CN112709543A - 水平井拖抑式冲砂管柱 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种水平井拖抑式冲砂管柱,包括:第一油管,设置在油井中,第一油管的上端外壁设置有冲砂液返出口;第二油管,设置在第一油管内,第二油管与第一油管之间形成环空结构;变扣短接,一端与第二油管的下端连接;限速器组件,包括限速器芯轴,限速器芯轴的一端与变扣短接的另一端同轴连接,且限速器芯轴能够相对于变扣短接转动;喷嘴体,与限速器芯轴的另一端固定连接,喷嘴体上设置有多个间隔设置的喷嘴,且喷嘴体能够带动限速器芯轴转动;扰动片,固定设置在喷嘴体的外周并位于多个喷嘴的下游位置。本发明实施例能够对水平井水平段底部的砂起到冲击破坏作用,同时又能够将含砂冲砂液带回水平段以上。

Description

水平井拖抑式冲砂管柱
技术领域
本发明涉及采油工程技术领域,具体涉及一种水平井拖抑式冲砂管柱。
背景技术
随着水平井越来越多的在原油生产领域发挥作用,水平井出砂是一个不可避免的生产问题,工程上常用的就是对水平井进行防砂、冲砂处理。现有的冲砂笔尖均是为了直井冲砂而设计的,没有针对水平井的专用冲砂笔尖。水平井的水平井段较长,砂体通常会聚集在油层套管的下半部,常规冲砂笔尖只对共笔尖前方的砂进行有效冲出,但对水平段下部冲砂作用效果不十分理想,通常是建立起一定的压力时才能将砂冲砂,会使大部分砂重被顶回地层,在采油阶段又重新回到套管内部,这样对生产十分不利,目前现场缺少针对此类情况进行处理的专冲砂管柱。
发明内容
本发明提供了一种水平井拖抑式冲砂管柱,已达到水平井冲砂的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种水平井拖抑式冲砂管柱,包括:第一油管,设置在油井中,第一油管的上端外壁设置有冲砂液返出口;第二油管,设置在第一油管内,第二油管与第一油管之间形成环空结构;变扣短接,一端与第二油管的下端连接;限速器组件,包括限速器芯轴,限速器芯轴的一端与变扣短接的另一端同轴连接,且限速器芯轴能够相对于变扣短接转动;喷嘴体,与限速器芯轴的另一端固定连接,喷嘴体上设置有多个间隔设置的喷嘴,且喷嘴体能够带动限速器芯轴转动;扰动片,固定设置在喷嘴体的外周并位于多个喷嘴的下游位置。
进一步地,限速器组件还包括限速器壳体,一端与变扣短接的另一端外周固定连接,限速器芯轴的一端位于限速器壳体的内部并与变扣短接的另一端能转动地连接。
进一步地,限速器组件还包括支撑轴承,套设在限速器芯轴的一端外周并位于限速器壳体的内部。
进一步地,支撑轴承为一对,间隔设置在限速器壳体内部两端,限速器组件还包括摩擦体,摩擦体位于一对支撑轴承之间。
进一步地,喷嘴包括第一喷嘴,第一喷嘴的轴线与喷嘴体的轴线垂直。
进一步地,喷嘴体包括至少一个第一喷嘴对,第一喷嘴对包括两个第一喷嘴,且在同一个第一喷嘴对中,两个第一喷嘴的轴线共线。
进一步地,喷嘴包括第二喷嘴,第二喷嘴的轴线与喷嘴体的轴线之间的夹角为35°至55°。
进一步地,第二喷嘴的数量至少为两个。
进一步地,水平井拖抑式冲砂管柱还包括:第一套管,设置在油井中并套设在第二油管外,第一套管位于水平段及水平段与竖直段之间的连接处,且第一套管与第二油管的上端之间设置有封隔器;第二套管,套设在第二油管外,第二套管位于竖直段处,且第二套管的内径大于第一套管的外径,第二套管的下端与第一套管的上端之间设置有悬挂器。
进一步地,第一油管的下端为喇叭口状结构。
本发明的有益效果是,本发明实施例能够对水平井水平段底部的砂起到冲击破坏作用,对水平井进行全方位的冲砂,能够加快冲砂速度,冲砂效果良好,同时又能够将含砂冲砂液带回水平段以上,避免了砂体又被带回地层的弊端,从而满足大多数水平井冲砂的需要。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明实施例的结构示意图。
图中附图标记:4、限速器壳体;5、限速器芯轴;6、摩擦体;7、喷嘴;8、喷嘴体;9、扰动片;10、支撑轴承;21、第一油管;211、冲砂液返出口;22、第二油管;221、冲砂液入口;23、变扣短接;31、第一套管;32、第二套管;41、封隔器;42、悬挂器;43、井口自封;44、井口。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示,本发明实施例提供了一种水平井拖抑式冲砂管柱,包括第一油管21、第二油管22、变扣短接23、限速器组件、喷嘴体8和扰动片9。第一油管21设置在油井中,第一油管21的上端外壁设置有冲砂液返出口211;第二油管22设置在第一油管21内,第二油管22与第一油管21之间形成环空结构;变扣短接23的一端与第二油管22的下端连接;限速器组件包括限速器芯轴5,限速器芯轴5的一端与变扣短接23的另一端同轴连接,且限速器芯轴5能够相对于变扣短接23转动。喷嘴体8与限速器芯轴5的另一端固定连接,喷嘴体8上设置有多个间隔设置的喷嘴7,且喷嘴体8能够带动限速器芯轴5转动。扰动片9固定设置在喷嘴体8的外周并位于多个喷嘴7的下游位置。
本发明实施例能够对水平井水平段底部的砂起到冲击破坏作用,对水平井进行全方位的冲砂,能够加快冲砂速度,冲砂效果良好,同时又能够将含砂冲砂液带回水平段以上,避免了砂体又被带回地层的弊端,从而满足大多数水平井冲砂的需要。
需要说明的是,扰动片9通过焊接与喷嘴体8连接在一起,扰动片的作用是将液体朝向环空结构方向带动。
具体地,限速器组件还包括限速器壳体4、支撑轴承10和摩擦体6。限速器壳体4一端与主体的一端外周固定连接,限速器芯轴5的一端位于限速器壳体4的内部并与变扣短接23能转动地连接。支撑轴承10套设在限速器芯轴5的一端外周并位于限速器壳体4的内部。本发明实施例中支撑轴承10为一对,间隔设置在限速器壳体4内部两端,摩擦体6位于一对支撑轴承10之间。
需要说明的是,限速器壳体4与变扣短接23的另一端外周通过丝扣或其它固定方式连接在一起,限速器壳体4将限速器芯轴5相对固定在其内部,变扣短接23与限速器芯轴5连接部位为转动连接,限速器芯轴5可以绕其中心线自由轴动。摩擦体6相对固定在限速器壳体4内部。
喷嘴7包括第一喷嘴和第二喷嘴。第一喷嘴的轴线与喷嘴体8的轴线垂直。第二喷嘴的轴线与喷嘴体8的轴线之间的夹角为35°至55°。
其中第一喷嘴的主要作用是起到扭转作用,目的是使限速器芯轴5转动起来,同时起到一定的冲砂作用。第二喷嘴与轴线成45°,第二喷嘴主要起到冲砂作用。
优选地,喷嘴体8包括至少一个第一喷嘴对,第一喷嘴对包括两个第一喷嘴,且在同一个第一喷嘴对中,两个第一喷嘴的轴线共线。第二喷嘴的数量至少为两个,间隔设置在喷嘴体8上。
需要说明的是,本实施例中喷嘴体8通过丝扣或其它固定方式与限速器芯轴5连接在一起,喷嘴体8在径向圆周上均匀布有喷嘴7,喷嘴7包含两个第一喷嘴和两个第二喷嘴,两个第一喷嘴之间间隔设置有一个第二喷嘴。
变扣短接23的中部为通孔,上部及下部车有外螺纹以方便与其它部件相连接在一起,变扣短接23的下端(另一端)外周具有卡接台阶,在上部螺纹的下部同时车有大径较大的螺纹。
水平井拖抑式冲砂管柱还包括第一套管31和第二套管32。第一套管31设置在油井中并套设在第二油管22外,第一套管31位于水平段及水平段与竖直段之间的连接处,且第一套管31与第二油管22的上端之间设置有封隔器41。第二套管32套设在第二油管22外,第二套管32位于竖直段处,且第二套管32的内径大于第一套管31的外径,第二套管32的下端与第一套管31的上端之间设置有悬挂器42。
本发明实施例中,第一油管21为41/2寸油管,第二油管22为21/2寸油管。第一套管31为7寸套管,第二套管32为9寸套管。
如图1所述,井口44通过法兰与第二套管32连接在一起;第一油管21通过法兰与井口44连接在一起。上述的封隔器41通过螺纹与第一油管21连接在一起,并且在第一油管21的末端设置成喇叭口,以方便起下井下工具。
井口自封43通过法兰与井口44连接在一起,同时在井口自封43与井口44之间第一油管21的外壁设置有冲砂液返出口211。第二油管22通过法兰与井口自封43连接在一起,在第二油管22的末端通过螺纹与变扣短接23连接在一起,以方便与它工具连接。
工作时将发明实施例下入到油井的预定位置后,通过冲砂液入口221向第二油管22内打入冲砂液,同于喷嘴体8的节流作用,使部分流体经喷嘴7的作用一部分用于喷嘴体8的旋转,其余大部分用于冲砂作业。由于限速器壳体4与摩擦体6的相互作用,限制了限速器芯轴5的转速,进一步的防止冲砂液的雾化,保证冲砂效果。
同时,由于扰动片9的作用,使含砂液体向喇叭口状结构流动,进而将含砂冲砂液带动水平段以上部位,从而避免了常规冲砂作业中将砂体又压回地层的弊端从而保证了冲砂效果。
本发明实施例中,扰动片9能够扰动水平段的液体产生向井口44方向流动的趋势,当转速达到一定速度时,冲砂液经喇叭口进入到第一油管21和第二油管22之间的环空结构并通过冲砂液返出口211返出。本发明实施例的携砂最小流速是第二油管22与第二套管32造斜部位套管环空所需最小携砂流速的4.5倍,并且本发明实施例的携砂最小流速是第二油管22与第一套管31造斜部位套管环空所需最小携砂流速的45倍,大大提高了漏失井冲砂成功率;经冲砂液返出口211返到地面,即完成此次冲砂流程,直到冲砂结束。
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:本发明能够对水平井水平段底部的砂起到冲击破坏作用,对水平井进行全方位的冲砂,能够加快冲砂速度,冲砂效果良好,同时又能够将含砂冲砂液带回水平段以上,避免了砂体又被带回地层的弊端,从而满足大多数水平井冲砂的需要。
本发明不仅适用在水平井冲砂,在直井中也较为适合,其能够全方位的对油井进行冲砂,其能提高冲砂速度,本装置不增加作业费用及作业难度,以利于推广应用。
以上所述,仅为本发明的具体实施例,不能以其限定发明实施的范围,所以其等同组件的置换,或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰,都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外,本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (10)

1.一种水平井拖抑式冲砂管柱,其特征在于,包括:
第一油管(21),设置在油井中,第一油管(21)的上端外壁设置有冲砂液返出口(211);
第二油管(22),设置在第一油管(21)内,第二油管(22)与第一油管(21)之间形成环空结构;
变扣短接(23),一端与第二油管(22)的下端连接;
限速器组件,包括限速器芯轴(5),限速器芯轴(5)的一端与所述变扣短接(23)的另一端同轴连接,且限速器芯轴(5)能够相对于所述变扣短接(23)转动;
喷嘴体(8),与限速器芯轴(5)的另一端固定连接,喷嘴体(8)上设置有多个间隔设置的喷嘴(7),且喷嘴体(8)能够带动限速器芯轴(5)转动;
扰动片(9),固定设置在喷嘴体(8)的外周并位于多个喷嘴(7)的下游位置。
2.根据权利要求1所述的水平井拖抑式冲砂管柱,其特征在于,所述限速器组件还包括限速器壳体(4),一端与所述变扣短接(23)的另一端外周固定连接,限速器芯轴(5)的一端位于限速器壳体(4)的内部并与所述变扣短接(23)的另一端能转动地连接。
3.根据权利要求2所述的水平井拖抑式冲砂管柱,其特征在于,所述限速器组件还包括支撑轴承(10),套设在限速器芯轴(5)的一端外周并位于限速器壳体(4)的内部。
4.根据权利要求3所述的水平井拖抑式冲砂管柱,其特征在于,支撑轴承(10)为一对,间隔设置在限速器壳体(4)内部两端,所述限速器组件还包括摩擦体(6),摩擦体(6)位于一对支撑轴承(10)之间。
5.根据权利要求1所述的水平井拖抑式冲砂管柱,其特征在于,喷嘴(7)包括第一喷嘴,所述第一喷嘴的轴线与喷嘴体(8)的轴线垂直。
6.根据权利要求5所述的水平井拖抑式冲砂管柱,其特征在于,所述喷嘴体(8)包括至少一个第一喷嘴对,所述第一喷嘴对包括两个所述第一喷嘴,且在同一个所述第一喷嘴对中,两个所述第一喷嘴的轴线共线。
7.根据权利要求1所述的水平井拖抑式冲砂管柱,其特征在于,喷嘴(7)包括第二喷嘴,所述第二喷嘴的轴线与喷嘴体(8)的轴线之间的夹角为35°至55°。
8.根据权利要求7所述的水平井拖抑式冲砂管柱,其特征在于,所述第二喷嘴的数量至少为两个。
9.根据权利要求1所述的水平井拖抑式冲砂管柱,其特征在于,所述水平井拖抑式冲砂管柱还包括:
第一套管(31),设置在油井中并套设在第二油管(22)外,第一套管(31)位于水平段及所述水平段与竖直段之间的连接处,且第一套管(31)与第二油管(22)的上端之间设置有封隔器(41);
第二套管(32),套设在第二油管(22)外,第二套管(32)位于所述竖直段处,且第二套管(32)的内径大于第一套管(31)的外径,第二套管(32)的下端与第一套管(31)的上端之间设置有悬挂器(42)。
10.根据权利要求1所述的水平井拖抑式冲砂管柱,其特征在于,第一油管(21)的下端为喇叭口状结构。
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