CN116641668A - 钻井液循环除砂设备及水平井半程固井完井方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供钻井液循环除砂设备及水平井半程固井完井方法，涉及油气田开发领域。钻井液循环除砂设备包括：安装支架、旋流循环除砂组件、活动型筛网结构、外置筛网结构和振动传导结构。活动型筛网结构上吸附的固相颗粒通过振动抖落，进而达到清理筛网的功能，利用外置筛网结构的振动驱动活动型筛网结构振动，使该钻井液循环除砂设备在改善溢流管的底端的内置筛网不便于自动清理的问题的同时，还具有利用外置筛网结构的振动驱动沉砂管内流出的固相颗粒及少量液体的分离以及溢流管底端的活动型筛网结构清理的效果，有效的减少驱动元件的引入，并且利用活动型筛网结构的伸缩活动进行振动，减少密封处失效的情况发生。

Description

钻井液循环除砂设备及水平井半程固井完井方法

技术领域

本申请涉及油气田开发技术领域，具体而言，涉及钻井液循环除砂设备及水平井半程固井完井方法。

背景技术

钻井液中的固体颗粒分为有害固相和有用固相两类，其中岩屑是泥浆钻井液中最主要的有害固相，其密度大于钻井液中的其它组分，在钻井全过程中将影响钻井液的物理性能，使钻井液的密度、粘度、动切力、失水、泥饼、研磨性、粘滞性和流动阻力增加，在钻井过程中，岩屑还会损害油气层，降低钻速，增大转盘扭矩，起下钻遇阻，造成粘附卡钻，引起井漏、井喷等井下复杂情况，同时，泥浆钻井液中的岩屑会对循环系统造成严重磨损。

相关技术中钻井液循环除砂设备通过旋流除砂器和旋流除泥器进行泥砂的分离，而旋流除砂器其工作原理与旋流除泥器相同，只是其尺寸大小不同，旋流除泥器由是一个带有圆柱部分的锥形容器，锥体上部的圆柱部分为进浆室；其外侧安装有一个切向的进浆口；锥体下部为开口，口径大小可调，用于固相颗粒排放。封闭的立式圆柱顶部中心有一个向下插入的溢流管，并延伸至进浆口切线位置以下。其结构具体由圆筒、锥筒、进浆管、溢流管、沉砂管等部分组成。圆筒：其内径的大小表示该旋流器的公称尺寸；锥筒：起分离作用，锥角一般为15º-20º；进浆管：待分离的钻井液由此进入旋流器内，为了改进旋流器内的运动状态，提高分离效果；溢流管：经处理后的钻井液由溢流管流回钻井液循环系统，为防止钻井液直接在圆筒内就溢流，其深度要伸至旋流器的锥筒位置；沉砂管：被清除的固相颗粒及少量液体由沉砂管排出，为改善旋流器的底流，提高分离效果，沉砂管的底流口直径可调。

钻井液处理过程中先通过旋流除砂器分离相对较大的固相颗粒，其后再通过旋流除泥器分离相对较小的固相颗粒，现有的旋流除砂器和旋流除泥器在溢流管的底端设置内置筛网，在旋流除砂器和旋流除泥器处理的过程中对钻井液进行进一步的分离，但是旋流除砂器和旋流除泥器的溢流管上的筛网使用一段时间后需要进行清理，以此清理筛网上吸附的泥砂，但是该清理过程多通过人工进行清理，不便于自动去除，即使设置相应的自动清理结构也需要引入驱动元件进行清除，而沉砂管内流出的固相颗粒及少量液体再通过外置筛网配合相应振动电机进行筛分分离，如何利用现有驱动进行溢流管的底端的内置筛网清理成为需要解决的技术问题。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出钻井液循环除砂设备及水平井半程固井完井方法，所述钻井液循环除砂设备在改善溢流管的底端的内置筛网不便于自动清理的问题的同时，还具有利用单个振动电机驱动沉砂管内流出的固相颗粒及少量液体的分离以及溢流管的底端的内置筛网清理的效果。

第一方面，本申请实施例提供一种钻井液循环除砂设备，包括：安装支架、旋流循环除砂组件、活动型筛网结构、外置筛网结构和振动传导结构。

所述旋流循环除砂组件设置于所述安装支架上，所述活动型筛网结构安装于所述旋流循环除砂组件内的溢流管底端，所述外置筛网结构固定连接于所述安装支架底端，所述旋流循环除砂组件的泥砂出口朝向所述外置筛网结构，所述振动传导结构安装于所述外置筛网结构内，所述振动传导结构顶端抵住所述活动型筛网结构，所述振动传导结构能够将所述外置筛网结构的振动传递给所述活动型筛网结构。

根据本申请的一些实施例，所述旋流循环除砂组件包括旋流除砂器、进浆管、中转管、旋流除泥器和集流管，所述旋流除砂器、所述进浆管、所述中转管、所述旋流除泥器和所述集流管均固定连接于所述安装支架上，所述旋流除砂器的进浆口连通于所述进浆管，所述旋流除砂器的出浆口连通于所述中转管，所述中转管连通于所述旋流除泥器的进浆口，所述旋流除泥器的出浆口连通于所述集流管，所述旋流除砂器和所述旋流除泥器结构相同，所述旋流除砂器和所述旋流除泥器的沉砂管分别朝向所述外置筛网结构。

根据本申请的一些实施例，所述旋流除泥器包括旋流除泥器本体和溢流管，所述溢流管设置于所述旋流除泥器本体内，所述活动型筛网结构包括上夹紧件、伸缩波纹管件、下夹紧件、内置筛网和回位弹簧，所述上夹紧件固定连接于所述溢流管内部的下端，所述伸缩波纹管件上端的周边压紧固定于所述上夹紧件内，所述伸缩波纹管件和所述内置筛网的周边压紧固定于所述下夹紧件内，所述内置筛网覆盖所述下夹紧件内部的孔，所述回位弹簧套在所述伸缩波纹管件外部，所述回位弹簧两端分别压紧所述上夹紧件和所述下夹紧件，所述振动传导结构顶端抵住所述下夹紧件的周边，所述下夹紧件随所述振动传导结构振动。

根据本申请的一些实施例，所述伸缩波纹管件包括柔性波纹管和压紧环，所述压紧环分别固定套接于所述柔性波纹管上下两端的外壁，所述柔性波纹管上端的所述压紧环压紧于所述上夹紧件内，所述柔性波纹管下端的所述压紧环压紧于所述下夹紧件内。

根据本申请的一些实施例，所述溢流管包括上管体和下管体，所述下管体通过法兰固定连接于所述上管体下端，所述上夹紧件固定连接于所述下管体内部。

根据本申请的一些实施例，所述上夹紧件包括固定环板、第一活动环板和第一紧固部，所述固定环板周边固定连接于所述下管体内部的上端，所述第一活动环板通过所述第一紧固部固定连接于所述固定环板，所述第一活动环板将所述伸缩波纹管件上端的周边压紧于所述固定环板。

根据本申请的一些实施例，所述下夹紧件包括第二活动环板、第三活动环板和第二紧固部，所述第二活动环板和所述第三活动环板之间通过所述第二紧固部压紧固定，所述第三活动环板依次将所述内置筛网和所述伸缩波纹管件下端的周边压紧于所述第二活动环板，所述第二活动环板和所述第三活动环板的周边均设置有滑槽，所述下管体下端内壁设置有限位条，所述第二活动环板和所述第三活动环板通过所述滑槽沿所述限位条滑动，所述下管体内部的底端通过螺纹插接有限位环，所述限位环挡住所述第三活动环板。

根据本申请的一些实施例，所述外置筛网结构包括集液盒、除泥筛网盒、振动弹簧、除砂筛网盒、安装板和振动电机，所述集液盒固定连接于所述安装支架底端，所述除泥筛网盒两侧通过所述振动弹簧连接于所述集液盒，所述除泥筛网盒下端伸入所述集液盒内，所述除砂筛网盒固定连接于所述除泥筛网盒内，所述除砂筛网盒和所述除泥筛网盒下端的外置筛网分层设置，所述安装板固定连接于所述除砂筛网盒内部的上端，所述振动电机固定连接于所述安装板上，所述振动传导结构设置于所述除砂筛网盒内以及所述除砂筛网盒外壁和所述除泥筛网盒内壁之间。

根据本申请的一些实施例，所述振动传导结构包括第一振动传导件和第二振动传导件，所述第一振动传导件设置于所述除砂筛网盒外壁和所述除泥筛网盒内壁之间，所述第一振动传导件包括滑道、压紧螺栓、连接杆、滑板和传导杆，所述滑道分别固定连接于所述除砂筛网盒外壁和所述除泥筛网盒内壁，所述压紧螺栓螺纹贯穿于所述滑道，所述滑板的上端分别固定连接于所述连接杆两端，所述滑板的下端分别滑动插接于所述滑道，所述压紧螺栓压紧于所述滑板，所述传导杆固定连接于所述连接杆上，所述传导杆伸入所述旋流除泥器本体内并抵住所述下夹紧件，所述第一振动传导件和所述第二振动传导件结构相同，所述第二振动传导件设置于所述除砂筛网盒内，所述第二振动传导件的所述传导杆抵住所述旋流除砂器内的所述活动型筛网结构。

根据本申请的一些实施例，所述除泥筛网盒包括第一盒体和第一封板，所述第一盒体顶部和底部均敞口设置，所述第一盒体底端的敞口伸入所述集液盒内，所述第一盒体内部的下端设置有第一外置筛网，所述第一盒体一端设置有开口，所述第一盒体带有开口的一端伸出所述集液盒，所述振动电机位于所述除泥筛网盒靠近所述第一盒体开口的一端，所述第一封板的周边通过搭扣压紧于所述第一盒体的开口，所述第一封板封住所述第一盒体的开口。

根据本申请的一些实施例，所述除砂筛网盒包括第二盒体和第二封板，所述第二盒体顶部敞口设置，所述第二盒体内部的底端设置有第二外置筛网，所述第二外置筛网上筛孔的孔径大于所述第一外置筛网上筛孔的孔径，所述第二盒体一端设置有开口，所述第二盒体的开口和所述第一盒体的开口位于同一端，所述第二封板的周边通过搭扣压紧于所述第二盒体的开口，所述第二封板封住所述第二盒体的开口。

第二方面，本申请实施例提供一种水平井半程固井完井方法，利用所述的钻井液循环除砂设备进行钻井液内泥沙的分离，包括以下步骤：

S1：超短半径水平井完钻后，下入完井管串，自下而上依次为：引鞋、筛管、半程固井工具、小套管、滑套和反扣丢手，下入深度依设计而定；

S2：正循环替出井内钻井液；

S3：投球；待球到位后，打压坐封管外封隔器；继续打压，打开固井注水泥孔；

S4：注入设计量固井水泥浆钻井液，固井；

S5：投入注水泥压塞，清水顶替压塞到位后，关闭并锁定固井注水泥孔；

S6：碰压，打开压差滑套；

S7：正循环洗井，替出井内残余固井钻井液；替出的钻井液通过所述钻井液循环除砂设备进行钻井液内泥沙的分离；

S8：井口正旋管柱，倒扣丢手；

S9：起出上部管柱；

S10：下入柔性筛管，将内套推到底部，完井。

本申请的有益效果是：外置筛网结构在进行振动筛分分离旋流循环除砂组件固相颗粒的过程中，外置筛网结构的振动通过振动传导结构传导至活动型筛网结构，进而带动活动型筛网结构振动，活动型筛网结构上吸附的固相颗粒通过振动抖落，进而达到清理筛网的功能，利用外置筛网结构的振动驱动活动型筛网结构振动，使该钻井液循环除砂设备在改善溢流管的底端的内置筛网不便于自动清理的问题的同时，还具有利用外置筛网结构的振动驱动沉砂管内流出的固相颗粒及少量液体的分离以及溢流管底端的活动型筛网结构清理的效果，有效的减少驱动元件的引入，并且利用活动型筛网结构的伸缩活动进行振动，减少密封处失效的情况发生。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是根据本申请实施例的钻井液循环除砂设备的立体结构示意图；

图2是根据本申请实施例的旋流循环除砂组件的立体结构示意图；

图3是根据本申请实施例图2中A处放大的立体结构示意图；

图4是根据本申请实施例的活动型筛网结构的结构示意图；

图5是根据本申请实施例的下夹紧件处的立体结构示意图；

图6是根据本申请实施例的外置筛网结构的立体结构示意图；

图7是根据本申请实施例的第一振动传导件和第二振动传导件的立体结构示意图；

图8是根据本申请实施例的除泥筛网盒的立体结构示意图；

图9是根据本申请实施例图6中B处放大的立体结构示意图。

图标：100-安装支架；200-旋流循环除砂组件；210-旋流除砂器；220-进浆管；230-中转管；240-旋流除泥器；241-旋流除泥器本体；242-溢流管；2421-上管体；2422-下管体；2423-限位条；250-集流管；300-活动型筛网结构；310-上夹紧件；311-固定环板；312-第一活动环板；313-第一紧固部；320-伸缩波纹管件；321-柔性波纹管；322-压紧环；330-下夹紧件；331-第二活动环板；332-第三活动环板；333-第二紧固部；334-滑槽；340-内置筛网；350-回位弹簧；360-限位环；400-外置筛网结构；410-集液盒；420-除泥筛网盒；421-第一盒体；422-第一封板；423-第一外置筛网；430-振动弹簧；440-除砂筛网盒；441-第二盒体；442-第二封板；443-第二外置筛网；450-安装板；460-振动电机；500-振动传导结构；510-第一振动传导件；511-滑道；512-压紧螺栓；513-连接杆；514-滑板；515-传导杆；520-第二振动传导件。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

下面参考附图描述根据本申请实施例的钻井液循环除砂设备及水平井半程固井完井方法。

请参阅图1至图9，本申请实施例提供一种钻井液循环除砂设备，包括：安装支架100、旋流循环除砂组件200、活动型筛网结构300、外置筛网结构400和振动传导结构500。

请参阅图1，旋流循环除砂组件200设置于安装支架100上，活动型筛网结构300安装于旋流循环除砂组件200内的溢流管底端，外置筛网结构400固定连接于安装支架100底端，旋流循环除砂组件200的泥砂出口朝向外置筛网结构400，振动传导结构500安装于外置筛网结构400内，振动传导结构500顶端抵住活动型筛网结构300，振动传导结构500能够将外置筛网结构400的振动传递给活动型筛网结构300。外置筛网结构400在进行振动筛分分离旋流循环除砂组件200固相颗粒的过程中，外置筛网结构400的振动通过振动传导结构500传导至活动型筛网结构300，进而带动活动型筛网结构300振动，活动型筛网结构300上吸附的固相颗粒通过振动抖落，进而达到清理筛网的功能，利用外置筛网结构400的振动驱动活动型筛网结构300振动，使该钻井液循环除砂设备在改善溢流管的底端的内置筛网不便于自动清理的问题的同时，还具有利用外置筛网结构400的振动驱动沉砂管内流出的固相颗粒及少量液体的分离以及溢流管242底端的活动型筛网结构300清理的效果，有效的减少驱动元件的引入，并且利用活动型筛网结构300的伸缩活动进行振动，减少密封处失效的情况发生。

请参阅图1至图2，旋流循环除砂组件200包括旋流除砂器210、进浆管220、中转管230、旋流除泥器240和集流管250，旋流除砂器210、进浆管220、中转管230、旋流除泥器240和集流管250均固定连接于安装支架100上，旋流除砂器210的进浆口连通于进浆管220，旋流除砂器210的出浆口连通于中转管230，中转管230连通于旋流除泥器240的进浆口，旋流除泥器240的出浆口连通于集流管250，旋流除砂器210和旋流除泥器240结构相同，只是其尺寸大小不同。习惯上称150毫米以上的圆筒直径为除砂器；150毫米以下者为除泥器。旋流除砂器210和旋流除泥器240的沉砂管分别朝向外置筛网结构400。使用时，带有固相颗粒的钻井液通过进浆管220送入旋流除砂器210内，通过旋流除砂器210分离较大的固相颗粒，较大的固相颗粒去除后的钻井液通过旋流除砂器210的溢流管242流入中转管230，中转管230内的钻井液进入旋流除泥器240，再通过旋流除泥器240分离较小的固相颗粒，旋流除砂器210和旋流除泥器240分离出来的固相颗粒随着少量的钻井液通过沉砂管流入外置筛网结构400，再度进行筛分分离，从旋流除泥器240流出的钻井液通过集流管250汇聚，以便于重新进行使用，外置筛网结构400过滤后的钻井液可重新送入进浆管220再度进行固相颗粒的分离。

请参阅图1至图3，旋流除泥器240包括旋流除泥器本体241和溢流管242，溢流管242设置于旋流除泥器本体241内，活动型筛网结构300包括上夹紧件310、伸缩波纹管件320、下夹紧件330、内置筛网340和回位弹簧350，上夹紧件310固定连接于溢流管242内部的下端，伸缩波纹管件320上端的周边压紧固定于上夹紧件310内，伸缩波纹管件320和内置筛网340的周边压紧固定于下夹紧件330内，内置筛网340覆盖下夹紧件330内部的孔，回位弹簧350套在伸缩波纹管件320外部，回位弹簧350两端分别压紧上夹紧件310和下夹紧件330，振动传导结构500顶端抵住下夹紧件330的周边，下夹紧件330随振动传导结构500振动。外置筛网结构400的振动通过振动传导结构500传导给下夹紧件330，进而带动下夹紧件330在溢流管242内产生振动，内置筛网340也随之产生振动，内置筛网340的周边通过下夹紧件330的压紧进行密封，并且下夹紧件330振动的活动量通过伸缩波纹管件320进行随动调节，伸缩波纹管件320的上下两端分别通过上夹紧件310和下夹紧件330进行压紧密封，而伸缩波纹管件320下端密封处和内置筛网340密封处相对于下夹紧件330处于静止，相对无运动，伸缩波纹管件320上端的密封处相对于上夹紧件310处于静止，相对无运动，各密封处相对静止，有利于提高密封性，减少未经过内置筛网340过滤的钻井液通过溢流管242流入中转管230。

请参阅图1至图4，伸缩波纹管件320包括柔性波纹管321和压紧环322，压紧环322分别固定套接于柔性波纹管321上下两端的外壁，柔性波纹管321上端的压紧环322压紧于上夹紧件310内，柔性波纹管321下端的压紧环322压紧于下夹紧件330内。溢流管242包括上管体2421和下管体2422，下管体2422通过法兰固定连接于上管体2421下端，上夹紧件310固定连接于下管体2422内部。上夹紧件310包括固定环板311、第一活动环板312和第一紧固部313，固定环板311周边固定连接于下管体2422内部的上端，第一活动环板312通过第一紧固部313固定连接于固定环板311，第一活动环板312将伸缩波纹管件320上端的周边压紧于固定环板311。

请参阅图1至图5，下夹紧件330包括第二活动环板331、第三活动环板332和第二紧固部333，第二活动环板331和第三活动环板332之间通过第二紧固部333压紧固定。需要说明的是，第一紧固部313和第二紧固部333均有螺栓配合螺母组成，由螺栓配合螺母形成第二活动环板331和第三活动环板332之间以及固定环板311和第一活动环板312之间的压紧固定。第三活动环板332依次将内置筛网340和伸缩波纹管件320下端的周边压紧于第二活动环板331，第二活动环板331和第三活动环板332的周边均设置有滑槽334，下管体2422下端内壁设置有限位条2423，第二活动环板331和第三活动环板332通过滑槽334沿限位条2423滑动，下管体2422内部的底端通过螺纹插接有限位环360，限位环360挡住第三活动环板332。在本实施例中，通过限位条2423限制第二活动环板331和第三活动环板332的旋转，进而减少柔性波纹管321旋转折叠的情况发生。活动型筛网结构300进行整体更换时，打开旋流除泥器本体241，再解除上管体2421和下管体2422之间的法兰连接，活动型筛网结构300能够随下管体2422进行整体更换，而对随下管体2422拆下的活动型筛网结构300进一步进行维修时，旋出限位环360，在回位弹簧350的弹力作用下，柔性波纹管321下端和内置筛网340随下夹紧件330推出下管体2422，此时可拆除第二紧固部333，进而可取下第三活动环板332和内置筛网340，通过柔性波纹管321的变形可取下第二活动环板331和回位弹簧350，再解除第一紧固部313，将柔性波纹管321和第一活动环板312从固定环板311上取下，该活动型筛网结构300设置于下管体2422内部，对溢流管242外部的钻井液流动影响较小，进而减少对旋流除泥器本体241去除泥砂的影响，在下管体2422内的活动型筛网结构300各部件均能够进行拆卸更换，便于维修。

请参阅图1至图6，外置筛网结构400包括集液盒410、除泥筛网盒420、振动弹簧430、除砂筛网盒440、安装板450和振动电机460，集液盒410固定连接于安装支架100底端，除泥筛网盒420两侧通过振动弹簧430连接于集液盒410。具体的，振动弹簧430和回位弹簧350均为压缩弹簧。除泥筛网盒420下端伸入集液盒410内，除砂筛网盒440固定连接于除泥筛网盒420内，除砂筛网盒440和除泥筛网盒420下端的外置筛网分层设置，安装板450固定连接于除砂筛网盒440内部的上端，振动电机460固定连接于安装板450上，振动传导结构500设置于除砂筛网盒440内以及除砂筛网盒440外壁和除泥筛网盒420内壁之间。启动振动电机460，旋流除砂器210分离出来的固相颗粒随着少量的钻井液通过沉砂管落入除砂筛网盒440内，旋流除泥器240分离出来的固相颗粒随着少量的钻井液通过沉砂管落入除泥筛网盒420，振动电机460带动除砂筛网盒440和除泥筛网盒420同步振动，通过振动带动除砂筛网盒440和除泥筛网盒420进行振动筛分，落于除砂筛网盒440和除泥筛网盒420上的固相颗粒随振动分散，减少固相颗粒在沉砂管下方堆积的情况发生。

请参阅图1至图7，相关技术中钻井液循环除砂设备通过振动传导结构进行振动的传导，但是随着长时间的使用振动传导结构容易产生变形，容易造成振动传导结构传导的振动强度减小，内置筛网的振动强度也随之减小，进而造成内置筛网清理效果降低。

具体的，振动传导结构500包括第一振动传导件510和第二振动传导件520，第一振动传导件510设置于除砂筛网盒440外壁和除泥筛网盒420内壁之间，第一振动传导件510包括滑道511、压紧螺栓512、连接杆513、滑板514和传导杆515，滑道511分别固定连接于除砂筛网盒440外壁和除泥筛网盒420内壁，压紧螺栓512螺纹贯穿于滑道511，滑板514的上端分别固定连接于连接杆513两端，滑板514的下端分别滑动插接于滑道511，压紧螺栓512压紧于滑板514，传导杆515固定连接于连接杆513上，传导杆515伸入旋流除泥器本体241内并抵住下夹紧件330，第一振动传导件510和第二振动传导件520结构相同，第二振动传导件520设置于除砂筛网盒440内，第二振动传导件520的传导杆515抵住旋流除砂器210内的活动型筛网结构300。当遇到振动传导结构传导的振动强度减小时，旋松压紧螺栓512，沿滑道511抽动滑板514，连接杆513随滑板514移动，连接杆513带动传导杆515，通过传导杆515重新抵住下夹紧件330，改变传导杆515对下夹紧件330的压紧力，增大传导杆515带动下夹紧件330振动的强度，减少因振动传导结构的变形对内置筛网清理效果的影响。

请参阅图1至图8，相关技术中钻井液循环除砂设备的旋流除砂器和旋流除泥器分离出来的固相颗粒随着少量的钻井液通过沉砂管流入外置筛网结构，再度进行筛分分离，但是随着外置筛网结构的使用，其上的固相颗粒也随之增多，如何清理外置筛网结构上的固相颗粒也是需要解决的技术问题。

在本实施例中，除泥筛网盒420包括第一盒体421和第一封板422，第一盒体421顶部和底部均敞口设置，第一盒体421底端的敞口伸入集液盒410内，第一盒体421内部的下端设置有第一外置筛网423，第一盒体421一端设置有开口，第一盒体421带有开口的一端伸出集液盒410，振动电机460位于除泥筛网盒420靠近第一盒体421开口的一端，第一封板422的周边通过搭扣压紧于第一盒体421的开口，具体的搭扣安装为本技术领域人员来说是清楚的，因此图中未公开，第一封板422封住第一盒体421的开口。

请参阅图1至图9，除砂筛网盒440包括第二盒体441和第二封板442，第二盒体441顶部敞口设置，第二盒体441内部的底端设置有第二外置筛网443，第二外置筛网443上筛孔的孔径大于第一外置筛网423上筛孔的孔径，第二盒体441一端设置有开口，第二盒体441的开口和第一盒体421的开口位于同一端，第二封板442的周边通过搭扣压紧于第二盒体441的开口，具体的搭扣安装为本技术领域人员来说是清楚的，因此图中未公开，第二封板442封住第二盒体441的开口。当需要清理第一外置筛网423上的固相颗粒时，解除第一封板422和第一盒体421的连接搭扣，取下第一封板422，操作人员可通过第一盒体421顶部的敞口将固相颗粒由第一盒体421的开口扫出，当需要清理第二外置筛网443上的固相颗粒时，先解除第一封板422，再解除第二封板442和第二盒体441的连接搭扣，取下第二封板442，操作人员可通过第二盒体441顶部的敞口将固相颗粒由第二盒体441的开口扫出，便于第一盒体421和第二盒体441顶部采用敞口形式，便于观察和清理固相颗粒，第一盒体421和第二盒体441的开口分别通过第一封板422和第二封板442进行密封，减少钻井液的流到第一盒体421外，而第一封板422和第二封板442能够打开，其开口能够打开，便于固相颗粒的扫落。

本申请实施例还提供一种水平井半程固井完井方法，利用所述的钻井液循环除砂设备进行钻井液内泥沙的分离，其特征在于，包括以下步骤：

S1：超短半径水平井完钻后，下入完井管串，自下而上依次为：引鞋、筛管、半程固井工具、小套管、滑套和反扣丢手，下入深度依设计而定；

S2：正循环替出井内钻井液；

S3：投球；待球到位后，打压坐封管外封隔器；继续打压，打开固井注水泥孔；

S4：注入设计量固井水泥浆钻井液，固井；

S5：投入注水泥压塞，清水顶替压塞到位后，关闭并锁定固井注水泥孔；

S6：碰压，打开压差滑套；

S7：正循环洗井，替出井内残余固井钻井液；替出的钻井液通过所述钻井液循环除砂设备进行钻井液内泥沙的分离；

S8：井口正旋管柱，倒扣丢手；

S9：起出上部管柱；

S10：下入柔性筛管，将内套推到底部，完井。

具体的，下入柔性筛管，外部施加的压力通过柔性筛管直接推动内套，将内套推到底部，完井。

本发明解决了以往超短半径水平井筛管或裸眼完井时，造斜段不固井产生的层间干扰、选井受限问题；同时也为水平段分段压裂提供了更完整高效的井筒条件；固井到任意位置，可封固井底任意半径内的水淹范围，避免设计靶前距过大，无效进尺长、钻井工程风险增加等问题。超短半径水平井完钻后，通过半程固井工具，结合反扣丢手、滑套、完井小套管或筛管等组成完井管串，配套固井、完井作业工序。完井管串结构自下而上为：引鞋+筛管（小套管）+半程固井工具+小套管+滑套+反扣丢手；下入的半程固井工具位置可以根据设计调整，既可以封固目的层上部造斜段地层，也可以封固目的层本身近井筒段水淹地层及目的层本身需封固的井段，封固的井段可选段射开进行分段压裂改造；半程固井工具以下完井管柱既可以下筛管直接投产，也可以下套管分段压裂改造。

具体的，该钻井液循环除砂设备及水平井半程固井完井方法的工作原理：启动振动电机460，旋流除砂器210分离出来的固相颗粒随着少量的钻井液通过沉砂管落入除砂筛网盒440内，旋流除泥器240分离出来的固相颗粒随着少量的钻井液通过沉砂管落入除泥筛网盒420，振动电机460带动除砂筛网盒440和除泥筛网盒420同步振动，通过振动带动除砂筛网盒440和除泥筛网盒420进行振动筛分，落于除砂筛网盒440和除泥筛网盒420上的固相颗粒随振动分散，减少固相颗粒在沉砂管下方堆积的情况发生，振动电机460的振动通过传导杆515传导给下夹紧件330，进而带动下夹紧件330在溢流管242内产生振动，内置筛网340也随之产生振动，内置筛网340上吸附的固相颗粒通过振动抖落，进而达到清理筛网的功能，利用振动电机460的振动驱动内置筛网340振动，使该钻井液循环除砂设备在改善溢流管的底端的内置筛网不便于自动清理的问题的同时，还具有利用单个振动电机驱动沉砂管内流出的固相颗粒及少量液体的振动分离以及溢流管的底端的内置筛网清理的效果，有效的减少驱动元件的引入，内置筛网340的周边通过下夹紧件330的压紧进行密封，并且下夹紧件330振动的活动量通过伸缩波纹管件320进行随动调节，伸缩波纹管件320的上下两端分别通过上夹紧件310和下夹紧件330进行压紧密封，而伸缩波纹管件320下端密封处和内置筛网340密封处相对于下夹紧件330处于静止，相对无运动，伸缩波纹管件320上端的密封处相对于上夹紧件310处于静止，相对无运动，各密封处相对静止，有利于提高密封性，减少未经过内置筛网340过滤的钻井液通过溢流管242流入中转管230，利用活动型筛网结构300的伸缩活动进行振动，减少密封处失效的情况发生。

活动型筛网结构300进行整体更换时，打开旋流除泥器本体241，再解除上管体2421和下管体2422之间的法兰连接，活动型筛网结构300能够随下管体2422进行整体更换，而对随下管体2422拆下的活动型筛网结构300进一步进行维修时，旋出限位环360，在回位弹簧350的弹力作用下，柔性波纹管321下端和内置筛网340随下夹紧件330推出下管体2422，此时可拆除第二紧固部333，进而可取下第三活动环板332和内置筛网340，通过柔性波纹管321的变形可取下第二活动环板331和回位弹簧350，再解除第一紧固部313，将柔性波纹管321和第一活动环板312从固定环板311上取下，该活动型筛网结构300设置于下管体2422内部，对溢流管242外部的钻井液流动影响较小，进而减少对旋流除泥器本体241去除泥砂的影响，在下管体2422内的活动型筛网结构300各部件均能够进行拆卸更换，便于维修。

当遇到振动传导结构传导的振动强度减小时，旋松压紧螺栓512，沿滑道511抽动滑板514，连接杆513随滑板514移动，连接杆513带动传导杆515，通过传导杆515重新抵住下夹紧件330，改变传导杆515对下夹紧件330的压紧力，增大传导杆515带动下夹紧件330振动的强度，减少因振动传导结构的变形对内置筛网清理效果的影响。

当需要清理第一外置筛网423上的固相颗粒时，解除第一封板422和第一盒体421的连接搭扣，取下第一封板422，操作人员可通过第一盒体421顶部的敞口将固相颗粒由第一盒体421的开口扫出，当需要清理第二外置筛网443上的固相颗粒时，先解除第一封板422，再解除第二封板442和第二盒体441的连接搭扣，取下第二封板442，操作人员可通过第二盒体441顶部的敞口将固相颗粒由第二盒体441的开口扫出，便于第一盒体421和第二盒体441顶部采用敞口形式，便于观察和清理固相颗粒，第一盒体421和第二盒体441的开口分别通过第一封板422和第二封板442进行密封，减少钻井液的流到第一盒体421外，而第一封板422和第二封板442能够打开，其开口能够打开，便于固相颗粒的扫落。

需要说明的是，振动电机460具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘。

振动电机460的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，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。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (3)

1.钻井液循环除砂设备，其特征在于，包括：

安装支架；

旋流循环除砂组件，所述旋流循环除砂组件设置于所述安装支架上，所述旋流循环除砂组件包括旋流除砂器、进浆管、中转管、旋流除泥器和集流管，所述旋流除砂器、所述进浆管、所述中转管、所述旋流除泥器和所述集流管均固定连接于所述安装支架上，所述旋流除砂器的进浆口连通于所述进浆管，所述旋流除砂器的出浆口连通于所述中转管，所述中转管连通于所述旋流除泥器的进浆口，所述旋流除泥器的出浆口连通于所述集流管，所述旋流除砂器和所述旋流除泥器结构相同，所述旋流除泥器包括旋流除泥器本体和溢流管，所述溢流管设置于所述旋流除泥器本体内，所述溢流管包括上管体和下管体，所述下管体通过法兰固定连接于所述上管体下端，所述上夹紧件固定连接于所述下管体内部；

活动型筛网结构，所述活动型筛网结构安装于所述旋流循环除砂组件内的溢流管底端，所述活动型筛网结构包括上夹紧件、伸缩波纹管件、下夹紧件、内置筛网和回位弹簧，所述上夹紧件固定连接于所述溢流管内部的下端，所述伸缩波纹管件上端的周边压紧固定于所述上夹紧件内，所述回位弹簧套在所述伸缩波纹管件外部，所述回位弹簧两端分别压紧所述上夹紧件和所述下夹紧件，所述上夹紧件包括固定环板、第一活动环板和第一紧固部，所述固定环板周边固定连接于所述下管体内部的上端，所述第一活动环板通过所述第一紧固部固定连接于所述固定环板，所述第一活动环板将所述伸缩波纹管件上端的周边压紧于所述固定环板，所述下夹紧件包括第二活动环板、第三活动环板和第二紧固部，所述第二活动环板和所述第三活动环板之间通过所述第二紧固部压紧固定，所述第三活动环板依次将所述内置筛网和所述伸缩波纹管件下端的周边压紧于所述第二活动环板，所述内置筛网覆盖所述下夹紧件内部的孔，所述第二活动环板和所述第三活动环板的周边均设置有滑槽，所述下管体下端内壁设置有限位条，所述第二活动环板和所述第三活动环板通过所述滑槽沿所述限位条滑动，所述下管体内部的底端通过螺纹插接有限位环，所述限位环挡住所述第三活动环板；

外置筛网结构，所述外置筛网结构固定连接于所述安装支架底端，所述旋流除砂器和所述旋流除泥器的沉砂管分别朝向所述外置筛网结构，所述外置筛网结构包括集液盒、除泥筛网盒、振动弹簧、除砂筛网盒、安装板和振动电机，所述集液盒固定连接于所述安装支架底端，所述除泥筛网盒两侧通过所述振动弹簧连接于所述集液盒，所述除泥筛网盒下端伸入所述集液盒内，所述除砂筛网盒固定连接于所述除泥筛网盒内，所述除砂筛网盒和所述除泥筛网盒下端的外置筛网分层设置，所述安装板固定连接于所述除砂筛网盒内部的上端，所述振动电机固定连接于所述安装板上；

振动传导结构，所述振动传导结构设置于所述除砂筛网盒内以及所述除砂筛网盒外壁和所述除泥筛网盒内壁之间，所述振动传导结构顶端抵住所述活动型筛网结构，所述振动传导结构包括第一振动传导件和第二振动传导件，所述第一振动传导件设置于所述除砂筛网盒外壁和所述除泥筛网盒内壁之间，所述第一振动传导件包括滑道、压紧螺栓、连接杆、滑板和传导杆，所述滑道分别固定连接于所述除砂筛网盒外壁和所述除泥筛网盒内壁，所述压紧螺栓螺纹贯穿于所述滑道，所述滑板的上端分别固定连接于所述连接杆两端，所述滑板的下端分别滑动插接于所述滑道，所述压紧螺栓压紧于所述滑板，所述传导杆固定连接于所述连接杆上，所述传导杆伸入所述旋流除泥器本体内并抵住所述下夹紧件，所述第一振动传导件和所述第二振动传导件结构相同，所述第二振动传导件设置于所述除砂筛网盒内，所述第二振动传导件的所述传导杆抵住所述旋流除砂器内的所述活动型筛网结构，所述振动传导结构顶端抵住所述下夹紧件的周边，所述下夹紧件随所述振动传导结构振动。

2.根据权利要求1所述的钻井液循环除砂设备，其特征在于，所述伸缩波纹管件包括柔性波纹管和压紧环，所述压紧环分别固定套接于所述柔性波纹管上下两端的外壁，所述柔性波纹管上端的所述压紧环压紧于所述上夹紧件内，所述柔性波纹管下端的所述压紧环压紧于所述下夹紧件内。

3.水平井半程固井完井方法，利用权利要求1-2任意一项所述的钻井液循环除砂设备进行钻井液内泥沙的分离，其特征在于，包括以下步骤：

S1：超短半径水平井完钻后，下入完井管串，自下而上依次为：引鞋、筛管、半程固井工具、小套管、滑套和反扣丢手，下入深度依设计而定；

S2：正循环替出井内钻井液；

S3：投球；待球到位后，打压坐封管外封隔器；继续打压，打开固井注水泥孔；

S4：注入设计量固井水泥浆钻井液，固井；

S5：投入注水泥压塞，清水顶替压塞到位后，关闭并锁定固井注水泥孔；

S6：碰压，打开压差滑套；

S7：正循环洗井，替出井内残余固井钻井液；替出的钻井液通过所述钻井液循环除砂设备进行钻井液内泥沙的分离；

S8：井口正旋管柱，倒扣丢手；

S9：起出上部管柱；

S10：下入柔性筛管，将内套推到底部，完井。