CN114542023B - 一种可冲洗解堵弹性筛管及解堵滤砂管柱 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种可冲洗解堵弹性筛管及解堵滤砂管柱,其中,可冲洗解堵弹性筛管包括基管以及间隔地套设在基管外侧的外管,该间隔形成两端均封闭的环形空腔。在环形空腔内从上至下间隔套设有至少两组弹性挡砂叠环组件,在相邻两组弹性挡砂叠环组件之间均夹设一能轴向压缩的弹性支撑套。在基管和外管的管壁上且对应各组弹性挡砂叠环组件的位置分别开设有多个第一过液孔和多个第二过液孔,每组弹性挡砂叠环组件包括多个上下间隔叠放的压环以及分别夹设在相邻两个压环之间的多个弹性挡砂环片。本发明具备较好的挡砂过滤功能,且在过流通道阻塞时又具备冲洗解堵功能,以恢复挡砂与过流能力。
Description
技术领域
本发明是关于石油天然气开采领域,尤其涉及一种可冲洗解堵弹性筛管及解堵滤砂管柱。
背景技术
疏松砂岩油藏油层埋藏浅,成岩作用差,地层胶结疏松,出砂十分普遍,而且已经成为影响疏松砂岩油藏开发的重要因素之一。
筛管防砂技术是一项开发比较早的油井防砂技术,因施工简单在油田得到了广泛应用。在现有的防砂筛管中,油气流都是作用在过滤层上,过滤层采用的是单层网或多层网叠加结构,简易的筛管则采用割缝的结构。然而,在油井开采一段时间后,筛套环形空间会形成砂桥,导致防砂筛网堵塞,油井供液不足,引起油井停产;筛套内形成的环形砂桥还会造成管柱打捞困难,甚至导致油井大修,严重制约了油井的正常生产。现有技术中虽然存在一些具有自洁能力的筛管,但也只是在筛网和缝隙结构上增强了砂粒的通过能力,在出现过流通道堵塞时,不具有可冲洗解堵功能。
由此,本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践,提出一种可冲洗解堵弹性筛管及解堵滤砂管柱,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可冲洗解堵弹性筛管及解堵滤砂管柱,具备较好的挡砂过滤功能,且在过流通道阻塞时又具备冲洗解堵功能,以恢复挡砂与过流能力。
本发明的目的可采用下列技术方案来实现:
本发明提供了一种可冲洗解堵弹性筛管,包括竖直设置的基管以及间隔地套设在基管外侧的外管,该间隔形成两端均封闭的环形空腔;在环形空腔内从上至下间隔套设有至少两组弹性挡砂叠环组件,在相邻两组弹性挡砂叠环组件之间均夹设一能轴向压缩的弹性支撑套;弹性支撑套的内壁与基管的外壁密封接触,弹性支撑套的两端分别顶抵在上、下两侧的弹性挡砂叠环组件上,在弹性支撑套的上端面和下端面分别开设有上凹槽和下凹槽;在基管和外管的管壁上且对应各组弹性挡砂叠环组件的位置分别开设有多个第一过液孔和多个第二过液孔;每组弹性挡砂叠环组件包括多个上下间隔叠放的压环以及分别夹设在相邻两个压环之间的多个弹性挡砂环片,每个压环的上表面和下表面均为平面,每个弹性挡砂环片包括沿其周向顺序交替排布的多个凹面和多个凸面,相邻的凹面和凸面之间形成折面;在弹性挡砂叠环组件处于压紧状态时,每个弹性挡砂环片的上端面和下端面分别与相对应的压环之间形成贯穿弹性挡砂环片的内壁和外壁的多个过流通道。
在本发明的一较佳实施方式中,在每个凹面的上端面内和每个凸面的下端面内均一体成型有贯穿弹性挡砂环片的内壁和外壁的多个贯通槽,多个贯通槽构成多个过流通道。
在本发明的一较佳实施方式中,每个凹面的上端面上和每个凸面的下端面上均设有支撑件;在弹性挡砂叠环组件处于压紧状态时,支撑件紧贴在同侧的压环上,靠近支撑件的凹面的上端面和凸面的下端面分别与相对应的压环之间形成多个缝隙,多个缝隙构成多个过流通道。
在本发明的一较佳实施方式中,支撑件为不锈钢球、不锈钢丝或者不锈钢片。
在本发明的一较佳实施方式中,弹性支撑套为弹性橡胶环,弹性橡胶环的内壁与基管的外壁形成过盈密封配合,弹性橡胶环的外壁与外管的内壁之间留有间隙。
在本发明的一较佳实施方式中,在弹性橡胶环的中部内壁开设有环形凹槽。
在本发明的一较佳实施方式中,弹性支撑套包括从上至下依次套设在基管上的上密封环、压缩弹簧和下密封环,压缩弹簧的两端分别顶抵在上密封环和下密封环之间;上密封环和下密封环的内壁与基管的外壁之间均设有密封圈,上密封环的上端面以及下密封环的下端面分别顶抵在上、下两侧的压环上,上凹槽和下凹槽分别开设在上密封环的上端面和下密封环的下端面上。
在本发明的一较佳实施方式中,上密封环的下端外侧且向下延伸形成第一凸环,下密封环的上端外侧向上延伸形成第二凸环,压缩弹簧的两端分别嵌设在第一凸环和第二凸环的内侧。
在本发明的一较佳实施方式中,每个弹性挡砂环片的厚度为1~3mm,每个弹性挡砂环片上凹面的下端面与凸面的上端面之间的高度差为弹性挡砂环片的厚度的1.5~2倍。
在本发明的一较佳实施方式中,折面与相邻的凹面和相邻的凸面的连接线相互平行,各凹面和各凸面均为扇形面。
在本发明的一较佳实施方式中,在弹性挡砂叠环组件处于弹开状态时,每个弹性挡砂环片的多个凸面的上表面位于同一水平面内,多个凹面的下表面位于同一水平面内,折面与水平面之间的夹角为10~20°。
在本发明的一较佳实施方式中,每组弹性挡砂叠环组件的外壁与外管的内壁之间均留有间隙。
在本发明的一较佳实施方式中,每组弹性挡砂叠环组件的内壁与基管的外壁之间均留有间隙。
在本发明的一较佳实施方式中,第一过液孔的轴线方向与基管的径向方向之间呈锐角设置。
在本发明的一较佳实施方式中,第一过液孔的一侧孔壁与基管的内壁相切。
在本发明的一较佳实施方式中,外管包括从上至下顺序连接的上接管、中间接管和下接管,上接管的上部与基管的外壁固定连接,上接管的下部间隔地环绕基管的外侧设置,且上接管的下端面抵靠在位于顶端的弹性挡砂叠环组件的顶面;中间接管的上端与上接管的下端固定连接,中间接管的下端与下接管的上端固定;下接管的上部间隔地环绕基管的外侧设置,且下接管的上端面顶靠在位于底端的弹性挡砂叠环组件的底面,下接管的下部与基管的外壁固定连接。
本发明还提供了一种解堵滤砂管柱,包括从上至下顺序固定的油管、抽油泵、连接管、上述的可冲洗解堵弹性筛管以及丝堵;在连接管上套设有皮碗,并在连接管的管壁上且位于皮碗的上方开设有进液孔。
本发明还提供了一种解堵滤砂管柱,包括:
外管柱,外管柱包括从上至下顺序固定的悬挂封隔器、上述的可冲洗解堵弹性筛管以及丝堵;
以及能插设在外管柱内的生产管柱,生产管柱包括抽油泵。
由上所述,本发明中的可冲洗解堵弹性筛管,通过弹性支撑套和弹性挡砂叠环组件的配合,在弹性支撑套的弹力作用下能使各弹性挡砂环片与各压环被压紧贴合在一起而形成各过流通道,以对砂粒及杂物起到较好的阻挡过滤的作用。在可冲洗解堵弹性筛管发生砂堵而导致油井供液不足时,又可以通过向油井内打液的方式实现冲洗解堵功能,水流压缩弹性支撑套,各组弹性挡砂叠环组件失去外力的挤压,在其内部弹力的作用下自动分离,进而冲洗掉堵塞物,恢复挡砂与过流能力。在冲洗时,各弹性挡砂环片之间依靠内弹性力相互分离,基管上的第一过液孔流出的高速液体只需冲掉砂粒等杂质,减少能量损失,提高冲洗效果。另外,各弹性挡砂环片的两端面分别与上、下两侧的压环之间形成有多个过流通道,单个过流通道堵塞时,原油也可以绕到别的过流通道流出,过流通道的抗堵塞性能强。整个装置结构简单,使用方便,抗堵塞及抗压能力强,可以反复多次使用,降低了作业成本和设备费用。
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:为本发明提供的可冲洗解堵弹性筛管的结构示意图。
图2:为本发明提供的弹性挡砂环片设有贯通槽时的结构示意图。
图3:为本发明提供的弹性挡砂环片与两侧的压环之间配合的爆炸图。
图4:为本发明提供的平面圆环在冲压前的结构示意图。
图5:为本发明提供的平面圆环在冲压后的结构示意图。
图6:为本发明提供的弹性挡砂叠环组件在弹性挡砂环片设有贯通槽时处于压紧状态的结构示意图。
图7:为本发明提供的弹性挡砂叠环组件在弹性挡砂环片设有支撑件时处于压紧状态的结构示意图。
图8:为本发明提供的弹性挡砂叠环组件在弹性挡砂环片设有贯通槽时处于弹开状态的结构示意图。
图9:为本发明提供的弹性挡砂叠环组件在弹性挡砂环片设有支撑件且支撑件采用不锈钢片时处于弹开状态的结构示意图。
图10:为本发明提供的弹性挡砂叠环组件在弹性挡砂环片设有支撑件且支撑件采用不锈钢球时处于弹开状态的结构示意图。
图11:为本发明提供的弹性橡胶环的结构示意图。
图12:为本发明提供的弹性橡胶环与压片和基管配合的局部放大图。
图13:为本发明提供的上密封环的结构示意图。
图14:为本发明提供的上密封环、压缩弹簧和下密封环与压片和基管配合的局部放大图。
图15:为本发明提供的基管的结构示意图。
图16:为本发明提供的基管的截面图,其中的箭头代表冲洗作业时液流方向。
图17:为本发明提供的解堵滤砂管柱的结构示意图。
图18:为本发明提供的解堵滤砂管柱的另一结构示意图。
附图标号说明:
100、可冲洗解堵弹性筛管;
1、基管;11、第一过液孔;
2、外管;21、上接管;22、中间接管;221、第二过液孔;23、下接管;
3、环形空腔;
4、弹性挡砂叠环组件;
41、压环;
42、弹性挡砂环片;421、凹面;422、凸面;423、折面;424、贯通槽;
43、支撑件;
44、平面圆环;
5、弹性支撑套;51、上凹槽;511、上冲液环腔;52、下凹槽;521、下冲液环腔;
53、弹性橡胶环;531、环形凹槽;
54、上密封环;541、第一凸环;55、压缩弹簧;56、下密封环;561、第二凸环;57、环状密封槽;58、密封圈;
6、上接头;
200、油管;
300、抽油泵;
400、连接管;401、进液孔;
500、皮碗;
600、丝堵;
700、套管;
800、悬挂封隔器。
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。
如图1至图16所示,本实施例提供一种可冲洗解堵弹性筛管100,包括竖直设置的基管1以及间隔地套设在基管1外侧的外管2,该间隔形成两端均封闭的环形空腔3。在环形空腔3内从上至下间隔套设有至少两组弹性挡砂叠环组件4,在相邻两组弹性挡砂叠环组件4之间均夹设一能轴向压缩的弹性支撑套5。弹性支撑套5的内壁与基管1的外壁密封接触,弹性支撑套5的两端分别顶抵在上、下两侧的弹性挡砂叠环组件4上,在弹性支撑套5的上端面和下端面分别开设有上凹槽51和下凹槽52。在基管1和外管2的管壁上且对应各组弹性挡砂叠环组件4的位置分别开设有多个第一过液孔11和多个第二过液孔221。
每组弹性挡砂叠环组件4包括多个上下间隔叠放的压环41以及分别夹设在相邻两个压环41之间的多个弹性挡砂环片42,每个压环41的上表面和下表面均为平面,每个弹性挡砂环片42包括沿其周向顺序交替排布的多个凹面421和多个凸面422,相邻的凹面421和凸面422之间形成折面423。在弹性挡砂叠环组件4处于压紧状态时,每个弹性挡砂环片42的上端面和下端面分别与相对应的压环41之间形成贯穿弹性挡砂环片42的内壁和外壁的多个过流通道。
其中,在相邻的两个压环41之间夹设一个弹性挡砂环片42,各弹性挡砂环片42和压环41的材质均优选为不锈钢。上述的弹性挡砂环片42是由一平面圆环44冲压形成,其自身具有一定弹性。上述的弹性支撑套5具有一定弹性,如图12和图14所示,其上端面的上凹槽51与其上侧的弹性挡砂叠环组件4的下端面之间形成上冲液环腔511,其下端面的下凹槽52与其下侧的弹性挡砂叠环组件4的上端面之间形成下冲液环腔521。在基管1上仅正对各组弹性挡砂叠环组件4开设有第一过液孔11,对应各弹性支撑套5的位置并没有开设第一过液孔11;在过流通道出现堵塞进行冲洗时,由于各弹性挡砂环片42之间的通道被堵塞基本不过液,液体经第一过液孔11进入环形空腔3后将主要作用在上冲液环腔511和下冲液环腔521内,进而压缩弹性支撑套5。
对于弹性挡砂叠环组件4的组数根据实际需要而定,且各组弹性挡砂叠环组件4中所包含的弹性挡砂环片42的数量可以相同也可以不同,具体根据油井生产需求而定。弹性支撑套5的数量由弹性挡砂环片42的数量而定,弹性支撑套5的数量等于所有弹性挡砂环片42全部打开所需的长度除以单个弹性支撑套5的压缩长度。
在初始位置时,各弹性支撑套5均处于压缩状态,在弹性支撑套5的弹力作用下,各组弹性挡砂叠环组件4均被压紧而处于压紧状态,如图6和图7所示,每组弹性挡砂叠环组件4中的各弹性挡砂环片42与各压环41基本贴合在一起,形成多个过流通道,过流通道的挡砂粒径根据需要阻挡的砂粒粒径而定。
在正常采油时,各组弹性挡砂叠环组件4均构成过滤介质,原油经第二过液孔221进入各过流通道,从各弹性挡砂环片42之间的细小流道通过,大于过流通道挡砂粒径的砂粒及杂物则被截留在弹性挡砂叠环组件4的四周,然后经第二过液孔221流出后最终沉降在设在套管700底部的沉砂尾管内。对于粒径小于过流通道挡砂粒径的细小砂粒及杂物来说,在采油过程中一般会有一部分沉积在基管1底部连接的丝堵600内。原油经过各过流通道的滤砂作用后再经过第一过液孔11进入基管1的内腔,然后经上部管柱被举升至地面。
在油井生产过程中,若发现该井由于堵塞的原因而产生供液不足时,向基管1内打液,液体经第一过液孔11进入环形空腔3,水流作用在上冲液环腔511和下冲液环腔521内,各弹性支撑套5被压缩;各弹性挡砂环片42失去外力挤压,在各弹性挡砂环片42自身的弹力作用下使得各弹性挡砂环片42相互之间分离,弹性挡砂叠环组件4处于弹开状态,如图8至图10所示;此时各弹性挡砂环片42的上、下表面分别与上、下两侧的压环41之间的间隙变大,大排量的液体从该较大的间隙流出,冲洗掉砂粒及杂物,砂粒及杂物将随着液体经第二过液孔221冲出外管2后最终沉积在油井下的沉砂空间内。冲洗结束后,停止向基管1内泵入液体,弹性挡砂叠环组件4在弹性支撑套5的弹力挤压下再次贴合在一起而处于关闭状态,进而恢复挡砂与过流能力。
由此,本实施例中的可冲洗解堵弹性筛管100,通过弹性支撑套5和弹性挡砂叠环组件4的配合,在弹性支撑套5的弹力作用下能使各弹性挡砂环片42与各压环41被压紧贴合在一起而形成各过流通道,以对砂粒及杂物起到较好的阻挡过滤的作用。在可冲洗解堵弹性筛管100发生砂堵而导致油井供液不足时,又可以通过向油井内打液的方式实现冲洗解堵功能,水流压缩弹性支撑套5,各组弹性挡砂叠环组件4失去外力的挤压,在其内部弹力的作用下自动分离,进而冲洗掉堵塞物,恢复挡砂与过流能力。在冲洗时,各弹性挡砂环片42之间依靠内弹性力相互分离,基管1上的第一过液孔11流出的高速液体只需冲掉砂粒等杂质,减少能量损失,提高冲洗效果。另外,各弹性挡砂环片42的两端面分别与上、下两侧的压环41之间形成有多个过流通道,单个过流通道堵塞时,原油也可以绕到别的过流通道流出,过流通道的抗堵塞性能强。整个装置结构简单,使用方便,抗堵塞及抗压能力强,可以反复多次使用,降低了作业成本和设备费用。
在具体实现方式中,上述的过流通道可以通过如下两种结构形成:
第(1)种:如图2、图6和图8所示,在每个凹面421的上端面内和每个凸面422的下端面内均一体成型有贯穿弹性挡砂环片42的内壁和外壁的多个贯通槽424,多个贯通槽424构成多个过流通道。
在初始位置时,如图6所示,在弹性支撑套5的挤压下,弹性挡砂环片42被挤压成平面,弹性挡砂环片42的上表面和下表面分别与上、下两侧的压环41的表面完全贴合,各贯通槽424与同侧的压环41的表面之间就分别形成一个过流通道,通过控制该贯通槽424的挡砂粒径便可以保证挡砂效果。
上述贯通槽424的横截面可以根据实际需要而定,例如本实施例中贯通槽424在其延长线方向上的横截面形状为正三角形,该正三角形内切圆的直径为过流通道的挡砂粒径。
第(2)种:如图7、图9和图10所示,在每个凹面421的上端面上和每个凸面422的下端面上均设有支撑件43。在弹性挡砂叠环组件4处于压紧状态时,支撑件43紧贴在同侧的压环41上,靠近支撑件43的凹面421的上端面和凸面422的下端面分别与相对应的压环41之间形成多个缝隙,多个缝隙构成多个过流通道。
在初始位置时,如图7所示,在弹性支撑套5的挤压下,弹性挡砂环片42基本被挤压成平面,但是由于支撑件43的存在,弹性挡砂环片42的上表面和下表面只有部分与同侧的压环41的表面完全贴合,靠近各支撑件43附近的表面与同侧的压环41的表面之间会形成多个缝隙,通过控制支撑件43的竖直高度便可以控制其挡砂粒径,以保证挡砂效果。
上述的支撑件43主要起到支撑的作用,以在弹性挡砂叠环组件4处于压紧状态时,各弹性挡砂环片42与各压环41之间能形成多个缝隙。如图9和图10所示,支撑件43可以为不锈钢球、不锈钢丝或者不锈钢片,不锈钢球、不锈钢丝或者不锈钢片的竖直高度为过流通道的挡砂粒径。当然,支撑件43也可以采用其他结构,只要能起到支撑作用即可。根据需要,上述的过流通道也可以采用其他的结构方式实现,本实施例仅为举例说明。
进一步地,对于上述的弹性支撑套5可以采用如下两种结构实现:
第一种:如图11和图12所示,弹性支撑套5为弹性橡胶环53,弹性橡胶环53的内壁与基管1的外壁形成过盈密封配合,弹性橡胶环53的外壁与外管2的内壁之间留有间隙。
可以理解,弹性橡胶环53的上端面和下端面分别抵靠在两侧的压环41上,上述的上凹槽51和下凹槽52开设在弹性橡胶环53的上端面和下端面上。在进行冲洗解堵作业时,液体经第一过液孔11进入环形空腔3并作用在上冲液环腔511和下冲液环腔521后,在液压作用下弹性橡胶环53的中部向外变形鼓胀,弹性橡胶环53被压缩。
在第一种结构下,由于外管2内壁与弹性橡胶环53外壁之间的空间相对较小,为了避免影响弹性橡胶环53的顺利鼓胀,在弹性橡胶环53的中部内壁开设有环形凹槽531,以增大压缩空间。
第二种:如图13和图14所示,弹性支撑套5包括从上至下依次套设在基管1上的上密封环54、压缩弹簧55和下密封环56,压缩弹簧55的两端分别顶抵在上密封环54和下密封环56之间。上密封环54和下密封环56的内壁与基管1的外壁之间均设有密封圈58,上密封环54的上端面以及下密封环56的下端面分别顶抵在上、下两侧的压环41上,上凹槽51和下凹槽52分别开设在上密封环54的上端面和下密封环56的下端面上。
具体是,在上密封环54的内壁和下密封环56的内壁均开设有环状密封槽57,并在环状密封槽57内嵌设有密封圈58,以实现密封。上密封环54和下密封环56的外壁与外管2的内壁之间优选留有间隙,以减少弹性支撑套5活动时的阻力。
另外,一般为了防止压缩弹簧55存在晃动,上密封环54的下端外侧且向下延伸形成第一凸环541,下密封环56的上端外侧向上延伸形成第二凸环561,压缩弹簧55的两端分别嵌设在第一凸环541和第二凸环561的内侧,以保证结构的稳定性。
针对上述两种结构的弹性支撑套5,一般对于稀油井,采用第一种结构;对于稠油井,由于井下温度较高,优选采用第二种结构。当然,根据需要,弹性支撑套5也可以采用其他的结构,只要在初始位置时能压紧弹性挡砂叠环组件4,打液时能被压缩,方便各弹性挡砂环片42分离即可。
进一步地,由于上述的弹性挡砂环片42是由一平面圆环44冲压形成,为了保证其弹性,每个弹性挡砂环片42的厚度为1~3mm(优选为2mm),每个弹性挡砂环片42上凹面421的下端面与凸面422的上端面之间的高度差为弹性挡砂环片42的厚度的1.5~2倍。
在对弹性挡砂环片42进行冲压成型时,为了保证弹性挡砂环片42的厚度与平整度不发生变化,材料不受挤压变形或者折断,如图4和图5所示,折面423与相邻的凹面421和相邻的凸面422的连接线(即连接处的侧边)相互平行,各凹面421和各凸面422均为扇形面。
具体而言,在冲压之前,如图4所示,弹性挡砂环片42为一平面圆环44,在该平面圆环44上先确定凸面422、凹面421和折面423的位置,对于折面423的数量根据需要而定;假如折面423为一扇形,在冲压时由于平面圆环44的内环和外环的收缩比例不一致,很容易导致折面423的位置折断变形。因此,应保证折面423与相邻的凹面421和凸面422连接处的两个侧边相互平行,同时保证各凹面421和各凸面422均为扇形面的情况下,折面423的两个侧边中有一个侧边的延长线过该平面圆环44的圆心O。这样,在冲压后能够保证折面423的厚度均匀、变形量一致,避免出现变形折断,同时冲压后各凹面421和凸面422仍保持冲压前的扇形形状不变。
可以理解,冲压形成的每个弹性挡砂环片42的多个凸面422的上表面位于同一水平面内,多个凹面421的下表面位于同一水平面内。各凸面422和各凹面421均为一扇形面,且每个扇形面的内外两段弧都是同心的,但是各扇形面对应的圆心位置彼此是不同的,冲压形成的各弹性挡砂环片42并非是标准的圆环。一般为了保证均匀性,各凸面422和各凹面421的大小相同。
另外,冲压成型后,折面423的倾斜角度不易过大或者过小,折面423与水平面之间的夹角优选为10~20°,以保证弹性和平整度。
进一步地,如图1所示,为了方便各弹性挡砂环片42的活动,同时避免砂粒及杂物堆积卡在弹性挡砂叠环组件4的外侧,每组弹性挡砂叠环组件4的外壁与外管2的内壁之间均留有间隙,该间隙优选为3~5mm。为了更有利于各弹性挡砂环片42的分离弹开,每组弹性挡砂叠环组件4的内壁与基管1的外壁之间均留有间隙,该间隙优选为2~3mm。
进一步地,为了保证在冲洗作业时,各弹性挡砂环片42与压环41之间堆积的砂粒及杂物能够被充分冲出,如图15和图16所示,第一过液孔11的轴线方向与基管1的径向方向之间呈锐角设置。
具体而言,对于径向孔来说,液体沿径向喷出,只能冲到该径向孔正对的弹性挡砂叠环组件4的部分,对于径向孔没有正对的部分则基本冲洗不到液体或者冲洗效果较差。本实施例中将各第一过液孔11倾斜设置,在打液时,如图16所示,液体经各第一过液孔11后呈螺旋状喷出,形成旋流,能够冲洗到各个挡弹性挡砂环片42与压环41,而且能够使得各弹性挡砂环片42与压环41产生旋转,对各弹性挡砂环片42与压环41之间堆积的砂粒及杂物冲洗效果更佳,进一步保证了解堵效果。
在实际使用时,优选采用第一过液孔11的一侧孔壁与基管1的内壁相切。这样,液体能够沿着基管1内壁的切线方向冲出,阻力最小,冲出的水流速度最大,进而使得冲洗效果更佳。
进一步地,为了便于加工和安装,如图1所示,外管2包括从上至下顺序连接的上接管21、中间接管22和下接管23,上接管21的上部与基管1的外壁固定连接,上接管21的下部间隔地环绕基管1的外侧设置,且上接管21的下端面抵靠在位于顶端的弹性挡砂叠环组件4的顶面。中间接管22的上端与上接管21的下端固定连接,中间接管22的下端与下接管23的上端固定。下接管23的上部间隔地环绕基管1的外侧设置,且下接管23的上端面顶靠在位于底端的弹性挡砂叠环组件4的底面,下接管23的下部与基管1的外壁固定连接。
一般上接管21的上部内壁与基管1的外壁焊接,上接管21的下端外壁与中间接管22的上端内壁焊接,中间接管22的下端内壁与下接管23的上端外壁焊接,下接管23的下部内壁与基管1的外壁焊接。另外,一般在基管1的上端还连接有上接头6,以便于可冲洗解堵弹性筛管100与其他管柱连接。
进一步地,本实施例中的可冲洗解堵弹性筛管100可以应用在如下两种管柱中:
第Ⅰ种:如图17所示,解堵滤砂管柱包括从上至下顺序固定的油管200、抽油泵300、连接管400、上述的可冲洗解堵弹性筛管100以及丝堵600,在连接管400上套设有皮碗500,并在连接管400的管壁上且位于皮碗500的上方开设有进液孔401。
其中,一般可冲洗解堵弹性筛管100的上接头6与连接管400的下端连接。皮碗500的外壁与套管700的内壁过盈配合,整个管柱下入井下指定位置后,皮碗500便将油套环空封隔。在正常采油作业时,原油经可冲洗解堵弹性筛管100的滤砂作用后进入基管1内,然后经抽油泵300的作用被举升至地面。当可冲洗解堵弹性筛管100发生砂堵而导致供液不足时,向皮碗500上方的油套环空内打液,液体经皮碗500上方的进液孔401进入管柱内腔,并向下进入基管1内,实现对基管1内腔打液,以对各弹性挡砂环片42与压环41之间堆积的砂粒及杂物进行冲洗,使可冲洗解堵弹性筛管100重新恢复挡砂与过流能力,保证油井可以继续生产。
第Ⅱ种:如图18所示,解堵滤砂管柱包括外管柱以及能插设在外管柱内的生产管柱,外管柱包括从上至下顺序固定的悬挂封隔器800、上述的可冲洗解堵弹性筛管100以及丝堵600,生产管柱包括抽油泵。
将使用时,先将外管柱下入井下指定位置,通过悬挂封隔器800悬挂封隔在井内,然后下入生产管柱。在正常采油作业时,原油经可冲洗解堵弹性筛管100的滤砂作用后进入基管1内,然后经抽油泵的作用被举升至地面。当可冲洗解堵弹性筛管100发生砂堵而导致供液不足时,先起出生产管柱,然后从井口向井内打液,便可对各弹性挡砂环片42与压环41之间堆积的砂粒及杂物进行冲洗,使可冲洗解堵弹性筛管100重新恢复挡砂与过流能力。之后在重新下入生产管柱,油井可以继续生产。
当然,上述的可冲洗解堵弹性筛管100也可以应用在其他的管柱中,均能够起到较好的阻挡过滤作用,且在可冲洗解堵弹性筛管100发生堵塞时,可以进行冲洗解堵,有效保证了油井的正常生产。
以上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 (18)
1.一种可冲洗解堵弹性筛管,其特征在于,包括竖直设置的基管以及间隔地套设在所述基管外侧的外管,该间隔形成两端均封闭的环形空腔;
在所述环形空腔内从上至下间隔套设有至少两组弹性挡砂叠环组件,在相邻两组所述弹性挡砂叠环组件之间均夹设一能轴向压缩的弹性支撑套;所述弹性支撑套的内壁与所述基管的外壁密封接触,所述弹性支撑套的两端分别顶抵在上、下两侧的所述弹性挡砂叠环组件上,在弹性支撑套的上端面和下端面分别开设有上凹槽和下凹槽,所述上凹槽与所述弹性支撑套上侧的所述弹性挡砂叠环组件的下端面之间形成上冲液环腔,所述下凹槽与所述弹性支撑套下侧的所述弹性挡砂叠环组件的上端面之间形成下冲液环腔;在所述基管和所述外管的管壁上且对应各组所述弹性挡砂叠环组件的位置分别开设有多个第一过液孔和多个第二过液孔;
每组所述弹性挡砂叠环组件包括多个上下间隔叠放的压环以及分别夹设在相邻两个所述压环之间的多个弹性挡砂环片,每个所述压环的上表面和下表面均为平面,每个所述弹性挡砂环片包括沿其周向顺序交替排布的多个凹面和多个凸面,相邻的所述凹面和所述凸面之间形成折面;在所述弹性挡砂叠环组件处于压紧状态时,每个所述弹性挡砂环片的上端面和下端面分别与相对应的所述压环之间形成贯穿所述弹性挡砂环片的内壁和外壁的多个过流通道;在所述过流通道出现堵塞进行冲洗时,液体经所述第一过液孔进入所述环形空腔后作用在所述上冲液环腔和所述下冲液环腔内,进而压缩所述弹性支撑套,各组所述弹性挡砂叠环组件失去外力的挤压,在其内部弹力的作用下自动分离。
2.如权利要求1所述的可冲洗解堵弹性筛管,其特征在于,
在每个所述凹面的上端面内和每个所述凸面的下端面内均一体成型有贯穿所述弹性挡砂环片的内壁和外壁的多个贯通槽,多个所述贯通槽构成多个所述过流通道。
3.如权利要求1所述的可冲洗解堵弹性筛管,其特征在于,
每个所述凹面的上端面上和每个所述凸面的下端面上均设有支撑件;
在所述弹性挡砂叠环组件处于压紧状态时,所述支撑件紧贴在同侧的所述压环上,靠近所述支撑件的所述凹面的上端面和所述凸面的下端面分别与相对应的所述压环之间形成多个缝隙,多个所述缝隙构成多个所述过流通道。
4.如权利要求3所述的可冲洗解堵弹性筛管,其特征在于,
所述支撑件为不锈钢球、不锈钢丝或者不锈钢片。
5.如权利要求1所述的可冲洗解堵弹性筛管,其特征在于,
所述弹性支撑套为弹性橡胶环,所述弹性橡胶环的内壁与所述基管的外壁形成过盈密封配合,所述弹性橡胶环的外壁与所述外管的内壁之间留有间隙。
6.如权利要求5所述的可冲洗解堵弹性筛管,其特征在于,
在所述弹性橡胶环的中部内壁开设有环形凹槽。
7.如权利要求1所述的可冲洗解堵弹性筛管,其特征在于,
所述弹性支撑套包括从上至下依次套设在所述基管上的上密封环、压缩弹簧和下密封环,所述压缩弹簧的两端分别顶抵在所述上密封环和所述下密封环之间;
所述上密封环和所述下密封环的内壁与所述基管的外壁之间均设有密封圈,所述上密封环的上端面以及所述下密封环的下端面分别顶抵在上、下两侧的所述压环上,所述上凹槽和所述下凹槽分别开设在所述上密封环的上端面和所述下密封环的下端面上。
8.如权利要求7所述的可冲洗解堵弹性筛管,其特征在于,
所述上密封环的下端外侧且向下延伸形成第一凸环,所述下密封环的上端外侧向上延伸形成第二凸环,所述压缩弹簧的两端分别嵌设在所述第一凸环和所述第二凸环的内侧。
9.如权利要求1所述的可冲洗解堵弹性筛管,其特征在于,
每个所述弹性挡砂环片的厚度为1~3mm,每个所述弹性挡砂环片上所述凹面的下端面与所述凸面的上端面之间的高度差为所述弹性挡砂环片的厚度的1.5~2倍。
10.如权利要求1所述的可冲洗解堵弹性筛管,其特征在于,
所述折面与相邻的所述凹面和相邻的所述凸面的连接线相互平行,各所述凹面和各所述凸面均为扇形面。
11.如权利要求1所述的可冲洗解堵弹性筛管,其特征在于,
在所述弹性挡砂叠环组件处于弹开状态时,每个所述弹性挡砂环片的多个凸面的上表面位于同一水平面内,多个所述凹面的下表面位于同一水平面内,所述折面与水平面之间的夹角为10~20°。
12.如权利要求1所述的可冲洗解堵弹性筛管,其特征在于,
每组所述弹性挡砂叠环组件的外壁与所述外管的内壁之间均留有间隙。
13.如权利要求1所述的可冲洗解堵弹性筛管,其特征在于,
每组所述弹性挡砂叠环组件的内壁与所述基管的外壁之间均留有间隙。
14.如权利要求1所述的可冲洗解堵弹性筛管,其特征在于,
所述第一过液孔的轴线方向与所述基管的径向方向之间呈锐角设置。
15.如权利要求14所述的可冲洗解堵弹性筛管,其特征在于,
所述第一过液孔的一侧孔壁与所述基管的内壁相切。
16.如权利要求1所述的可冲洗解堵弹性筛管,其特征在于,
所述外管包括从上至下顺序连接的上接管、中间接管和下接管,所述上接管的上部与所述基管的外壁固定连接,所述上接管的下部间隔地环绕所述基管的外侧设置,且所述上接管的下端面抵靠在位于顶端的所述弹性挡砂叠环组件的顶面;
所述中间接管的上端与所述上接管的下端固定连接,所述中间接管的下端与所述下接管的上端固定;所述下接管的上部间隔地环绕所述基管的外侧设置,且所述下接管的上端面顶靠在位于底端的所述弹性挡砂叠环组件的底面,所述下接管的下部与所述基管的外壁固定连接。
17.一种解堵滤砂管柱,其特征在于,包括从上至下顺序固定的油管、抽油泵、连接管、如权利要求1-16任一项所述的可冲洗解堵弹性筛管以及丝堵;
在所述连接管上套设有皮碗,并在所述连接管的管壁上且位于所述皮碗的上方开设有进液孔。
18.一种解堵滤砂管柱,其特征在于,包括:
外管柱,所述外管柱包括从上至下顺序固定的悬挂封隔器、如权利要求1-16任一项所述的可冲洗解堵弹性筛管以及丝堵;
以及能插设在所述外管柱内的生产管柱,所述生产管柱包括抽油泵。
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