CN111206890B - 防漏失补偿式反循环正冲砂装置及冲砂方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种防漏失补偿式反循环正冲砂装置及冲砂方法，该装置包括能与油管连通的变向接头，变向接头上设置径向贯通的冲砂液流入槽，冲砂液流入槽的槽顶密封且槽底连通贯通的冲砂液流入孔，变向接头上与冲砂液流入槽的径向间隔地设置轴向贯通的冲砂液返排透槽，变向接头的下方密封连接能密封卡止于井内的内连接缸套结构，内连接缸套结构的底部滑动套设能罩遮地层砂的导砂滑动缸套，导砂滑动缸套的顶部设置弹性结构，内连接缸套结构和导砂滑动缸套内径向间隔地套设中心管，中心管的顶部密封连接于冲砂液流入孔内。该装置及冲砂方法可以使井筒内的地层砂冲到地面，通过导砂滑动缸套补偿设计，冲砂时地层砂在可控范围之内，减少冲砂液漏失到油层内。

Description

防漏失补偿式反循环正冲砂装置及冲砂方法

技术领域

本发明涉及油井采油工艺技术领域，尤其涉及一种防漏失补偿式反循环正冲砂装置及冲砂方法。

背景技术

在油水井作业时，用油管冲砂，由于油层漏失，冲砂时，冲砂液和井筒内的地层砂又被冲进漏失的油层内，冲不到地面，作业完井后，又会反吐到井筒内，极易造成抽油泵砂卡，使油井停产，增加作业费用，缩短油井的检泵周期，达不到作业目的。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种防漏失补偿式反循环正冲砂装置及冲砂方法，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防漏失补偿式反循环正冲砂装置及冲砂方法，克服现有技术中存在的冲砂液和地层砂漏失反吐油层、抽油泵砂卡、油井易停产等问题，该防漏失补偿式反循环正冲砂装置及冲砂方法可以使井筒内的地层砂冲到地面，通过导砂滑动缸套补偿设计，冲砂时地层砂在可控范围之内，减少冲砂液漏失到油层内。

本发明的目的是这样实现的，一种防漏失补偿式反循环正冲砂装置，包括能与油管密封连通的变向接头，所述变向接头上设置径向贯通的冲砂液流入槽，所述冲砂液流入槽的槽顶密封且槽底连通贯通的冲砂液流入孔，所述变向接头上与冲砂液流入槽的径向密封间隔地设置轴向贯通的冲砂液返排透槽，所述变向接头的下方密封连接能密封卡止于井内的内连接缸套结构，所述内连接缸套结构的底部滑动套设能罩遮地层砂的导砂滑动缸套，所述导砂滑动缸套的顶部设置弹性结构，所述内连接缸套结构和所述导砂滑动缸套内径向间隔地套设中心管，所述中心管的顶部密封连接于冲砂液流入孔内；导砂滑动缸套的内壁、内连接缸套结构的内壁和中心管的外壁之间构成缸套内环空，缸套内环空、冲砂液返排透槽与油管连通构成返液通道，冲砂液流入槽、冲砂液流入孔与中心管的内腔连通构成进液通道。

在本发明的一较佳实施方式中，所述中心管的底端设置笔尖结构。

在本发明的一较佳实施方式中，所述内连接缸套结构的外壁底部设置直径呈增大设置的内连缸套接箍，所述导砂滑动缸套的内壁顶部设置直径呈减小设置的导砂滑动缸套接箍，所述导砂滑动缸套接箍能沿内连接缸套结构的外壁密封滑动，所述导砂滑动缸套的内壁能沿所述内连缸套接箍的外壁密封滑动，所述导砂滑动缸套接箍的底部能轴向卡止于所述内连缸套接箍的顶部。

在本发明的一较佳实施方式中，所述内连接缸套结构位于所述变向接头和所述导砂滑动缸套之间的外壁上套设卡止固定结构，所述卡止固定结构能封隔井内环空。

在本发明的一较佳实施方式中，所述变向接头和所述卡止固定结构之间设置第一缓冲弹簧，所述卡止固定结构和所述导砂滑动缸套之间设置第二缓冲弹簧，所述第二缓冲弹簧构成所述弹性结构。

在本发明的一较佳实施方式中，所述内连接缸套结构包括连通设置的上内连接缸套和下内连接缸套，上内连接缸套的底部和下内连接缸套的顶部之间通过隔环接箍密封连接，隔环接箍构成卡止固定结构的底端卡止结构。

在本发明的一较佳实施方式中，所述卡止固定结构包括沿轴向交错设置的隔环和胶筒，所述胶筒能挤压卡止于套管壁或井壁上，所述胶筒能封隔井内环空，所述隔环能阻挡所述胶筒轴向窜动。

在本发明的一较佳实施方式中，所述胶筒的外壁包括能卡止于套管壁或井壁上的圆柱面，所述圆柱面的下方设置直径自上而下渐缩的圆锥面。

在本发明的一较佳实施方式中，所述变向接头的顶部设置中空的上接头，所述上接头的外壁上设置直径自上而下渐增的上接头锥面；所述上接头能密封连接所述变向接头和油管，所述上接头的内腔能连通冲砂液返排透槽与油管。

本发明的目的还可以这样实现，一种使用前述的防漏失补偿式反循环正冲砂装置的冲砂方法，包括以下步骤:

步骤a、完成防漏失补偿式反循环正冲砂装置的组装，连接油管；

步骤b、利用油管将防漏失补偿式反循环正冲砂装置下放到井内的套管内，直至导砂滑动缸套到地层砂的砂面位置；

步骤c、继续下放油管，导砂滑动缸套坐在地层砂的砂面上，中心管接近地层砂的砂面；

步骤d、泵车打水冲砂，冲砂液由油套环空打入，经过进液通道冲向地层砂；

步骤e、冲砂液由中心管底部喷出，液体喷出使砂子泛起，和液体一起进入返液通道经油管排出地面；

步骤f、砂子被冲出后，砂面下降，导砂滑动缸套自动下行，弥补和罩住冲出砂子的空间，对冲砂深度进行补偿，使冲砂液始终保持在内循环状态；

步骤g、边冲边下放油管，使井筒内的砂子始终在导砂滑动缸套内，直到人工井底砂子被完全冲出。

由上所述，本发明提供的防漏失补偿式反循环正冲砂装置及冲砂方法具有如下有益效果：

本发明提供的防漏失补偿式反循环正冲砂装置及冲砂方法中，导砂滑动缸套能将地层砂罩在可控范围之内，且导砂滑动缸套能在弹性结构的弹性作用下向下延伸实现自动补偿，冲砂漏失小；变向接头能封隔向下流入的冲砂液和向上返排的砂液，井筒内冲起的砂液沿返液通道流出冲到地面，实现冲砂，减小反吐到油层内的砂液，减少油层污染，延长作业周期。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1：为本发明的防漏失补偿式反循环正冲砂装置的示意图。

图2：为图1中A-A剖视图。

图中：

100、防漏失补偿式反循环正冲砂装置；

101、进液通道；102、返液通道；

1、变向接头；

11、冲砂液流入槽；12、冲砂液流入孔；13、冲砂液返排透槽；

2、内连接缸套结构；

21、内连缸套接箍；22、上内连接缸套；23、下内连接缸套；24、隔环接箍；

3、导砂滑动缸套；31、导砂滑动缸套接箍；

4、中心管；41、笔尖结构；

5、卡止固定结构；51、隔环；52、胶筒；

61、第一缓冲弹簧；62、第二缓冲弹簧；

7、上接头；71、上接头锥面；

90、地层；91、油管；92、套管；921、炮眼；93、地层砂。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1和图2所示，本发明提供一种防漏失补偿式反循环正冲砂装置100，包括能与油管91密封连通的变向接头1，变向接头1上设置径向贯通的冲砂液流入槽11，冲砂液流入槽11的槽顶密封且槽底连通贯通的冲砂液流入孔12，变向接头1上与冲砂液流入槽11的径向密封间隔地设置轴向贯通的冲砂液返排透槽13，变向接头1的下方密封连接能密封卡止于井内的内连接缸套结构2，内连接缸套结构2的底部滑动套设能罩遮地层砂的导砂滑动缸套3，导砂滑动缸套3的顶部设置弹性结构，内连接缸套结构2和导砂滑动缸套3内径向间隔地套设中心管4，中心管4的顶部密封连接于冲砂液流入孔12内；导砂滑动缸套3的内壁、内连接缸套结构2的内壁和中心管4的外壁之间构成缸套内环空，缸套内环空、冲砂液返排透槽13与油管91连通构成返液通道102，冲砂液流入槽11、冲砂液流入孔12与中心管4的内腔连通构成进液通道101。

本发明提供的防漏失补偿式反循环正冲砂装置中，导砂滑动缸套能将地层砂罩在可控范围之内，且导砂滑动缸套能在弹性结构的弹性作用下向下延伸实现自动补偿，冲砂漏失小；变向接头能封隔向下流入的冲砂液和向上返排的砂液，井筒内冲起的砂液沿返液通道流出冲到地面，实现冲砂，减小反吐到油层内的砂液，减少油层污染，延长作业周期。

进一步，如图1所示，中心管4的底端设置笔尖结构41，以使冲砂液能将地层砂冲起旋流，便于砂液上排。

进一步，如图1所示，内连接缸套结构2的外壁底部设置直径呈增大设置的内连缸套接箍21，导砂滑动缸套3的内壁顶部设置直径呈减小设置的导砂滑动缸套接箍31，导砂滑动缸套接箍31能沿内连接缸套结构2的外壁密封滑动，导砂滑动缸套3的内壁能沿内连缸套接箍21的外壁密封滑动，导砂滑动缸套接箍31的底部能轴向卡止于内连缸套接箍21的顶部，实现导砂滑动缸套3的轴向限位。

进一步，如图1所示，内连接缸套结构2位于变向接头1和导砂滑动缸套3之间的外壁上套设卡止固定结构5，卡止固定结构5能封隔井内环空(有套管的封隔油套环空，无套管的封隔井壁与油管之间的环空)。

进一步，如图1所示，变向接头1和卡止固定结构5之间设置第一缓冲弹簧61，卡止固定结构5和导砂滑动缸套3之间设置第二缓冲弹簧62，第二缓冲弹簧62构成前述的弹性结构。第一缓冲弹簧61能够有效减缓卡止固定结构的摩擦冲击；第二缓冲弹簧62能推动导砂滑动缸套3下移，当导砂滑动缸套3下方的地层砂返排后其高度下降，导砂滑动缸套3在第二缓冲弹簧62的作用下下移，始终顶抵于地层砂表面，第二缓冲弹簧62起到补偿作用。

进一步，如图1所示，内连接缸套结构2包括连通设置的上内连接缸套22和下内连接缸套23，上内连接缸套22的底部和下内连接缸套23的顶部之间通过隔环接箍24密封连接，隔环接箍24构成卡止固定结构5的底端卡止结构。

进一步，如图1所示，卡止固定结构5包括沿轴向交错设置的隔环51和胶筒52，胶筒52能挤压卡止于套管壁或井壁上，胶筒52能封隔井内环空，为实现井内环空的封隔，胶筒52的外径略大于井壁或套管的内径；隔环51能阻挡胶筒52轴向窜动且能在向下的压力作用下对胶筒52压缩。在本实施方式中，为了实现装置顺利的下放，胶筒52的外壁包括能卡止于套管壁或井壁上的圆柱面，圆柱面的下方设置直径自上而下渐缩的圆锥面。

进一步，如图1所示，变向接头1的顶部设置中空的上接头7，上接头7的外壁上设置直径自上而下渐增的上接头锥面71；上接头7能密封连接变向接头1和油管91，上接头7的内腔能连通冲砂液返排透槽13与油管91。井内环空(有套管的封隔油套环空，无套管的封隔井壁与油管之间的环空)中注入冲砂液，冲砂液作用于上接头锥面71上向下推动上接头7、变向接头1和中心管4下移。

使用本发明的防漏失补偿式反循环正冲砂装置100的冲砂方法，步骤如下：

步骤a、完成防漏失补偿式反循环正冲砂装置100的组装，连接油管91。

步骤b、利用油管91将防漏失补偿式反循环正冲砂装置100下放到井内的套管92内(有的井内不设套管，可以直接下放到井内，套管92上设置构成油流通道的炮眼921，炮眼921与地层90相对设置)，直至导砂滑动缸套3到地层砂93的砂面位置。下入时，由于胶筒52的直径略大于套管92直径，胶筒52受到的套管92的摩擦力向上，第一缓冲弹簧61起到了缓冲作用，可以防止胶筒52受到硬卡损坏。

步骤c、继续下放油管91，导砂滑动缸套3坐在地层砂93的砂面上，第二缓冲弹簧62被压缩，中心管4接近地层砂93的砂面。

步骤d、泵车(现有技术)打水冲砂，冲砂液由油套环空打入，经过进液通道101(冲砂液流入槽11、冲砂液流入孔12和中心管4的内腔)冲向地层砂93，这时由于水压作用，隔环受力，压缩胶筒52封闭油套环空。

步骤e、冲砂液由中心管4底部的笔尖结构41喷出，液体喷出使砂子泛起，和液体一起进入返液通道102(缸套内环空、冲砂液返排透槽13与油管91)经油管排出地面。

步骤f、砂子被冲出后，砂面下降，导砂滑动缸套3在第二缓冲弹簧62的弹簧力的作用下自动下行，弥补和罩住冲出砂子的空间，对冲砂深度进行补偿，使冲砂液始终保持在内循环状态，漏失量很小，也可以冲一段后，快速上提几米，再快速放下，把导砂滑动缸套3外面的砂子也瞬间带到下面，一起冲出。

步骤g、边冲边下放油管91，使井筒内的砂子始终在导砂滑动缸套3内，直到人工井底砂子被完全冲出。

由上所述，本发明提供的防漏失补偿式反循环正冲砂装置及冲砂方法具有如下有益效果：

本发明提供的防漏失补偿式反循环正冲砂装置及冲砂方法中，导砂滑动缸套能将地层砂罩在可控范围之内，且导砂滑动缸套能在弹性结构的弹性作用下向下延伸实现自动补偿，冲砂漏失小；变向接头能封隔向下流入的冲砂液和向上返排的砂液，井筒内冲起的砂液沿返液通道流出冲到地面，实现冲砂，减小反吐到油层内的砂液，减少油层污染，延长作业周期。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种防漏失补偿式反循环正冲砂装置，其特征在于，包括能与油管密封连通的变向接头，所述变向接头上设置径向贯通的冲砂液流入槽，所述冲砂液流入槽的槽顶密封且槽底连通贯通的冲砂液流入孔，所述变向接头上与冲砂液流入槽的径向密封间隔地设置轴向贯通的冲砂液返排透槽，所述变向接头的下方密封连接能密封卡止于井内的内连接缸套结构，所述内连接缸套结构的底部滑动套设能罩遮地层砂的导砂滑动缸套，所述导砂滑动缸套的顶部设置弹性结构，所述内连接缸套结构和所述导砂滑动缸套内径向间隔地套设中心管，所述中心管的顶部密封连接于冲砂液流入孔内；导砂滑动缸套的内壁、内连接缸套结构的内壁和中心管的外壁之间构成缸套内环空，缸套内环空、冲砂液返排透槽与油管连通构成返液通道，冲砂液流入槽、冲砂液流入孔与中心管的内腔连通构成进液通道；所述内连接缸套结构的外壁底部设置直径呈增大设置的内连缸套接箍，所述导砂滑动缸套的内壁顶部设置直径呈减小设置的导砂滑动缸套接箍，所述导砂滑动缸套接箍能沿内连接缸套结构的外壁密封滑动，所述导砂滑动缸套的内壁能沿所述内连缸套接箍的外壁密封滑动，所述导砂滑动缸套接箍的底部能轴向卡止于所述内连缸套接箍的顶部。

2.如权利要求1所述的防漏失补偿式反循环正冲砂装置，其特征在于，所述中心管的底端设置笔尖结构。

3.如权利要求1所述的防漏失补偿式反循环正冲砂装置，其特征在于，所述内连接缸套结构位于所述变向接头和所述导砂滑动缸套之间的外壁上套设卡止固定结构，所述卡止固定结构能封隔井内环空。

4.如权利要求3所述的防漏失补偿式反循环正冲砂装置，其特征在于，所述变向接头和所述卡止固定结构之间设置第一缓冲弹簧，所述卡止固定结构和所述导砂滑动缸套之间设置第二缓冲弹簧，所述第二缓冲弹簧构成所述弹性结构。

5.如权利要求3所述的防漏失补偿式反循环正冲砂装置，其特征在于，所述内连接缸套结构包括连通设置的上内连接缸套和下内连接缸套，上内连接缸套的底部和下内连接缸套的顶部之间通过隔环接箍密封连接，隔环接箍构成卡止固定结构的底端卡止结构。

6.如权利要求3所述的防漏失补偿式反循环正冲砂装置，其特征在于，所述卡止固定结构包括沿轴向交错设置的隔环和胶筒，所述胶筒能挤压卡止于套管壁或井壁上，所述胶筒能封隔井内环空，所述隔环能阻挡所述胶筒轴向窜动。

7.如权利要求6所述的防漏失补偿式反循环正冲砂装置，其特征在于，所述胶筒的外壁包括能卡止于套管壁或井壁上的圆柱面，所述圆柱面的下方设置直径自上而下渐缩的圆锥面。

8.如权利要求1所述的防漏失补偿式反循环正冲砂装置，其特征在于，所述变向接头的顶部设置中空的上接头，所述上接头的外壁上设置直径自上而下渐增的上接头锥面；所述上接头能密封连接所述变向接头和油管，所述上接头的内腔能连通冲砂液返排透槽与油管。

9.一种使用如权利要求1至8任一项所述的防漏失补偿式反循环正冲砂装置的冲砂方法，其特征在于，包括以下步骤:

步骤a、完成防漏失补偿式反循环正冲砂装置的组装，连接油管；

步骤b、利用油管将防漏失补偿式反循环正冲砂装置下放到井内的套管内，直至导砂滑动缸套到地层砂的砂面位置；

步骤c、继续下放油管，导砂滑动缸套坐在地层砂的砂面上，中心管接近地层砂的砂面；

步骤d、泵车打水冲砂，冲砂液由油套环空打入，经过进液通道冲向地层砂；

步骤e、冲砂液由中心管底部喷出，液体喷出使砂子泛起，和液体一起进入返液通道经油管排出地面；

步骤f、砂子被冲出后，砂面下降，导砂滑动缸套自动下行，弥补和罩住冲出砂子的空间，对冲砂深度进行补偿，使冲砂液始终保持在内循环状态；

步骤g、边冲边下放油管，使井筒内的砂子始终在导砂滑动缸套内，直到人工井底砂子被完全冲出。

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