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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