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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