CN108386159A - 一种刮刀自动伸出便捷控制刮砂器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种刮刀自动伸出便捷控制刮砂器，主要由壳体、主活塞、主活塞变截面筒、支撑筒、刮刀组成，其特征在于：所述主活塞通过螺纹与主活塞变截面筒上端相连；所述主活塞变截面筒位于壳体内部，其变截面处由固定档环支撑，固定销将固定档环固定在壳体上，固定档环上部的壳体中开有外通孔；所述支撑筒通过螺纹连接在壳体上；上支撑座通过支撑筒上的轴肩进行轴向定位，其上部连接帽a通过螺纹固定在支撑筒上；所述刮刀由弹簧支撑，刮刀支撑套通过螺纹连接在支撑筒上；下支撑座通过轴肩定位，其下端的连接帽b通过螺纹固定在支撑筒上。本发明适用于油田管道井壁清砂作业、刮刀下入弯曲井段方便、下入后可自动伸出且便捷控制。

Description

一种刮刀自动伸出便捷控制刮砂器

技术领域

本发明涉及油田管道清砂领域，具体涉及一种用于不同工况下修井除砂作业的刮刀自动伸出便捷控制刮砂器。

背景技术

我国疏松砂岩油藏分布范围较广、储量大。对于疏松砂岩油藏，油层出砂是砂岩油藏提高采油速度的主要障碍。如何解决油井出砂问题是这类油藏开采提高产量的主要途径。油井出砂的危害极大，如果长时间不清理会产生诸多的问题，主要表现为：砂埋油层或井筒砂堵造成油井停产；地面和井下设备严重腐蚀、砂卡；冲砂检泵、地面清罐等维修工作量剧增；严重时还会引起井壁坍塌而损坏套管。这些危害既增加了原油生产成本，又使得油田开采难度加大。因此油井除砂工艺技术的研究和发展对疏松砂岩油藏的开采至关重要。

对于水平井和大位移井，由于井身结构的特殊性，砂石沉降更为严重，处理起来更加复杂。油井出砂容易磨损油泵和井底其他工具。由于较大的砂粒在水平段的低位区容易形成砂桥，砂桥处的过流面积减小使得较小的砂粒经过时易沉降下来，如此往复砂桥面积越来越大，最终可能导致更加严重的砂卡事故的发生。

尽管目前已经有了各种各样的防砂方法，但由于种种原因，在砂岩油井上完全避免油层出砂是困难的。油层出砂后，如果井筒流体上升速度不足以将砂带至地面，则沙粒便在井筒中沉积下来，一方面井内形成砂堵增加了流体流动阻力，另一方面由于砂的存在会对抽油设备造成严重的损害，甚至使得抽油设备工作失效。因此，为了恢复出砂油井的正常生产，必须采取措施来清除井筒中的固体砂粒。

解决井下套管内积砂的手段主要是利用刮砂器下入井眼进行刮砂作业，但传统的刮砂器在作业过程中存在诸多问题，比如：刮刀下入井眼中不能正常伸出；刮刀作业过程中受到较大阻力不能完全伸出贴合井壁；常伸出状态刮砂器下入井眼就开始刮砂，但砂粒集中区域主要在造斜段和水平段，对直井段套管的损伤较大。

专利201120293226.7所述的油水井刮套冲砂器，通过主体上的弹簧支撑瓦牙紧贴套管内壁工作，该装置的刮刀处于常伸出状态。在水平井和大位移井中，井壁上积砂严重区域主要发生在造斜段和水平段。该装置从井口下入时一直处于刮砂作业状态，对直井段套管的损伤较大，且弯曲段下入难度大。其次，高压动力液消耗量大。

因此迫切需要一种下入弯曲井段方便、下入可自动伸出且便捷控制的刮刀自动伸出便捷控制刮砂器。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种下入弯曲井段方便、下入可自动伸出且便捷控制的刮刀自动伸出便捷控制刮砂器。

为达到上述目的，本发明解决此问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种刮刀自动伸出便捷控制刮砂器，主要由上接头、壳体、主活塞、主活塞变截面筒、支撑筒、刮刀、下接头组成，其特征在于：所述主活塞通过螺纹与主活塞变截面筒上端相连，密封圈a，密封圈b依次安装在主活塞沟槽内；所述主活塞变截面筒位于壳体内部，其变截面处由固定档环支撑，固定销将固定档环固定在壳体上，固定档环上部的壳体中开有外通孔；所述支撑筒通过螺纹连接在壳体上，密封圈c安装在支撑筒的沟槽内；上支撑座通过支撑筒上的轴肩进行轴向定位，其上部连接帽a通过螺纹固定在支撑筒上；所述刮刀由弹簧支撑，刮刀支撑套通过螺纹连接在支撑筒上；下支撑座通过轴肩定位，其下端的连接帽b通过螺纹固定在支撑筒上；所述下接头通过螺纹固定在支撑筒下端。

装配时，一级加压装置20、二级加压装置21、三级加压装置22从下往上依次安装。二级加压装置21与三级加压装置22零件相同，且与一级加压装置20区别在于零件主活塞变截面筒6与加压筒23不同。本发明的加压装置级数包括一级和三级，但不限于一级和三级。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：1.利用上接头与下接头之间截面变化造成的节流作用，形成一次压差；上接头内腔与壳体和主活塞变截面筒形成的腔体之间存在压差（二次压差），两次压差的叠加作用，推动主活塞向下运动，保证了推动刮刀伸出的轴向推力，使刮刀牢牢贴合井壁作业；2.根据实际施工工况选择相应级数的加压短节，实现刮刀的自动伸出，适用工况范围广；3.刮砂器对高压动力液消耗少，减少了对环境的污染；4.可实现完全下入目的井段后伸出，下入井眼方便，且对套管损伤小。

本发明适用于油田管道井壁清砂作业，刮刀下入弯曲井段方便、下入后可自动伸出且便捷控制。

附图说明

图1是本发明一种刮刀自动伸出便捷控制刮砂器刮刀伸出前的结构示意图；

图2是本发明一种刮刀自动伸出便捷控制刮砂器刮刀伸出后的结构示意图；

图3是本发明一种刮刀自动伸出便捷控制刮砂器在三级加压时刮刀伸出前的结构示意图。

图中，1 上接头，2 壳体，3 密封圈a，4主活塞，5密封圈b，6 主活塞变截面筒，7 外通孔，8固定档环，9固定销，10支撑筒，11 密封圈c，12 连接帽a，13 上支撑座，14 刮刀，15弹簧，16 刮刀支撑套，17 下支撑座，18 连接帽b，19 下接头，20 一级加压装置，21 二级加压装置，22 三级加压装置，23 加压筒。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1、2、3所示，本发明提供一种刮刀自动伸出便捷控制刮砂器，主要由上接头、壳体、主活塞、密封圈、主活塞变截面筒、外通孔、固定档环、固定销、支撑筒、连接帽、上支撑座、刮刀、弹簧、刮刀支撑套、下支撑座、下接头组成，所述上接头1、壳体2、主活塞4、主活塞变截面筒6、支撑筒10、下接头19依次通过螺纹连接；所述主活塞4通过螺纹与主活塞变截面筒6上端相连，密封圈a3，密封圈b5依次安装在主活塞4的沟槽内；所述主活塞变截面筒6下端由固定档环8支撑，固定销9将固定档环8固定在壳体2上，用来控制主活塞4与主活塞变截面筒6的下行位移，固定档环8上部的壳体2中开有外通孔7；所述支撑筒10通过螺纹连接在壳体2上对后部零件提供支撑，密封圈c11安装在支撑筒10的沟槽内；上支撑座13通过支撑筒10上的轴肩进行轴向定位，其上部连接帽a12通过螺纹连接在支撑筒10上，并限制上支撑座13轴向位移；刮刀14在弹簧15的作用下实现复位，刮刀支撑套16通过螺纹连接在支撑筒10上；下支撑座17通过轴肩定位，其下端的连接帽b18通过螺纹连接在支撑筒10上。所述下接头19通过螺纹固定在支撑筒10下端。

由图3所示，装配时，一级加压装置20、二级加压装置21、三级加压装置22从下往上依次安装。二级加压装置21与三级加压装置22零件相同，且与一级加压装置20区别在于零件主活塞变截面筒6与加压筒23不同。本发明的加压装置级数包括一级和三级，但不限于一级和三级。

工作原理是：工作时，利用油管输送刮砂器到井眼中，由地面高压泵通过油管注入动力液，当高压动力液流经刮砂器时，由于上接头1与下接头19之间通流截面变化形成的节流作用，在主活塞4上下端面产生压差（一次压差），使得主活塞4推动主活塞变截面筒6下移挤压刮刀14和压缩弹簧15，同时高压动力液在环空中循环由外通孔7进入到壳体2与主活塞变截面筒6形成的腔体内，由于上接头1内腔的压力大于壳体2与主活塞变截面筒6形成的腔体压力，在主活塞4上下端面继续形成压差（二次压差）。两次压差的叠加作用，使主活塞4推动主活塞变截面筒6下移的轴向推力更大，推动刮刀14和压缩弹簧15使其完全伸出；当动力液排量较小或者刮刀14伸出阻力较大，无法伸出时，增加加压装置级数，确保刮刀顺利伸出。

Claims (2)

1.本发明提供一种刮刀自动伸出便捷控制刮砂器，主要由上接头（1）、壳体（2）、主活塞（4）、主活塞变截面筒（6）、支撑筒（10）、刮刀（14）、下接头（19）组成，其特征在于：所述主活塞（4）通过螺纹与主活塞变截面筒（6）上端相连，密封圈a（3），密封圈b（5）依次安装在主活塞（4）的沟槽内；所述主活塞变截面筒（6）位于壳体（2）内部，其变截面处由固定档环（8）支撑，固定销（9）将固定档环（8）固定在壳体（2）上，固定档环（8）上部的壳体（2）中开有外通孔（7）；所述支撑筒（10）通过螺纹连接在壳体（2）上，密封圈c（11）安装在支撑筒（10）的沟槽内；上支撑座（13）通过支撑筒（10）上的轴肩进行轴向定位，其上部连接帽a（12）通过螺纹固定在支撑筒（10）上；所述刮刀（14）由弹簧（15）支撑，刮刀支撑套（16）通过螺纹连接在支撑筒（10）上；下支撑座（17）通过轴肩定位，其下端的连接帽b（18）通过螺纹固定在支撑筒（10）上；所述下接头（19）通过螺纹固定在支撑筒（10）下端。

2.根据权利要求1所述的一种刮刀自动伸出便捷控制刮砂器，其特征在于：装配时，一级加压装置(20)、二级加压装置(21)、三级加压装置(22)从下往上依次安装。