CN111927426A - 一种井下局部反循环和多级沉砂的清砂工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油田修井技术领域,特别涉及到使用射流泵使动力液在井下进行局部反循环的清砂工艺;它是为了解决很多井地层压力低、地下孔洞大,动力液不能形成循环的问题,从而提出的一种井下局部反循环且多级沉砂的清砂工艺。该发明所涉及的关键装置包括射流泵、旋流除砂器、集砂器、钻磨头,结合旋流除砂器实现砂液离心分离、集砂器大容量收集井砂功能,可实现高效清砂任务。
Description
技术领域
本发明涉及油田修井技术领域,特别涉及到使用射流泵使动力液在井下进行局部反循环的清砂工艺。
背景技术
在油田进入高含水期后,长期注水开发容易导致地层胶结变差,同时,填砂压裂、聚合物驱油等新技术的应用,使油井出砂日益严重。油井出砂对石油的开采造成了很大的不便,一直以来都是行业急需解决的难题之一。现场传统的办法是往井下下入油管或钻杆,通过地面泵加入冲砂液进行正循环或反循环冲砂,但是该工艺在深井中作业成本高,尤其对于很多裸眼完井的深井,由于其地层压力低、地下孔洞大,导致漏失严重甚至冲砂液失返,从而无法形成循环,不能达到清砂的目的,因此亟需一种能够适用于深井高效清理井砂的方法或工艺。针对上述问题,本发明提供一种井下局部反循环且多级沉砂的清砂工艺。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足,提供一种动力液在井下进行局部反循环的清砂工艺,结合旋流除砂器实现砂液离心分离、集砂器大容量收集井砂功能,实现高效清理井砂。
本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的:一种井下局部反循环且多级沉砂的清砂工艺所涉及装置主要包括:射流泵(1)、旋流除砂器(2)、集砂器(4)、钻磨头(6)以及钻杆(3)、钻铤(5);其中集砂器(4)被分为两部分,一侧是由筒体构成的混砂液上行通道,另一侧是由筛管构成的沉砂空间。
本发明所涉及的关键装置都处在油井的下半部分,其连接方式如下:从井口设备到射流泵(1)之间使用钻杆(3)连接;射流泵(1)下方连接旋流除砂器(2);旋流除砂器(2)与集砂器(4)之间用钻杆(3)连接;集砂器(4)以下连接钻杆(3)和钻铤(5);在工具最下端,钻铤(5)连接着钻磨头(6);在油井较深、设计清砂量较大时,为防止沉砂在工具中淤塞,需要多级沉砂,即在旋流除砂器(2)和钻铤(5)之间连接多个沉砂组合。每个沉砂组合中包括钻杆(3)与集砂器(4),每个沉砂组合中钻杆(3)与集砂器(4)的数量根据井深、设计清砂量、集砂器(4)的设计容量而决定。
一种井下局部反循环且多级沉砂的清砂工艺包括两个阶段,分别是局部反循环阶段和沉砂阶段。
首先先往井下注入动力液,井下液面高于射流泵(1)位置。然后进行局部饭循环阶段,局部反循环阶段是混砂液在钻磨头(6)和射流泵(1)之间的循环;地面泵向钻干内泵入高压动力液,射流泵(1)产生负压;同时井口转盘带动钻杆(3)进行转动,钻磨头(6)对井底的大颗粒砂进行钻磨,并起到搅动作用,使井砂与混砂液进行混合;在压差作用下,通过钻磨头(6)的水眼抽汲井下的混砂液向上流动,混砂液携带不同粒径的砂粒进入钻杆(3)内;在混砂液通过集砂器(4)时,首先进入混砂液上行通道,通过上通单向阀后,由于流通截面积扩大,一些大颗粒砂会沉降下来,小颗粒砂继续随混砂液上行,经过旋流除砂器(2)分离后,含砂量很低的液体在射流泵(1)内与动力液混合后,被喷射回井下,重新与井砂混合。至此在井下形成一个局部循环过程。
沉砂阶段是当一次局部反循环阶段结束时,关闭设备,含砂量很大的混砂液已经被抽汲到钻杆(3)等工具中,其中的井砂开始在重力作用下沉降;每级沉砂组合中,钻杆(3)中间空间的混砂液中的井砂都会沉降在本级沉砂组合的集砂器(4)里面;沉降时,混砂液通过集砂器(4)筛管一侧的下通单向阀后,进入沉砂空间进行沉降储存,动力液可通过筛管过滤进入到环空中;最后通过起钻把集砂器(4)中的井砂携带至钻台,起到清砂作用。
本发明的有益效果:由于不需要混砂液在整个井深范围内进行正循环或反循环,所以作业只需要提供较小的功率,节约成本,尤其对很深的油井成本节约更明显;并且,本发明是开泵一段时间,之后是静置沉砂阶段,局部反循环也比整个井深的循环更节约时间和成本。
附图说明
图1为工具连接示意图
图2为局部反循环阶段示意图
图3为沉砂阶段示意图
附图中仅示意性地表示出各部位的工具,并不一定按比例绘制。
附图标记说明:
1-射流泵,2-旋流除砂器,3-钻杆,4-集砂器,5-钻铤,6-钻磨头。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明的一个具体实施方式进行详细描述:
本工艺所涉及装置主要包括:射流泵(1)、旋流除砂器(2)、集砂器(4)、钻磨头(6)以及钻杆(3)、钻铤(5);其中集砂器(4)被分为两部分,一侧是由筒体构成的混砂液上行通道,另一侧是由筛管构成的沉砂空间。
本发明所涉及的关键装置都处在油井的下半部分,其连接方式如下:从井口设备到射流泵(1)之间使用钻杆(3)连接;射流泵(1)下方连接旋流除砂器(2);旋流除砂器(2)与集砂器(4)之间用钻杆(3)连接;集砂器(4)以下连接钻杆(3)和钻铤(5);在工具最下端,钻铤(5)连接着钻磨头(6);在油井较深、设计清砂量较大时,为防止沉砂在工具中淤塞,需要多级沉砂,即在旋流除砂器(2)和钻铤(5)之间连接多个沉砂组合;每个沉砂组合中包括钻杆(3)与集砂器(4),每个沉砂组合中钻杆(3)与集砂器(4)的数量根据井深、设计清砂量、集砂器(4)的设计容量而决定。
本发明的清砂工艺包括两个阶段,分别是局部反循环阶段和沉砂阶段。
首先先往井下注入动力液,使液面高于射流泵(1)位置;然后进行局部饭循环阶段,局部反循环阶段是混砂液在钻磨头(6)和射流泵(1)之间的循环;地面泵向钻干内泵入高压动力液,射流泵(1)产生负压。同时井口转盘带动钻杆(3)进行转动,钻磨头(6)对井底的大颗粒砂进行钻磨,并起到搅动作用,使井砂与混砂液进行混合;在压差作用下,通过钻磨头(6)的水眼抽汲井下的混砂液向上流动,混砂液携带不同粒径的砂粒进入钻杆(3)内;在混砂液通过集砂器(4)时,首先进入混砂液上行通道,通过上通单向阀后,由于流通截面积扩大,一些大颗粒砂会沉降下来,小颗粒砂继续随混砂液上行,经过旋流除砂器(2)分离后,含砂量很低的液体在射流泵(1)内与动力液混合后,被喷射回井下,重新与井砂混合。至此在井下形成一个局部循环过程。
沉砂阶段是当一次局部反循环阶段结束时,关闭设备,含砂量很大的混砂液已经被抽汲到钻杆(3)等工具中,其中的井砂开始在重力作用下沉降。每级沉砂组合中,钻杆(3)中间空间的混砂液中的井砂都会沉降在本级沉砂组合的集砂器(4)里面;沉降时,混砂液通过集砂器(4)筛管一侧的下通单向阀后,进入沉砂空间进行沉降储存,动力液可通过筛管过滤进入到环空中。
如此可以反复若干次进行局部反循环和沉砂两个阶段,将尽量多的井砂收集到集砂器(4)内,最后通过起钻把集砂器(4)中的井砂携带至钻台,起到清砂作用。
用于修井反循环清砂的集砂器(4)的具体实现方式如下:射流泵(1)通过钻磨头(6)水眼抽汲井下混砂液向上流动,同时钻柱转动,动力液经过射流泵(1)后进入钻杆(3)与套管之间的环空,动力液会携带不同粒径的砂粒形成混砂液进入钻杆(3)内;当混砂液进入到集砂器(4)后,先到达筒体组成的混砂液上行通道,此时由于射流泵(1)形成的压力差,混砂液上行,上通单向阀打开,下通单向阀关闭,混砂液通过接头后进入到集砂器(4)以上的钻杆(3)内;混砂液通过上通单向阀后,由于流通面积扩大,其中少许大颗粒砂会沉降下来,小颗粒砂随着混砂液继续上行;当关泵后,局部反循环阶段停止,开始沉砂阶段,混砂液中的小颗粒砂子在重力作用下沉降,此时由于重力作用,下通单向阀打开,上通单向阀关闭,砂通过下通单向阀进入筛管形成的沉砂空间,进行沉降收集和存贮,随着砂进入的液体也会通过筛管的孔隙,进入钻杆(3)和套管的环空;随后通过起钻,集砂器(4)把捞获的砂子携带至钻台,起到清砂作用,打开筛管,将其中的砂清理出来。
尽管上面结合附图对本发明的具体实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,并不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权力要求所保护的范围情况下,还可以作出很多形式,这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种井下局部反循环且多级沉砂的清砂工艺,其特征在于,它所涉及装置主要包括包括:射流泵(1)、旋流除砂器(2)、集砂器(4)、钻磨头(6)以及钻杆(3)、钻铤(5)。
2.如权利要求1所述的一种井下局部反循环且多级沉砂的清砂工艺,其特征还在于,集砂器(4)被分为两部分,一侧是由筒体构成的混砂液上行通道,另一侧是由筛管构成的沉砂空间。
3.如权利要求1所述的一种井下局部反循环且多级沉砂的清砂工艺,其特征还在于,所涉及的关键装置都处在油井的下半部分,其连接方式如下:从井口设备到射流泵(1)之间使用钻杆(3)连接;射流泵(1)下方连接旋流除砂器(2);旋流除砂器(2)与集砂器(4)之间用钻杆(3)连接;集砂器(4)以下连接钻杆(3)和钻铤(5);在工具最下端,钻铤(5)连接着钻磨头(6)。
4.如权利要求3所述的一种井下局部反循环且多级沉砂的清砂工艺,其特征还在于,本发明在油井较深、设计清砂量较大时,为防止沉砂在工具中淤塞,需要多级沉砂,即在旋流除砂器(2)和钻铤(5)之间连接多个沉砂组合;每个沉砂组合中包括钻杆(3)与集砂器(4),每个沉砂组合中钻杆(3)与集砂器(4)的串接数量根据井深、设计清砂量、集砂器(4)的设计容量而决定。
5.如权利要求1所述的一种井下局部反循环且多级沉砂的清砂工艺,其特征还在于,一种井下局部反循环且多级沉砂的清砂工艺包括两个阶段,分别是局部反循环阶段和沉砂阶段。
6.如权利要求5所述的一种井下局部反循环且多级沉砂的清砂工艺,其特征还在于,在清砂作业之前要先向井内正循环补液,使得井下液面高于射流泵(1)的位置。
7.如权利要求5所述的一种井下局部反循环且多级沉砂的清砂工艺,其特征还在于,局部反循环阶段是混砂液在钻磨头(6)和射流泵(1)之间的循环;地面泵向钻干内泵入高压动力液,射流泵(1)产生负压;同时井口转盘带动钻杆(3)进行转动,钻磨头(6)对井底的大颗粒砂进行钻磨,并起到搅动作用,使井砂与混砂液进行混合;在压差作用下,通过钻磨头(6)的水眼抽汲井下的混砂液向上流动,混砂液携带不同粒径的砂粒进入钻杆(3)内;在混砂液通过集砂器(4)时,首先进入混砂液上行通道,通过上通单向阀后,由于流通截面积扩大,一些大颗粒砂会沉降下来,小颗粒砂继续随混砂液上行,经过旋流除砂器(2)分离后,含砂量很低的液体在射流泵(1)内与动力液混合后,被喷射回井下,重新与井砂混合;至此在井下形成一个局部循环过程。
8.如权利要求5所述的一种井下局部反循环且多级沉砂的清砂工艺,其特征还在于,沉砂阶段是当一次局部反循环阶段结束时,关闭设备,含砂量很大的混砂液已经被抽汲到钻杆(3)等工具中,其中的井砂开始在重力作用下沉降;每级沉砂组合中,钻杆(3)中间空间的混砂液中的井砂都会沉降在本级沉砂组合的集砂器(4)里面;沉降时,混砂液通过集砂器(4)筛管一侧的下通单向阀后,井砂进入沉砂空间进行沉降储存,动力液可通过筛管过滤进入到环空中。
9.如权利要求5所述的一种井下局部反循环且多级沉砂的清砂工艺,其特征还在于,可反复若干次进行局部反循环和沉砂两个阶段,将尽量多的井砂收集到集砂器(4)内,最后通过起钻把集砂器(4)中的井砂携带至钻台,起到清砂作用。
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