CN109519154A - 一种水平井筛管内淤积泥砂清理工装及清理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于石油开采技术领域，特别涉及一种石油开采过程中清砂解堵的清理工装及清理方法。本发明的清理工装包括：操作台、密封管、进水管、返出液管、滑动接头、扶正器、偏心接头、搅动泥砂装置以及返出液吸入接头；其中，进水管底部连接着搅动泥砂装置，返出液出管连接有打气泵，在水流冲击和拨叉搅动下，沉淀泥砂形成泥汤，携带有泥沙的液体经返出液管吸入接头进入返出液管，在出口抽吸力作用下，泥砂快速被携带出地面。在清淤过程中，可通过增加进水管与返出液管的长度不断增长清洁深度，筛管内泥砂聚集再多，筛管多长都能够进行清理。本发明能够让油气渗透能力得到恢复，延长开采年限，达到降本增效，使水平井开采石油经济收益最大化。
Description
技术领域
本发明属于石油开采技术领域，特别涉及一种石油开采过程中清砂解堵的清理工装及清理方法。
背景技术
在石油开采过程中，防砂筛管缝口宽度的设置允许细小砂粒通过的。防砂筛管的缝口小，渗透率就低，如果缝口过小将细小砂粒防住了，则油气也就挡住了，什么都不出了，特别是稠油的开采，出油就会出砂。但是，细小砂粒进入筛管内后，大部分都会沉淀，日积月累，筛管内泥砂不断增加，形成内堵，油气渗透率下降，产量不断递减，甚至不再出油，导致油井关停，将给企业带来巨大的经济损失，这是水平井开采石油中世界性的难题。近几年，国外在中国推广了筛管内清堵技术，用三千多米长的连续油管，高压冲洗筛管内沉积泥砂，但因为盘在重卡上的连续油管截流面积和环空截流面积差距太大，压力冲散的泥砂在缓慢上升过程中，大部分再次沉淀返回筛管内，实践证明收效甚微。
发明内容
本发明的目的是：为解决水平井筛管内泥沙淤积的问题，提供一种淤积泥砂清理工装及清理方法。
本发明的一个技术方案是：一种水平井筛管内淤积泥砂清理工装，它包括：操作台、进水管、返出液管、滑动接头、扶正器卡子、搅动泥沙装置以及返出液管吸入接头；
操作台的内孔处设有密封套；清淤时，操作台固定在井口处；
进水管与返出液管均由多段管柱连接组成；进水管与返出液管成对使用；进水管、返出液管的上部包裹在密封管内；进水管所露出的上端口通过管汇连接水泵，下端口通过偏心接头连接搅动泥沙装置；返出液管的上端口通过管汇与长管连接，在长管的侧壁设有一根侧管，侧管通过管汇与打气泵连接，返出液管的下端口连接返出液管吸入接头；
扶正器卡子将长度相等的进水管与返出液管卡住，组成单元件；扶正器卡子支撑进水管与返出液管不接触筛管的内径，减少阻力，外径有弹性能够顺利通过筛管的内径；
滑动接头包括：上接头、固定壳体以及下接头；上接头与露出密封管下端的进水管、返出液管连接，下接头同单元件连接，上接头套接在固定壳体内，下接头与固定壳体之间通过螺纹连接，上接头能够沿固定壳体内壁旋转上下滑动。
上述方案中，具体的，搅动泥沙装置包括：双公接头、灯笼扶正器、多用接头、外壳、旋转螺杆、推力轴承，挡圈以及旋转头；双公接头连接偏心接头与多用接头，灯笼扶正器套装在双公接头的外圈；多用接头的下端螺纹连接外壳，并通过上顶丝固定；挡圈与外壳的下端口螺纹连接，并通过下顶丝固定；旋转螺杆安装在外壳内，旋转螺杆上端的小直径轴与多用接头的盲孔相配合，旋转螺杆下端的小直径轴与旋转头固定连接；推力轴承与挡圈套在旋转螺杆下端的小直径轴处，旋转头的下端为附着钢丝的钢板，在钢板两侧设置有弧形拨叉。
上述方案中，进一步的，返出液管吸入接头内设有螺杆，螺杆上设有螺旋槽，在清淤过程中，泥汤在螺杆螺旋槽的作用下旋流向上。
上述方案中，进一步的，操作台处连接有油气导流管，油气导流管设有开关控制阀，在清淤过程中，渗透能力恢复，油气上溢可通过油气导流管流向指定地点。
本发明的另一个技术方案是：一种水平井筛管内淤积泥砂清理方法，它使用如上所述的一种水平井筛管内淤积泥砂清理工装，包括以下步骤：
A.将操作台固定在井口处；进水管与返出液管的长度与井深相匹配；将进水管的上端口通过管汇连接水泵，返出液管的上端口通过管汇连接长管，长管上的侧管通过管汇与打气泵连接；
B.开始清堵工作，水流通过进水管到达防砂筛管，搅动泥沙装置旋转搅动沉淀泥沙，在打气泵的作用下，携带有泥沙的液体经返出液管吸入接头进入返出液管，并向上排出；
C.随着泥沙的排出，密封管随进水管、返出液管不断向下运动，当密封管的上端面与操作台平齐时，停止清堵工作；
D.上提密封管，在滑动接头下端增加一组单元件，增长进水管、返出液管的长度，再次连接密封管与滑动接头；继续向前推进；
E.重复步骤B、C、D直至防砂筛管内的泥沙全部清理干净。
有益效果：本发明能够将沉淀淤积在筛管内的泥砂清理到地面，恢复油气产能；本发明中的进水管底部连接着搅动泥砂装置，返出液出管连接有打气泵，在水流冲击和拨叉搅动下，沉淀泥砂形成泥汤，携带有泥沙的液体经返出液管吸入接头进入返出液管，在出口抽吸力作用下，泥砂快速被携带出地面。在清淤过程中，可通过增加进水管与返出液管的长度不断增长清洁深度，筛管内泥砂聚集再多，筛管多长都能够进行清理。本发明也适用直井，斜井，相对当前国际上解堵方式效果好的多。本发明潜在优势是：出现淤堵，即可清理，今后在完井防砂时，筛管的缝口适量加宽，充填砾石的粒径适当放大，使油气渗透率得到提高，达到高效开发，快速采油，扩大单井采收范围，使吨油开采成本大幅下降，意义十分重大。
本发明的优选方案中，增设了油气导流管，在清淤过程中，如有油气渗出上溢，设置的油气导流管可将油气引到指定位置，确保施工过程中的安全。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中进水管与返出液管上段连接结构示意图；
图3为本发明中进水管与返出液管下段连接结构示意图；
图4为本发明中搅动泥沙装置的结构示意图；
图5为本发明中长管的结构示意图；
图6为本发明中单元件的结构简图；
其中：1-操作台、2-油气导流管、3-密封管、4-进水管、5-返出液管、6-滑动接头、61-上接头、62-固定壳体、63-下接头、7-扶正器卡子、8-偏心接头、9-搅动泥沙装置、91-双公接头、92-灯笼扶正器、93-多用接头、94-上顶丝、95-外壳、96-旋转螺杆、97-推力轴承，98-挡圈、99-旋转头、10-返出液管吸入接头、11-长管。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：参见附图1-3，一种水平井筛管内淤积泥砂清理工装，它包括：操作台1、进水管4、返出液管5、扶正器卡子7、搅动泥沙装置9以及返出液管吸入接头10；
操作台1的内孔处设有密封套；清淤时，操作台1固定在井口处；
进水管4与返出液管5均由多段管柱连接组成；进水管4与返出液管5成对使用；进水管4、返出液管5的上部包裹在密封管3内；进水管4从密封管3所露出的上端口通过管汇连接水泵，下端口通过偏心接头8连接搅动泥沙装置9；参见附图5，返出液管5从密封管3所露出的上端口通过管汇与长管11连接，在长管11的侧壁设有一根侧管，侧管通过管汇与打气泵连接，返出液管5的下端口连接返出液管吸入接头10；
参见附图6，扶正器卡子7将长度相等的进水管4与返出液管5卡住，组成单元件；扶正器卡子7支撑进水管与返出液管不接触筛管的内径，减少阻力，外径有弹性能够顺利通过筛管的内径，进水管4与返出液管5能够在扶正器卡子7的孔中转动。
滑动接头6包括：上接头61、固定壳体62以及下接头63；上接头61与露出密封管3下端的进水管4、返出液管5连接，下接头63同单元件连接，上接头61套接在固定壳体62内，下接头63与固定壳体62之间通过螺纹连接。
进一步的，返出液管吸入接头10内设有螺杆，螺杆上设有螺旋槽，在清淤过程中，泥汤在螺杆螺旋槽的作用下旋流向上。
进一步的，操作台1处连接有油气导流管2，油气导流管2设有开关控制阀，在清淤过程中，渗透能力恢复，油气上溢可通过油气导流管2流向指定地点。
实施例2：在实施例1的基础上，对滑动接头6的结构作进一步限定，具体的：上接头61为内部通孔的管状结构，上接头61的外壁分为三段，其中，上端外壁设有螺纹，中段外壁光滑，下端外壁设有环向凸台，环向凸台上设有密封槽；固定壳体62的上端口处设有与上接头61环向凸台相配合的环状卡口，固定壳体62的内壁下端设有螺纹；下接头63为内部通孔的管状结构，下接头63的外壁分为三段，其中，上下段设置有外螺纹，中段设有凸台结构；
上接头61连接在进水管4、返出液管5上段管柱，下接头63连接在进水管4、返出液管5，固定壳体62密封悬挂连接上接头61，下接头63与固定壳体62之间通过螺纹连接；上接头61能够沿固定壳体62内壁旋转上下滑动。
实施例3：参见附图4，在实施例1或2的基础上，对搅动泥沙装置9作进一步限定：搅动泥沙装置9包括：双公接头91、灯笼扶正器92、多用接头93、外壳95、旋转螺杆96、推力轴承97，挡圈98以及旋转头99；本例中的灯笼扶正器92使用公开号为CN108533234A的中国专利申请《水平井不动管柱分段充填及配套工具》中所述的灯笼扶正器。具体的：多用接头93上端为内螺纹，下端设有外螺纹，上下端之间锥形过渡，多用接头93下端内部中心设有盲孔，在盲孔周围设有多个通孔；外壳95为管状结构，在其上端及下端分别设有内螺纹和顶丝以及螺孔；旋转螺杆96的上下两端为小直径的轴，中段外径设置了多条螺旋槽；挡圈98为环形结构，环形面上设有多个通孔，环形结构的外壁设有螺纹；旋转头99的上端为管状结构，下端为附着钢丝的钢板，在钢板两侧设置有弧形拨叉；
双公接头91连接偏心接头8与多用接头93，灯笼扶正器92套装在双公接头91的外圈；多用接头93的下端螺纹连接外壳95，并通过上顶丝94固定；挡圈98与外壳95的下端口螺纹连接，并通过下顶丝固定；旋转螺杆96安装在外壳95内，旋转螺杆96上端的小直径轴与多用接头93的盲孔相配合，旋转螺杆96下端的小直径轴与旋转头99固定连接；推力轴承97与挡圈98套在旋转螺杆96下端的小直径轴处。
实施例4：一种水平井筛管内淤积泥砂清理方法，它使用如实施例1-3任一项的一种水平井筛管内淤积泥砂清理工装，包括以下步骤：
A.将操作台1固定在井口处；进水管4与返出液管5的长度与井深相匹配；将进水管4的上端口通过管汇连接水泵，返出液管5的上端口通过管汇连接长管11，长管11上的侧管通过管汇与打气泵连接；
B.开始清堵工作，水流通过进水管4到达防砂筛管，搅动泥沙装置9旋转搅动沉淀泥沙，在打气泵的抽吸作用下，携带有泥沙的液体经返出液管吸入接头10进入返出液管5，并向上排出；
C.随着泥沙的排出，密封管3随进水管4、返出液管5不断向下运动，当密封管3的上端面与操作台1平齐时，停止清堵工作；
D.上提密封管3，在滑动接头6下部增加一组单元件，增长进水管4、返出液管5的长度，再次连接密封管3与滑动接头6；继续向前推进；
E.重复步骤B、C、D直至防砂筛管内的泥沙全部清理干净。
综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (5)
1.一种水平井筛管内淤积泥砂清理工装，其特征在于，它包括：操作台(1)、进水管(4)、返出液管(5)、滑动接头(6)、扶正器卡子(7)、搅动泥沙装置(9)以及返出液管吸入接头(10)；
所述操作台(1)的内孔处设有密封套；
所述进水管(4)与所述返出液管(5)均由多段管柱组成；所述进水管(4)、所述返出液管(5)的上部包裹在密封管(3)内；所述进水管(4)所露出的上端口通过管汇连接水泵，下端口通过偏心接头(8)连接所述搅动泥沙装置(9)；所述返出液管(5)的上端口通过管汇与长管(11)连接，在所述长管(11)的侧壁设有一根侧管，所述侧管通过管汇与打气泵连接，所述返出液管(5)的下端口连接所述返出液管吸入接头(10)；
所述扶正器卡子(7)将长度相等的所述进水管(4)与所述返出液管(5)卡住，组成单元件；
所述滑动接头(6)包括：上接头(61)、固定壳体(62)以及下接头(63)；所述上接头(61)与露出所述密封管(3)下端的所述进水管(4)、所述返出液管(5)连接，所述下接头(63)同所述单元件连接，所述上接头(61)套接在所述固定壳体(62)内，所述下接头(63)与所述固定壳体(62)之间通过螺纹连接。
2.如权利要求1所述的一种水平井筛管内淤积泥砂清理工装，其特征在于，所述搅动泥沙装置(9)包括：双公接头(91)、灯笼扶正器(92)、多用接头(93)、外壳(95)、旋转螺杆(96)、推力轴承(97)，挡圈(98)以及旋转头(99)；所述双公接头(91)连接所述偏心接头(8)与所述多用接头(93)，所述灯笼扶正器(92)套装在所述双公接头(91)的外圈；所述多用接头(93)的下端螺纹连接所述外壳(95)，并通过上顶丝(94)固定；所述挡圈(98)与所述外壳(95)的下端口螺纹连接，并通过下顶丝固定；所述旋转螺杆(96)安装在所述外壳(95)内，所述旋转螺杆(96)上端的小直径轴与所述多用接头(93)的盲孔相配合，所述旋转螺杆(96)下端的小直径轴与所述旋转头(99)固定连接；所述推力轴承(97)与所述挡圈(98)套在所述旋转螺杆(96)下端的小直径轴处，所述旋转头(99)的下端为附着钢丝的钢板，在所述钢板两侧设置有弧形拨叉。
3.如权利要求1或2所述的一种水平井筛管内淤积泥砂清理工装，其特征在于，所述返出液管吸入接头(10)内设有螺杆，螺杆上设有螺旋槽。
4.如权利要求1或2所述的一种水平井筛管内淤积泥砂清理工装，其特征在于，所述操作台(1)处连接有油气导流管(2)，所述油气导流管(2)设有开关控制阀。
5.一种水平井筛管内淤积泥砂清理方法，它使用如权利要求1所述的一种水平井筛管内淤积泥砂清理工装，其特征在于，包括以下步骤：
A.将所述操作台(1)固定在井口处；所述进水管(4)与所述返出液管(5)的长度与井深相匹配；将所述进水管(4)的上端口通过管汇连接水泵，所述返出液管(5)的上端口通过管汇连接所述长管(11)，所述长管(11)上的侧管通过管汇与打气泵连接；
B.开始清堵工作，水流通过所述进水管(4)到达所述防砂筛管，所述搅动泥沙装置(9)旋转搅动沉淀泥沙，在所述打气泵的作用下，携带有泥沙的液体经所述返出液管吸入接头(10)进入所述返出液管(5)，并向上排出；
C.随着泥沙的排出，所述密封管(3)随所述进水管(4)、所述返出液管(5)不断向下运动，当所述密封管(3)的上端面与所述操作台(1)平齐时，停止清堵工作；
D.上提所述密封管(3)，在所述滑动接头(6)下部增加一组所述单元件，增长所述进水管(4)、所述返出液管(5)的长度，再次连接所述密封管(3)与所述滑动接头(6)；继续向前推进；
E.重复步骤B、C、D直至所述防砂筛管内的泥沙全部清理干净。
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