CN114458210B - 射流解堵及负压返排一体化工艺管柱及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了射流解堵及负压返排一体化工艺管柱及使用方法，包括负压机构、射流机构；所述射流机构的上端与负压机构的下端连接；所述负压机构外部套装顶部封隔器，所述射流机构外部套装至少两个位于不同层高的射流解堵分段封隔器。本发明可以完成油井防砂筛管射流解堵及负压返排一体化施工，将工具下入防砂筛管内，利用封隔器将筛管均匀分段，先座封射流解堵及负压返排一体化工艺管柱顶部封隔器，再进行射流解堵，射流解堵后，进行负压返排。采用本发明可实现每段筛管均匀解堵及均匀返排，提高了作业效率，减少了作业费用，提高了施工安全性。

Description

射流解堵及负压返排一体化工艺管柱及使用方法

技术领域

本发明涉及石油增产设备技术领域，具体地说是射流解堵及负压返排一体化工艺管柱及使用方法。

背景技术

疏松砂岩油藏的油井在生产过程中，部分油井极易产生微颗粒运移，造成筛管堵塞严重，产液量逐渐下降，油井最终因为供液不足停产。为了解决筛管堵塞的问题，目前常用的方法是高压旋转水射流解堵。高压旋转水射流装置主要由过滤器、阻尼器、喷头及喷嘴组成。对于长水平段的筛管，需要拖动管柱进行解堵。负压返排管柱主要利用负压使地层内的解堵液、残酸及反应物及时排出地层，避免地层的二次伤害。

公开(公告)号：CN202970575U，公开(公告)日：2013-06-05，一种高压射流与负压抽吸解堵装置，该装置由负压抽吸返排解堵装置，泄油器、单流阀、转动连接装置、自旋转喷射器等组成。该装置只能进行单点解堵，对于长水平段的油井需要拖动管柱进行解堵。返排的过程中需要移动管柱进行抽吸，存在安全隐患。

公开(公告)号：CN210564420U，公开(公告)日：2020-05-19是一种水力负压返排装置，包括负压返排总成、高速水射流总成，所述负压返排总成包括有上接头、喉管座、扩散管、喉管、负压腔壳、吸入引流通道，所述喉管座的右侧连接有上接头，所述喉管座的内腔中部镶嵌有扩散管，通过设有正、反洗通道，正挤可以将解堵化学药剂挤入油层，进行化学解堵，反洗时形成负压抽吸，将油层中的堵塞物或残酸负压抽吸出来。

公开(公告)号：CN109083621A公开(公告)日：2018-12-25公开了一种水平井连续油管复合解堵方法，该方法采用连续油管，利用旋转喷射工具的冲击力破碎井筒砂床及井壁垢、氮气泡沫酸溶解近井地带的堵塞物和泡沫负压返排疏通油流通道等方法进行复合解堵。该方法包括：1)连续油管及井下工具串安装；2)泡沫(酸)液配置及调试；3)喷射井筒冲砂除垢；4)泡沫酸拖动酸化解堵；5)泡沫气负压返排清洗等步骤，进行复合解堵，实现油井产能恢复。采用旋转喷射破碎冲击力强、泡沫酸化解堵效果好、负压返排彻底、操作方便，施工周期短。

总之，以上公开技术的技术方案以及所要解决的技术问题和产生的有益效果均与本发明不相同，或者技术领域或者应用场合不同，针对本发明更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果，以上公开技术文件均不存在技术启示。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的上述缺陷而提供射流解堵及负压返排一体化工艺管柱及使用方法，可以完成油井防砂筛管射流解堵及负压返排一体化施工，将工具下入防砂筛管内，利用封隔器将筛管均匀分段，先座封射流解堵及负压返排一体化工艺管柱顶部封隔器，再进行射流解堵，射流解堵后，进行负压返排。采用本发明可实现每段筛管均匀解堵及均匀返排，提高了作业效率，减少了作业费用，提高了施工安全性。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案：

射流解堵及负压返排一体化工艺管柱，包括负压机构、射流机构；

所述射流机构的上端与负压机构的下端连接；

所述负压机构外部套装顶部封隔器，所述射流机构外部套装至少两个位于不同层高的射流解堵分段封隔器。

进一步地，所述负压机构包括负压解堵发生装置、负压返排液流转换装置；

所述负压解堵发生装置为一中空管状结构，且负压解堵发生装置底部具有一个上小下大的锥形口；

所述负压返排液流转换装置为筒形结构，在负压返排液流转换装置的内腔底部开设互不干涉的径向通道和轴向通道，并且在负压返排液流转换装置的内腔底部开设有与径向通道连通的底部边缘孔、底部中心孔；

所述负压解堵发生装置装入负压返排液流转换装置内，所述负压解堵发生装置的锥形口连接在负压返排液流转换装置的内腔底部并且与轴向通道连通。

进一步地，所述负压解堵发生装置与负压返排液流转换装置之间构成外环空通道，该环空通道通过负压返排液流转换装置的底部边缘孔与负压返排液流转换装置的径向通道连通。

进一步地，所述负压返排液流转换装置的底部中心孔安装负压嘴，所述负压嘴向上伸入负压解堵发生装置的锥形口内部，并且两者之间构成内环空通道。

进一步地，所述射流机构包括涡流装置、射流解堵装置；

所述射流解堵装置为一管状结构，射流解堵装置下端口封堵，射流解堵装置上端口通过中心管连接负压返排液流转换装置，并与负压返排液流转换装置的轴向通道连通，所述射流解堵装置均匀布设径向贯通的射流孔；

所述涡流装置设置在射流解堵装置内部，并与射流孔所处的高度相对应。

进一步地，所述涡流装置包括中轴转杆、螺旋叶片、轴承；

所述中轴转杆外壁安装螺旋叶片，中轴转杆的两端安装轴承；

所述轴承安装在支架上，支架固定在射流解堵装置内壁，所述支架开设轴流通道。

进一步地，所述负压解堵发生装置与负压返排液流转换装置之间构成的外环空通道作为负压返排泵入流体进液通道，所述负压嘴与负压解堵发生装置的锥形口之间构成的内环空通道作为负压解堵返排通道，所述负压嘴内部通道作为负压返排泵入流体返液通道。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案：

射流解堵及负压返排一体化工艺管柱的使用方法，包括以下步骤：

工具座封的步骤：通过油管将射流解堵及负压返排一体化工艺管柱下至设计位置；射流解堵分段封隔器进入原井滤砂管，将原井滤砂管均匀分段，继续下压悬重40-50kN，顶部封隔器上的座封机构剪切座封销钉，座封顶部封隔器；

射流解堵施工的步骤：通过油管，泵入酸液或者解聚剂，顶部封隔器已经座封，密封油套环空，液体经过负压解堵返排通道，通过中心管，进入下端射流解堵管柱，涡流装置固定在轴承，液流经过中心管时带动涡流装置旋转，涡流装置旋转使得酸液或者解聚剂在射流解堵管柱里均匀分布，射流解堵分段封隔器将原井滤砂管均匀分段；酸液或者解聚剂通过射流解堵装置对原井滤砂管进行分段均匀解堵；射流解堵分段封隔器和涡流装置实现了酸液或者解聚剂在原井滤砂管里的均匀分布，大幅度提高了解堵效果。

进一步地，还包括以下步骤：

负压返排施工的步骤：按照设计停泵反应后，通过套管泵入液体或者气液混合流体，液体流经负压返排泵入流体进液通道，经过负压返排液流转换装置转换进入负压返排泵入流体返液通道，流体高速通过负压解堵发生装置对负压解堵返排通道产生负压，对下部油层进行负压返排，射流解堵分段封隔器将原井滤砂管进行均匀分段，液体流经中心管时带动涡流装置旋转，涡流装置旋转使得全井段筛管均匀排液；通过调节每分钟泵入液体或者气液混合流体的流量来调节负压解堵发生装置产生的附加压差；

起管柱施工的步骤：缓慢上提顶部封隔器，胶筒慢慢回缩，顶部封隔器解封，继续上提，即可起出射流解堵及负压返排一体化工艺管柱。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、该发明一趟管柱进行射流解堵及负压返排施工；

2、该发明配套射流解堵分段封隔器，对原井滤砂管进行均匀分段，使的滤砂管各段均匀进液和均匀返排，避免了常规油井解堵过程中局部解堵；

3、该发明在射流解堵及负压返排一体化工艺管柱设置涡流装置，可使解堵液体在解堵管柱中均匀分布。

附图说明

图1为本发明射流解堵及负压返排一体化工艺管柱的结构示意图；

图2为射流解堵及负压返排一体化工艺管柱的座封状态图；

图3为射流解堵及负压返排一体化工艺管柱的射流解堵施工状态图；

图4为射流解堵及负压返排一体化工艺管柱的负压返排施工状态图。

图中：顶部封隔器1、负压返排泵入流体进液通道2、负压解堵发生装置3、负压解堵返排通道4、负压返排泵入流体返液通道5、负压返排液流转换装置6、中心管7、原井防砂工具8、轴承9、涡流装置10、射流解堵分段封隔器11、原井滤砂管12、射流解堵分段封隔器13、射流解堵装置14、轴承15。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

请参阅图1至图4，本发明提供一种技术方案：

射流解堵及负压返排一体化工艺管柱，包括负压机构、射流机构；

所述射流机构的上端与负压机构的下端连接；

所述负压机构外部套装顶部封隔器1，所述射流机构外部套装至少两个位于不同层高的射流解堵分段封隔器11。

进一步地，所述负压机构包括负压解堵发生装置3、负压返排液流转换装置6；

所述负压解堵发生装置为一中空管状结构，且负压解堵发生装置底部具有一个上小下大的锥形口；

所述负压返排液流转换装置为筒形结构，在负压返排液流转换装置的内腔底部开设互不干涉的径向通道和轴向通道，并且在负压返排液流转换装置的内腔底部开设有与径向通道连通的底部边缘孔、底部中心孔；以上这种两个分别的通道在图上没有表示出来，不过本领域技术人员对井中的这种桥接通道是清楚的，是比较常见的现有结构。

所述负压解堵发生装置装入负压返排液流转换装置内，所述负压解堵发生装置的锥形口连接在负压返排液流转换装置的内腔底部并且与轴向通道连通。

进一步地，所述负压解堵发生装置与负压返排液流转换装置之间构成外环空通道，该环空通道通过负压返排液流转换装置的底部边缘孔与负压返排液流转换装置的径向通道连通。

进一步地，所述负压返排液流转换装置的底部中心孔安装负压嘴，所述负压嘴向上伸入负压解堵发生装置的锥形口内部，并且两者之间构成内环空通道。

进一步地，所述射流机构包括涡流装置10、射流解堵装置14；

所述射流解堵装置为一管状结构，射流解堵装置下端口封堵，射流解堵装置上端口通过中心管连接负压返排液流转换装置，并与负压返排液流转换装置的轴向通道连通，所述射流解堵装置均匀布设径向贯通的射流孔；

所述涡流装置设置在射流解堵装置内部，并与射流孔所处的高度相对应。

进一步地，所述涡流装置包括中轴转杆、螺旋叶片、轴承；

所述中轴转杆外壁安装螺旋叶片，中轴转杆的两端安装轴承；

所述轴承安装在支架上，支架固定在射流解堵装置内壁，所述支架开设轴流通道。

进一步地，所述负压解堵发生装置与负压返排液流转换装置之间构成的外环空通道作为负压返排泵入流体进液通道，所述负压嘴与负压解堵发生装置的锥形口之间构成的内环空通道作为负压解堵返排通道，所述负压嘴内部通道作为负压返排泵入流体返液通道。

工具座封：通过油管将射流解堵及负压返排一体化工艺管柱下至设计位置。射流解堵分段封隔器11进入原井滤砂管，将原井滤砂管均匀分段，继续下压悬重40-50kN，顶部封隔器1上的座封机构剪切座封销钉，座封顶部封隔器。

射流解堵施工：通过油管，泵入酸液或者解聚剂，顶部封隔器1已经座封，密封油套环空，液体经过负压解堵返排通道4，通过中心管7，进入下端射流解堵管柱，涡流装置10固定在轴承9和轴承15上，液流经过中心管7时带动涡流装置10旋转，涡流装置10旋转使得酸液或者解聚剂在射流解堵管柱里均匀分布，射流解堵分段封隔器11将原井滤砂管均匀分段。酸液或者解聚剂通过射流解堵装置14对原井滤砂管12进行分段均匀解堵。射流解堵分段封隔器11和涡流装置10实现了酸液或者解聚剂在原井滤砂管里的均匀分布，大幅度提高了解堵效果。

负压返排施工：按照设计停泵反应后，通过套管泵入液体或者气液混合流体，液体流经负压返排泵入流体进液通道2，经过负压返排液流转换装置6转换进入负压返排泵入流体返液通道5，流体高速通过负压解堵发生装置3对负压解堵返排通道4产生负压，对下部油层进行负压返排，射流解堵分段封隔器11将原井滤砂管进行均匀分段，液体流经中心管7时带动涡流装置10旋转，涡流装置10旋转使得全井段筛管均匀排液。通过调节每分钟泵入液体或者气液混合流体的流量来调节负压解堵发生装置3产生的附加压差。

起管柱施工：缓慢上提顶部封隔器1，胶筒慢慢回缩，顶部封隔器1解封，继续上提，即可起出射流解堵及负压返排一体化工艺管柱。

总之，本发明管柱下至设计位置后，缓慢加压，座封顶部封隔器，座封完成后，先进行射流解堵。通过油管挤注酸液或者解聚剂，射流解堵分段封隔器将原井筛管均分，配合涡流装置，确保每段筛管都能均匀挤注解堵液，关井反应设计时间后，套管泵入气液高速流体，经过负压返排液流转换装置产生负压对油层进行负压返排。该工艺管柱有效解决了油井滤砂管堵塞，产量下降的难题。

实施例2：

请参阅图1至图4，本发明提供一种技术方案：

射流解堵及负压返排一体化工艺管柱，包括负压机构、射流机构；

所述射流机构的上端与负压机构的下端连接；

所述负压机构外部套装顶部封隔器1，所述射流机构外部套装至少两个位于不同层高的射流解堵分段封隔器11。

进一步地，所述负压机构包括负压解堵发生装置3、负压返排液流转换装置6；

所述负压解堵发生装置为一中空管状结构，且负压解堵发生装置底部具有一个上小下大的锥形口；

所述负压返排液流转换装置为筒形结构，在负压返排液流转换装置的内腔底部开设互不干涉的径向通道和轴向通道，并且在负压返排液流转换装置的内腔底部开设有与径向通道连通的底部边缘孔、底部中心孔；以上这种两个分别的通道在图上没有表示出来，不过本领域技术人员对井中的这种桥接通道是清楚的，是比较常见的现有结构。

所述负压解堵发生装置装入负压返排液流转换装置内，所述负压解堵发生装置的锥形口连接在负压返排液流转换装置的内腔底部并且与轴向通道连通。

进一步地，所述负压解堵发生装置与负压返排液流转换装置之间构成外环空通道，该环空通道通过负压返排液流转换装置的底部边缘孔与负压返排液流转换装置的径向通道连通。

进一步地，所述负压返排液流转换装置的底部中心孔安装负压嘴，所述负压嘴向上伸入负压解堵发生装置的锥形口内部，并且两者之间构成内环空通道。

进一步地，所述射流机构包括涡流装置10、射流解堵装置14；

所述射流解堵装置为一管状结构，射流解堵装置下端口封堵，射流解堵装置上端口通过中心管连接负压返排液流转换装置，并与负压返排液流转换装置的轴向通道连通，所述射流解堵装置均匀布设径向贯通的射流孔；

所述涡流装置设置在射流解堵装置内部，并与射流孔所处的高度相对应。

实施例3：

请参阅图1至图4，本发明提供一种技术方案：

射流解堵及负压返排一体化工艺管柱，包括负压机构、射流机构；

所述射流机构的上端与负压机构的下端连接；

所述负压机构外部套装顶部封隔器1，所述射流机构外部套装至少两个位于不同层高的射流解堵分段封隔器11。

进一步地，所述负压机构包括负压解堵发生装置3、负压返排液流转换装置6；

所述负压解堵发生装置为一中空管状结构，且负压解堵发生装置底部具有一个上小下大的锥形口；

所述负压返排液流转换装置为筒形结构，在负压返排液流转换装置的内腔底部开设互不干涉的径向通道和轴向通道，并且在负压返排液流转换装置的内腔底部开设有与径向通道连通的底部边缘孔、底部中心孔；以上这种两个分别的通道在图上没有表示出来，不过本领域技术人员对井中的这种桥接通道是清楚的，是比较常见的现有结构。

所述负压解堵发生装置装入负压返排液流转换装置内，所述负压解堵发生装置的锥形口连接在负压返排液流转换装置的内腔底部并且与轴向通道连通。

进一步地，所述负压解堵发生装置与负压返排液流转换装置之间构成外环空通道，该环空通道通过负压返排液流转换装置的底部边缘孔与负压返排液流转换装置的径向通道连通。

进一步地，所述负压返排液流转换装置的底部中心孔安装负压嘴，所述负压嘴向上伸入负压解堵发生装置的锥形口内部，并且两者之间构成内环空通道。

虽然以上所有的实施例均使用图1至图2，但作为本领域的技术人员可以很清楚的知道，不用给出单独的图纸来表示，只要实施例中缺少的零部件或者结构特征在图纸中拿掉即可。这对于本领域技术人员来说是清楚的。当然具体部件越多的实施例，只是最优实施例，具体部件越少的实施例为基本实施例，但是也能实现基本的本发明目的，所以所有这些变形实施例都在本发明的保护范围内。

本申请中凡是没有展开论述的零部件本身、本申请中的各零部件连接方式均属于本技术领域的公知技术，不再赘述。比如焊接、丝扣式连接等。

在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”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在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.射流解堵及负压返排一体化工艺管柱，包括负压机构、射流机构；

其特征在于，所述射流机构的上端与负压机构的下端连接；

所述负压机构外部套装顶部封隔器，所述射流机构外部套装至少两个位于不同层高的射流解堵分段封隔器，射流解堵分段封隔器进入原井滤砂管，将原井滤砂管均匀分段；所述负压机构包括负压解堵发生装置、负压返排液流转换装置；所述负压解堵发生装置为一中空管状结构，且负压解堵发生装置底部具有一个上小下大的锥形口；所述负压返排液流转换装置为筒形结构，在负压返排液流转换装置的内腔底部开设互不干涉的径向通道和轴向通道，并且在负压返排液流转换装置的内腔底部开设有与径向通道连通的底部边缘孔、底部中心孔；

所述负压解堵发生装置装入负压返排液流转换装置内，所述负压解堵发生装置的锥形口连接在负压返排液流转换装置的内腔底部并且与轴向通道连通；

所述负压解堵发生装置与负压返排液流转换装置之间构成外环空通道，该环空通道通过负压返排液流转换装置的底部边缘孔与负压返排液流转换装置的径向通道连通；

所述负压返排液流转换装置的底部中心孔安装负压嘴，所述负压嘴向上伸入负压解堵发生装置的锥形口内部，并且两者之间构成内环空通道；

所述射流机构包括涡流装置、射流解堵装置；

所述射流解堵装置为一管状结构，射流解堵装置下端口封堵，射流解堵装置上端口通过中心管连接负压返排液流转换装置，并与负压返排液流转换装置的轴向通道连通，所述射流解堵装置均匀布设径向贯通的射流孔；

所述涡流装置设置在射流解堵装置内部，并与射流孔所处的高度相对应；

所述负压解堵发生装置与负压返排液流转换装置之间构成的外环空通道作为负压返排泵入流体进液通道，所述负压嘴与负压解堵发生装置的锥形口之间构成的内环空通道作为负压解堵返排通道，所述负压嘴内部通道作为负压返排泵入流体返液通道。

2.根据权利要求1所述的射流解堵及负压返排一体化工艺管柱，其特征在于，所述涡流装置包括中轴转杆、螺旋叶片、轴承；

所述中轴转杆外壁安装螺旋叶片，中轴转杆的两端安装轴承；

所述轴承安装在支架上，支架固定在射流解堵装置内壁，所述支架开设轴流通道。

3.使用如权利要求1所述射流解堵及负压返排一体化工艺管柱的方法，其特征在于，包括以下步骤：

工具座封的步骤：通过油管将射流解堵及负压返排一体化工艺管柱下至设计位置；射流解堵分段封隔器进入原井滤砂管，将原井滤砂管均匀分段，继续下压悬重40-50kN，顶部封隔器上的座封机构剪切座封销钉，座封顶部封隔器；

射流解堵施工的步骤：通过油管，泵入酸液或者解聚剂，顶部封隔器已经座封，密封油套环空，液体经过负压解堵返排通道，通过中心管，进入下端射流解堵管柱，涡流装置固定在轴承，液流经过中心管时带动涡流装置旋转，涡流装置旋转使得酸液或者解聚剂在射流解堵管柱里均匀分布，射流解堵分段封隔器将原井滤砂管均匀分段；酸液或者解聚剂通过射流解堵装置对原井滤砂管进行分段均匀解堵；射流解堵分段封隔器和涡流装置实现酸液或者解聚剂在原井滤砂管里的均匀分布；

还包括以下步骤：

负压返排施工的步骤：按照设计停泵反应后，通过套管泵入液体或者气液混合流体，液体流经负压返排泵入流体进液通道，经过负压返排液流转换装置转换进入负压返排泵入流体返液通道，流体高速通过负压解堵发生装置对负压解堵返排通道产生负压，对下部油层进行负压返排，射流解堵分段封隔器将原井滤砂管进行均匀分段，液体流经中心管时带动涡流装置旋转，涡流装置旋转使得全井段筛管均匀排液；通过调节每分钟泵入液体或者气液混合流体的流量来调节负压解堵发生装置产生的附加压差；

起管柱施工的步骤：缓慢上提顶部封隔器，胶筒慢慢回缩，顶部封隔器解封，继续上提，即可起出射流解堵及负压返排一体化工艺管柱。