CN115075756B - 气井冲砂装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种气井冲砂装置,属于油田采油采气技术领域。装置包括:上接头、下接头、控压阀组和连续管;上接头的上端设有第一腔体,第一腔体的顶部连接连续管的下端,连续管的上端位于地面,用于与泵车连接,泵车用于混合冲砂液和氮气,得到气液混合物;上接头的下端连接下接头的上端,下接头的下端用于连接冲砂工具;控压阀组的上部分位于上接头内,控压阀组的下部分位于下接头内,且控压阀组的下端设有单流阀;第一腔体用于在由连续管进入的气液混合物的压力达到预设值,将气液混合物输送至控压阀组内;控压阀组用于通过气液混合物驱动单流阀打开,使气液混合物穿过单流阀,通过下接头进入冲砂工具内,对井底进行冲砂,提高冲砂作业的效率。
Description
技术领域
本申请涉及油田采油采气技术领域,特别涉及一种气井冲砂装置。
背景技术
在油田气井开采过程中,低压气井的井底会出现水和砂,井底出现的水和砂会将气井的采出通道堵塞,采出通道堵塞后,严重影响气井的采气效率,因此需要对气井进行冲砂作业,将井底的水和砂排出到地面。
相关技术中,一般通过连续油管冲砂作业将井底的水和砂排出到地面;在冲砂过程中,通过连续管向井底注入冲砂液,使冲砂液携带井底的水和砂返排到地面。由于低压气井的井底压力低,进行冲砂作业时,冲砂液易在井底漏失,冲砂液难以返回,造成冲砂作业效率低。
发明内容
本申请实施例提供了一种气井冲砂装置,能够提高冲砂作业效率。所述技术方案如下:
一方面,提供了一种气井冲砂装置,所述装置包括:上接头、下接头、控压阀组和连续管;
所述上接头的上端设有第一腔体,所述第一腔体的顶部连接所述连续管的下端,所述连续管的上端位于地面,用于与泵车连接,所述泵车用于混合冲砂液和氮气,得到气液混合物;
所述上接头的下端连接所述下接头的上端,所述下接头的下端用于连接冲砂工具;
所述控压阀组的上部分位于所述上接头内,所述控压阀组的下部分位于所述下接头内,且所述控压阀组的下端设有单流阀;
所述第一腔体,用于在由所述连续管进入的所述气液混合物的压力达到预设值,将所述气液混合物输送至所述控压阀组内;
所述控压阀组,用于通过所述气液混合物驱动所述单流阀打开,使所述气液混合物穿过所述单流阀,通过所述下接头进入所述冲砂工具内,对井底进行冲砂。
在一种可能的实现方式中,所述单流阀包括钢球阀芯和钢球阀座;
所述钢球阀芯连接在所述控压阀组的下端,所述钢球阀座位于所述钢球阀芯的下端;
所述钢球阀芯,用于封堵所述钢球阀座;
所述控压阀组,用于通过所述气液混合物驱动所述钢球阀芯远离所述钢球阀座,以打开所述单流阀。
在一种可能的实现方式中,所述控压阀组包括顶部接头、底部接头、连接套和波纹管;
所述顶部接头的下端与所述连接套的上端连接,所述连接套的下端与所述底部接头的上端连接,所述底部接头的下端与所述下接头连接;
所述波纹管和所述钢球阀芯位于所述连接套内,且所述钢球阀芯的上端与所述波纹管的下端连接;
所述钢球阀座位于所述底部接头的顶部,所述钢球阀座上设有内孔,所述钢球阀芯的底部设有与所述内孔匹配的钢球;
所述波纹管,用于事先充气后推动所述钢球阀芯向下移动,使所述钢球坐落于所述内孔上,以封堵所述钢球阀座。
在一种可能的实现方式中,所述连接套上设有侧孔;
所述控压阀组与所述上接头和所述下接头之间的环空为第一环空,所述连接套与所述钢球阀芯之间的环空为第二环空,所述第一环空与所述第二环空通过所述侧孔连通;
所述第一环空,用于在由所述第一腔体进入的所述气液混合物的压力达到预设值,将所述气液混合物通过所述侧孔输送至所述第二环空内;
所述波纹管,用于在由所述第二环空内的气液混合物的压力超过所述波纹管内的压力,向上带动所述钢球阀芯远离所述钢球阀座,以打开所述单流阀。
在一种可能的实现方式中,所述顶部接头内设有第二腔体,所述第二腔体的下端与所述波纹管连通;
所述第二腔体的内部设有充气阀芯,用于向所述波纹管内充气;
所述第二腔体的顶部设有堵头,用于所述波纹管充气后封堵所述波纹管。
在一种可能的实现方式中,所述底部接头内设有第三腔体,所述第三腔体的上端与所述钢球阀座连通,所述第三腔体的下端与所述下接头连通;
所述第三腔体,用于使穿过所述钢球阀座的气液混合物进入所述下接头内。
在一种可能的实现方式中,所述下接头的下端设有第四腔体,所述第四腔体的上端与所述单流阀连通,所述第四腔体的下端与所述冲砂工具连通;
所述第四腔体,用于使穿过所述单流阀的气液混合物进入所述冲砂工具内。
在一种可能的实现方式中,所述下接头的上端设有内接头,所述控压阀组的下端设有与所述内接头匹配的外接头,所述下接头与所述控压阀组通过所述内接头和所述外接头连接。
在一种可能的实现方式中,所述内螺纹上设有多个密封凹槽,所述装置还包括与所述多个密封凹槽匹配的多个密封圈;
所述多个密封圈,用于密封所述控压阀组和所述下接头之间的缝隙。
在一种可能的实现方式中,所述第一腔体的顶部设有第一连接扣,所述连续管的下端设有第二连接扣;
所述第一腔体与所述连续管通过所述第一连接扣和所述第二连接扣连接。
本申请实施例提供的技术方案的有益效果至少包括:
本申请实施例提供了一种气井冲砂装置,由于泵车混合了冲砂液和氮气,使冲砂液和氮气组成的气液混合物能够具有一定的压力,且注入井底的气液混合物的压力达到预设值后,才能够通过控压阀组的单流阀进入井底进行冲砂,这样,通过控压阀组内的单流阀控制了进入井底冲砂的气液混合物的压力,进而通过具有一定压力的气液混合物对井底冲砂,提高了井底压力,使冲砂液不易在井底漏失,从而提高了冲砂作业的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种气井冲砂装置的结构图;
图2是本申请实施例提供的一种气井冲砂装置的结构图;
图3是本申请实施例提供的一种控压阀组的结构图。
图中的附图标记分别表示为:
1-上接头;
101-第一腔体;
2-下接头;
201-第四腔体;
202-内接头;
2021-密封凹槽;
3-控压阀组;
301-单流阀;
3011-钢球阀芯;
3012-钢球阀座;
3013-钢球;
302-顶部接头;
3021-第二腔体;
3022-充气阀芯;
3023-堵头;
303-底部接头;
3031-第三腔体;
304-连接套;
3041-侧孔;
305-波纹管;
4-连续管。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们的任意变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
本申请实施例提供了一种气井冲砂装置,参见图1,装置包括:上接头1、下接头2、控压阀组3和连续管4。
上接头1的上端设有第一腔体101,第一腔体101的顶部连接连续管4的下端,连续管4的上端位于地面,用于与泵车连接,泵车用于混合冲砂液和氮气,得到气液混合物。
上接头1的下端连接下接头2的上端,下接头2的下端用于连接冲砂工具。
控压阀组3的上部分位于上接头1内,控压阀组3的下部分位于下接头2内,且控压阀组3的下端设有单流阀301。
第一腔体101,用于在由连续管4进入的气液混合物的压力达到预设值,将气液混合物输送至控压阀组3内。
控压阀组3,用于通过气液混合物驱动单流阀301打开,使气液混合物穿过单流阀301,通过下接头2进入冲砂工具内,对井底进行冲砂。
本申请实施例提供了一种气井冲砂装置,由于泵车混合了冲砂液和氮气,使冲砂液和氮气组成的气液混合物能够具有一定的压力,且注入井底的气液混合物的压力达到预设值后,才能够通过控压阀组3的单流阀301进入井底进行冲砂,这样,通过控压阀组3内的单流阀301控制了进入井底冲砂的气液混合物的压力,进而通过具有一定压力的气液混合物对井底冲砂,提高了井底压力,使冲砂液不易在井底漏失,从而提高了冲砂作业的效率。
参见图2,上接头1的上端设有第一腔体101,第一腔体101的顶部连接连续管4的下端,上接头1的下端连接下接头2的上端。
其中,第一腔体101的顶部设有第一连接扣,连续管4的下端设有第二连接扣;第一腔体101与连续管4通过第一连接扣和第二连接扣连接。
其中,第一连接扣和第二连接扣可以为AMMT连接扣,抗压强度高,易于对扣。
其中,第一连接扣和第二连接扣的长度可以根据需要进行设置并更改,在本申请实施例中,对此不作具体限定。
其中,上接头1的下端设有内螺纹,下接头2的上端设有外螺纹,上接头1的下端与下接头2的上端通过内螺纹和外螺纹连接。
继续参加图2,控压阀组3的上部分位于上接头1内,控压阀组3的下部分位于下接头2内。
其中,上接头1和下接头2均为中空结构;上接头1的下端设有第五腔体,下接头2的上端设有第六腔体,控压阀组3的上部分位于第五腔体内,控压阀组3的下部分位于第六腔体内。
其中,第一腔体101的底部与控压阀组3连通,第一腔体101,用于在由连续管4进入的气液混合物的压力达到预设值,将气液混合物输送至控压阀组3内。
其中,气液混合物包括冲砂液和氮气;冲砂液可以为油、水、乳状液和汽化液等。
继续参见图2,控压阀组3的下端设有单流阀301。
其中,单流阀301包括钢球阀芯3011和钢球阀座3012。控压阀组3,用于通过气液混合物驱动单流阀301打开,使气液混合物穿过单流阀301,通过下接头2进入冲砂工具内,对井底进行冲砂。
其中,钢球阀芯3011连接在控压阀组3的下端,钢球阀座3012位于钢球阀芯3011的下端。
其中,钢球阀芯3011,用于封堵钢球阀座3012;控压阀组3,用于通过气液混合物驱动钢球阀芯3011远离钢球阀座3012,以打开单流阀301。
在本申请实施例中,通过控压阀组3的单流阀301能够控制对井底进行冲砂的气液混合物的压力,进而通过具有一定压力的气液混合物对井底冲砂,提高了井底压力,使冲砂液不易在井底漏失,从而提高了冲砂作业的效率。
参见图3,控压阀组3包括顶部接头302、底部接头303、连接套304和波纹管305。
其中,顶部接头302的下端与连接套304的上端连接,连接套304的下端与底部接头303的上端连接,底部接头303的下端与下接头2连接。
其中,顶部接头302的下端外部与连接套304的上端连接,顶部接头302的下端外部设有外螺纹,连接套304的上端设有与外螺纹匹配的内螺纹,顶部接头302的下端外部与连接套304的上端通过外螺纹和内螺纹连接。
其中,连接套304的下端与底部接头303的上端外部连接,连接套304的下端设有内螺纹,底部接头303的上端外部设有与内螺纹匹配的外螺纹,连接套304的下端与底部接头303的上端外部通过内螺纹和外螺纹连接。
继续参见图3,波纹管305和钢球阀芯3011位于连接套304内,且钢球阀芯3011的上端与波纹管305的下端连接。钢球阀座3012位于底部接头303的顶部,钢球阀座3012上设有内孔,钢球阀芯3011的底部设有与内孔匹配的钢球3013。
其中,波纹管305用于事先充气后推动钢球阀芯3011向下移动,使钢球3013坐落于内孔上,以封堵钢球阀座3012。
其中,连接套304为中空结构,使波纹管305和钢球阀芯3011位于连接套304内。
其中,波纹管305的上端与顶部接头302的下端内部连接,顶部接头302的下端内部设有内螺纹,波纹管305的上端设有与内螺纹匹配的外螺纹,顶部接头302的下端内部与波纹管305的上端通过内螺纹和外螺纹连接。
其中,波纹管305的下端与钢球阀芯3011的上端连接,连接方式可以为螺纹连接或焊接。
其中,钢球阀座3012位于底部接头303的顶部,钢球阀座3012与底部接头303的连接方式可以为螺纹连接或焊接。
其中,波纹管305为具有多个横向波纹的圆柱形薄壁褶皱的壳体,波纹管305具有弹性,在压力作用下能够产生位移,管壁较薄,灵敏度较高。
其中,波纹管305的上端设有开口,为固定端;波纹管305的下端密封,为活动端,通过事先在波纹管305中充气后,波纹管305在气体压力下向下移动,带动钢球阀芯3011向下移动,使钢球阀芯3011上的钢球3013坐落在钢球阀座3012的内孔上,以实现钢球阀芯3011封堵钢球阀座3012。
其中,波纹管305的材质可以为青铜、黄铜或不锈钢等。
继续参加图3,钢球阀座3012的外部套设有密封圈阀座,密封圈阀座上设有密封圈,用于实现连接套304与底部接头303之间的环空隔离。
继续参见图3,顶部接头302内设有第二腔体3021,第二腔体3021的下端与波纹管305连通;第二腔体3021的内部设有充气阀芯3022,用于向波纹管305内充气;第二腔体3021的顶部设有堵头3023,用于波纹管305充气后封堵波纹管305。
继续参见图2,连接套304上设有侧孔3041;控压阀组3与上接头1和下接头2之间的环空为第一环空,连接套304与钢球阀芯3011之间的环空为第二环空,第一环空与第二环空通过侧孔3041连通。
其中,第一环空用于在由第一腔体101进入的气液混合物的压力达到预设值,将气液混合物通过侧孔3041输送至第二环空内;波纹管305用于在由第二环空内的气液混合物的压力超过波纹管305内的压力,向上带动钢球阀芯3011远离钢球阀座3012,以打开单流阀301。
其中,侧孔3041的尺寸可以根据需要进行设置并更改,在本申请实施例中,对此不做具体限定。
其中,第一环空与第一腔体101连通,用于气液混合物依次通过第一腔体101、第一环孔后进入第二环空,在第二环空内的气液混合物的压力超过波纹管305内的压力时,使气液混合物驱动波纹管305向上移动,带动钢球阀芯3011远离钢球阀座3012,以打开单流阀301,使气液混合物通过单流阀301。
其中,波纹管305内的压力与井底冲砂所需压力匹配,波纹管305内的压力可以根据需要进行设置并更改,在本申请实施例中,对此不做具体限定。
继续参见图2,底部接头303内设有第三腔体3031,第三腔体3031的上端与钢球阀座3012连通,第三腔体3031的下端与下接头2连通;第三腔体3031,用于使穿过钢球阀座3012的气液混合物进入下接头2内。
其中,第三腔体3031的直径可以根据需要进行设置并更改,在本申请实施例中,对此不做具体限定。
继续参见图2,下接头2的下端设有第四腔体201,第四腔体201的上端与单流阀301连通,第四腔体201的下端与冲砂工具连通;第四腔体201,用于使穿过单流阀301的气液混合物进入冲砂工具内。
其中,第四腔体201与单流阀301通过底部接头303连通;第四腔体201的上端与底部接头303的下端连接,单流阀301与底部接头303的上端连接。
其中,第四腔体201的内径与工作管柱的内径匹配,使气液混合物穿过冲砂工具后进行井底冲砂后,气液混合物携带井底水和砂通过工作管柱返排到地面时,能够降低返排摩阻。第四腔体201的直径可以根据需要进行设置并更改,在本申请实施例中,对此不做具体限定。
其中,冲砂工具包括旋转磨铣工具、冲砂喷头等工具。
其中,第四腔体201的底部设有第三连接扣,冲砂工具的上端设有第四连接扣,第四腔体201与冲砂工具通过第三连接扣和第四连接扣连接。
其中,第三连接扣和第四连接扣可以为AMMT连接扣,抗压强度高,易于对扣。
其中,第三连接扣和第四连接扣的长度可以根据需要进行设置并更改,在本申请实施例中,对此不作具体限定。
继续参见图2,下接头2的上端设有内接头202,控压阀组3的下端设有与内接头202匹配的外接头,下接头2与控压阀组3通过内接头202和外接头连接。
其中,外接头设在控压阀组3的底部接头303上,内接头202和外接头用于连接下接头2与底部接头303。
其中,内接头202上设有内螺纹,外接头上设有与内螺纹匹配的外螺纹,内接头202与外接头通过内螺纹和外螺纹连接。
继续参见图2,内接头202上设有多个密封凹槽2021,装置还包括与多个密封凹槽2021匹配的多个密封圈;多个密封圈,用于密封控压阀组3和下接头2之间的缝隙。
其中,密封凹槽2021的数量可以根据需要进行设置并更改,在本申请实施例中对此不做具体限定;例如,密封凹槽2021的数量为2个,则密封圈的数量也为2个。
其中,密封圈的材质可以为聚氨酯橡胶密封圈或天然橡胶密封圈等。
在本申请实施例中,通过设置密封圈,能够密封控压阀组3和下接头2之间的缝隙,进而能够避免控压阀组3内的压力从下接头2处泄漏。
本申请实施例提供的气井冲砂装置的工作原理为:
地面上的泵车混合冲砂液和氮气后,得到气液混合物;通过与泵车连接的连续管4将带有压力的气液混合物输送到井下的上接头1的第一腔体101内,气液混合物在第一腔体101内的压力达到预设值后,进入控压阀组3与上接头1和下接头2之间的第一环空,进而通过连接套304上的侧孔3041进入连接套304与钢球阀芯3011之间的第二环空,气液混合物的压力达到预设值后,超过波纹管305内的压力,波纹管305被气液混合物驱动向上移动,带动与其连接的钢球阀芯3011远离钢球阀座3012,使单流阀301打开,进而使气液混合物穿过单流阀301,通过下接头2进入冲砂工具内,此时气液混合物的压力达到预设值,能够在冲砂工具的配合下,对井底进行高压冲砂。
本申请实施例提供了一种气井冲砂装置,由于泵车混合了冲砂液和氮气,使冲砂液和氮气组成的气液混合物能够具有一定的压力,且注入井底的气液混合物的压力达到预设值后,才能够通过控压阀组3的单流阀301进入井底进行冲砂,这样,通过控压阀组3内的单流阀301控制了进入井底冲砂的气液混合物的压力,进而通过具有一定压力的气液混合物对井底冲砂,提高了井底压力,使冲砂液不易在井底漏失,进而提高了冲砂作业的效率。
以上所述仅为本申请的可选实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种气井冲砂装置,其特征在于,所述装置包括:上接头(1)、下接头(2)、控压阀组(3)和连续管(4);
所述上接头(1)的上端设有第一腔体(101),所述第一腔体(101)的顶部连接所述连续管(4)的下端,所述连续管(4)的上端位于地面,用于与泵车连接,所述泵车用于混合冲砂液和氮气,得到气液混合物;
所述上接头(1)的下端连接所述下接头(2)的上端,所述下接头(2)的下端用于连接冲砂工具;
所述控压阀组(3)的上部分位于所述上接头(1)内,所述控压阀组(3)的下部分位于所述下接头(2)内,且所述控压阀组(3)的下端设有单流阀(301);
所述第一腔体(101),用于在由所述连续管(4)进入的所述气液混合物的压力达到预设值,将所述气液混合物输送至所述控压阀组(3)内;
所述控压阀组(3),用于通过所述气液混合物驱动所述单流阀(301)打开,使所述气液混合物穿过所述单流阀(301),通过所述下接头(2)进入所述冲砂工具内,对井底进行冲砂;
所述单流阀(301)包括钢球阀芯(3011)和钢球阀座(3012);
所述钢球阀芯(3011)连接在所述控压阀组(3)的下端,所述钢球阀座(3012)位于所述钢球阀芯(3011)的下端;
所述钢球阀芯(3011),用于封堵所述钢球阀座(3012);
所述控压阀组(3),用于通过所述气液混合物驱动所述钢球阀芯(3011)远离所述钢球阀座(3012),以打开所述单流阀(301);
所述控压阀组(3)包括顶部接头(302)、底部接头(303)、连接套(304)和波纹管(305);
所述顶部接头(302)的下端与所述连接套(304)的上端连接,所述连接套(304)的下端与所述底部接头(303)的上端连接,所述底部接头(303)的下端与所述下接头(2)连接;
所述波纹管(305)和所述钢球阀芯(3011)位于所述连接套(304)内,且所述钢球阀芯(3011)的上端与所述波纹管(305)的下端连接;
所述钢球阀座(3012)位于所述底部接头(303)的顶部,所述钢球阀座(3012)上设有内孔,所述钢球阀芯(3011)的底部设有与所述内孔匹配的钢球(3013);
所述波纹管(305),用于事先充气后推动所述钢球阀芯(3011)向下移动,使所述钢球(3013)坐落于所述内孔上,以封堵所述钢球阀座(3012);
所述连接套(304)上设有侧孔(3041);
所述控压阀组(3)与所述上接头(1)和所述下接头(2)之间的环空为第一环空,所述连接套(304)与所述钢球阀芯(3011)之间的环空为第二环空,所述第一环空与所述第二环空通过所述侧孔(3041)连通;
所述第一环空,用于在由所述第一腔体(101)进入的所述气液混合物的压力达到预设值,将所述气液混合物通过所述侧孔(3041)输送至所述第二环空内;
所述波纹管(305),用于在由所述第二环空内的气液混合物的压力超过所述波纹管(305)内的压力,向上带动所述钢球阀芯(3011)远离所述钢球阀座(3012),以打开所述单流阀(301)。
2.根据权利要求1所述的气井冲砂装置,其特征在于,所述顶部接头(302)内设有第二腔体(3021),所述第二腔体(3021)的下端与所述波纹管(305)连通;
所述第二腔体(3021)的内部设有充气阀芯(3022),用于向所述波纹管(305)内充气;
所述第二腔体(3021)的顶部设有堵头(3023),用于所述波纹管(305)充气后封堵所述波纹管(305)。
3.根据权利要求1所述的气井冲砂装置,其特征在于,所述底部接头(303)内设有第三腔体(3031),所述第三腔体(3031)的上端与所述钢球阀座(3012)连通,所述第三腔体(3031)的下端与所述下接头(2)连通;
所述第三腔体(3031),用于使穿过所述钢球阀座(3012)的气液混合物进入所述下接头(2)内。
4.根据权利要求1所述的气井冲砂装置,其特征在于,所述下接头(2)的下端设有第四腔体(201),所述第四腔体(201)的上端与所述单流阀(301)连通,所述第四腔体(201)的下端与所述冲砂工具连通;
所述第四腔体(201),用于使穿过所述单流阀(301)的气液混合物进入所述冲砂工具内。
5.根据权利要求1所述的气井冲砂装置,其特征在于,所述下接头(2)的上端设有内接头(202),所述控压阀组(3)的下端设有与所述内接头(202)匹配的外接头,所述下接头(2)与所述控压阀组(3)通过所述内接头(202)和所述外接头连接。
6.根据权利要求5所述气井冲砂装置,其特征在于,所述内接头(202)上设有多个密封凹槽(2021),所述装置还包括与所述多个密封凹槽(2021)匹配的多个密封圈;
所述多个密封圈,用于密封所述控压阀组(3)和所述下接头(2)之间的缝隙。
7.根据权利要求1所述的气井冲砂装置,其特征在于,所述第一腔体(101)的顶部设有第一连接扣,所述连续管(4)的下端设有第二连接扣;
所述第一腔体(101)与所述连续管(4)通过所述第一连接扣和所述第二连接扣连接。
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