CN114075945B - 井下自伸缩井壁清洗结构及井壁清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种井下自伸缩井壁清洗结构及井壁清洗方法，该结构包括自井口向井内顺序连接的井下液压减速结构、锚定结构、旋转阻尼结构和清洗喷枪结构，井下液压减速结构包括活塞杆结构和液缸筒，活塞杆结构连接锚定结构，活塞杆结构上固定套设活塞本体，活塞本体上设置能使活塞杆结构的下行速度小于其上行速度的移动阻尼结构；锚定结构使液缸筒能沿活塞杆结构下移；锚定结构连接旋转阻尼结构，旋转阻尼结构连接清洗喷枪结构，清洗喷枪结构包括喷嘴，旋转阻尼结构能对喷嘴的旋转起到减速作用。本发明实现轴向慢速伸出、周向慢速旋转的高压清洗作业，且能实现井下自伸缩井壁清洗结构整体的蠕动前进，进而实现井下分段往复式自进能力的清洗动作。

Description

井下自伸缩井壁清洗结构及井壁清洗方法

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种井下自伸缩井壁清洗结构及井壁清洗方法。

背景技术

石油开采过程中，大量油水井经过多年生产开发后，在生产层段的井壁如炮弹射孔井壁、筛管井壁上大量附着死油、化学结垢、及以深入地层的砂桥堵塞物、渗流孔隙内的外来介质堵塞物等，严重影响了地层深部与井筒间的流通性，如井壁堵塞造成产油层不出油，注水层注不进等问题。

油井常规作业采用正、反向洗井措施加以解决，即从油管注入液，套管返出液或反之实施，其目的使井壁产生纵向性流体，带动附着于井壁粘连性差的的污物随洗井液洗出井筒，但粘连性较强的结垢、射孔炮眼深入地层的微小孔洞或缝隙无法形成有效清洗。因此，采用常规正反向洗井无法实现地层的深穿透清洗、解堵能力，且大排量洗井所需液量大、作业时间长。

采用井下喷嘴对带有炮眼井壁实现横向截面高压喷射清洗是有效的清洗方法，但存在如下问题：第一、油水井的生产层段一般较长，普遍在50～300m左右，甚至更长，即要实现井下喷枪横向喷射作业的同时，还需沿井壁纵向拖动能力方可实对井壁的连续清洗作业，若采用连续油管作业，上提下放时间长、作业成本高，不利于技术广泛应用；第二、采用井口作业机实施接单根拖动方式，存在拖动速度过快且不均匀，会导致井下喷射井壁清洗程度不均匀效果差，且拖动过程中会造成部份油管需伸出井口，对井口密封要求很高，不利于井口安全作业。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种井下自伸缩井壁清洗结构及井壁清洗方法，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井下自伸缩井壁清洗结构及井壁清洗方法，克服现有技术中存在的问题，本发明通过井下液压减速结构、锚定结构、旋转阻尼结构和清洗喷枪结构相结合，实现轴向慢速伸出、周向慢速旋转的高压清洗作业，且能实现井下自伸缩井壁清洗结构整体的蠕动前进，进而实现井下分段往复式自进能力的清洗动作，完成高压状态下三维均匀施工作业，改善清洗解堵效果。

本发明的目的是这样实现的，一种井下自伸缩井壁清洗结构，包括自井口向井内顺序连接的井下液压减速结构、锚定结构、旋转阻尼结构和清洗喷枪结构，所述井下液压减速结构包括活塞杆结构和液缸筒，所述活塞杆结构滑动穿设于所述液缸筒内，且活塞杆结构远离井口的一端连接所述锚定结构，所述活塞杆结构上固定套设能沿所述液缸筒密封滑动的活塞本体，所述活塞本体上设置能使活塞杆结构的下行速度小于其上行速度的移动阻尼结构；所述锚定结构用于锚定所述活塞杆结构以使液缸筒能沿活塞杆结构下移；所述锚定结构远离井口的一端连接所述旋转阻尼结构，所述旋转阻尼结构远离井口的一端连接所述清洗喷枪结构，所述清洗喷枪结构包括喷嘴，所述喷嘴能绕清洗喷枪结构的中心轴旋转清洗井壁，所述旋转阻尼结构能对所述喷嘴的旋转起到减速作用；所述活塞杆结构内轴向贯通设置第一中心孔，所述锚定结构内轴向贯通设置第二中心孔，所述旋转阻尼结构内轴向贯通设置第三中心孔，所述清洗喷枪结构内设置与所述喷嘴连通的第四中心孔，所述第一中心孔、所述第二中心孔、所述第三中心孔和所述第四中心孔连通构成洗井液通道。

在本发明的一较佳实施方式中，所述液缸筒内位于所述活塞本体靠近井口的一侧构成第一油腔，所述液缸筒内位于所述活塞本体远离井口的一侧构成第二油腔，所述活塞本体的侧壁上沿周向间隔设置轴向贯通的第一活塞过液通道和第二活塞过液通道，所述第一活塞过液通道和所述第二活塞过液通道连通所述第一油腔和所述第二油腔；所述移动阻尼结构包括设置于所述第一活塞过液通道内靠近井口一端的阻尼孔，所述阻尼孔能允许液压油自所述第二油腔流向所述第一油腔；所述第二活塞过液通道内远离井口的一端设置单向出油阀，所述单向出油阀允许液压油自所述第一油腔流向所述第二油腔；所述单向出油阀的过流面积大于所述阻尼孔的过流面积设置。

在本发明的一较佳实施方式中，所述活塞杆结构包括中空的第一活塞杆和第二活塞杆，所述液缸筒包括第一外筒和第二外筒，所述第一外筒和所述第二外筒之间通过第一密封短节密封连通；所述第一活塞杆滑动套设于所述第一外筒内且其远离井口的一端密封穿过所述第一密封短节，所述活塞本体和所述第二活塞杆密封滑动套设于所述第二外筒内，所述活塞本体上设置本体中心孔，所述第一活塞杆远离井口的一端密封套设于所述本体中心孔的上部，所述第二活塞杆靠近井口的一端密封套设于所述本体中心孔的下部，第一活塞杆的内腔、所述本体中心孔和第二活塞杆的内腔连通构成所述第一中心孔；所述第二外筒的底端连接第二密封短节，第二活塞杆远离井口的一端密封穿过所述第二密封短节后连接所述锚定结构。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一活塞杆靠近井口的一端设置直径呈增大设置的承压端头。

在本发明的一较佳实施方式中，所述旋转阻尼结构包括中空的第三外筒和第四外筒，所述第三外筒靠近井口的一端与所述锚定结构密封连通，所述第三外筒远离井口的一端密封套设于所述第四外筒内；所述第三外筒和所述第四外筒内轴向固定地转动套设中空的旋转中心管，所述旋转中心管靠近井口的一端密封转动套设于所述第三外筒内，所述旋转中心管远离井口的一端密封转动穿过所述第四外筒远离井口的一端后密封连通所述清洗喷枪结构，且所述旋转中心管的外壁与第四外筒中部的内壁之间构成旋转阻尼油腔，所述旋转阻尼油腔内注有阻尼油；所述旋转中心管的外壁上与所述旋转阻尼油腔相对的位置沿周向间隔设置阻尼叶片，所述阻尼叶片的径向外侧与所述第四外筒的内壁之间设有阻尼间隙，所述阻尼油腔内阻尼油从所述阻尼间隙流过的阻力能对所述旋转中心管的旋转起减速作用。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第四外筒内设有挡环，所述挡环的两端分别顶抵于所述第三外筒的端面和所述阻尼叶片的端面上；所述第四外筒远离井口的一端设置直径呈减小设置的第一台阶部，所述第一台阶部的内壁与所述旋转中心管的外壁密封顶抵，所述旋转中心管的外壁上位于所述第一台阶部上方套设轴承，轴承的外圈抵靠于所述第四外筒的内壁上，所述旋转中心管的外壁上设置直径呈增大设置的凸环，所述轴承的轴向两端分别顶抵于所述凸环和所述第一台阶部。

在本发明的一较佳实施方式中，所述清洗喷枪结构包括中空的清洗短节本体，所述清洗短节本体靠近井口的一端与所述旋转中心管密封连接，所述清洗短节本体远离井口的一端设置底阀，所述清洗短节本体的侧壁上沿轴向间隔设置多个所述喷嘴，且多个所述喷嘴在周向上呈偏心交错设置，多个所述喷嘴在喷射时产生偏心旋转力以带动所述旋转中心管转动。

在本发明的一较佳实施方式中，所述锚定结构包括中空的锚定本体，所述锚定本体靠近井口的一端与所述第二活塞杆密封连通，所述锚定本体远离井口的一端与所述第三外筒密封连通，所述锚定本体的侧壁上设置锚定卡瓦。

在本发明的一较佳实施方式中，所述锚定结构为上提下放式锚定器。

本发明的目的还可以这样实现，一种井壁清洗方法，使用井口座封悬挂的油管连接前述的井下自伸缩井壁清洗结构，将其下放至井内措施层位；地面泵入高压洗井液，井下液压减速结构提供清洗喷枪结构的慢速下移，旋转阻尼结构实现清洗喷枪结构的慢速旋转喷射，完成设计行程的轴向慢速伸出、周向慢速旋转的高压清洗作业；锚定结构辅助井下液压减速结构完成回缩复位；以此循环完成井下分段往复式自进的清洗解堵动作。

在本发明的一较佳实施方式中，前述井壁清洗方法，包括以下步骤：

步骤a、连接井口座封悬挂的油管和井下自伸缩井壁清洗结构，利用油管将井下自伸缩井壁清洗结构下放至井内措施层位；

步骤b、实施清洗作业：地面泵注的高压洗井液由油管到达井下自伸缩井壁清洗结构，在液压差作用下，井下液压减速结构的活塞杆结构缓慢向下伸出；同时，洗井液通过洗井液通道到达清洗喷枪结构，再经喷嘴射流喷出；通过旋转阻尼结构实现清洗喷枪结构的慢速旋转喷射，实现轴向慢速伸出、周向慢速旋转的高压清洗作业；

步骤c、井下液压减速结构回缩：活塞杆结构完成下移行程，地面停泵，清洗喷枪结构停止旋转喷射，井口作业将活塞杆结构连接的锚定结构锚定，活塞杆结构、锚定结构、旋转阻尼结构和清洗喷枪结构轴向卡止不动，地面下放油管使井下液压减速结构的液缸筒相对活塞杆结构下移，使液缸筒和活塞杆结构的相对位置回复至注液之前；

步骤d、地面操作取消锚定结构卡止，重复步骤b至步骤c的动作，至完成作业措施井段的清洗解堵。

由上所述，本发明提供的井下自伸缩井壁清洗结构及井壁清洗方法具有如下有益效果：

本发明提供的井下自伸缩井壁清洗结构，通过井下液压减速结构、旋转阻尼结构和清洗喷枪结构相结合，实现轴向慢速伸出、周向慢速旋转的高压清洗作业，井壁清洗效果好；通过在井下液压减速结构的活塞杆结构上连接锚定结构，实现活塞杆结构和液缸筒之间的相对回缩，从而实现井下自伸缩井壁清洗结构整体的蠕动前进，进而实现井下分段往复式自进能力的清洗动作，依托蠕动式作业方法，完成高压状态下三维均匀施工作业，一次作业措施井段距离长，可实现井下长井段连续反复作业，作业成本低；本发明提供的井下自伸缩井壁清洗结构，可实现地面将管柱悬挂在井口，井口完全座封，提高井口高压作业安全性；本发明提供的井下自伸缩井壁清洗结构及井壁清洗方法，无需设置地面连续拖动装置及井口拖动密封装置，实现井下长井段连续反复作业的轴向伸缩、周向旋转的高压清洗解堵，减少地面设备的投资，简化井下作业工序，可广泛应用于石油开采等领域。

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：为本发明的井下自伸缩井壁清洗结构的结构示意图。

图2：为本发明的井下自伸缩井壁清洗结构的外观图。

图3：为本发明的井下液压减速结构的示意图。

图4：为本发明的旋转阻尼结构和清洗喷枪结构的示意图。

图5：为本发明的清洗喷枪结构未安装底阀时的示意图。

图6：为图5中A-A剖视图。

图7：为图5中B-B剖视图。

图中：

100、井下自伸缩井壁清洗结构；

1、井下液压减速结构；

11、活塞杆结构；111、第一活塞杆；112、第二活塞杆；113、承压端头；114、活塞套环；115、径透孔；116、轴透孔；

12、液缸筒；121、第一外筒；122、第二外筒；123、第一密封短节；124、第二密封短节；

13、活塞本体；130、本体中心孔；131、第一活塞过液通道；132、第二活塞过液通道；133、单向出油阀；

14、移动阻尼结构；141、阻尼孔；

2、锚定结构；

21、锚定本体；22、锚定卡瓦；

3、旋转阻尼结构；

31、第三外筒；32、第四外筒；321、挡环；322、第一台阶部；33、旋转中心管；331、凸环；34、阻尼叶片；35、调节阀；36、第一密封圈；37、第二密封圈；38、轴承；

4、清洗喷枪结构；40、清洗短节本体；41、喷嘴；42、底阀。

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至图7所示，本发明提供一种井下自伸缩井壁清洗结构100，包括自井口向井内顺序连接的井下液压减速结构1、锚定结构2、旋转阻尼结构3和清洗喷枪结构4，井下液压减速结构1包括活塞杆结构11和液缸筒12，井下液压减速结构1的液缸筒12靠近井口的一端(图1中的顶端)直接密封连接由井口座封悬挂的油管，活塞杆结构11滑动穿设于液缸筒12内，且活塞杆结构11远离井口的一端(图1中的底端)连接锚定结构2，活塞杆结构11上固定套设能沿液缸筒密封滑动的活塞本体13，活塞本体13上设置能使活塞杆结构11的下行速度小于其上行速度的移动阻尼结构14；锚定结构2用于锚定活塞杆结构11以使液缸筒12能沿活塞杆结构11下移；锚定结构2远离井口的一端连接旋转阻尼结构3，旋转阻尼结构3远离井口的一端连接清洗喷枪结构4，清洗喷枪结构4包括喷嘴41，喷嘴41能绕清洗喷枪结构4的中心轴旋转清洗井壁，旋转阻尼结构3能对喷嘴的旋转起到减速作用；活塞杆结构11内轴向贯通设置第一中心孔，锚定结构2内轴向贯通设置第二中心孔，旋转阻尼结构3内轴向贯通设置第三中心孔，清洗喷枪结构4内设置与喷嘴41连通的第四中心孔，第一中心孔、第二中心孔、第三中心孔和第四中心孔连通构成洗井液通道，井口注入的高压洗井液经洗井液通道流向喷嘴41，通过喷嘴41射流喷射井下井壁及射孔炮眼并穿透至地层深部，实现对措施层段附着于井壁及射孔炮眼的死油、化学胶联污物、结垢及射孔炮眼附近地层的孔隙阻塞物质进行清除，达到对措施层段的有效除垢、深穿透地层解堵工艺的目的。

地面泵注的高压洗井液(射流液)通过井口由油管泵入后，到达井下自伸缩井壁清洗结构100，在液压差作用下，井下液压减速结构1的活塞杆结构11缓慢向下伸出；同时洗井液(射流液)通过洗井液通道到达清洗喷枪结构4，再经喷嘴射流喷出；通过旋转阻尼结构3实现清洗喷枪结构4的慢速旋转喷射，实现轴向慢速伸出、周向慢速旋转的高压清洗作业；

当活塞杆结构11完全伸出后，地面停泵，清洗喷枪结构4停止旋转喷射，井口作业将活塞杆结构11连接的锚定结构2锚定，活塞杆结构11、锚定结构2、旋转阻尼结构3和清洗喷枪结构4轴向卡止不动，地面下放油管使井下液压减速结构1的液缸筒12相对活塞杆结构11下移，使液缸筒12和活塞杆结构11的相对位置回复至注液之前(相对来讲，活塞杆结构11不动，液缸筒12下移，可视为活塞杆结构11缩回至液缸筒12内的原始位置)；地面连接井口继续高压泵注作业，井下自伸缩井壁清洗结构100继续实现自伸出连续清洗作业。通过上述方法实现对深井井筒内壁由上至下自伸出、周向上自旋转射流清洗、解堵工艺，即高压状态下三维均匀施工作业。

本发明提供的井下自伸缩井壁清洗结构，通过井下液压减速结构、旋转阻尼结构和清洗喷枪结构相结合，实现轴向慢速伸出、周向慢速旋转的高压清洗作业，井壁清洗效果好；通过在井下液压减速结构的活塞杆结构上连接锚定结构，实现活塞杆结构和液缸筒之间的相对回缩，从而实现井下自伸缩井壁清洗结构整体的蠕动前进，进而实现井下分段往复式自进能力的清洗动作，依托蠕动式作业方法，完成高压状态下三维均匀施工作业，一次作业措施井段距离长，可实现井下长井段连续反复作业，作业成本低；本发明提供的井下自伸缩井壁清洗结构，可实现地面将管柱悬挂在井口，井口完全座封，提高井口高压作业安全性；本发明提供的井下自伸缩井壁清洗结构，无需设置地面连续拖动装置及井口拖动密封装置，减少地面设备的投资，简化井下作业工序，可广泛应用于石油开采等领域。

进一步，如图1、图2、图3所示，液缸筒12内位于活塞本体13靠近井口的一侧(图1中活塞本体13的上方)构成第一油腔，液缸筒12内位于活塞本体13远离井口的一侧(图1中活塞本体13的下方)构成第二油腔，第一油腔和第二油腔内注有阻尼油；活塞本体13的侧壁上沿周向间隔设置轴向贯通的第一活塞过液通道131和第二活塞过液通道132，第一活塞过液通道131和第二活塞过液通道132连通第一油腔和第二油腔；移动阻尼结构14包括设置于第一活塞过液通道131内靠近井口一端(图1中的顶端)的阻尼孔141，阻尼孔141能允许液压油自第二油腔流向第一油腔；第二活塞过液通道132内远离井口的一端(图1中的底端)设置单向出油阀133，单向出油阀133允许液压油自第一油腔流向第二油腔；单向出油阀133的过流面积大于阻尼孔141的过流面积设置。

在本实施方式中，如图1、图3所示，活塞杆结构11包括中空的第一活塞杆111和第二活塞杆112，液缸筒12包括第一外筒121和第二外筒122，第一外筒121和第二外筒122之间通过第一密封短节123密封连通；第一活塞杆111滑动套设于第一外筒121内且其远离井口的一端(图1中的底端)密封穿过第一密封短节123，活塞本体13和第二活塞杆112密封滑动套设于第二外筒122内，活塞本体13上设置本体中心孔130，第一活塞杆111远离井口的一端密封套设于本体中心孔130的上部，第二活塞杆112靠近井口的一端密封套设于本体中心孔130的下部，第一活塞杆111的内腔、本体中心孔130和第二活塞杆112的内腔连通构成第一中心孔；第二外筒122的底端连接第二密封短节124，第二活塞杆112远离井口的一端密封穿过第二密封短节124后连接锚定结构2。第一油腔和第二油腔均位于第二外筒122内，第一密封短节123的底端和活塞本体13的顶端之间构成第一油腔，活塞本体13的底端和第二密封短节124的顶端之间构成第二油腔。

如图1、图3所示，在本实施方式中，第一活塞杆111靠近井口的一端设置直径呈增大设置的承压端头113。承压端头113受洗井液向下压力作用有向下运移的动力趋势，向下动力一般很大会使第一活塞杆111连接的管柱快速下移，移动阻尼结构14对其进行了减速缓冲；地面泵注的高压洗井液作用于承压端头113的顶端，以推动第一活塞杆111下移，继而推动第二活塞杆112、活塞本体13及锚定结构2、旋转阻尼结构3、清洗喷枪结构4的下移。为使第一活塞杆111平稳滑动，在第一活塞杆111上套设活塞套环114，第一活塞杆111的侧壁上贯通设置径透孔115，活塞套环114上设置轴透孔116，部分洗井液经径透孔115、轴透孔116进入第一外筒121内，缓冲高压洗井液对第一活塞杆111的高压冲击。

进一步，如图4所示，旋转阻尼结构3包括中空的第三外筒31和第四外筒32，第三外筒靠近井口的一端与锚定结构2密封连通，第三外筒31远离井口的一端密封套设于第四外筒32内；第三外筒31和第四外筒32内轴向固定地转动套设中空的旋转中心管33，旋转中心管33靠近井口的一端密封转动套设于第三外筒31内，旋转中心管33远离井口的一端密封转动穿过第四外筒32远离井口的一端后密封连通清洗喷枪结构4，且旋转中心管33的外壁与第四外筒32中部的内壁之间构成旋转阻尼油腔，旋转阻尼油腔内注有阻尼油；旋转中心管33的外壁上与旋转阻尼油腔相对的位置沿周向间隔设置阻尼叶片34，阻尼叶片34的径向外侧与第四外筒32的内壁之间设有阻尼间隙，阻尼油腔内阻尼油从阻尼间隙流过的阻力能对旋转中心管33的旋转起减速作用。第三外筒31的内腔和旋转中心管33的内腔连通构成第三中心孔。

在本实施方式中，如图1、图4所示，第四外筒32内设有挡环321，挡环321的两端分别顶抵于第三外筒的端面(底端面)和阻尼叶片的端面(顶端面)上，第四外筒32远离井口的一端设置直径呈减小设置的第一台阶部322，第一台阶部322的内壁与旋转中心管33的外壁密封顶抵，旋转中心管33的外壁上位于第一台阶部322上方套设轴承38，轴承38的外圈抵靠于第四外筒32的内壁上，旋转中心管33的外壁上设置直径呈增大设置的凸环331，轴承38的轴向两端分别顶抵于凸环331和第一台阶部322。

如图4所示，为满足旋转中心管33相对第三外筒31和第四外筒32的密封旋转，旋转中心管33的侧壁顶部和第三外筒31的内壁之间设置第一密封圈36，旋转中心管33的侧壁底部和第一台阶部322的内壁之间设置第二密封圈37。

在本实施方式中，如图4所示，为了便于对旋转阻尼的调节，在旋转中心管33上位于阻尼叶片34的上方套设调节阀35，通过调节阀35的向下伸入量控制旋转中心管33上阻尼孔的过流面积，当旋转中心管33旋转时，其阻尼孔成为截流阀，使旋转中心管33旋转速度降低，从而实现清洗过程的圆周慢速清洗。

进一步，如图1、图2、图5、图6、图7所示，清洗喷枪结构4包括中空的清洗短节本体40，清洗短节本体40的内腔构成第四中心孔；清洗短节本体40靠近井口的一端与旋转中心管33密封连接，清洗短节本体40远离井口的一端设置底阀42，清洗短节本体40的侧壁上沿轴向间隔设置多个喷嘴41，且多个喷嘴在周向上呈偏心交错设置，多个喷嘴41在喷射时产生偏心旋转力以带动旋转中心管33在旋转阻尼油腔内转动。旋转中心管33转动时，阻尼叶片34旋转，阻尼油腔内阻尼油从阻尼间隙流过的阻力能对旋转中心管33的旋转起减速作用，从而对清洗短节本体40上喷嘴41的旋转产生减速作用，实现周向慢速旋转的高压清洗，使井壁圆周实现均匀喷射清洗。

进一步，如图1、图2所示，锚定结构2包括中空的锚定本体21，锚定本体21的内腔构成第二中心孔；锚定本体21靠近井口的一端与第二活塞杆112密封连通，锚定本体21远离井口的一端与第三外筒31密封连通，锚定本体21的侧壁上设置锚定卡瓦22。

在本实施方式中，锚定结构2为上提下放式锚定器，具体地，可采用Y211上提下放式锚定器。

本发明提供一种井壁清洗方法，使用井口座封悬挂的油管连接井下自伸缩井壁清洗结构100，将其下放至井内措施层位；地面泵入高压洗井液，井下液压减速结构1提供清洗喷枪结构4的慢速下移，旋转阻尼结构3实现清洗喷枪结构4的慢速旋转喷射，完成设计行程的轴向慢速伸出、周向慢速旋转的高压清洗作业；锚定结构2辅助井下液压减速结构1完成回缩复位；以此循环完成井下分段往复式自进的清洗解堵动作。

本发明提供的井壁清洗方法，地面无连续拖动装置及井口拖动密封装置，实现井下长井段连续反复作业的轴向伸缩、周向旋转的高压清洗解堵，该方法的提出减少地面设备的投资，简化井下作业工序，可广泛应用于石油开采等领域。

本发明的井壁清洗方法具体包括以下步骤：

步骤a、连接井口座封悬挂的油管和井下自伸缩井壁清洗结构100，利用油管将井下自伸缩井壁清洗结构100下放至井内措施层位；

具体地，油管与井下液压减速结构1的第一外筒121顶端密封连通。活塞杆结构11内第一中心孔、锚定结构2内第二中心孔、旋转阻尼结构3内第三中心孔和清洗喷枪结构4内第四中心孔连通构成洗井液通道，油管与洗井液通道连通。

步骤b、实施清洗作业：地面泵注的高压洗井液由油管到达井下自伸缩井壁清洗结构100，在液压差作用下，井下液压减速结构1的活塞杆结构11缓慢向下伸出；同时，洗井液通过洗井液通道到达清洗喷枪结构4，再经喷嘴射流喷出；通过旋转阻尼结构3实现清洗喷枪结构4的慢速旋转喷射，实现轴向慢速伸出、周向慢速旋转的高压清洗作业；

具体地，当清洗作业时，第一活塞杆111的承压端头113在洗井液向下压力作用下向下移动，从而推动活塞本体13和第二活塞杆112下移，活塞本体13下移时，阻尼油经第一活塞过液通道131进入阻尼孔141，由于阻尼孔141是特殊设计的截流通道，会使活塞本体13按设计要求慢速下移；活塞本体13下移至第二密封短节124顶端，一个下移行程的作业结束。

第一活塞杆111推动其下方连接的各结构缓慢下移，同时，洗井液通过洗井液通道到达清洗喷枪结构4，清洗短节本体40的侧壁上多个喷嘴在周向上呈偏心交错设置，多个喷嘴41在喷射时产生偏心旋转力，在高压射流状态下，偏心旋转力很大会引起喷嘴41的快速旋转，不利于射流液体对井壁的清洗效果，在其上方加装的旋转阻尼结构3降低清洗短节本体40的转速，实现清洗过程的圆周慢速清洗。

步骤c、井下液压减速结构1回缩：活塞杆结构11完成下移行程，地面停泵，清洗喷枪结构4停止旋转喷射，井口作业将活塞杆结构11连接的锚定结构2锚定，活塞杆结构11、锚定结构2、旋转阻尼结构3和清洗喷枪结构4轴向卡止不动，地面下放油管使井下液压减速结构1的液缸筒12相对活塞杆结构11下移，使液缸筒12和活塞杆结构11的相对位置回复至注液之前(相对来讲，活塞杆结构11不动，液缸筒12下移，可视为活塞杆结构11缩回至液缸筒12内的原始位置)；

具体地，地面井口通过上提油管下放锚定，使锚定卡瓦22伸出锚定在措施层井壁上，活塞杆结构11、锚定结构2、旋转阻尼结构3和清洗喷枪结构4轴向卡止不动，地面下放油管使井下液压减速结构1的液缸筒12相对活塞杆结构11下移，使液缸筒12和活塞杆结构11的相对位置回复至注液之前(相对来讲，活塞杆结构11不动，液缸筒12下移，可视为活塞杆结构11缩回至液缸筒12内的原始位置)，完成一个行程的回缩动作。

活塞杆结构11相对上移时，阻尼油经第二活塞过液通道132进入单向出油阀133，此时，单向出油阀133打开，不具有节流作用，可使活塞本体13快速地相对上移，完成活塞杆结构11的快速回缩。

步骤d、地面操作取消锚定结构2卡止，重复步骤b至步骤c的动作，至完成作业措施井段的清洗解堵。

具体地，当完成活塞杆结构11回缩动作后，地面再次上提管柱，使锚定结构2的锚定卡瓦22解封，此时，地面连接井口继续高压泵注作业，清洗喷枪结构4可以继续在上次作业的终止位置，开始下一行程的措施作业。

通过循环上述方法步骤，实现对深井井筒内壁由上至下自伸出、周向上自旋转射流清洗、解堵工艺。

由上所述，本发明提供的井下自伸缩井壁清洗结构及井壁清洗方法具有如下有益效果：

本发明提供的井下自伸缩井壁清洗结构，通过井下液压减速结构、旋转阻尼结构和清洗喷枪结构相结合，实现轴向慢速伸出、周向慢速旋转的高压清洗作业，井壁清洗效果好；通过在井下液压减速结构的活塞杆结构上连接锚定结构，实现活塞杆结构和液缸筒之间的相对回缩，从而实现井下自伸缩井壁清洗结构整体的蠕动前进，进而实现井下分段往复式自进能力的清洗动作，依托蠕动式作业方法，完成高压状态下三维均匀施工作业，一次作业措施井段距离长，可实现井下长井段连续反复作业，作业成本低；本发明提供的井下自伸缩井壁清洗结构，可实现地面将管柱悬挂在井口，井口完全座封，提高井口高压作业安全性；本发明提供的井下自伸缩井壁清洗结构及井壁清洗方法，无需设置地面连续拖动装置及井口拖动密封装置，实现井下长井段连续反复作业的轴向伸缩、周向旋转的高压清洗解堵，减少地面设备的投资，简化井下作业工序，可广泛应用于石油开采等领域。

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 (11)

1.一种井下自伸缩井壁清洗结构，其特征在于，包括自井口向井内顺序连接的井下液压减速结构、锚定结构、旋转阻尼结构和清洗喷枪结构，所述井下液压减速结构包括活塞杆结构和液缸筒，所述活塞杆结构滑动穿设于所述液缸筒内，且活塞杆结构远离井口的一端连接所述锚定结构，所述活塞杆结构上固定套设能沿所述液缸筒密封滑动的活塞本体，所述活塞本体上设置能使活塞杆结构的下行速度小于其上行速度的移动阻尼结构；所述锚定结构用于锚定所述活塞杆结构以使液缸筒能沿活塞杆结构下移；所述锚定结构远离井口的一端连接所述旋转阻尼结构，所述旋转阻尼结构远离井口的一端连接所述清洗喷枪结构，所述清洗喷枪结构包括喷嘴，所述喷嘴能绕清洗喷枪结构的中心轴旋转清洗井壁，所述旋转阻尼结构能对所述喷嘴的旋转起到减速作用；所述活塞杆结构内轴向贯通设置第一中心孔，所述锚定结构内轴向贯通设置第二中心孔，所述旋转阻尼结构内轴向贯通设置第三中心孔，所述清洗喷枪结构内设置与所述喷嘴连通的第四中心孔，所述第一中心孔、所述第二中心孔、所述第三中心孔和所述第四中心孔连通构成洗井液通道。

2.如权利要求1所述的井下自伸缩井壁清洗结构，其特征在于，所述液缸筒内位于所述活塞本体靠近井口的一侧构成第一油腔，所述液缸筒内位于所述活塞本体远离井口的一侧构成第二油腔，所述活塞本体的侧壁上沿周向间隔设置轴向贯通的第一活塞过液通道和第二活塞过液通道，所述第一活塞过液通道和所述第二活塞过液通道连通所述第一油腔和所述第二油腔；所述移动阻尼结构包括设置于所述第一活塞过液通道内靠近井口一端的阻尼孔，所述阻尼孔能允许液压油自所述第二油腔流向所述第一油腔；所述第二活塞过液通道内远离井口的一端设置单向出油阀，所述单向出油阀允许液压油自所述第一油腔流向所述第二油腔；所述单向出油阀的过流面积大于所述阻尼孔的过流面积设置。

3.如权利要求2所述的井下自伸缩井壁清洗结构，其特征在于，所述活塞杆结构包括中空的第一活塞杆和第二活塞杆，所述液缸筒包括第一外筒和第二外筒，所述第一外筒和所述第二外筒之间通过第一密封短节密封连通；所述第一活塞杆滑动套设于所述第一外筒内且其远离井口的一端密封穿过所述第一密封短节，所述活塞本体和所述第二活塞杆密封滑动套设于所述第二外筒内，所述活塞本体上设置本体中心孔，所述第一活塞杆远离井口的一端密封套设于所述本体中心孔的上部，所述第二活塞杆靠近井口的一端密封套设于所述本体中心孔的下部，第一活塞杆的内腔、所述本体中心孔和第二活塞杆的内腔连通构成所述第一中心孔；所述第二外筒的底端连接第二密封短节，第二活塞杆远离井口的一端密封穿过所述第二密封短节后连接所述锚定结构。

4.如权利要求3所述的井下自伸缩井壁清洗结构，其特征在于，所述第一活塞杆靠近井口的一端设置直径呈增大设置的承压端头。

5.如权利要求2所述的井下自伸缩井壁清洗结构，其特征在于，所述旋转阻尼结构包括中空的第三外筒和第四外筒，所述第三外筒靠近井口的一端与所述锚定结构密封连通，所述第三外筒远离井口的一端密封套设于所述第四外筒内；所述第三外筒和所述第四外筒内轴向固定地转动套设中空的旋转中心管，所述旋转中心管靠近井口的一端密封转动套设于所述第三外筒内，所述旋转中心管远离井口的一端密封转动穿过所述第四外筒远离井口的一端后密封连通所述清洗喷枪结构，且所述旋转中心管的外壁与第四外筒中部的内壁之间构成旋转阻尼油腔，所述旋转阻尼油腔内注有阻尼油；所述旋转中心管的外壁上与所述旋转阻尼油腔相对的位置沿周向间隔设置阻尼叶片，所述阻尼叶片的径向外侧与所述第四外筒的内壁之间设有阻尼间隙，所述阻尼油腔内阻尼油从所述阻尼间隙流过的阻力能对所述旋转中心管的旋转起减速作用。

6.如权利要求5所述的井下自伸缩井壁清洗结构，其特征在于，所述第四外筒内设有挡环，所述挡环的两端分别顶抵于所述第三外筒的端面和所述阻尼叶片的端面上；所述第四外筒远离井口的一端设置直径呈减小设置的第一台阶部，所述第一台阶部的内壁与所述旋转中心管的外壁密封顶抵，所述旋转中心管的外壁上位于所述第一台阶部上方套设轴承，轴承的外圈抵靠于所述第四外筒的内壁上，所述旋转中心管的外壁上设置直径呈增大设置的凸环，所述轴承的轴向两端分别顶抵于所述凸环和所述第一台阶部。

7.如权利要求5所述的井下自伸缩井壁清洗结构，其特征在于，所述清洗喷枪结构包括中空的清洗短节本体，所述清洗短节本体靠近井口的一端与所述旋转中心管密封连接，所述清洗短节本体远离井口的一端设置底阀，所述清洗短节本体的侧壁上沿轴向间隔设置多个所述喷嘴，且多个所述喷嘴在周向上呈偏心交错设置，多个所述喷嘴在喷射时产生偏心旋转力以带动所述旋转中心管转动。

8.如权利要求5所述的井下自伸缩井壁清洗结构，其特征在于，所述锚定结构包括中空的锚定本体，所述锚定本体靠近井口的一端与所述第二活塞杆密封连通，所述锚定本体远离井口的一端与所述第三外筒密封连通，所述锚定本体的侧壁上设置锚定卡瓦。

9.如权利要求5所述的井下自伸缩井壁清洗结构，其特征在于，所述锚定结构为上提下放式锚定器。

10.一种井壁清洗方法，其特征在于，使用井口座封悬挂的油管连接权利要求1至9任一项所述的井下自伸缩井壁清洗结构，将其下放至井内措施层位；地面泵入高压洗井液，井下液压减速结构提供清洗喷枪结构的慢速下移，旋转阻尼结构实现清洗喷枪结构的慢速旋转喷射，完成设计行程的轴向慢速伸出、周向慢速旋转的高压清洗作业；锚定结构辅助井下液压减速结构完成回缩复位；以此循环完成井下分段往复式自进的清洗解堵动作。

11.如权利要求10所述的井壁清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a、连接井口座封悬挂的油管和井下自伸缩井壁清洗结构，利用油管将井下自伸缩井壁清洗结构下放至井内措施层位；

步骤b、实施清洗作业：地面泵注的高压洗井液由油管到达井下自伸缩井壁清洗结构，在液压差作用下，井下液压减速结构的活塞杆结构缓慢向下伸出；同时，洗井液通过洗井液通道到达清洗喷枪结构，再经喷嘴射流喷出；通过旋转阻尼结构实现清洗喷枪结构的慢速旋转喷射，实现轴向慢速伸出、周向慢速旋转的高压清洗作业；

步骤c、井下液压减速结构回缩：活塞杆结构完成下移行程，地面停泵，清洗喷枪结构停止旋转喷射，井口作业将活塞杆结构连接的锚定结构锚定，活塞杆结构、锚定结构、旋转阻尼结构和清洗喷枪结构轴向卡止不动，地面下放油管使井下液压减速结构的液缸筒相对活塞杆结构下移，使液缸筒和活塞杆结构的相对位置回复至注液之前；

步骤d、地面操作取消锚定结构卡止，重复步骤b至步骤c的动作，至完成作业措施井段的清洗解堵。

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