CN108547594B - 一种水平井刮管洗井管柱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种水平井刮管洗井管柱，涉及石油工业井下清洗工具技术领域，刮管组件包括依次连接的刮管器、第一磁性吸附件和第一井筒过滤器，套管刷套设在第一井筒过滤器上；洗井组件包括相互连接的第二井筒过滤器和第二磁性吸附件；当刮管组件设置在竖直井内且洗井组件设置在水平井内时，刮管器与第二井筒过滤器连接，第二磁性吸附件与牙轮钻头连接；当洗井组件设置在竖直井内且刮管组件设置在水平井内时，第二磁性吸附件与第一井筒过滤器连接，还设置有真空吸尘装置，真空吸尘装置的一端与刮管器连接，真空吸尘装置的另一端与牙轮钻头连接。本发明能够对竖直井或水平井进行刮管操作的同时对另一部分进行清洗，杂质被有效地清除，效率高。
Description
技术领域
本发明涉及石油工业井下清洗工具技术领域，尤其涉及一种水平井刮管洗井管柱。
背景技术
水平井能够提高油田开发水平，应用越来越多。套管刮削是油田修井作业中常用工序，目的是验证套管通径的完好程度，主要工具是弹簧式套管刮管器。实施刮管前必须先进行通井，刮削时刮管器刀片在弹簧的作用下与套管内壁紧密接触，刮削套管内壁上的泥饼、盐结晶、射孔毛刺和铁屑等杂物，使得套管内壁保持较好的洁净度。
由于水平井特殊的井身结构，刮管工序作业施工周期长，作业费用高。以竖直井9-5/8＂套管和水平井7＂套管组成的整个井筒施工方法为例，其中，竖直井套管尺寸大于水平井套管尺寸。现在技术中，通常要分成两趟管柱，9-5/8＂套管刮管和7＂套管刮管。具体地：
采用8-1/2＂牙轮钻头、9-5/8＂套管刮管器和钻杆组成第一趟9-5/8＂管柱，该管柱只能对竖直井9-5/8＂套管进行刮管，并对竖直井9-5/8＂套管进行清洗。
采用6＂牙轮钻头、7＂套管刮管器和钻杆组成第二趟7＂管柱，该管柱只能对水平井7＂套管进行刮管，并将整个井筒清洗干净。
这种刮管洗井管柱的缺点主要体现在洗井时间长，对于作业成本高的海上油气田，造成资源浪费严重，且不能将水平井井筒中的杂质完全循环出井，造成射孔枪和生产管柱下入困难，容易造成复杂情况及事故，甚至可能导致整口井报废。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种水平井刮管洗井管柱，能够对竖直井或水平井进行刮管操作的同时，对水平井或竖直井进行清洗，杂质能够被有效地清除，清洗速度快，效率高。
本发明采用以下技术方案：
一种水平井刮管洗井管柱，包括：刮管组件，包括依次连接的刮管器、第一磁性吸附件和第一井筒过滤器，套管刷套设在所述第一井筒过滤器上；
洗井组件，包括相互连接的第二磁性吸附件和第二井筒过滤器；
当所述刮管组件设置在竖直井内且洗井组件设置在水平井内时，所述刮管器与所述第二井筒过滤器连接，所述第二磁性吸附件与牙轮钻头连接；
当所述洗井组件设置在竖直井内且刮管组件设置在水平井内时，所述第二磁性吸附件与所述第一井筒过滤器连接，还设置有真空吸尘装置，所述真空吸尘装置的一端与所述刮管器连接，所述真空吸尘装置的另一端与所述牙轮钻头连接。
作为水平井刮管洗井管柱的一种优选方案，当竖直井的内径与水平井的内径相等时，刮管组件和洗井组件之间通过钻杆连接。
作为水平井刮管洗井管柱的一种优选方案，当竖直井的内径大于水平井的内径时，刮管组件和洗井组件之间通过变径装置连接。
作为水平井刮管洗井管柱的一种优选方案，变径装置包括设置在竖直井内的第一钻杆和设置在水平井内的第二钻杆，第一钻杆的外径大于第二钻杆的外径，第一钻杆和第二钻杆之间连接有第一变扣接头。
作为水平井刮管洗井管柱的一种优选方案，竖直井内顶端设置有驱动钻杆，驱动钻杆与刮管组件或洗井组件通过第二变扣接头连接。
作为水平井刮管洗井管柱的一种优选方案，真空吸尘装置内设置有驱动泵和喷射装置，以在水平井内形成负压。
作为水平井刮管洗井管柱的一种优选方案，第一磁性吸附件和第二磁性吸附件内均安装有强磁铁，强磁铁用于将工作液中的金属杂质吸附到第一磁性吸附件和/或第二磁性吸附件内。
作为水平井刮管洗井管柱的一种优选方案，套管刷上设置有毛刷。
作为水平井刮管洗井管柱的一种优选方案，所述刮管器的外径与所述竖直井或所述水平井的内径相等，所述套管刷的外径与所述竖直井或所述水平井的内径相等。
本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的水平井刮管洗井管柱，通过设置相互连接的刮管组件和洗井组件，能够对竖直井或水平井进行刮管操作的同时，对另一部分进行清洗，清洗速度快，效率高；通过设置第一磁性吸附件和第二磁性吸附件，能够吸附工作液中的金属杂质，提高了清洗效率，保证了装置的可靠性；通过设置真空吸尘装置，将水平井井筒中的杂质完全循环出井，使得水平井内的杂质得到更有效地过滤。
(2)本发明提供的水平井刮管洗井管柱，通过设置变径装置，使得不同尺寸的竖直井和水平井均能够使用，扩大了水平井刮管洗井管柱的使用范围，通用性更高。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的水平井刮管洗井管柱对竖直井进行刮管对水平井进行清洗时的结构示意图；
图2是本发明实施例二提供的水平井刮管洗井管柱对竖直井进行清洗对水平井进行刮管时的结构示意图。
图中：
1、刮管组件；11、刮管器；12、套管刷；13、第一磁性吸附件；14、第一井筒过滤器；15、真空吸尘装置；
2、洗井组件；21、第二井筒过滤器；22、第二磁性吸附件；
3、牙轮钻头；
4、变径装置；41、第一钻杆；42、第二钻杆；43、第一变扣接头；
5、驱动钻杆；6、第二变扣接头；
100、竖直井；200、水平井。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一：
本发明实施例一提出了一种水平井刮管洗井管柱，如图1所示，为对竖直井进行刮管对水平井进行清洗时的结构示意图。由图1可见，竖直井100的内径的大于水平井200的内径，刮管组件1对竖直井100进行刮管操作，洗井组件2对水平井200进行清洗操作，刮管组件1和洗井组件2通过变径装置4连接。
可以预见地是，当竖直井100内径与水平井200内径相等时，刮管组件1和洗井组件2之间直接通过钻杆连接，不需要设置图1中的变径装置4。
可以预见地是，图1中各部件之间可弯曲，以适应竖直井100和水平井200的位置，竖直井100的方向为垂直底面向下，水平井200在竖直井100的底部沿水平方向设置，本实施例为了更好地显示各部件之间的连接顺序，将水平井200旋转90度，与竖直井100同向。
具体地，竖直井100内顶端设置有驱动钻杆5，驱动钻杆5与刮管组件1通过第二变扣接头6连接，驱动钻杆5作为外部驱动力的传输工件，能够驱动整个管柱的旋转，进而实现刮管和清洗功能。
具体地，刮管组件1包括依次连接的刮管器11、第一磁性吸附件13和第一井筒过滤器14，套管刷12套设在第一井筒过滤器14上。在实际工况过程中，水平井200或竖直井100内常混有金属杂质，这些金属杂质质地较硬，混合在工作液中难以去除，同时更容易伤害到工作中的各个部件，并对清洗质量造成影响，如果不及时清理掉，很容易造成沉积，恶化水平井200或竖直井100内的工况。将刮管器11与第一磁性吸附件13连接，目的是吸附杂质中的金属，第一磁性吸附件13内安装有强磁铁，强磁铁用于将工作液中的金属杂质吸附到第一磁性吸附件内，解决了上述问题；同时，将刮管器11与第一磁性吸附件13连接，使得刚刚从刮管器11上刮下来的杂质，首先就进行去除金属杂质的操作，以免伤害到其他工作部件。
进一步地，刮管器11和套管刷12的外径等于竖直井100或水平井200的内径，这种结构的设置使得刮管器11和套管刷12与竖直井100或水平井200的内表面更加紧密地贴合，能够更好地将杂质从内壁上清除掉。具体地，在套管刷12上设置有毛刷，当套管刷12被驱动旋转时，毛刷能将水平井200的内壁或竖直井100的内壁上的杂质刷下。刷下的杂质混合在工作液中，流入第一井筒过滤器14，第一井筒过滤器14能将工作液中的杂质过滤并吸附在第一井筒过滤器14中；而将套管刷12套设在第一井筒过滤器14上，使得套管刷12的结构更紧凑，受力更加合理。
如图1所示，由于竖直井100内径的大于水平井200内径，因此，刮管组件1和洗井组件2需要通过变径装置4进行连接。具体地，变径装置4包括设置在竖直井100内的第一钻杆41和设置在水平井200内的第二钻杆42，由于竖直井100内径的大于水平井200内径，因此，第一钻杆41外径大于第二钻杆42外径，第一钻杆41和第二钻杆42之间连接有第一变扣接头43，即通过第一变扣接头43实现变径，以保证竖直井100和水平井200内的管柱能有限工作。
进一步地，洗井组件2包括相互连接的第二井筒过滤器21和第二磁性吸附件22，在本实施例中，第二井筒过滤器21与第二钻杆42连接，第二磁性吸附件22与牙轮钻头3连接。具体地，第二井筒过滤器21的结构与第一井筒过滤器14结构相同，仅为外径尺寸不同，将工作液中的杂质过滤并吸附在第二井筒过滤器21内；第二磁性吸附件22的结构与第一磁性吸附件13结构相同，仅为外径尺寸不同，用于将工作液中的金属杂质吸附到和第二磁性吸附件22内。
实施例一的水平井刮管洗井管柱的具体工作流程为：在井内注入工作液，将整根管柱沿井壁逐渐插入，并驱动整根管柱旋转，对竖直井100进行刮管工作的同时，对水平井200进行清洗。
具体地，随着管柱沿井壁逐渐插入，竖直井100内的刮管器11将竖直井100内的杂质刮下，杂质混合到工作液当中，首先由第一磁性吸附件13将杂质中的金属吸附，套管刷12将刮管器11刮过的竖直井100的内壁再次进行刷洗，工作液中的杂质由第一井筒过滤器14进行过滤并吸附在第一井筒过滤器14中。同时，水平井200内的洗井组件2同时工作，第二磁性吸附件22将水平井200内工作液中的金属杂质首先进行吸附，第二井筒过滤器21将水平井200工作液中的杂质进行过滤并吸附在第二井筒过滤器21中。
整根管柱在竖直井100和水平井200内多次往复运动，即对竖直井100进行多次刮管操作，对水平井200进行多次清洗工作，直至达到工程要求，将整根管柱取出，完成对竖直井100进行刮管，对水平井200进行清洗的工作。由于刮管和清洗工作能够同时进行，提高了清洗的速度和效率。
实施例二：
如图2所示，为本发明实施例二提供的水平井刮管洗井管柱对竖直井进行清洗对水平井进行刮管时的结构示意图，从图2中可见，竖直井100内径的大于水平井200内径，整根管柱的主体结构与图1中的主体结构相似，只是将刮管组件1设置在水平井200内，将洗井组件2设置在竖直井100内，即刮管组件1对水平井200进行刮管操作，洗井组件2对竖直井100进行清洗操作，刮管组件1和洗井组件2通过变径装置4连接。
实施例二中的管柱与实施例一中管柱结构的不同之处在于，由于水平井200的内径更小且位置处于水平状态，因此水平井200内工作液中的杂质更容易沉积，工作液的流动更加困难，因此对水平井200进行刮管操作的效率相比于对竖直井100进行刮管操作的效率更低，质量更差。为了解决上述问题，在刮管组件1中设置真空吸尘装置15，主要目的是提高工作液的流动速率，进而提高对水平井200进行刮管操作的效率。
具体地，刮管器11的另一端连接真空吸尘装置15，真空吸尘装置15的另一端与牙轮钻头3连接。进一步地，真空吸尘装置15的内部设置有驱动泵、喷射装置、回收装置、单向分流盲管和过滤筛网，驱动部能够在水平井200内形成负压，并使工作液从喷射装置内喷出，工作液流经单向分流盲管进入过滤筛网和回收装置，将部分杂质过滤并收集。因此，真空吸尘装置15驱动工作液在水平井200内循环，提高了工作液的流动速率，使水平井200内的杂质更好地过滤。因此在实际操作过程中，真空吸尘装置15能够使得水平井200内的工作液循环，将水平井200井筒中的杂质完全循环出井，提高了对水平井200进行刮管工作的效率。可以预见地是，真空吸尘装置15内的具体结构并不做限定，只要能驱动工作液在水平井200内循环，提高了工作液的流动速率的装置，均在本发明的保护范围内。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (9)
1.一种水平井刮管洗井管柱，其特征在于，包括：
刮管组件(1)，包括依次连接的刮管器(11)、第一磁性吸附件(13)和第一井筒过滤器(14)，套管刷(12)套设在所述第一井筒过滤器(14)上；
洗井组件(2)，包括相互连接的第二磁性吸附件(22)和第二井筒过滤器(21)；
当所述刮管组件(1)设置在竖直井(100)内且洗井组件(2)设置在水平井(200)内时，所述刮管器(11)与所述第二井筒过滤器(21)通过钻杆可弯曲连接，所述第二磁性吸附件(22)与牙轮钻头(3)连接；
当所述洗井组件(2)设置在竖直井(100)内且刮管组件(1)设置在水平井(200)内时，所述第二磁性吸附件(22)与所述第一井筒过滤器(14)通过钻杆可弯曲连接，还设置有真空吸尘装置(15)，所述真空吸尘装置(15)的一端与所述刮管器(11)连接，所述真空吸尘装置(15)的另一端与所述牙轮钻头(3)连接。
2.根据权利要求1所述的水平井刮管洗井管柱，其特征在于，当所述竖直井(100)的内径与所述水平井(200)的内径相等时，所述刮管组件(1)和所述洗井组件(2)之间通过钻杆连接。
3.根据权利要求1所述的水平井刮管洗井管柱，其特征在于，当所述竖直井(100)的内径大于所述水平井(200)的内径时，所述刮管组件(1)和所述洗井组件(2)之间通过变径装置(4)连接。
4.根据权利要求3所述的水平井刮管洗井管柱，其特征在于，所述变径装置(4)包括设置在所述竖直井(100)内的第一钻杆(41)和设置在所述水平井(200)内的第二钻杆(42)，所述第一钻杆(41)的外径大于所述第二钻杆(42)的外径，所述第一钻杆(41)和第二钻杆(42)之间连接有第一变扣接头(43)。
5.根据权利要求1所述的水平井刮管洗井管柱，其特征在于，所述竖直井(100)内顶端设置有驱动钻杆(5)，所述驱动钻杆(5)与所述刮管组件(1)或所述洗井组件(2)通过第二变扣接头(6)连接。
6.根据权利要求1所述的水平井刮管洗井管柱，其特征在于，所述真空吸尘装置(15)内设置有驱动泵和喷射装置，以在所述水平井(200)内形成负压。
7.根据权利要求6所述的水平井刮管洗井管柱，其特征在于，所述第一磁性吸附件(13)和第二磁性吸附件(22)内均安装有强磁铁，所述强磁铁用于将工作液中的金属杂质吸附到所述第一磁性吸附件(13)和/或第二磁性吸附件(22)内。
8.根据权利要求6所述的水平井刮管洗井管柱，其特征在于，所述套管刷(12)上设置有毛刷。
9.根据权利要求1-8任一项所述的水平井刮管洗井管柱，其特征在于，所述刮管器(11)的外径与所述竖直井(100)或所述水平井(200)的内径相等，所述套管刷(12)的外径与所述竖直井(100)或所述水平井(200)的内径相等。
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