CN111997542B - 水平油井反洗冲砂装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水平油井反洗冲砂装置及方法,该装置设置在抽油管下方,该装置包括上接头、外部连接管、内部连接管和砂铲,上接头与抽油管连接,外部连接管的顶部能上、下滑动的套设在上接头底部,内部连接管顶部与上接头底部能转动的连接,外部连接管的内壁上设置有下压帽,内部连接管的外壁上设置有与下压帽相抵的第一凸台,内部连接管的外壁上设置有第二凸台,在第二凸台与下压帽之间的压簧腔内设置有压簧,内部连接管的外壁上设置有螺旋状滑槽,外部连接管的内壁上设置有第一凸块,第一凸块嵌入滑槽内,砂铲固定在内部连接管的底部,外部连接管的底部开设有过流通孔。本发明解决了对地层砂冲击效果不佳,上返过程中容易再次沉降的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及油气开采技术领域,尤其涉及一种水平油井反洗冲砂装置及方法。
背景技术
辽河油田储层多为疏松砂岩油气藏,出砂问题严重,生产过程中必须采取必要的防砂措施。筛管防砂技术作为一种简单有效的防砂方式得到广泛应用,而水平油井也多采用筛管进行防砂。
在对水平油井进行筛管防砂过程中,一般采用适度防砂的方式,即将较粗的地层砂阻挡在筛管的外侧,较细的地层砂进入筛管的内部,并随原油排出地面。随着生产时间延长,进入筛管的较细的地层砂不断增加,如果不能及时随原油排出地面,则会在筛管内部沉降堆积,因此,油井在长期工作时,冲砂作业是保证油井正常生产工作的必须步骤。
在对水平油井冲砂过程中,存在两个难点亟待解决:一是如何将井下筛管内地层沉积砂冲开,由于水平油井井段较长、出砂较多,筛管内沉积砂一般沉积压实现象严重,造成冲砂困难;二是在地层砂随冲砂液上返过程中,如何确保地层砂不会再次沉积,而是能够顺利随冲砂液排出地面。
理论上水平油井冲砂方式根据液流路径能以分为两种:一是正冲砂,即地面泵车自油管内泵入冲砂液,直接对井下沉积砂段进行冲砂,然后自油套环空向上排出地面;二是反冲砂,即地面泵车自油套环空内泵入冲砂液,冲洗井下沉积砂后,沿油管内空间往上排出地面。但是两者又存在各自的缺点和不足:由于油管内空间远小于油套环空空间,造成油管中冲砂液流速远大于油套环空内冲砂液的流速,因此在抽油泵排量一定的前提下,反冲砂过程中,冲砂液自油套环空泵入,由于流速较小,很难将压实沉积砂冲动;而正冲砂过程中,冲砂液自油管内泵入,流速较快,冲砂过程中容易将压实的沉积砂冲动,但在油套环空中上返过程中,由于流速较慢,地层砂容易重新沉降。特别是在尺寸较大的水平油井冲砂过程中,由于油套环空截面积大、冲砂液流速小等因素,导致地层砂上返过程中沉降现象明显,在冲砂过程中非常容易出现地层砂再次沉降,出现管柱的砂卡现象。
针对相关技术中如何冲动压实的地层砂,并且保证冲动的地层砂随冲砂液上返过程中不会出现再次沉降的问题,目前尚未给出有效的解决方案。
由此,本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践,提出一种水平油井反洗冲砂装置及方法,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水平油井反洗冲砂装置及方法,能够在反洗过程中,通过抽油管带动砂铲上、下移动的同时进行转动,从而对地层沉积砂进行切削动作,使压实的地层砂松动,油管与抽油杆之间的环空内冲砂液通过较慢的流动就能够将已经松动的地层砂冲动,地层砂随冲砂液穿过水平油井反洗冲砂装置的内部进入油管后,由于油管内腔室的横截面积远小于油管内环空的横截面积,增大冲砂液在油管内的流速,随冲砂液上返的地层砂不易沉降。
本发明的目的可采用下列技术方案来实现:
本发明提供了一种水平油井反洗冲砂装置,设置在抽油管的下方,并随所述抽油管伸入至油套内,该水平油井反洗冲砂装置包括上接头、外部连接管、内部连接管和砂铲,所述上接头的顶部与所述抽油管连接,所述外部连接管的顶部能上、下滑动的套设在所述上接头的底部外侧,所述内部连接管位于所述外部连接管内,所述内部连接管的顶部与所述上接头的底部能转动的连接,所述外部连接管的内壁上设置有下压帽,所述内部连接管的外壁上设置有第一凸台,所述第一凸台的顶部与所述下压帽的底部相抵,所述内部连接管的顶部外壁上设置有第二凸台,所述第二凸台与所述下压帽之间形成有压簧腔,所述压簧腔内设置有压簧,所述第一凸台下方的所述内部连接管的外壁上沿轴向设置有螺旋状滑槽,所述外部连接管的内壁上设置有与所述滑槽相配合的第一凸块,所述第一凸块能沿所述滑槽滑动的嵌入所述滑槽内,所述砂铲位于所述外部连接管内,所述砂铲固定在所述内部连接管的底部,所述外部连接管的底部管壁上开设有过流通孔。
在本发明的一较佳实施方式中,所述外部连接管由上至下依次包括上部连接外管、滑块外管和尾管,所述上部连接外管、所述滑块外管和所述尾管均为沿竖直方向设置的筒状结构,所述上接头设置在所述上部连接外管的顶部,所述上部连接外管的底部通过所述下压帽与所述滑块外管的顶部连接,所述滑块外管的底部与所述尾管的顶部连接,所述第一凸块设置在所述滑块外管的底部内壁上,所述过流通孔开设在所述尾管的底部管壁上。
在本发明的一较佳实施方式中,所述上部连接外管的底部内壁与所述下压帽的外壁螺纹连接,所述滑块外管的顶部外壁与所述下压帽的下部内壁螺纹连接,所述下压帽的上部内壁上设置有环形第三凸台,所述第三凸台的底部与所述第一凸台的顶部相抵,所述滑块外管的底部外壁与所述尾管的顶部内壁螺纹连接。
在本发明的一较佳实施方式中,所述内部连接管由上至下依次包括上部连接内管和滑道内管,所述上部连接内管和所述滑道内管均为沿竖直方向设置的筒状结构,所述上部连接内管的底部与所述滑道内管的顶部连接,所述第二凸台位于所述上部连接内管的顶部外壁上,所述第一凸台位于所述滑道内管的顶部外壁上,所述压簧腔位于所述上部连接内管的外壁与所述上部连接外管的内壁之间,所述滑槽设置在所述滑道内管的外壁上,所述砂铲设置在所述滑道内管的底部。
在本发明的一较佳实施方式中,所述过流通孔的数量为多个,多个所述过流通孔沿所述尾管的周向均匀开设。
在本发明的一较佳实施方式中,所述上接头为沿竖直方向设置的筒状结构,所述上接头的顶部与所述抽油管的底部连接,所述上接头的内部与所述抽油管的内部连通,所述上接头的外壁上沿竖直方向设置有多条长条状限位槽,所述上部连接外管的顶部内壁上设置有与所述限位槽相配合的多个第二凸块,多个所述第二凸块能上、下滑动的嵌入对应的所述限位槽内。
在本发明的一较佳实施方式中,所述上接头的底部外壁上设置有环形第四凸台,所述第四凸台与所述第二凸台的外侧套设有上压帽,所述第二凸台的外壁与所述上压帽的内壁螺纹连接,所述第四凸台与所述上压帽和所述第二凸台之间均设置有滚珠轴承。
在本发明的一较佳实施方式中,所述限位槽的数量为两个,两个所述限位槽在所述上接头的外壁上对称开设。
在本发明的一较佳实施方式中,所述压簧套设在所述上部连接内管的外侧,所述压簧的顶端与所述第二凸台的底部相抵,所述压簧的底部与所述下压帽的顶部相抵。
在本发明的一较佳实施方式中,所述滑槽的数量为多个,多个所述滑槽沿所述滑道内管的周向均匀排布。
在本发明的一较佳实施方式中,所述油套与所述外部连接管之间环空的横截面积大于所述过流通孔面积。
在本发明的一较佳实施方式中,所述油套与所述外部连接管之间环空的横截面积大于所述内部连接管内腔室的横截面积和所述抽油管内腔室的横截面积。
在本发明的一较佳实施方式中,所述砂铲的顶部与所述内部连接管底部开口位置的边缘焊接。
本发明提供了一种水平油井反洗冲砂方法,将上述的水平油井反洗冲砂装置设置在抽油管的下方,并随所述抽油管伸入至油套内,包括如下步骤:
步骤S1:所述抽油管带动所述水平油井反洗冲砂装置下行,所述外部连接管的底部接触并压实油井内的地层砂;
步骤S2:所述抽油管继续下行,所述上接头带动所述第二凸台对所述压簧进行压缩,所述内部连接管继续向下移动;
步骤S3:由于所述外部连接管内壁上的第一凸块嵌入所述内部连接管的所述螺旋状滑槽中,在所述外部连接管固定不动的情况下,所述第一凸块与所述螺旋状滑槽相配合带动所述内部连接管沿轴线方向转动;
步骤S4:所述内部连接管带动所述砂铲转动的同时从所述外部连接管的底部伸出,并对油井内的地层砂进行切削;
步骤S5:从地面向所述油套与所述抽油管之间的环空中泵入冲砂液,冲砂液对所述外部连接管外侧未被切削的地层砂进行冲击,冲砂液携带地层砂通过所述过流通孔进入所述外部连接管的内部;
步骤S6:所述抽油管带动所述水平油井反洗冲砂装置上行,所述压簧复位,所述内部连接管相对于所述外部连接管向上移动,所述砂铲进入所述外部连接管内;
步骤S7:继续上提所述水平油井反洗冲砂装置,所述外部连接管的底部与所述油井内的地层砂分离,所述冲砂液携带被冲击和切削松散的地层砂进入至所述内部连接管的内部;
步骤S8:重复步骤1至步骤7,进入所述内部连接管的冲砂液沿所述抽油管返出地面;
步骤S9:所述水平油井反洗冲砂装置达到预设冲砂深度,反洗冲砂结束。
由上所述,本发明的水平油井反洗冲砂装置及方法的特点及优点是:该水平油井反洗冲砂装置中的内部连接管通过上接头与抽油管连接,水平油井反洗冲砂装置中的外部连接管固定压实地层砂,通过抽油管带动内部连接管进行上行和下行运动,进而带动内部连接管底部的砂铲对地层砂进行切削,由于内部连接管的外壁上设置有螺旋状滑槽,外部连接管的内壁上设置有与第一凸块,第一凸块嵌入滑槽内并可沿滑槽滑动,由于外部连接管固定压实地层砂,因此内部连接管上、下移动过程的同时内部连接管带动砂铲进行转动,能够将压实的地层砂切削松散,利于反洗时对地层砂进行冲击,避免了地层砂压实严重、冲沙困难的情况发生。另外,冲砂液从过流通孔进入内部连接管内,冲砂液在通过过流通孔时流速加快,能够对砂铲外侧的地层砂起到更好的冲击效果,使冲沙更充分,油管内腔室的横截面积远小于油管与外部连接管之间环空的横截面积,确保冲砂液在油管内的流速能够将携带地层砂的冲砂液上返至地面,地层砂在上返过程中不易沉降,大大提高反洗冲砂效果。
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:为本发明水平油井反洗冲砂装置在抽油杆上行状态下的结构示意图。
图2:为本发明水平油井反洗冲砂装置中上接头的结构示意图。
图3:为图2中A-A位置的截面图。
图4:为本发明水平油井反洗冲砂装置中上部连接外管的结构示意图。
图5:为图4中B-B位置的截面图。
图6:为本发明水平油井反洗冲砂装置中上部连接内管与上接头连接位置的局部放大图。
图7:为本发明水平油井反洗冲砂装置中滚珠轴承的俯视图。
图8:为本发明水平油井反洗冲砂装置中滑块外管的结构示意图。
图9:为图8中D-D位置的截面图。
图10:为本发明水平油井反洗冲砂装置中滑道内管与砂铲的正视图。
图11:为本发明水平油井反洗冲砂装置中滑道内管与砂铲的仰视图。
图12:为图10中C-C位置的截面图。
图13:为本发明水平油井反洗冲砂装置中尾管的结构示意图。
图14:为图13中E-E位置的截面图。
图15:为本发明水平油井反洗冲砂装置在抽油杆下行状态下的结构示意图。
本发明中的附图标号:1、上接头;101、限位槽;102、第四凸台;2、外部连接管;201、上部连接外管;2011、第二凸块;202、滑块外管;2021、第一凸块;203、尾管;204、过流通孔;3、内部连接管;301、上部连接内管;3011、第二凸台;302、滑道内管;3021、滑槽;303、第一凸台;4、砂铲;5、下压帽;501、第三凸台;6、压簧;7、上压帽;8、压簧腔;9、滚珠轴承。
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。
实施方式一
如图1所述,本发明提供了一种水平油井反洗冲砂装置,该水平油井反洗冲砂装置设置在抽油管的下方,并随抽油管伸入至油套内。该水平油井反洗冲砂装置包括上接头1、外部连接管2、内部连接管3和砂铲4,上接头1、外部连接管2和内部连接管3均为沿竖直方向设置的圆筒状结构,上接头1的顶部与抽油管的底部连接,外部连接管2的顶部能上、下滑动的套设在上接头1的底部外侧,内部连接管3位于外部连接管2内,内部连接管3的顶部与上接头1的底部能转动的连接,外部连接管2的内壁上设置有圆环形下压帽5,内部连接管3的外壁上设置有圆环形第一凸台303,第一凸台303的顶部边缘与下压帽5的底部边缘相抵,内部连接管3的顶部外壁上设置有圆环形第二凸台3011,第二凸台3011与下压帽5之间形成有压簧腔8,压簧腔8内设置有压簧6,第一凸台303下方的内部连接管3的外壁上沿轴向设置有螺旋状滑槽3021,外部连接管2的内壁上设置有与滑槽3021相配合的第一凸块2021,第一凸块2021能沿滑槽3021滑动的嵌入滑槽3021内,砂铲4位于外部连接管2内,砂铲4的顶部与内部连接管3的底部固定连接,外部连接管2的底部管壁上开设有过流通孔204。本发明通过抽油管带动内部连接管3进行上行和下行运动,进而带动内部连接管3底部的砂铲4对地层砂进行切削,由于内部连接管3的外壁上设置有螺旋状滑槽3021,外部连接管2的内壁上设置有与嵌入滑槽3021内并可沿滑槽3021滑动第一凸块2021,由于外部连接管2固定压实地层砂,因此内部连接管3上、下移动过程的同时内部连接管3带动砂铲4进行转动,从而能够将压实的地层砂切削松散,利于反洗时对地层砂进行冲击,避免了地层砂压实严重、冲沙困难的情况发生。另外,冲砂液从过流通孔204进入内部连接管3内,冲砂液在通过过流通孔204时流速加快,能够对砂铲4外侧的地层砂起到更好的冲击效果,使冲沙更充分,油管内腔室的横截面积远小于油管与外部连接管2之间环空的横截面积,确保冲砂液在油管内的流速能够将携带地层砂的冲砂液上返至地面,地层砂在上返过程中不易沉降,大大提高反洗冲砂效果。
如图1至图14所示,外部连接管2由上至下依次包括上部连接外管201、滑块外管202和尾管203,上部连接外管201、滑块外管202和尾管203均为沿竖直方向设置的圆筒状结构,上接头1设置在上部连接外管201的顶部,上部连接外管201的底部通过下压帽5与滑块外管202的顶部连接,滑块外管202的与尾管203的顶部连接,第一凸块2021设置在滑块外管202的底部内壁上,过流通孔204开设在尾管203的底部管壁上。
具体的,如图1所示,上部连接外管201的底部内壁与下压帽5的外壁之间通过螺纹连接,滑块外管202的顶部外壁与下压帽5的下部内壁之间通过螺纹连接,下压帽5的上部内壁上设置有圆环形第三凸台501,第三凸台501的底部边缘与第一凸台303的顶部边缘相抵,滑块外管202的底部外壁与尾管203的顶部内壁之间通过螺纹连接,便于拆装。
如图1至图14所示,内部连接管3由上至下依次包括上部连接内管301和滑道内管302,上部连接内管301和滑道内管302均为沿竖直方向设置的圆筒状结构,上部连接内管301的底部与滑道内管302的顶部连接,第二凸台3011位于上部连接内管301的顶部外壁上,第一凸台303位于滑道内管302的顶部外壁上,压簧腔8位于上部连接内管301的外壁与上部连接外管201的内壁之间,滑槽3021设置在滑道内管302的外壁上,砂铲4设置在滑道内管302的底部,其中滑槽3021在滑道内管302旋转的角度(即滑槽3021的两端之间在水平方向上的夹角)为90°。
进一步的,滑槽3021的数量为多个,多个滑槽3021沿滑道内管302的周向均匀排布,确保转动过程中滑道内管302和砂铲4具有良好的稳定性。
具体的,如图10、图12所示,滑槽3021的数量为四个。
进一步的,过流通孔204的数量为多个,多个过流通孔204沿尾管203的周向均匀开设,保证足量的冲砂液能够通过过流通孔204进入水平油井反冲砂装置的内部。
具体的,如图13、图14所示,过流通孔204的数量为四个。
如图1至图3所示,上接头1为沿竖直方向设置的筒状结构,上接头1的顶部与抽油管的底部连接,上接头1的内部与抽油管的内部连通,上接头1的外壁上沿竖直方向设置有多条长条状限位槽101,上部连接外管201的顶部内壁上设置有与限位槽101相配合的多个第二凸块2011,多个第二凸块2011能上、下滑动的嵌入对应的限位槽101内,通过限位槽101和第二凸块2011对上接头1起到限位的作用,确保上接头1能在上部连接外管201上进行上、下移动,不能进行转动。
如图2所示,上接头1的底部外壁上设置有圆环形第四凸台102,第四凸台102与第二凸台3011的外侧套设有上压帽7,上压帽7为圆环形结构,第二凸台3011的外壁与上压帽7的内壁之间通过螺纹连接,如图6、图7所示,在第四凸台102的顶部与上压帽7的顶部内壁之间设置有滚珠轴承9,在第四凸台102的底部边缘与第二凸台3011的顶部之间设置有滚珠轴承9,通过上压帽7和滚珠轴承9的设置,确保上部连接内管301与上接头1既能够稳定的连接,又能够在上接头1无法转动的状态下,与其连接的上部连接内管301可灵活转动。
进一步的,滚珠轴承9内的滚珠可为但不限于钢珠。
如图3所示,限位槽101的数量为两个,两个限位槽101在上接头1的外壁上对称开设。
如图1所示,压簧6套设在上部连接内管301的外侧,压簧6的顶端与第二凸台3011的底部相抵,压簧6的底部与下压帽5的顶部相抵。
进一步的,油套与外部连接管2之间环空的横截面积远大于过流通孔204面积,冲砂液经过过流通孔204时流速加快,加强对砂铲4外围的地层砂的冲击力,确保冲砂更加充分。
进一步的,油套与外部连接管2之间环空的横截面积远大于内部连接管3内腔室的横截面积和抽油管内腔室的横截面积,确保冲砂液在油管内的流速能够将携带地层砂的冲砂液上返至地面,地层砂在上返过程中不易沉降,大大提高反洗冲砂效果。
进一步的,砂铲4的顶部与内部连接管3底部开口位置的边缘焊接,确保砂铲4与内部连接管3连接的稳定性,避免砂铲4在工作过程中出现损坏的情况。
本发明水平油井反洗冲砂装置的特点及优点是:
一、该水平油井反洗冲砂装置中通过抽油管带动内部连接管3进行上行和下行运动,进而带动内部连接管3底部的砂铲4对地层砂进行切削,由于内部连接管3的外壁上设置有螺旋状滑槽3021,外部连接管2的内壁上设置有与嵌入滑槽3021内并可沿滑槽3021滑动第一凸块2021,由于外部连接管2固定压实地层砂,因此内部连接管3上、下移动过程的同时内部连接管3带动砂铲4进行转动,从而能够将压实的地层砂切削松散,利于反洗时对地层砂进行冲击,避免了地层砂压实严重、冲沙困难的情况发生。
二、该水平油井反洗冲砂装置中冲砂液从过流通孔204进入内部连接管3内,冲砂液在通过过流通孔204时流速加快,能够对砂铲4外侧的地层砂起到更好的冲击效果,使冲沙更充分。
三、该水平油井反洗冲砂装置中油管内腔室的横截面积远小于油管与外部连接管2之间环空的横截面积,确保冲砂液在油管内的流速能够将携带地层砂的冲砂液上返至地面,地层砂在上返过程中不易沉降,大大提高反洗冲砂效果。
实施方式二
如图1至图15所示,本发明提供了一种水平油井反洗冲砂方法,将上述的水平油井反洗冲砂装置设置在抽油管的下方,并随所述抽油管伸入至油套内,该水平油井反洗冲砂方法包括如下步骤:
步骤S1:抽油管带动水平油井反洗冲砂装置下行,位于外部连接管2下部的尾管203的底部接触油井内的地层砂,并将地层砂压实,由于压簧6处于压缩状态,因此外部连接管2位于水平油井反洗冲砂装置的最底部;
步骤S2:抽油管继续下行,上接头1带动第二凸台3011对压簧6进行压缩,上接头1和内部连接管3继续向下移动;
步骤S3:由于外部连接管2内壁上的第一凸块2021嵌入内部连接管3的螺旋状滑槽3021中,在外部连接管2固定不动的情况下,第一凸块2021与螺旋状滑槽3021相配合带动内部连接管3沿轴线方向转动;
步骤S4:内部连接管3带动砂铲4转动的同时从外部连接管2的底部伸出,并对油井内的地层砂进行切削;
步骤S5:从地面向油套与抽油管之间的环空中泵入冲砂液,冲砂液对外部连接管2外侧未被切削的地层砂进行冲击,冲砂液携带地层砂通过过流通孔204进入所述外部连接管的内部,由于环空的横截面积大于过流通孔204面积,以增大进入过流通孔204中的冲砂液的流速;
步骤S6:抽油管带动水平油井反洗冲砂装置上行,压簧6复位,内部连接管3相对于外部连接管2向上移动,砂铲4进入外部连接管2内;
步骤S7:抽油管继续上提水平油井反洗冲砂装置,外部连接管2的底部与油井内的地层砂分离,冲砂液携带被冲击和切削松散的地层砂从内部连接管3的底部开口进入其内部;
步骤S8:重复步骤1至步骤7,进入内部连接管3的冲砂液沿抽油管返出地面;
步骤S9:水平油井反洗冲砂装置达到预设冲砂深度,反洗冲砂结束。
本发明水平油井反洗冲砂方法的特点及优点是:
该水平油井反洗冲砂方法能够在反洗过程中,通过抽油管带动砂铲4上、下移动的同时进行转动,从而对地层沉积砂进行切削动作,确保压实的地层砂松动,在通入冲砂液流速较慢的情况下就能够将已经松动的地层砂冲动,地层砂随冲砂液穿过水平油井反洗冲砂装置的内部进入油管后,由于油管内腔室的横截面积远小于油管内环空的横截面积,增大冲砂液在油管内的流速,随冲砂液上返的地层砂不易沉降。
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 (14)
1.一种水平油井反洗冲砂装置,设置在抽油管的下方,并随所述抽油管伸入至油套内,其特征在于,该水平油井反洗冲砂装置包括上接头(1)、外部连接管(2)、内部连接管(3)和砂铲(4),所述上接头(1)的顶部与所述抽油管连接,所述外部连接管(2)的顶部能上、下滑动的套设在所述上接头(1)的底部外侧,所述内部连接管(3)位于所述外部连接管(2)内,所述内部连接管(3)的顶部与所述上接头(1)的底部能转动的连接,所述外部连接管(2)的内壁上设置有下压帽(5),所述内部连接管(3)的外壁上设置有第一凸台(303),所述第一凸台(303)的顶部与所述下压帽(5)的底部相抵,所述内部连接管(3)的顶部外壁上设置有第二凸台(3011),所述第二凸台(3011)与所述下压帽(5)之间形成有压簧腔(8),所述压簧腔(8)内设置有压簧(6),所述第一凸台(303)下方的所述内部连接管(3)的外壁上沿轴向设置有螺旋状滑槽(3021),所述外部连接管(2)的内壁上设置有与所述滑槽(3021)相配合的第一凸块(2021),所述第一凸块(2021)能沿所述滑槽(3021)滑动的嵌入所述滑槽(3021)内,所述砂铲(4)位于所述外部连接管(2)内,所述砂铲(4)固定在所述内部连接管(3)的底部,所述外部连接管(2)的底部管壁上开设有过流通孔(204)。
2.如权利要求1所述的水平油井反洗冲砂装置,其特征在于,所述外部连接管(2)由上至下依次包括上部连接外管(201)、滑块外管(202)和尾管(203),所述上部连接外管(201)、所述滑块外管(202)和所述尾管(203)均为沿竖直方向设置的筒状结构,所述上接头(1)设置在所述上部连接外管(201)的顶部,所述上部连接外管(201)的底部通过所述下压帽(5)与所述滑块外管(202)的顶部连接,所述滑块外管(202)的底部与所述尾管(203)的顶部连接,所述第一凸块(2021)设置在所述滑块外管(202)的底部内壁上,所述过流通孔(204)开设在所述尾管(203)的底部管壁上。
3.如权利要求2所述的水平油井反洗冲砂装置,其特征在于,所述上部连接外管(201)的底部内壁与所述下压帽(5)的外壁螺纹连接,所述滑块外管(202)的顶部外壁与所述下压帽(5)的下部内壁螺纹连接,所述下压帽(5)的上部内壁上设置有环形第三凸台(501),所述第三凸台(501)的底部与所述第一凸台(303)的顶部相抵,所述滑块外管(202)的底部外壁与所述尾管(203)的顶部内壁螺纹连接。
4.如权利要求2所述的水平油井反洗冲砂装置,其特征在于,所述内部连接管(3)由上至下依次包括上部连接内管(301)和滑道内管(302),所述上部连接内管(301)和所述滑道内管(302)均为沿竖直方向设置的筒状结构,所述上部连接内管(301)的底部与所述滑道内管(302)的顶部连接,所述第二凸台(3011)位于所述上部连接内管(301)的顶部外壁上,所述第一凸台(303)位于所述滑道内管(302)的顶部外壁上,所述压簧腔(8)位于所述上部连接内管(301)的外壁与所述上部连接外管(201)的内壁之间,所述滑槽(3021)设置在所述滑道内管(302)的外壁上,所述砂铲(4)设置在所述滑道内管(302)的底部。
5.如权利要求2所述的水平油井反洗冲砂装置,其特征在于,所述过流通孔(204)的数量为多个,多个所述过流通孔(204)沿所述尾管(203)的周向均匀开设。
6.如权利要求4所述的水平油井反洗冲砂装置,其特征在于,所述上接头(1)为沿竖直方向设置的筒状结构,所述上接头(1)的顶部与所述抽油管的底部连接,所述上接头(1)的内部与所述抽油管的内部连通,所述上接头(1)的外壁上沿竖直方向设置有多条长条状限位槽(101),所述上部连接外管(201)的顶部内壁上设置有与所述限位槽(101)相配合的多个第二凸块(2011),多个所述第二凸块(2011)能上、下滑动的嵌入对应的所述限位槽(101)内。
7.如权利要求6所述的水平油井反洗冲砂装置,其特征在于,所述上接头(1)的底部外壁上设置有环形第四凸台(102),所述第四凸台(102)与所述第二凸台(3011)的外侧套设有上压帽(7),所述第二凸台(3011)的外壁与所述上压帽(7)的内壁螺纹连接,所述第四凸台(102)与所述上压帽(7)和所述第二凸台(3011)之间均设置有滚珠轴承(9)。
8.如权利要求6所述的水平油井反洗冲砂装置,其特征在于,所述限位槽(101)的数量为两个,两个所述限位槽(101)在所述上接头(1)的外壁上对称开设。
9.如权利要求4所述的水平油井反洗冲砂装置,其特征在于,所述压簧(6)套设在所述上部连接内管(301)的外侧,所述压簧(6)的顶端与所述第二凸台(3011)的底部相抵,所述压簧(6)的底部与所述下压帽(5)的顶部相抵。
10.如权利要求4所述的水平油井反洗冲砂装置,其特征在于,所述滑槽(3021)的数量为多个,多个所述滑槽(3021)沿所述滑道内管(302)的周向均匀排布。
11.如权利要求1所述的水平油井反洗冲砂装置,其特征在于,所述油套与所述外部连接管(2)之间环空的横截面积大于所述过流通孔(204)面积。
12.如权利要求1所述的水平油井反洗冲砂装置,其特征在于,所述油套与所述外部连接管(2)之间环空的横截面积大于所述内部连接管(3)内腔室的横截面积和所述抽油管内腔室的横截面积。
13.如权利要求1所述的水平油井反洗冲砂装置,其特征在于,所述砂铲(4)的顶部与所述内部连接管(3)底部开口位置的边缘焊接。
14.一种水平油井反洗冲砂方法,将权利要求1至9中任意一项所述的水平油井反洗冲砂装置设置在抽油管的下方,并随所述抽油管伸入至油套内,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1:所述抽油管带动所述水平油井反洗冲砂装置下行,所述外部连接管(2)的底部接触并压实油井内的地层砂;
步骤S2:所述抽油管继续下行,所述上接头(1)带动所述第二凸台(3011)对所述压簧(6)进行压缩,所述内部连接管(3)继续向下移动;
步骤S3:由于所述外部连接管(2)内壁上的第一凸块(2021)嵌入所述内部连接管(3)的所述螺旋状滑槽(3021)中,在所述外部连接管(2)固定不动的情况下,所述第一凸块(2021)与所述螺旋状滑槽(3021)相配合带动所述内部连接管(3)沿轴线方向转动;
步骤S4:所述内部连接管(3)带动所述砂铲(4)转动的同时从所述外部连接管(2)的底部伸出,并对油井内的地层砂进行切削;
步骤S5:从地面向所述油套与所述抽油管之间的环空中泵入冲砂液,冲砂液对所述外部连接管(2)外侧未被切削的地层砂进行冲击,冲砂液携带地层砂通过所述过流通孔(204)进入所述外部连接管的内部;
步骤S6:所述抽油管带动所述水平油井反洗冲砂装置上行,所述压簧(6)复位,所述内部连接管(3)相对于所述外部连接管(2)向上移动,所述砂铲(4)进入所述外部连接管(2)内;
步骤S7:继续上提所述水平油井反洗冲砂装置,所述外部连接管(2)的底部与所述油井内的地层砂分离,所述冲砂液携带被冲击和切削松散的地层砂进入至所述内部连接管(3)的内部;
步骤S8:重复步骤S1至步骤S7,进入所述内部连接管(3)的冲砂液沿所述抽油管返出地面;
步骤S9:所述水平油井反洗冲砂装置达到预设冲砂深度,反洗冲砂结束。
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CN207761600U (zh) * | 2017-12-28 | 2018-08-24 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 一种井下循环洗井工具 |
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