CN108119073B - 一种反循环冲砂洗井管柱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种反循环冲砂洗井管柱,属于油井生产领域。所述反循环冲砂洗井管柱包括:套管、井口采油树四通、自封器、工艺管总成、油管单根、转向转换接头、堵塞器、冲砂油管和冲砂笔尖;使用本发明实施例提供的反循环冲砂洗井管柱时,冲完一根油管单根后连接新的油管单根的过程中无需停泵,进而可避免油井内悬浮在冲砂液中的砂子回落掩埋井下设备,发生井下砂卡事故,且冲完一根油管单根后,只需在油管单根上方通过转向转换接头连接新的油管单根即可,无需拆卸油管单根和出口管线,操作简单,且也无需拖动高压水龙带,故可减轻现场操作人员的劳动强度。

Description

一种反循环冲砂洗井管柱
技术领域
本发明涉及油井生产领域,特别涉及一种反循环冲砂洗井管柱。
背景技术
由于地质结构及开发工艺方面的原因,在油井开发中后期,油层胶结日趋疏松,油井出砂日益严重,需要使用冲砂管柱向油井内注入冲砂液对油井进行清洗,并将井内的砂子全部带至地面,防止井内砂子逐渐沉淀,砂柱增高,堵塞出油通道,增加原油流动阻力,使油井减产甚至停产,同时损坏井下设备造成井下砂卡事故。
目前的冲砂管柱包括套管、井口采油树四通、油管单根、防喷器和反循环冲砂器,井口采油树四通固定安装在套管上端,油管单根安装在套管内部,且通过防喷器与井口采油树四通固定连接,反循环冲砂器固定在油管单根的下端。使用时,关闭采油树四通一侧闸门,采油树四通的另一侧闸门连接进口管线,进口管线连接水泥泵车,油管单根的上端连接出口管线,出口管线连接作业罐。进行冲砂洗井时,水泥泵车起泵向油套环空内注入冲砂液,冲砂液冲击井内的砂子,使砂子悬浮在冲砂液中并随冲砂液经反循环冲砂器返至油管单根内,从油管单根经出口管线流至作业罐内。随着冲洗的过程中井底砂面的移动,需要使油管单根逐步下行,当冲完一根油管单根后,停泵,卸开出口管线和油管单根,在出口管线和油管单根之间连接一根油管单根,连接完成后再起泵进行冲砂作业。
在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术至少存在以下问题:
使用目前的冲砂管柱进行反循环冲洗时,冲完一根油管单根后必须停泵以连接另一根油管单根,停泵的过程中可能导致油井内悬浮在冲砂液中的砂子回落,掩埋井下设备,造成井下砂卡事故;且拆装油管单根的过程较为繁琐,作业效率低,另外出口管线的高压水龙带较重,拆装出口管线和油管单根的过程中需要现场操作人员反复拖动高压水龙带,现场操作人员劳动强度较大。
发明内容
为了解决现使用目前的冲砂管柱进行反循环冲砂洗井时,冲完一根油管单根后必须停泵以连接另一根油管单根,容易造成井下砂卡事故,且拆装油管单根的过程较为繁琐,作业效率较低,且现场操作人员劳动强度大的问题,本发明实施例提供了一种反循环冲砂洗井管柱。所述技术方案如下:
一种反循环冲砂洗井管柱,所述反循环冲砂洗井管柱包括:套管、井口采油树四通、自封器、工艺管总成、油管单根、转向转换接头、堵塞器、冲砂油管和冲砂笔尖;
所述井口采油树四通固定安装在所述套管的上端,其一侧闸门关闭,另一侧闸门连接进口管线;
所述自封器形成三通结构,固定安装在所述井口采油树四通上端,其侧闸门连接出口管线;
所述工艺管总成固定安装在所述自封器的下端内部,与所述自封器之间密封连接,所述工艺管总成与所述套管之间形成第一环形空间;
所述油管单根穿过所述自封器并伸入所述工艺管总成内部,其与所述自封器的上端动密封连接,与所述自封器的下端之间形成第二环形空间,与所述工艺管总成之间形成第三环形空间,所述第三环形空间、所述第二环形空间及所述自封器的侧闸门连通;
所述转向转换接头与所述油管单根的下端固定连接,其下端与所述工艺管总成动密封连接,上端与所述工艺管总成之间形成第四环形空间,所述第四环形空间与所述第三环形空间连通,且所述转向转换接头的侧壁上设有限位销钉和回液孔,所述限位销钉沿所述转向转换接头的径向设置,位于所述回液孔上方,所述回液孔在所述转向转换接头内部的压力比所述第四环形空间内的压力大预设数值时打开,连通所述转向转换接头内部和所述第四环形空间;
所述堵塞器设置在所述转向转换接头内部,所述限位销钉位于所述工艺管总成内部时,能够与所述工艺管总成的内壁作用,限制所述堵塞器上行,以使所述堵塞器在所述回液孔的上方封堵所述转向转换接头的内部通道,防止冲砂液进入所述油管单根,所述限位销钉由所述工艺管总成的下端离开所述工艺管总成时,能够在所述堵塞器的作用下脱落,以释放所述堵塞器;
所述冲砂油管上端与所述转向转换接头的下端固定连接,所述冲砂笔尖与所述冲砂油管的下端固定连接;
反循环冲砂洗井状态,所述进口管线连接水泥泵车,向所述第一环形空间中注入冲砂液,所述冲砂液冲击井底的砂子,使所述砂子悬浮并随所述冲砂液由所述冲砂笔尖经所述冲砂油管倒返至所述转向转换接头内部,所述回液孔打开,所述冲砂液依次经所述第四环形空间、所述第三环形空间、所述第二环形空间及所述出口管线进入地面作业罐内。
进一步地,所述工艺管总成包括:悬挂器、工艺管柱、管鞋和第一密封胶圈;
所述悬挂器的上端设有第一外凸台,且所述自封器的下端设有内凸台,所述悬挂器通过所述第一外凸台悬挂在所述自封器下端的内凸台上,并相对所述自封器的轴向固定,所述工艺管柱固定在所述悬挂器的下端内部,所述管鞋固定在所述工艺管柱的下端,所述第一密封胶圈设置在所述悬挂器和所述自封器之间,通过所述第一密封胶圈使所述工艺管总成与所述自封器之间密封连接。
进一步地,所述反循环冲砂洗井管柱还包括悬挂器压帽,所述悬挂器压帽设置在所述自封器内部,与所述自封器固定连接,用于使所述悬挂器相对所述自封器的轴向固定。
具体地,所述工艺管柱包括至少两根工艺管和至少一个接箍,所述至少一个接箍的数量比所述至少两根工艺管的数量少一,所述至少两根工艺管通过所述至少一个接箍串接成所述工艺管柱。
进一步地,所述自封器包括:壳体、胶芯和自封芯压帽;
所述壳体形成三通结构,所述胶芯设置在所述壳体内部,用于在所述壳体上端封堵所述第二环形空间,所述自封芯压帽设置在所述胶芯上端,用于与所述壳体的内壁作用将所述胶芯固定在所述壳体内部。
进一步地,所述转向转换接头包括:接头本体、胶筒座、胶筒、弹簧和阀套;
所述接头本体的上端与所述油管单根螺纹连接,下端与所述冲砂油管螺纹连接,其外壁上从上至下依次设有第二外凸台和所述回液孔,所述第二外凸台上沿所述接头本体的径向设有用于安装所述限位销钉的销钉孔;
所述胶筒座固定在所述接头本体的下端外部,所述回液孔位于所述胶筒座和所述第二外凸台之间;
所述胶筒安装在所述胶筒座上,用于由所述接头本体的下端封堵所述第四环形空间;
所述弹簧和所述阀套从下至上套在所述接头本体外部,且位于所述胶筒座和所述第二外凸台之间,所述阀套与所述接头本体动密封连接;
所述胶筒位于所述工艺管总成内部状态,若所述接头本体内部的冲砂液作用在所述阀套上的压力大于所述阀套在所述第四环形空间中受到的压力与所述弹簧的弹力之和,所述阀套压缩所述弹簧下行,使所述接头本体内部与所述第四环形空间之间通过所述回液孔连通;
所述胶筒由所述工艺管总成下端离开所述工艺管总成状态,所述阀套在所述第一环形空间中的冲砂液的压力及所述弹簧的弹力作用下封堵所述回液孔。
进一步地,所述堵塞器包括:堵塞器本体和皮碗,所述堵塞器本体的下端为柱体,上端为锥体,所述柱体的外壁上设有密封槽,所述皮碗套在所述密封槽内。
具体地,所述自封器与所述井口采油树四通之间通过法兰连接。
具体地,所述套管与所述井口采油树四通之间螺纹连接。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
本发明通过在套管上端固定安装井口采油树四通,井口采油树四通的一侧闸门连接进口管线,在井口采油树四通的上端固定安装自封器,自封器的侧闸门连接出口管线,在自封器的下端内部固定安装工艺管总成,油管单根穿过自封器伸入工艺管总成内部,并通过转向转换接头连接冲砂油管,转向转换接头的侧壁上设有回液孔,内部设有堵塞器,反循环冲砂洗井状态,冲砂液经冲砂笔尖和冲砂油管进入转向转换接头内部后使回液孔打开,通过转向转换接头与工艺管总成之间形成的第四环形空间、油管单根与工艺管总成之间形成的第三环形空间和油管单根与自封器之间形成的第二环形空间进入出口管线,冲砂液无需经油管单根排出,故冲完一根油管单根后连接新的油管单根的过程中无需停泵,进而可避免油井内悬浮在冲砂液中的砂子回落掩埋井下设备,发生井下砂卡事故,且冲完一根油管单根后,只需在油管单根上方通过转向转换接头连接新的油管单根即可,无需拆卸油管单根和出口管线,操作简单,且也无需拖动高压水龙带,故可减轻现场操作人员的劳动强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的反循环冲砂洗井管柱的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的工艺管总成的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的自封器的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的转向转换接头的结构示意图;
图5是本发明实施例提供的堵塞器的结构示意图。
其中:
1套管,
2井口采油树四通,21井口采油树四通的侧闸门,
3自封器,31自封器的侧闸门,32壳体,321内凸台,33胶芯,34自封芯压帽,35第二密封胶圈,
4工艺管总成,41悬挂器,411第一外凸台,42工艺管柱,421工艺管,422接箍,43管鞋,44第一密封胶圈,
5油管单根,
6转向转换接头,61回液孔,62接头本体,621第二外凸台,63胶筒座,64胶筒,65弹簧,66阀套,
7堵塞器,71堵塞器本体,72皮碗,
8冲砂油管,
9冲砂笔尖,
10限位销钉,
11悬挂器压帽,
100第一环形空间,
200第二环形空间,
300第三环形空间,
400第四环形空间。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例中提供的一种反循环冲砂洗井管柱,可以用于冲洗竖直井、水平井或大斜度井,在本发明实施例描述中用到的“上”和“下”,是以与井口之间距离为参考的,某一部件靠近井口的一端为“上端”,远离井口的一端为“下端”。
如图1所示,本发明实施例提供了一种反循环冲砂洗井管柱,该反循环冲砂洗井管柱包括:套管1、井口采油树四通2、自封器3、工艺管总成4、油管单根5、转向转换接头6、堵塞器7、冲砂油管8和冲砂笔尖9;
井口采油树四通2固定安装在套管1的上端,其一侧闸门21关闭,另一侧闸门21连接进口管线;
自封器3形成三通结构,固定安装在井口采油树四通2上端,其侧闸门31连接出口管线;
工艺管总成4固定安装在自封器3的下端内部,与自封器3之间密封连接,工艺管总成4与套管1之间形成第一环形空间100;
油管单根5穿过自封器3并伸入工艺管总成4内部,其与自封器3的上端动密封连接,与自封器3的下端之间形成第二环形空间200,与工艺管总成4之间形成第三环形空间300,第三环形空间300、第二环形空间200及自封器3的侧闸门31连通;
转向转换接头6与油管单根5的下端固定连接,其下端与工艺管总成4动密封连接,上端与工艺管总成4之间形成第四环形空间400,第四环形空间400与第三环形空间300连通,且转向转换接头6的侧壁上设有限位销钉10和回液孔61,限位销钉10沿转向转换接头6的径向设置,位于回液孔61上方,回液孔61在转向转换接头6内部的压力比第四环形空间400内的压力大预设数值时打开,连通转向转换接头6内部和第四环形空间400;
堵塞器7设置在转向转换接头6内部,限位销钉10位于工艺管总成4内部时,能够与工艺管总成4的内壁作用,限制堵塞器7上行,以使堵塞器7在回液孔61的上方封堵转向转换接头6的内部通道,防止冲砂液进入油管单根5,限位销钉10由工艺管总成4的下端离开工艺管总成4时,能够在堵塞器7的作用下脱落,以释放堵塞器7;
冲砂油管8上端与转向转换接头6的下端固定连接,冲砂笔尖9与冲砂油管8的下端固定连接;
反循环冲砂洗井状态,进口管线连接水泥泵车,向第一环形空间100中注入冲砂液,冲砂液冲击井底的砂子,使砂子悬浮并随冲砂液由冲砂笔尖9经冲砂油管8倒返至转向转换接头6内部,回液孔61打开,冲砂液依次经第四环形空间400、第三环形空间300、第二环形空间200及出口管线进入地面作业罐内。
使用本发明实施例提供的反循环冲砂洗井管柱包括如下步骤:
一、准备管柱,包括:
(1)通过下井工具连接冲砂油管8和冲砂笔尖9硬探砂面,确定砂面深度,根据砂面深度,准备足够的油管单根5,并在每根油管单根5的下端连接一个转向转换接头6;
(2)将井口采油树四通2固定安装在套管1上端,其中,井口采油树四通2与套管1之间螺纹连接,且井口采油树四通2通过地脚螺栓固定在井口的水泥基础上;
(3)将自封器3固定在井口采油树四通2上,自封器3与井口采油树四通2之间通过法兰固定连接,结构较为稳固,且自封器3与井口采油树四通2相对的表面之间通过钢圈密封;
(4)下入工艺管总成4,并使工艺管总成4与自封器3之间固定连接;
(5)将冲砂笔尖9、冲砂油管8、一个转向转换接头6和一根油管单根5串联起来后下入井内,使冲砂笔尖9距离砂面200mm左右,转向转换接头6位于工艺管总成4内部;
(6)关闭井口采油树四通2一侧闸门21,在井口采油树四通2的另一侧闸门21处连接进口管线,并使进口管线连接水泥泵车。
(7)在自封器3的侧闸门31处连接出口管线,并使出口管线连接地面作业罐;
(8)对本发明各密封位置进行试压,合格后可进行反循环冲砂洗井操作。
二、反循环连续冲砂洗井,包括:
(1)打开井口采油树四通2连接进口管线的一侧阀门21,启动水泥泵车向第一环形空间100内注入冲砂液。
第一环形空间100中的冲砂液下行到井底时冲击井底的砂子使砂子悬浮,悬浮的砂子随冲砂液在井底的作用下经冲砂笔尖9返至冲砂油管8内,并经冲砂油管8返至转向转换接头6内部,此时,限位销钉10在工艺管总成4的内壁作用下伸入转向转换接头6内部,堵塞器7在冲砂液的作用下上行至限位销钉10处后被限位而封堵转向转换接头6的内部通道,防止冲砂液进入油管单根5内部,转向转换接头6内部憋压。由于回液孔61的位置低于限位销钉10的位置,且转向转换接头6下端与工艺管总成4动密封连接,此时第四环形空间400中没有压力或压力较小,当转向转换接头6内部的压力达到一定数值时,回液孔61打开,冲砂液由回液孔61进入第四环形空间400,经第三环形空间300进入第二环形空间200,又由于自封器3上端与油管单根5密封连接,则冲砂液只能由自封器3的侧闸门31进入出口管线,并经出口管线进入地面作业罐。
(2)下油管单根5,并在该油管单根5即将下完时连接新的油管单根5。
随着砂面的降低,需使用下入工具推动油管单根5下行,油管单根5下行的过程中推动转向转换接头6、冲砂油管8和冲砂笔尖9下行,当油管单根5即将全部进入自封器3内部时,将备好的已连接转向转换接头6的油管单根5连接在即将下完的油管单根5的上端,通过下入工具与新接入的油管单根5连接,推动新接入的油管单根5及原来的油管单根5、冲砂油管8和冲砂笔尖9下行。
当连接在即将下完的油管单根5下端的转向转换接头6下行至其下端离开工艺管总成4时,该转向转换接头6与工艺管总成4之间的密封失效,其与工艺管总成4形成的第四环形空间400的压力与第一环形空间100的压力相等,该转向转换接头6上的回液孔61关闭,回液过程暂停。同时,新接入的转向转换接头6已下行至工艺管总成4内部,并与工艺管总成4密封连接,第一环形空间100中的冲砂液由先下入的转向转换接头6与工艺管总成4之间形成的第四环形空间400上行的过程中被后下入的转向转换接头6的下端封堵。
油管单根5继续下行,当先接入的转向转换接头6上安装限位销钉10的位置由工艺管总成4下端露出时,限位销钉10失去工艺管总成4内壁的作用,堵塞器7在冲砂液的作用下对限位销钉10产生向外的作用力,限位销钉10脱落,堵塞器7在冲砂液的作用下穿过先下入的油管单根5,进入新接入的转向转换接头6内部,并在新接入的转向转换接头6上安装的限位销钉10的作用下,在新接入的转向转换接头6的回液孔61的上方封堵新接入的转向转换接头6,新接入的转向转换接头6与油管单根5替代先接入的转向转换接头6和油管单根5进行回液。
(3)重复上述下油管单根5,并在该油管单根5即将下完时连接新的油管单根5的操作,直至将油井内的砂子冲洗干净后停泵。
三、起出本发明实施例提供的反循环冲砂洗井管柱,包括:
(1)上提下入工具,使位于最上方的油管单根5带动位于其下方的若干转向转换接头6和油管单根5以及冲砂油管8、冲砂笔尖9上行,在此过程中,堵塞器7在位于最上方的转向转换接头6内部随上提下入工具的过程一并起出;
(2)起出工艺管总成4和自封器3;
(3)对提出的转向转换接头6、堵塞器7、工艺管总成4和自封器3进行清洁保养,完成反循环冲砂洗井的全部作业。
本发明通过在套管1上端固定安装井口采油树四通2,井口采油树四通2的一侧闸门21连接进口管线,在井口采油树四通2的上端固定安装自封器3,自封器3的侧闸门31连接出口管线,在自封器3的下端内部固定安装工艺管总成4,油管单根5穿过自封器3伸入工艺管总成4内部,并通过转向转换接头6连接冲砂油管8,转向转换接头6的侧壁上设有回液孔61,内部设有堵塞器7,反循环冲砂洗井状态,冲砂液经冲砂笔尖9和冲砂油管8进入转向转换接头6内部后使回液孔61打开,通过转向转换接头6与工艺管总成4之间形成的第四环形空间400、油管单根5与工艺管总成4之间形成的第三环形空间300和油管单根5与自封器3之间形成的第二环形空间200进入出口管线,冲砂液无需经油管单根5排出,故冲完一根油管单根5后连接新的油管单根5的过程中无需停泵,进而可避免油井内悬浮在冲砂液中的砂子回落掩埋井下设备,发生井下砂卡事故,且冲完一根油管单根5后,只需在油管单根5上方通过转向转换接头6连接新的油管单根5即可,无需拆卸油管单根5和出口管线,操作简单,且也无需拖动高压水龙带,故可减轻现场操作人员的劳动强度。
且本发明通过自封器3的侧闸门31连接出口管线,可避免连接新的油管单根5的过程中冲砂液从油管单根5中流出,对井口环境造成污染。
如图2所示,在本发明实施例中,工艺管总成4包括:悬挂器41、工艺管柱42、管鞋43和第一密封胶圈44;
悬挂器41的上端设有第一外凸台411,且自封器3的下端设有内凸台321,悬挂器41通过第一外凸台411悬挂在自封器3下端的内凸台321上,并相对自封器3的轴向固定,工艺管柱42固定在悬挂器41的下端内部,管鞋43固定在工艺管柱42的下端,第一密封胶圈44设置在悬挂器41和自封器3之间,通过第一密封胶圈44使工艺管总成4与自封器3之间密封连接。
在本发明实施例中,工艺管柱42的长度大于或等于一根油管单根5的长度与一个转向转换接头6的长度之和,保证先下入的转向转换接头6下行离开工艺管总成4时,新接入的转向转换接头6已进入工艺管总成4内部。其中,本发明实施例通过设置在工艺管柱42上端的悬挂器41将工艺管总成4安装在自封器3内部,便于安装,其中,工艺管柱42的上端与悬挂器41之间通过螺纹连接;工艺管柱42的下端通过螺纹连接管鞋43,通过管鞋43进行导向,便于下入工艺管总成4。
如图1所示,在本发明实施例中,反循环冲砂洗井管柱还包括悬挂器压帽11,悬挂器压帽11设置在自封器3内部,与自封器3固定连接,用于使悬挂器41相对自封器3的轴向固定。
在本发明实施例中,由于工艺管总成4是在自封器3与井口采油树四通2固定连接完成后才下入的,且工艺管总成4的较重,故通过工艺管总成4的悬挂器41上端的第一外凸台411将工艺管总成4悬挂在自封器3内部,悬挂器41由工艺管总成4的上方固定在自封器3内部,将工艺管总成4压紧在自封器3的壳体32的内凸台321上,结构简单,操作方便。其中,优选地,悬挂器压帽11与自封器3之间通过螺纹连接,结构简单,连接稳固。
如图2所示,在本发明实施例中,工艺管柱42包括至少两根工艺管421和至少一个接箍422,至少一个接箍422的数量比至少两根工艺管421的数量少一,至少两根工艺管421通过至少一个接箍422串接成工艺管柱42。
在本发明实施例中,油管单根5的长度通常为9.5米,工艺管柱42的长度需大于或等于一根油管单根5的长度和一个转向转换接头6的长度之和,通过至少一个接箍422使至少两根工艺管421串接成工艺管柱42,无需特制工艺管柱42,降低生产成本。
如图3所示,在本发明实施例中,自封器3包括:壳体32、胶芯33和自封芯压帽34;
壳体32形成三通结构,胶芯33设置在壳体32内部,用于在壳体32上端封堵第二环形空间200,自封芯压帽34设置在胶芯33上端,用于与壳体32的内壁作用以将胶芯33固定在壳体32内部。
在本发明实施例中,胶芯33包括上段柱筒、中段锥筒和下段柱筒,上段柱筒的外径大于下段柱筒的外径,且上段柱筒的外径大于或等于壳体32的内径,下段柱筒的内径略小于油管单根5的外径,下入油管单根5的过程中,通过中段锥筒的锥度为油管单根5和转向转换接头6进行导向。
自封芯压帽34为外表面设有台阶的圆柱筒,且其上端的外径大于下端的外径,其上端设有外螺纹,自封芯压帽34通过其上端的外螺纹与壳体32螺纹连接,其下端外径大于胶芯33的内径。
安装时,将胶芯33置于壳体32内部,自封芯压帽34置于胶芯33上端,且胶芯33的上段柱筒的侧壁伸入自封芯压帽34的下端与壳体32之间,通过自封芯压帽34与壳体32共同挤压胶芯33,以将胶芯33固定在壳体32内部,油管单根5伸入自封器3内部状态,通过胶芯33密封油管单根5和壳体32之间形成的第二环形空间200,防止冲砂液由第二环形空间200上返。
且在本发明实施例中,优选地,自封芯压帽34与壳体32之间设有第二密封胶圈35,增强对第二环形空间200的密封效果。
如图4所示,在本发明实施例中,转向转换接头6包括:接头本体62、胶筒座63、胶筒64、弹簧65和阀套66;
接头本体62的上端与油管单根5螺纹连接,下端与冲砂油管8螺纹连接,其外壁上从上至下依次设有第二外凸台621和回液孔61,第二外凸台621上沿接头本体62的径向设有用于安装限位销钉10的销钉孔;
胶筒座63固定在接头本体62的下端外部,回液孔61位于胶筒座63和第二外凸台621之间;
胶筒64安装在胶筒座63上,用于由接头本体62的下端封堵第四环形空间400;
弹簧65和阀套66从下至上套在接头本体62外部,且位于胶筒座63和第二外凸台621之间,阀套66与接头本体62动密封连接;
胶筒64位于工艺管总成4内部状态,若接头本体62内部的冲砂液作用在阀套66上的压力大于阀套66在第四环形空间400中受到的压力与弹簧65的弹力之和,阀套66压缩弹簧65下行,使接头本体62内部与第四环形空间400之间通过回液孔61连通;
胶筒64由工艺管总成4下端离开工艺管总成4状态,阀套66在第一环形空间100中的冲砂液的压力及弹簧65的弹力作用下封堵回液孔61。
在本发明实施例中,接头本体62为圆柱筒,其上端设有内螺纹,接头本体62通过其上端的内螺纹与油管单根5的下端螺纹连接,其下端设有外螺纹,接头本体62通过其下端的外螺纹与油管单根5的上端或冲砂油管8的上端螺纹连接。
接头本体62的外壁上从上至下依次设有第二外凸台621和回液孔61,第二外凸台621与接头本体62之间导角过渡,沿接头本体62的径向在第二外凸台621上设置用于安装至少一个限位销钉10的销钉孔,至少一个限位销钉10穿过销钉孔伸入接头本体62内部。
胶筒座63套装在接头本体62的下端,且胶筒座63与接头本体62螺纹连接。当接头本体62的下端套装油管单根5或冲砂油管8后,该油管单根5或冲砂油管8与胶筒座63之间呈导角过渡,胶筒64装在胶筒座63上。
弹簧65和阀套66从下至上套在接头本体62外部,且弹簧65和阀套66位于胶筒座63与第二外凸台621之间。其中,本领域技术人员可以理解,为了避免下入油管单根5的过程中自封器3的胶芯33与弹簧65发生过大摩擦而损坏弹簧65,接头本体62位于胶筒座63和第二凸台之间的区段的外径小于胶芯33的内径,且弹簧65套在接头本体62外部后的外径小于胶芯33的内径,阀套66的外径也略小于胶芯33的内径。
阀套66的上下两端均与接头本体62之间动密封连接,且阀套66的下端设有内凸台,胶筒64位于工艺管总成4内部状态,若上返至转向转换接头6内部的冲砂液作用在阀套66下端的内凸台上的作用力大于阀套66在第四环形空间400中受到的作用力及弹簧65的弹力之和,则阀套66压缩弹簧65下行,使回液孔61连通接头本体62内部和第四环形空间400;胶筒64由工艺管总成4下端离开工艺管柱42状态,转向转换接头6与工艺管总成4之间的密封失效,第一环形空间100与第四环形空间400连通,而由于第一环形空间100的压力大于或等于接头本体62内部的压力,阀套66在第一环形空间100的压力以及弹簧65的弹力作用下上行封堵接头本体62上的回液孔61,防止接头本体62内部的冲砂液进入第一环形空间100。
其中,阀套66的上下两端与接头本体62之间均设有密封胶圈,避免在阀套66打开之前接头本体62内部的冲砂液经回液孔61进入阀套66与接头本体62之间的环形空间,并进入第四环形空间400内。
如图5所示,在本发明实施例中,堵塞器7包括:堵塞器本体71和皮碗72,堵塞器本体71的下端为柱体,上端为锥体,柱体的外壁上设有密封槽,皮碗72套在密封槽内。
在本发明实施例中,通过堵塞器本体71的上端为锥体,为堵塞器7在转向转换接头6或油管单根5内部上行进行导向,且在限位销钉10由工艺管总成4的下端露出时,通过堵塞器7上端的锥体对限位销钉10产生沿接头本体62径向向外的作用力,以使限位销钉10脱落。通过在堵塞器本体71下端为柱体,且在柱体的外壁上设置密封槽,在密封槽内安装皮碗72,密封接头本体62内部通道或油管单根5内部通道的效果较好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种反循环冲砂洗井管柱,其特征在于,所述反循环冲砂洗井管柱包括:套管(1)、井口采油树四通(2)、自封器(3)、工艺管总成(4)、油管单根(5)、转向转换接头(6)、堵塞器(7)、冲砂油管(8)和冲砂笔尖(9);
所述井口采油树四通(2)固定安装在所述套管(1)的上端,其一侧闸门(21)关闭,另一侧闸门(21)连接进口管线;
所述自封器(3)形成三通结构,固定安装在所述井口采油树四通(2)上端,其侧闸门(31)连接出口管线;
所述工艺管总成(4)固定安装在所述自封器(3)的下端内部,与所述自封器(3)之间密封连接,所述工艺管总成(4)与所述套管(1)之间形成第一环形空间(100);
所述油管单根(5)穿过所述自封器(3)并伸入所述工艺管总成(4)内部,其与所述自封器(3)的上端动密封连接,与所述自封器(3)的下端之间形成第二环形空间(200),与所述工艺管总成(4)之间形成第三环形空间(300),所述第三环形空间(300)、所述第二环形空间(200)及所述自封器(3)的侧闸门(31)连通;
所述转向转换接头(6)与所述油管单根(5)的下端固定连接,其下端与所述工艺管总成(4)动密封连接,上端与所述工艺管总成(4)之间形成第四环形空间(400),所述第四环形空间(400)与所述第三环形空间(300)连通,且所述转向转换接头(6)的侧壁上设有限位销钉(10)和回液孔(61),所述限位销钉(10)沿所述转向转换接头(6)的径向设置,位于所述回液孔(61)上方,所述回液孔(61)在所述转向转换接头(6)内部的压力比所述第四环形空间(400)内的压力大预设数值时打开,连通所述转向转换接头(6)内部和所述第四环形空间(400);
所述堵塞器(7)设置在所述转向转换接头(6)内部,所述限位销钉(10)位于所述工艺管总成(4)内部时,能够与所述工艺管总成(4)的内壁作用,限制所述堵塞器(7)上行,以使所述堵塞器(7)在所述回液孔(61)的上方封堵所述转向转换接头(6)的内部通道,防止冲砂液进入所述油管单根(5),所述限位销钉(10)由所述工艺管总成(4)的下端离开所述工艺管总成(4)时,能够在所述堵塞器(7)的作用下脱落,以释放所述堵塞器(7);
所述冲砂油管(8)上端与所述转向转换接头(6)的下端固定连接,所述冲砂笔尖(9)与所述冲砂油管(8)的下端固定连接;
反循环冲砂洗井状态,所述进口管线连接水泥泵车,向所述第一环形空间(100)中注入冲砂液,所述冲砂液冲击井底的砂子,使所述砂子悬浮并随所述冲砂液由所述冲砂笔尖(9)经所述冲砂油管(8)倒返至所述转向转换接头(6)内部,所述回液孔(61)打开,所述冲砂液依次经所述第四环形空间(400)、所述第三环形空间(300)、所述第二环形空间(200)及所述出口管线进入地面作业罐内。
2.根据权利要求1所述的反循环冲砂洗井管柱,其特征在于,所述工艺管总成(4)包括:悬挂器(41)、工艺管柱(42)、管鞋(43)和第一密封胶圈(44);
所述悬挂器(41)的上端设有第一外凸台(411),且所述自封器(3)的下端设有内凸台(321),所述悬挂器(41)通过所述第一外凸台(411)悬挂在所述自封器(3)下端的内凸台(321)上,并相对所述自封器(3)的轴向固定,所述工艺管柱(42)固定在所述悬挂器(41)的下端内部,所述管鞋(43)固定在所述工艺管柱(42)的下端,所述第一密封胶圈(44)设置在所述悬挂器(41)和所述自封器(3)之间,通过所述第一密封胶圈(44)使所述工艺管总成(4)与所述自封器(3)之间密封连接。
3.根据权利要求2所述的反循环冲砂洗井管柱,其特征在于,所述反循环冲砂洗井管柱还包括悬挂器压帽(11),所述悬挂器压帽(11)设置在所述自封器(3)内部,与所述自封器(3)固定连接,用于使所述悬挂器(41)相对所述自封器(3)的轴向固定。
4.根据权利要求2所述的反循环冲砂洗井管柱,其特征在于,所述工艺管柱(42)包括至少两根工艺管(421)和至少一个接箍(422),所述至少一个接箍(422)的数量比所述至少两根工艺管(421)的数量少一,所述至少两根工艺管(421)通过所述至少一个接箍(422)串接成所述工艺管柱(42)。
5.根据权利要求1所述的反循环冲砂洗井管柱,其特征在于,所述自封器(3)包括:壳体(32)、胶芯(33)和自封芯压帽(34);
所述壳体(32)形成三通结构,所述胶芯(33)设置在所述壳体(32)内部,用于在所述壳体(32)上端封堵所述第二环形空间(200),所述自封芯压帽(34)设置在所述胶芯(33)上端,用于与所述壳体(32)的内壁作用以将所述胶芯(33)固定在所述壳体(32)内部。
6.根据权利要求1所述的反循环冲砂洗井管柱,其特征在于,所述转向转换接头(6)包括:接头本体(62)、胶筒座(63)、胶筒(64)、弹簧(65)和阀套(66);
所述接头本体(62)的上端与所述油管单根(5)螺纹连接,下端与所述冲砂油管(8)螺纹连接,其外壁上从上至下依次设有第二外凸台(621)和所述回液孔(61),所述第二外凸台(621)上沿所述接头本体(62)的径向设有用于安装所述限位销钉(10)的销钉孔;
所述胶筒座(63)固定在所述接头本体(62)的下端外部,所述回液孔(61)位于所述胶筒座(63)和所述第二外凸台(621)之间;
所述胶筒(64)安装在所述胶筒座(63)上,用于由所述接头本体(62)的下端封堵所述第四环形空间(400);
所述弹簧(65)和所述阀套(66)从下至上套在所述接头本体(62)外部,且位于所述胶筒座(63)和所述第二外凸台(621)之间,所述阀套(66)与所述接头本体(62)动密封连接;
所述胶筒(64)位于所述工艺管总成(4)内部状态,若所述接头本体(62)内部的冲砂液作用在所述阀套(66)上的压力大于所述阀套(66)在所述第四环形空间(400)中受到的压力与所述弹簧(65)的弹力之和,所述阀套(66)压缩所述弹簧(65)下行,使所述接头本体(62)内部与所述第四环形空间(400)之间通过所述回液孔(61)连通;
所述胶筒(64)由所述工艺管总成(4)下端离开所述工艺管总成(4)状态,所述阀套(66)在所述第一环形空间(100)中的冲砂液的压力及所述弹簧(65)的弹力作用下封堵所述回液孔(61)。
7.根据权利要求1所述的反循环冲砂洗井管柱,其特征在于,所述堵塞器(7)包括:堵塞器本体(71)和皮碗(72),所述堵塞器本体(71)的下端为柱体,上端为锥体,所述柱体的外壁上设有密封槽,所述皮碗(72)套在所述密封槽内。
8.根据权利要求1-7任一项权利要求所述的反循环冲砂洗井管柱,其特征在于,所述自封器(3)与所述井口采油树四通(2)之间通过法兰连接。
9.根据权利要求1-7任一项权利要求所述的反循环冲砂洗井管柱,其特征在于,所述套管(1)与所述井口采油树四通(2)之间螺纹连接。
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