分流过桥管2上端的过滤管1，过滤管1用于将水流进行过滤并输送至第一分流过桥管2的第一流道21。通过该过滤管1技术的应用，其能够有效过滤出自沉砂水罐14输出的上层清水中可能含有的水中颗粒及脏物，从而可以有效防止水道的堵塞。

在一种优选的实施方式中，如图1、图2所示，入流机构6还包括设置在筛管61中的分液导管62和分液塞63，分液导管62与下水导孔52相连接，分液塞63将筛管61的上下部分相隔开，分液塞63上安装有控压嘴64，控压嘴64与分液导管62相连接。控压嘴64朝向下方方向。通过上述结构实现了以控压嘴64为界的上高下小的不同压力区间，解决了喷嘴53处由于水量分流造成的压力损失而影响射速问题，确保喷嘴53处有稳定的高压水量，同时还解决了伸缩机构7中伸缩管71之间的滑动不能承受太高压力的问题。

在一种优选的实施方式中，如图1、图2所示，入流机构6与伸缩机构7之间设置有用于调节深度的调深机构9，调深机构9包括与筛管61下端相连接的第一调深管91，与第一调深管91相连接的第二调深管92，上端与第二调深管92相连接的第三调深管93，第三调深管93的下端用于连接伸缩机构7。调深机构9中具有第二空腔94，控压嘴64能够控制喷入第二空腔94中流体进行限流和控压。通过该调深机构9实现了油井冲砂管柱可根据每口油井井底状况的不同进行组合数据的优化，确保封隔胶皮32始终处在生产井段2019上部适当位置，保证冲砂总成81达到井底。

在一种优选的实施方式中，伸缩管71上端的内壁上开设有内螺纹。图15为本发明实施例中伸缩管提捞工具20的主视图，如图15所示，油井冲砂管柱还包括伸缩管提捞工具20，伸缩管提捞工具20的侧壁呈台阶状，每一台阶侧壁的下方都开设有与伸缩管71上端的内壁相对应的外螺纹，台阶的数量与伸缩管71的数量相对应。在一种实施方式中，如图1、图2所示，例如N等于3，即，第一伸缩管套设在外侧，第一封座与第一伸缩管相配，第二伸缩管套设位于中间，第二封座与第二伸缩管相配，第三伸缩管套设在中间，第三封座与第三伸缩管相配，在油井冲砂管柱下井施工前需要将伸缩机构7中的伸缩管依次套设好，同时需要通过作业机10将其吊起竖直，由于一根伸缩管长度就可以达到10米左右，所以需要采用特殊的操作步骤，该操作步骤如下：将第一伸缩管、第二伸缩管、第三伸缩管放在管桥上，把第三封座套入第三伸缩管，把冲砂总成81与第三伸缩管的螺纹相扣好，把伸缩管提捞工具20与第三伸缩管上端的内螺纹扣上，把管柱吊卡12与伸缩管提捞工具20卡好，把吊环11与管柱吊卡12挂好。用作业机10上提第三伸缩管垂直，使冲砂总成81在井口平面以上，上挪第三封座至适当位置(因第三封座上密封圈的作用使其不能很快下滑)，用作业机10下放第三伸缩管使冲砂总成81入井后停止，将第二个管柱吊卡12放在井口上与第三伸缩管相扣，用作业机10下放第三伸缩管入井，使第三封座坐在第二个管柱吊卡12上，第三伸缩管的凸起部711坐在第三封座里。拆下伸缩管提捞工具20上管柱吊卡12，将第三伸缩管上的伸缩管提捞工具20卸下装在第二伸缩管上端的内螺纹上，把管柱吊卡12与伸缩管提捞工具20卡好，把吊环11与管柱吊卡12挂好，用作业机10上提第二伸缩管垂直，把第二封座套入第二伸缩管后上挪到适当位置，使第二伸缩管的外螺纹对准第三封座的内螺纹后将作业机10下放适当位置，将第二伸缩管的外螺纹与第三封座的内螺纹扣好，将作业机10上提适当位置，拆下第二个管柱吊卡12，将作业机10下放使第三封座入井后停止，将第二个管柱吊卡12放在井口上与第二伸缩管相扣，用作业机10下放第二伸缩管入井，使第二封座坐在第二个管柱吊卡12上，第二伸缩管的凸起部711坐在第二封座里。拆下伸缩管提捞工具20上的管柱吊卡12，将第二伸缩管上的伸缩管提捞工具20卸下装在第一伸缩管上端的内螺纹上，把管柱吊卡12与伸缩管提捞工具20卡好，把吊环11与管柱吊卡12挂好，用作业机10上提第一伸缩管垂直，把第一封座套入第一伸缩管后上挪到适当位置，使第一伸缩管的外螺纹对准第二封座的内螺纹后将作业机10下放适当位置，将第一伸缩管的外螺纹与第二封座的内螺纹扣好，将作业机10上提适当位置，拆下第二个管柱吊卡12，将作业机10下放使第二封座入井后停止，将第二个管柱吊卡12放在井口上与第一伸缩管相扣，用作业机10下放第一伸缩管入井，使第一封座坐在第二个管柱吊卡12上，第一伸缩管的凸起部711坐在第一封座里。拆下伸缩管提捞工具20上的管柱吊卡12，将第一伸缩管上的伸缩管提捞工具20卸下，把管柱吊卡12与外管74卡好，把吊环11与管柱吊卡12挂好，用作业机10上提外管74垂直，使外管74公扣对准第一封座的内螺纹后将作业机10下放适当位置，将外管74的外螺纹与第一封座的内螺纹扣好，将作业机10上提适当位置，拆下第二个管柱吊卡12，将作业机10下放使第一封座入井后停止，将第二个管柱吊卡12放在井口上与外管74相扣，用作业机10下放外管74入井，接下来按常规施工下调深机构9、第二分流过桥管5、第一分流过桥管2、入流机构6，油管13等等部件直至完成管柱(如图16所示)。

当油井冲砂管柱下入至井后，可以在地面上进行相应的施工准备，即地面设备按图16连接准备，并将沉砂水罐14中盛好清水。

在本申请中还提出了一种油井冲砂系统，油井冲砂系统包括上述任一的油井冲砂管柱；用于上提和下放油井冲砂管柱的作业机10；水泥车15，水泥车15上设置有与第一分流过桥管2的第二流道22相连接的沉砂水罐14与沉砂水罐14相连接的泵体17，泵体17并且与第一分流过桥管2的第一流道21相连通，以将沉砂水罐14中的清水输送给油井冲砂管柱。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。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士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。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种油井冲砂管柱，其特征在于，包括：

第一分流过桥管，所述第一分流过桥管具有连通上端和下端的第一流道、连通下端和侧壁的第二流道，所述第一分流过桥管外设置有封隔机构，所述封隔机构位于所述第二流道的出口下；

与所述第一分流过桥管相连接的内管，所述内管具有沿竖直向上扩大的扩散口，所述扩散口与所述第二流道相连通；

连接在所述内管下端的第二分流过桥管，所述第二分流过桥管具有上水导孔和下水导孔，所述第二分流过桥管与所述内管之间形成第一空腔，所述第一空腔内设置有与所述第二分流过桥管的所述上水导孔相连接的喷嘴，所述第二分流过桥管上具有第三流道、第四流道和第五流道，所述第三流道连通第二分流过桥管的上端和下端，所述第四流道连通所述第二分流过桥管的侧壁与所述喷嘴，所述第五流道连通所述第二分流过桥管的侧壁与所述下水导孔；所述下水导孔沿竖直方向设置；所述第五流道沿所述第二分流过桥管的径向设置，所述下水导孔与所述第五流道相连接；

入流机构，所述入流机构包括连接在所述第二分流过桥管下端的筛管，所述筛管能将外界的砂液导向所述第三流道中；所述入流机构还包括设置在所述筛管中的分液导管和分液塞，所述分液导管与所述下水导孔相连接，所述分液塞将筛管的上下部分相隔开，所述分液塞上安装有控压嘴，所述控压嘴与所述分液导管相连接；所述第三流道沿竖直方向设置，第三流道连通所述第一空腔和所述入流机构的筛管以使自所述筛管流入的砂液流入所述第三流道；

伸缩机构，所述伸缩机构包括N个依次套设的伸缩管，相邻所述伸缩管之间能够上下滑动至相应的下限位点以使所述伸缩机构在竖直方向的长度能够伸长，位于中间的所述伸缩管具有沿竖直方向延伸的中心管道，所述中心管道与所述第五流道相连通，位于中间的所述伸缩管的下端设置有冲砂装置，所述冲砂装置能使得冲砂流体达到预设压力时从冲砂装置喷出进而冲击砂面，其中N为大于等于1的整数；所述冲砂装置包括与位于中间的所述伸缩管相连接的冲砂总成，所述冲砂总成中开设有冲砂通道，所述冲砂通道内设置有凡尔球、位于所述凡尔球上方的凡尔座、位于所述凡尔球下方用于抵住凡尔球的弹簧、位于弹簧下方的冲砂嘴；所述冲砂总成下端面上沿径向方向开设有冲砂槽。

2.根据权利要求1所述的油井冲砂管柱，其特征在于，所述油井冲砂管柱还包括：连接在第一分流过桥管上端的过滤管，所述过滤管用于将水流进行过滤并输送至第一分流过桥管的第一流道。

3.根据权利要求1所述的油井冲砂管柱，其特征在于，所述封隔机构位于所述第二流道的出口和所述入流机构之间，其用于将所述第二流道的出口和所述入流机构之间分隔。

4.根据权利要求3所述的油井冲砂管柱，其特征在于，所述封隔机构包括：套设在所述第一分流过桥管上的封隔器骨架，连接在所述封隔器骨架上的封隔胶皮。

5.根据权利要求4所述的油井冲砂管柱，其特征在于，所述封隔胶皮的上端内侧具有一呈三角形截面状的缺口，所述缺口内设置有锥形胀环。

6.根据权利要求1所述的油井冲砂管柱，其特征在于，所述第一分流过桥管具有沿径向设置的连通所述第一分流过桥管侧壁的排液孔，沿竖直方向设置的分液通道，所述分液通道的上端与排液孔相连接，所述排液孔与所述分液通道形成所述第二流道，所述分液通道的下端与所述内管的扩散口相连接。

7.根据权利要求1所述的油井冲砂管柱，其特征在于，所述内管与所述第一分流过桥管的第二流道相连接，所述内管部分穿设在所述第一分流过桥管中，所述内管与所述第一分流过桥管之间形成环状间隙，所述环状间隙与所述第一流道相连通。

8.根据权利要求6所述的油井冲砂管柱，其特征在于，所述第一流道沿竖直方向设置，其绕所述分液通道的轴线呈周向设置，所述第一流道与所述第二流道相隔离。

9.根据权利要求1所述的油井冲砂管柱，其特征在于，所述上水导孔沿竖直方向设置，所述第四流道沿所述第二分流过桥管的径向设置，所述上水导孔与所述第四流道相连接。

10.根据权利要求1所述的油井冲砂管柱，其特征在于，所述控压嘴朝向下方方向。

11.根据权利要求1所述的油井冲砂管柱，其特征在于，所述入流机构与所述伸缩机构之间设置有用于调节深度的调深机构，所述调深机构包括与所述筛管下端相连接的第一调深管，与所述第一调深管相连接的第二调深管，上端与所述第二调深管相连接的第三调深管，所述第三调深管的下端用于连接伸缩机构。

12.根据权利要求11所述的油井冲砂管柱，其特征在于，所述调深机构中具有第二空腔，所述控压嘴能够控制喷入所述第二空腔中流体进行限流和控压。

13.根据权利要求1所述的油井冲砂管柱，其特征在于，伸缩机构还包括外管和N个封座，第一封座连接在所述外管下端，第M封座连接在第M-1伸缩管的下端，所述封座的内壁抵住所述伸缩管的外壁以使两者之间保持密封，M＝1、2…N。

14.根据权利要求13所述的油井冲砂管柱，其特征在于，所述伸缩管的上端具有沿径向方向向外的凸起部，所述封座具有卡合部，当所述伸缩管向下滑动时，所述伸缩管的凸起部与所述卡合部相抵以形成所述下限位点。

15.根据权利要求1所述的油井冲砂管柱，其特征在于，所述伸缩管上端的内壁上开设有内螺纹。

16.一种油井冲砂系统，其特征在于，所述油井冲砂系统包括如权利要求1至15中任一所述的油井冲砂管柱；用于上提和下放所述油井冲砂管柱的作业机；水泥车，所述水泥车上设置有与所述第一分流过桥管的所述第二流道相连接的沉砂水罐与所述沉砂水罐相连接的泵体，所述泵体并且与所述第一分流过桥管的所述第一流道相连通，以将所述沉砂水罐中的清水输送给所述油井冲砂管柱。

17.一种根据权利要求1所述的油井冲砂管柱的使用方法，其特征在于，所述第一分流过桥管上端连接有油管，井冲砂管柱的使用方法包括如下步骤：

根据油井生产井段、油井内砂面位置以及井底数据调节所述油管的长度以使所述伸缩机构处于收缩状态下时，所述冲砂装置能够抵住所述砂面，通过所述封隔机构将所述第二流道的出口和所述入流机构之间分隔；

通过作业机下放所述油井冲砂管柱至油井中直至所述伸缩机构处于收缩状态时，所述冲砂装置抵住所述砂面，通过所述封隔机构将所述第二流道的出口和所述入流机构之间分隔；

向所述第一分流过桥管的所述第一流道中输入用于冲砂的水，水流经过所述第一分流过桥管的所述第一流道流至所述第二分流过桥管的所述上水导孔和所述下水导孔中，经过所述上水导孔的水流经所述喷嘴后射出，在所述第一空腔中形成负压，在该负压的作用下，所述筛管将外界的砂液导向所述第三流道中并和自所述喷嘴射出的水由所述内管的所述扩散口经过所述第一分流过桥管的所述第二流道排出至地面，经过所述下水导孔的水通过所述第五流道、所述伸缩机构中位于中心的伸缩管后流至所述冲砂装置后喷出从而冲击砂面形成砂液，所述砂液通过上方的筛管流入所述第三流道；

随着砂液的排出，砂面下降，所述伸缩机构中的所述伸缩管依次下滑以使冲砂装置不断跟进砂面下降，从而清除井内集砂。

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