CN109695429B - 一种分级启动式深井捞砂筒 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种分级启动式深井捞砂筒，由上接头、滑动短节组及集砂筒组上下连接构成，上接头与多个滑动短节所构成的滑动短节组通过钢缆连接，上下相邻间的滑动短节之间通过T型杆串接，最下一个滑动短节的下部同轴套接最上折叠集砂筒组的折叠集砂筒的折叠口袋，多个折叠集砂筒上下串接构成折叠集砂筒组，上下串接的相邻的折叠集砂筒之间同轴连接，最下一个折叠集砂筒有筒底。本发明设计科学，构思巧妙，克服了现有技术中不能将捞砂筒预先放置在井底、冲砂工艺使用深度受限等缺陷，同时也避免了在井底预置捞砂筒导致启动压力过大拉断打捞杆，具有良好应用潜力和市场价值，满足了深层油气井井底除砂的需求。
Description
技术领域
本发明属于采油机械设备领域，涉及油气田开发与开采生产井中打捞井底沉砂的装置，尤其是一种分级启动式深井捞砂筒。
背景技术
油气井出砂是疏松性砂岩油藏采油时常见的问题。随着油气井出砂量增大，井底沉砂量增多会导致油气井井底油气流动受阻，油气井产量大幅降低，为避免这一现象，往往在油气井生产一段时间都要进行冲砂或捞砂作业，清除井底的砂屑。
通常出砂是地层中的砂粒随油流从地层经射孔孔道进入井筒。由于砂粒的密度远高于油的密度，砂粒进入井筒后便下沉落到井底。随着砂粒在井内的不断堆积，沉砂面会慢慢上升，直到砂面高度与油层顶面相当。此时油的生产量会达到极低值----几乎没有产量。后续恢复产量的工艺措施就是冲砂或用捞砂筒捞砂。
如果直接将不能分级启动和变容积的捞砂筒预先放置在井底，会产生两方面的问题：1是井底的沉砂在长时间的压力作用下会被压的很实，需要非常大的向上的提升拉力，才能使沉砂松动。这会导致无法启动或拉断管柱；2捞砂筒上部会有很长一段砂粒，这些砂粒在随着捞砂筒向上运动过程中有相当部分又会回落到井底，另一部分到达井口后会散落在井台上。
当前，油气井除砂多数通过冲洗和下入捞砂筒作业进行。当油气井深度超过一定值时，使用冲洗液进行冲砂洗井的效果往往不理想；当使用捞砂筒捞砂时，由于井底沉砂被压的很实，砂粒不易进入捞砂筒，不仅需要往复多次下入和起出捞砂筒，还不能将井底沉砂都打捞出来，所以效率很低。因此，为满足深层出砂油井的捞砂作业，需要研发一种新型的方便打捞的工具。
因此目前没有预先将捞砂放置在井下的工艺方法！
通过公开专利文献的检索，尚未发现与本发明申请相同的国内公开专利文献。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中不能将捞砂筒预先放置在井底、冲砂工艺使用深度受限等缺陷，提供一种分级启动式深井捞砂筒，该捞砂筒具有分级启动特点，避免启动压力过大拉断打捞杆，具有良好应用潜力和市场价值，满足了深层油气井井底除砂的需求。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种分级启动式深井捞砂筒，由上接头、滑动短节组及集砂筒组上下连接构成，上接头与多个滑动短节所构成的滑动短节组通过钢缆连接，上下相邻间的滑动短节之间通过T型杆串接，最下一个滑动短节的下部同轴套接最上折叠集砂筒组的折叠集砂筒的折叠口袋，多个折叠集砂筒上下串接构成折叠集砂筒组，上下串接的相邻的折叠集砂筒之间同轴连接，最下一个折叠集砂筒有筒底。
而且，所述上接头上端制有用于直接与生产油管连接的带丝扣短节，或者在滑动短节的顶部连接利用打捞杆打捞的丢手工具。
而且，所述滑动短节为圆环筒形式，在其上、下端面均焊有十字钢管，上下相邻间的滑动短节采用T型杆上端的T型帽滑动安装在上一级滑动短节十字钢管中心所固装的滑环上，滑动短节的下端柱杆与下一级的滑动短节十字钢管中心固装。
而且，所述折叠集砂筒由折叠口袋和钢箍构成，所述折叠口袋由帆布制作，在钢箍内径向焊接一字或十字钢管，各钢箍间可用钢丝或钢索在中心连接。
本发明的优点和有益效果为：
1、本发明在滑动短节上侧有进砂孔，各级滑动短节之间利用伸缩原理分级滑动，依次启动，保证打捞杆拉力逐渐增加，避免了捞砂作业中启动压力过大拉断打捞杆，具有良好的应用潜力和广泛的市场价值。
2、本发明设计科学，构思巧妙，克服了现有技术中不能将捞砂筒预先放置在井底、冲砂工艺使用深度受限等缺陷，同时也避免了在井底预置捞砂筒导致启动压力过大拉断打捞杆，具有良好应用潜力和市场价值，满足了深层油气井井底除砂的需求。
附图说明
图1为本发明的结构主视图；
图2为图1的A-A向截面剖视示意图；
图3为本发明滑动短节的立体结构示意图(局部剖视)；
图4为本发明钢箍的立体结构示意图；
图5为本发明图1压缩后的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例做进一步说明；下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
一种分级启动式深井捞砂筒，参见图1、2，该捞砂筒由上接头1、滑动短节组及集砂筒组上下连接构成，上接头与多个滑动短节3所构成的滑动短节组通过钢缆2连接，上下相邻间的滑动短节之间通过T型杆4串接，最下一个滑动短节5的下部同轴套接最上折叠集砂筒组的折叠集砂筒7的折叠口袋6，多个折叠集砂筒上下串接构成折叠集砂筒组，上下串接的相邻的折叠集砂筒之间通过钢丝或者钢索同轴连接，最下一个折叠集砂筒8有筒底。
所述上接头上端制有带丝扣短节9，用于直接与生产油管连接；或者也可以在滑动短节的顶部连接丢手工具，利用打捞杆通过丢手工具，将捞砂筒上提离井底到达井口。
所述滑动短节为圆环筒形式，参见图3，在其上、下端面均焊有十字钢管10，该十字钢管用于支撑加强圆环筒，油和砂粒可以从圆和十字构成的间隙自由进入。上下相邻间的滑动短节采用T型杆上端的T型帽11滑动安装在上一级滑动短节十字钢管中心所固装的滑环上，滑动短节的下端柱杆与下一级的滑动短节十字钢管中心固装。
所述折叠集砂筒由折叠口袋和钢箍构成，所述折叠口袋由帆布制作，在钢箍内径向焊接一字或十字钢管12，参见图4，本实施例采用的为十字钢管；钢箍用于提高强度，各钢箍间可用钢丝或钢索13在中心连接，以提高轴向抗拉强度。帆布用于变形和泄油，一字或十字钢管用于加强圆环箍，以保证能有足够强度支撑折叠口袋。
本发明捞砂筒的直径小于生产油管内径，间隙以能顺利下入井底为准。
本发明利用伸缩原理将滑动短节组制成一级级伸缩式的结构，每一级滑动短节上侧面均有进砂口，当捞砂筒置于井底时，油气中的砂屑可随油流通过进砂口自由进入滑动短节中。每一级滑动短节受重力和下部杆件支撑共同作用，可相对于下一级滑动短节向上或向下滑动。当向上起升油管时，油管通过接头及连接钢缆拉升第一级滑动短节，钢缆拉动滑动短节向上滑移，直至滑动短节下端T型杆带动下一级滑动短节向上起升，直至到最末一级滑动短节开始受到向上的拉力，由此各级滑动短节会相对滑动并依次进行。当各级滑动短节全部向上启动后，折叠集砂筒会跟随最下一级滑动短节一起向上运动。随着砂粒向折叠集砂筒中沉积，折叠部位会展开，集砂筒体积将随之增大。
本发明的工作原理是：
将捞砂筒随油管一起下入井底。油气井在生产过程中，砂粒会随油流从各级滑动短节上侧进入折叠集砂筒中并堆积，根据油气井产量判断井底沉砂量，当影响生产时，直接提升油管(或下入打捞杆连接打捞筒上接头)，提拉捞砂筒，由于捞砂筒预置时，各级滑动短节之间处于收缩状态。提拉过程为最上部的套筒先行向上滑动，此时作用于油管上提的拉力为第一级滑动短节砂埋形成的阻力加上的砂粒重量。当上级套筒启动并滑移到限位后，下级套筒也开始滑动，此时作用于油管上所需的提升拉力为前两级滑动短节之间的砂埋阻力加前面几级砂的重力，以次直到至最下级捞砂启动。由于砂埋形成的阻力要远大于沉砂的重力，因此，级数由单级滑动短节可以启动的沉砂厚度和井底沉砂的总沉砂厚度(会小于油层的总厚度)形成的重量来确定，折叠集砂筒的集砂量同样可以通过沉砂厚度和井筒直径计算得出。
Claims (4)
1.一种分级启动式深井捞砂筒，其特征在于：由上接头、滑动短节组及折叠集砂筒组上下连接构成，上接头与多个滑动短节所构成的滑动短节组通过钢缆连接，上下相邻间的滑动短节之间通过T型杆串接，最下一个滑动短节的下部同轴套接折叠集砂筒组的最上折叠集砂筒的折叠口袋，多个折叠集砂筒上下串接构成折叠集砂筒组，上下串接的相邻的折叠集砂筒之间同轴连接，最下一个折叠集砂筒有筒底。
2.根据权利要求1所述的级启动式深井捞砂筒，其特征在于：所述上接头上端制有用于直接与生产油管连接的带丝扣短节，或者在滑动短节的顶部连接利用打捞杆打捞的丢手工具。
3.根据权利要求1所述的级启动式深井捞砂筒，其特征在于：所述滑动短节为圆环筒形式，在其上、下端面均焊有十字钢管，上下相邻间的滑动短节采用T型杆上端的T型帽滑动安装在上一级滑动短节十字钢管中心所固装的滑环上，滑动短节的下端柱杆与下一级的滑动短节十字钢管中心固装。
4.根据权利要求1所述的级启动式深井捞砂筒，其特征在于：所述折叠集砂筒由折叠口袋和钢箍构成，所述折叠口袋由帆布制作，在钢箍内径向焊接一字或十字钢管，各钢箍间可用钢丝或钢索在中心连接。
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