CN116838279A - 一种井下正压式自捞砂水力除塞系统及除塞方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油开发技术领域，提供一种井下正压式自捞砂水力除塞系统包含：高压泵；连接至高压泵的油管；钻塞喷枪；以及设置于油管和钻塞喷枪之间的自捞砂管柱。自捞砂管柱包含：中心管，中心管的内壁限定管柱内腔，管柱内腔与油管和钻塞喷枪流体连通以形成高压液体流动通道的至少一部分；以及与中心管同轴并周向环绕于中心管外部的外壁管。该除塞系统通过采用水射流技术对灰塞段进行去除、清洗井筒内壁的同时，通过自捞砂装置设计实现灰塞碎屑、砂粒的回收与返排，实现水平井除塞、捞砂一体化作业。本发明同时提供一种使用该除塞系统的井下正压式自捞砂水力除塞方法。

Description

一种井下正压式自捞砂水力除塞系统及除塞方法

技术领域

本发明涉及石油开发技术领域，更具体地涉及一种井下正压式自捞砂水力除塞系统及使用该系统除塞的方法。

背景技术

油田开采过程中，砂石在井筒内堆积并堵塞套管可形成灰塞。灰塞段的产生原因既可能是由于疏松砂岩底层胶结构强度低导致砂石随地层流体进入井筒；又可能是在因油水井存在出水严重、注水或注汽不均匀等问题时，人为采用化学堵剂或水泥堵剂对目标层进行堵水、堵漏及封窜。为了保证封堵的成功率和有效性，往往需要对整个井段封堵，封堵长度可达数百米，封堵完成后需要对生成的灰塞段进行钻除，从而恢复生产井的生产。

目前常规钻塞装置使用螺杆钻塞和顶驱钻塞两种方式进行除塞，均存在钻塞钻不净、套管内壁有灰塞残留、返排能力差、无法适用套变井和钻塞后难以快速复产等问题。同时针对长距离除塞作业，现有钻塞速度慢、成本高。对于螺杆钻，其输出扭矩小，遇到硬度和强度高的灰塞无法钻除；对于顶驱钻，输出扭矩大，但深井传输能力差且易钻伤套管。目前，尚不存在有效措施能够同时解决直井、大斜度井和水平井的灰塞段的清除问题，尤其是水平井的灰塞钻除，难度极大。

因此，研制一种实现灰塞段的快速干净钻除、不损伤套管，同时解决水平井的返排避免管柱砂埋，作业完成后需能快速复产的除塞系统及方法成为石油开发技术领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种井下正压式自捞砂水力除塞系统，通过采用水射流技术对灰塞段进行去除、清洗井筒内壁的同时，通过自捞砂装置设计实现灰塞碎屑、砂粒的回收与返排，实现水平井除塞、捞砂一体化作业。本发明同时提供一种使用该除塞系统的井下正压式自捞砂水力除塞方法。

依据本发明，提供一种井下正压式自捞砂水力除塞系统，包含：

高压泵；

油管，高压泵连接至油管并设置为向油管内泵入高压液体；

钻塞喷枪；以及

自捞砂管柱，自捞砂管柱设置于油管和钻塞喷枪之间，并且自捞砂管柱包含：

中心管，中心管的内壁限定管柱内腔，管柱内腔与油管和钻塞喷枪流体连通以形成高压液体流动通道的至少一部分；以及

外壁管，外壁管与中心管同轴并周向环绕于中心管的外部，其中外壁管的内壁与中心管的外壁限定环形的管柱外腔，管柱外腔具有邻近油管的过流端和邻近钻塞喷枪的进砂端，其中过流端允许粒度小于第一阈值的颗粒通过，进砂端允许粒度小于第二阈值的颗粒单向进入管柱外腔，第一阈值小于第二阈值。

依据本发明的一个实施例，除塞系统包含连接于油管和自捞砂管柱之间的助返喷枪，助返喷枪设置为将高压液体流动通道内的高压液体喷射至除塞系统的外部。

依据本发明的一个实施例，助返喷枪包含：

助返喷枪本体，助返喷枪本体呈管状并与油管和自捞砂管柱的中心管流体连通；

助返喷枪喷射部，助返喷枪喷射部包含：

助返喷枪凸部，助返喷枪凸部自助返喷枪本体径向向外延伸；

助返喷枪喷射孔道，助返喷枪喷射孔道径向贯穿助返喷枪凸部延伸，以连通高压液体流动通道和除塞系统的外部；

助返喷枪过滤元件，助返喷枪过滤元件设置于助返喷枪喷射孔道内；

助返喷枪封堵元件，助返喷枪封堵元件安装至助返喷枪喷射孔道邻近除塞系统的外部的一端，以固定助返喷枪过滤元件并密封助返喷枪喷射孔道；以及

助返喷枪喷射孔，助返喷枪喷射孔贯穿助返喷枪凸部的侧壁延伸，以连通助返喷枪喷射孔道和除塞系统的外部；

其中，助返喷枪喷射孔道内的高压液体经助返喷枪过滤元件过滤后，通过助返喷枪喷射孔朝向油管所在方向喷射。

依据本发明的一个实施例，助返喷枪喷射孔的中心线与助返喷枪本体的轴线呈15-45°夹角。

依据本发明的一个实施例，助返喷枪喷射部邻近自捞砂管柱的过流端设置。

依据本发明的一个实施例，助返喷枪包含等间隔地周向环绕于助返喷枪本体设置的多个助返喷枪喷射部。

依据本发明的一个实施例，自捞砂管柱包含过流组件，过流组件包含：

过流环，过流环呈环状并安装至管柱外腔的过流端；

过流孔，过流孔轴向贯穿过流环延伸，以连通管柱外腔与除塞系统的外部；

过流环过滤元件，过流环过滤元件安装于过流孔内，并设置为允许粒度小于第一阈值的颗粒通过；以及

呼吸孔钉，呼吸孔钉安装至过流孔邻近除塞系统的外部的端面，以固定过流环过滤元件并允许过滤后的上返流体通过。

依据本发明的一个实施例，过流组件包含过流环内管，过流环内管呈管状并与油管和自捞砂管柱的中心管流体连通，其中过流环周向环绕地安装至过流环内管的外壁。

依据本发明的一个实施例，自捞砂管柱包含连接外壁管与过流组件的第一捞砂扶正元件，第一捞砂扶正元件包含第一外扶正凸起，第一外扶正凸起自第一捞砂扶正元件的外壁径向延伸并设置有螺旋状凹陷。

依据本发明的一个实施例，自捞砂管柱包含进砂组件，进砂组件包含：

进砂环，进砂环呈环状并安装至管柱外腔的进砂端；

进砂通道，进砂通道轴向贯穿进砂环延伸，以连通管柱外腔与除塞系统的外部；以及

单向进砂结构，单向进砂结构安装于进砂通道内，并设置为粒度小于第二阈值的颗粒单向进入管柱外腔。

依据本发明的一个实施例，单向进砂结构包含：

单向过滤接头，单向过滤接头在邻近管柱外腔处固定于进砂通道内并具有第一进砂孔；

进砂球座，进砂球座在邻近除塞系统的外部处固定于进砂通道内并具有第二进砂孔，其中限定于单向过滤接头和进砂球座之间的进砂通道的部分形成进砂腔；

进砂球，进砂球设置于进砂腔内；

进砂弹簧，进砂弹簧一端连接至单向过滤接头，相对的另一端连接至进砂球，其中进砂弹簧处于预紧状态以使进砂球抵靠进砂球座并密封第二进砂孔；以及

进砂球套，进砂球套周向环绕地设置于进砂腔内，以限定进砂球的径向位移。

依据本发明的一个实施例，自捞砂管柱包含连接外壁管与进砂组件的第二捞砂扶正元件，第二捞砂扶正元件包含第二外扶正凸起，第二外扶正凸起自第二捞砂扶正元件的外壁径向延伸并设置有螺旋状凹陷。

依据本发明的一个实施例，自捞砂管柱包含负压冲砂组件，负压冲砂组件包含：

负压冲砂本体，负压冲砂本体呈管状并与自捞砂管柱的中心管流体连通；以及

负压冲砂喷射部，负压冲砂喷射部设置为将高压液体流动通道内的高压液体朝向油管所在方向喷射至管柱外腔内。

依据本发明的一个实施例，外壁管包含多个彼此间隔的节段，自捞砂管柱包含安装于外壁管的相邻节段间的捞砂支撑扶正元件，捞砂支撑扶正元件包含：

支撑外扶正凸起，支撑外扶正凸起自支撑扶正元件的外壁径向延伸并设置有螺旋状凹陷；

支撑内扶正凸起，支撑内扶正凸起自支撑扶正元件的内壁径向延伸直至抵靠中心管的外壁，其中支撑内扶正凸起设置有轴向贯穿延伸的内过流通道；以及

过滤孔，过滤孔贯穿捞砂支撑扶正元件的壁部延伸，以连通管柱外腔与除塞系统的外部并允许粒度小于第二阈值的颗粒通过。

依据本发明的一个实施例，钻塞喷枪包含：

钻塞喷枪本体；

中心孔道，中心孔道轴向贯穿钻塞喷枪本体延伸；

前端孔道，前端孔道与中心孔道流体连通，并设置为背离自捞砂管柱开口；以及

后端孔道，后端孔道与中心孔道流体连通，并设置为朝向自捞砂管柱开口。

依据本发明的一个实施例，除塞系统包含：

扶正器，扶正器包含分别设置于自捞砂管柱两端的第一扶正器和第二扶正器，第一扶正器和第二扶正器设置有轴向贯穿延伸的外过流通道；

调整短节，调整短接设置于自捞砂管柱和钻塞喷枪之间。

依据本发明的一个实施例，除塞系统包含同向设置并依次连接的多个自捞砂管柱。

依据本发明的一个实施例，除塞系统包含连接于相邻的自捞砂管柱之间的助返喷枪。

依据本发明，提供一种井下正压式自捞砂水力除塞方法，包含以下步骤：

步骤一，将除塞系统下入套管内直至钻塞喷枪邻近灰塞段的端面；

步骤二，启动高压泵，向油管内泵入高压液体，以击碎灰塞段并促进含砂液通过自捞砂管柱的管柱外腔和油套环空上返；

步骤三，自捞砂管柱通过管柱外腔收集含砂液中的砂石；

步骤四，关闭高压泵，将除塞系统移出套管，清理管柱外腔内的砂石。

依据本发明的一个实施例，步骤二包含：

高压液体经钻塞喷枪的中心孔道和前端孔道中的至少一个喷出，以击碎灰塞段；

高压液体经钻塞喷枪的后端孔道喷出，以为含砂液提供上返动力并清洗套管内壁；

高压液体经助返喷枪的助返喷枪喷射部喷出，以避免含砂液在套管内堆积并为套管内的含砂液提供上返动力；

高压液体经负压冲砂组件的负压冲砂喷射部喷出，以在管柱外腔内产生负压并为管柱外腔内的含砂液提供上返动力。

由于采用上述技术方案，本发明至少具有如下有益效果：

1.依据本发明的除塞系统采用水射流技术对灰塞段进行去除，清洗井筒内壁且不伤套筒，通过自捞砂装置设计实现灰塞碎屑、砂粒的回收与返排，作业完成后生产井可快速复产，能够实现水平井除塞、捞砂一体化作业；

2.依据本发明的除塞系统工艺简单、结构设计新颖、工作可靠性高，满足试验和现场施工要求；

3.依据本发明的除塞系统的各部分通过油管扣可拆卸地密封连接，可依据实际工况调整所需部件，还可适用于直井或大斜度井的灰塞段钻除塞；

4.依据本发明的除塞系统包含多级自捞砂管柱，使得整个除塞系统长度可调且灵活性强；

5.依据本发明的除塞系统设置多个助返喷枪，防止管柱作业时砂埋管柱，捞砂管柱中的负压冲砂组件用于进砂组件端产生负压，同时加速进入捞砂管柱中的混合液上返。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的井下正压式自捞砂水力除塞系统的示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的井下正压式自捞砂水力除塞系统的剖视图；

图3是根据本发明的一个实施例的自捞砂管柱的剖视图；

图4是根据本发明的一个实施例的助返喷枪的剖视图；

图5是根据本发明的一个实施例的过流组件的剖视图；

图6是根据本发明的一个实施例的进砂组件的剖视图；

图7a和图7b分别是根据本发明的一个实施例的负压冲砂组件的剖视图和侧视图；

图8a和图8b分别是根据本发明的一个实施例的钻塞喷枪的剖视图和截面图；

图9是根据本发明的另一实施例的井下正压式自捞砂水力除塞系统的示意图；

图10示出了根据本发明的一个实施例的井下正压式自捞砂水力除塞方法的流程图。

图中，

10油管；

20助返喷枪，20a一级助返喷枪，20b二级助返喷枪，20c三级助返喷枪，21助返喷枪本体，22助返喷枪喷射部，211助返喷枪凸部，212助返喷枪喷射孔道，213助返喷枪过滤元件，214助返喷枪封堵元件，215助返喷枪喷射孔；

30自捞砂管柱，30a一级自捞砂管柱，30b二级自捞砂管柱，30c三级自捞砂管柱，31中心管，32外壁管，33过流组件，331过流环，332过流孔，333过流环过滤元件，334呼吸孔钉，335过流环内管，34第一捞砂扶正元件，341第一外扶正凸起，35进砂组件，351进砂环，352进砂通道，353进砂单向过滤接头，354进砂球座，355进砂腔，356进砂球，357进砂弹簧，358进砂球套，359进砂环内管，36第二捞砂扶正元件，361第二外扶正凸起，37负压冲砂组件，371负压冲砂本体，372负压冲砂喷射部，3721负压冲砂凸部，3722负压冲砂喷射孔道，3723负压冲砂过滤元件，3724负压冲砂封堵元件，3725负压冲砂喷射孔，38捞砂支撑扶正元件，381支撑外扶正凸起，382支撑内扶正凸起，383过滤孔，39背帽，C1管柱内腔，C2管柱外腔，E1过流端，E2进砂端；

40钻塞喷枪，41高压射流，42钻塞喷枪本体，43中心孔道，44前端孔道，45后端孔道，46排泄槽；

51第一扶正器，52第二扶正器；

60调整短节；

70变扣；

80套管，81油套环空；

90灰塞段，91除塞段，92留塞段。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，例如，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

图1和图2分别示出了依据本发明的一个实施例的井下正压式自捞砂水力除塞系统的示意图和剖视图。该除塞系统总体包含高压泵(未示出)，连接至高压泵的油管10，钻塞喷枪40以及设置于油管10和钻塞喷枪40之间的自捞砂管柱30。其中，高压泵设置为向油管10内泵入高压液体。具体地，自捞砂管柱30包含可以包含中心管31和与中心管31同轴并周向环绕于中心管31的外部的外壁管32。中心管31的内壁可以限定管柱内腔C1，管柱内腔C1与油管10和钻塞喷枪40流体连通以形成高压液体流动通道的至少一部分。外壁管32的内壁与中心管31的外壁限定环形的管柱外腔C2。管柱外腔C2具有邻近油管10的过流端E1和邻近钻塞喷枪40的进砂端E2。其中，过流端E1允许粒度小于第一阈值的颗粒通过，进砂端E2允许粒度小于第二阈值的颗粒单向进入管柱外腔C2，第一阈值小于第二阈值。由此，当除塞系统被下入含灰塞段90的套管80中后，包含磨料的高压液体经高压液体流动通道传输至钻塞喷枪40并喷射至灰塞段90的端面处形成高压射流41，喷出的高压液体与被高压射流41击碎的砂石混合形成含砂液。该含砂液自进砂端E2进入管柱外腔C2并不断上返，其中的气体、液体和少量粒度较小(小于第一阈值)的颗粒经过流端E1流出管柱外腔C2并进入自捞砂管柱30与套管80之间的油套环空81内，粒度较大(大于第一阈值且小于第二阈值)的颗粒滞留于管柱外腔C2内，实现捞砂效果。

优选地，依据本发明的除塞系统还可以包含连接于油管10和自捞砂管柱30之间的助返喷枪20。该助返喷枪20被设置用于将高压液体流动通道内的高压液体喷射至除塞系统的外部，以便冲散油套环空81内的上返含砂液避免砂石堆积，并进一步为油套环空81内的上返含砂液提供向上的动力。

如图3所示，自捞砂管柱30除了中心管31与外壁管32以外，还可以包含设置于过流端E1的过流组件33、设置于进砂端E2的进砂组件35、用于为管柱外腔C2提供负压的负压冲砂组件37以及多个扶正元件。

以下将结合附图3-8b对上述部件的具体示例进行详细介绍。

助返喷枪

图4示出了助返喷枪20的一个实施例的剖视图。如图所示，该助返喷枪20可以包含助返喷枪本体21和设置于助返喷枪本体21上的助返喷枪喷射部22。

助返喷枪本体21总体呈管状，并与油管10和自捞砂管柱30的中心管31流体连通，其管状内壁限定的腔可与管柱内腔C1共同构成高压液体流动通道的一部分。在本发明的实施例中，助返喷枪本体21与油管10和自捞砂管柱30的中心管31之间可通过例如油管扣连接。

助返喷枪喷射部22可包含自助返喷枪本体21径向向外延伸的助返喷枪凸部211，径向贯穿助返喷枪凸部211延伸的助返喷枪喷射孔道212，设置于助返喷枪喷射孔道212内的助返喷枪过滤元件213，安装至助返喷枪喷射孔道212邻近除塞系统的外部的一端的助返喷枪封堵元件214，以及贯穿助返喷枪凸部211的侧壁延伸的助返喷枪喷射孔215。其中，助返喷枪喷射孔道212可连通高压液体流动通道和除塞系统的外部，以便于安装或更换其内部的助返喷枪过滤元件213。助返喷枪过滤元件213可以是筛网或其他形式的过滤元件，筛网的目数优选不大于高压液体中所含磨料的粒度，以避免磨料自助返喷枪喷射孔215喷出。助返喷枪过滤元件213可通过自助返喷枪喷射孔道212内壁径向伸出的凸台来限定沿孔道轴线在第一方向上的位移，例如在图4中禁止助返喷枪过滤元件213向下位移。助返喷枪封堵元件214可以是与助返喷枪喷射孔道212内壁螺纹连接的死堵，用于限定助返喷枪过滤元件213沿孔道轴线在另一方向上的位移，以固定并密封助返喷枪喷射孔道212。作为选择地，死堵可焊接密封至助返喷枪喷射孔道212的端部。助返喷枪喷射孔215用于连通助返喷枪喷射孔道212和除塞系统的外部，以使助返喷枪喷射孔道212内的高压液体经助返喷枪过滤元件213过滤后经助返喷枪喷射孔215朝向油管10所在方向喷射。

优选地，助返喷枪喷射孔215可设计为偏离助返喷枪本体21的轴线倾斜着朝向油管10所在方向喷射高压液体，以利于冲散油套环空81内的砂石并推进含砂液上返。例如，助返喷枪喷射孔215的中心线可与助返喷枪本体21的轴线呈15-45°夹角，优选为15-30°夹角。助返喷枪喷射部22可邻近自捞砂管柱30的过流端E1设置，即助返喷枪喷射部22可位于助返喷枪本体21的一端并连接至中心管31邻近过流端E1的端部。由于自捞砂管柱30的过流端E1的凸台状结构以及自过流端E1滤出的含少量砂石的含砂液，容易导致少量砂石在此处堆积。将助返喷枪20的助返喷枪喷射部22邻近过流端E1设置可有效避免砂石在此处堆积，并同时为油套环空81内的上返含砂液提供动力。助返喷枪20可以包含多个等间隔地周向环绕于助返喷枪本体21设置的多个助返喷枪喷射部22，例如3-5个，以便周向均匀地使含砂液产生加速旋流。

过流组件

过流组件33设置于管柱外腔C2的过流端E1，以用于滤出含砂液中的气体、液体和少量粒度较小的颗粒，并将粒度稍大的颗粒保留于管柱外腔C2内。图5示出了过流组件33的一个实施例的剖视图。如图所示，该过流组件33可以包含安装至管柱外腔C2的过流端E1的过流环331，轴向贯穿过流环331延伸的过流孔332以及安装于过流孔332内的过流环过滤元件333。

过流环331总体呈环状，并通过分别与中心管31和外壁管32连接的方式安装至管柱外腔C2的过流端E1。过流环331的内壁和外壁均可设置有螺纹，其外壁可与外壁管32的内壁或在下文中将详细说明的第一捞砂扶正元件的内壁螺纹连接。在本发明的一个实施例中，过流环331的内壁可直接与中心管31的外壁螺纹连接。在本发明的另一实施例中，过流组件33还包含呈管状的过流环内管335，过流环331可通过内壁周向环绕地螺纹连接至过流环内管335的外壁。过流环内管335的一端通过油管扣与中心管31密封连接，另一端通过油管扣与油管10或助返喷枪本体21密封连接，进而构成高压液体流动通道的一部分。

过流孔332连通管柱外腔C2与除塞系统的外部。过流环过滤元件333可以是过滤网或其他形式的过滤元件，过滤网的目数设置为允许粒度小于第一阈值的颗粒通过，其中第一阈值可依据实际工况参考灰塞段90材质、含砂液中液体所占比例、砂石粒度分布、捞砂率等参数来设定。在本发明的实施例中，第一阈值可以小到仅允许气体和液体通过，以实现其过流排气功能。过流环过滤元件333可通过自过流孔332内壁径向伸出的凸台来限定沿过流孔332轴线在第一方向上的位移，例如在图5中禁止过流环过滤元件333向右位移。呼吸孔钉334内通径开设有孔道并安装至过流孔332邻近除塞系统的外部的端面，用于限定过流环过滤元件333沿过流孔332轴线在另一方向上的位移，以固定过流环过滤元件333并允许过滤后的上返流体通过。

过流组件33可以包含多个等间隔地轴向环绕设置的多个过流孔332，例如6-12个，以便周向均匀地过流排气，同时也能为油套环空81中的含砂液提供上返动力。

进砂组件35

进砂组件35设置于管柱外腔C2的进砂端E2，以使含砂液单向进入管柱外腔C2，即允许含砂液进入管柱外腔C2并阻止含砂液离开管柱外腔C2。图6示出了进砂组件35的一个实施例的剖视图。如图所示，进砂组件35可以包含安装至管柱外腔C2的进砂端E2的进砂环351，轴向贯穿进砂环351延伸的进砂通道352以及安装于进砂通道352内的单向进砂结构。

进砂环351总体呈环状，并通过分别与中心管31和外壁管32连接的方式安装至管柱外腔C2的进砂端E2。进砂环351的内壁和外壁均可设置有螺纹，其外壁可与外壁管32的内壁或在下文中将详细说明的第二捞砂扶正元件的内壁螺纹连接。在本发明的一个实施例中，进砂环351的内壁可直接与中心管31的外壁螺纹连接。在本发明的另一个实施例中，进砂环351还包含呈管状的进砂环内管359(参见图3)，进砂环351可通过内壁周向环绕地螺纹连接至进砂环内管359的外壁。进砂环内管359的一端通过油管扣与中心管31密封连接，另一端连接至钻塞喷枪40，进而构成高压液体流动通道的一部分。

进砂通道352连通管柱外腔C2与除塞系统的外部。单向进砂结构设置为粒度小于第二阈值的颗粒单向进入管柱外腔C2。该第二阈值旨在说明相比于允许粒度小于第一阈值的颗粒通过的过流通道，进砂通道352允许更大粒度的颗粒通过，进而将砂石收集于管柱外腔C2内。第二阈值可依据实际工况参考灰塞段90材质、被击碎的砂石的分布粒度等参数来设定。在本发明的实施例中，第二阈值可以达到接近进砂通道352的内径，以收集到尽可能多的砂石。

在本发明的实施例中，单向进砂结构包含：在邻近管柱外腔C2处固定于进砂通道352内并具有第一进砂孔的单向过滤接头，在邻近除塞系统的外部处固定于进砂通道352内并具有第二进砂孔的进砂球座354，设置于单向过滤接头和进砂球座354之间的进砂球356和进砂弹簧357。具体地，单向过滤接头可与进砂通道352的内壁螺纹连接，进砂球座354可通过自进砂通道352内壁径向伸出的凸台来限定沿进砂通道352轴线在第一方向上的位移，例如在图6中禁止进砂球座354向右位移。作为选择地，进砂球座354也可通过其他方式单向或双向固定至进砂通道352内。其中，限定于单向过滤接头和进砂球座354之间的进砂通道352的部分形成进砂腔355。进砂弹簧357一端连接至单向过滤接头，相对的另一端连接至进砂球356。正常情况下，进砂弹簧357处于预紧状态，以使进砂球356在一定压力的作用下抵靠进砂球座354并密封第二进砂孔。当含砂液上返动力大于进砂弹簧357施加于进砂球356上的压力时，进砂球356远离进砂球座354移动使第二进砂孔开启，含砂液进入进砂腔355，继而经第一进砂孔进入管柱外腔C2。当来自管柱外腔C2内的含砂液冲入进砂腔355内时，对进砂球356施加压力使其更稳定的抵靠进砂球座354并密封第二进砂孔，从而避免含砂液流出管柱外腔C2，以实现单向进砂的效果。在具体工况下，需设置进砂弹簧357的预紧力小于上返含砂液的流动压力，以确保单向进砂结构对上返含砂液不截流、不挡砂。单向进砂结构还可包含周向环绕地设置于进砂腔355内的进砂球套358，以限定进砂球356的径向位移。

进砂组件35可以包含多个等间隔地轴向环绕设置的多个进砂通道352，例如6-12个，以便周向均匀地收集含砂液。在进砂环351远离管柱外腔C2的端面处，可以使用背帽39与进砂环内管359的外壁螺纹连接，防止进砂组件35松扣。

负压冲砂组件37

图7a和图7b分别示出了负压冲砂组件37的一个实施例的部分剖视图和侧视图。如图所示，该负压冲砂组件37可以包含负压冲砂本体371和设置于负压冲砂本体371上的负压冲砂喷射部372。

负压冲砂本体371总体呈管状，并与自捞砂管柱30的中心管31流体连通，其管状内壁限定的腔可与管柱内腔C1共同构成高压液体流动通道的一部分。在本发明的实施例中，负压冲砂本体371的一端可通过油管扣与中心管31密封连接，另一端通过油管扣与进砂环内管359密封连接。

负压冲砂喷射部372设置为将高压液体流动通道内的高压液体朝向油管10所在方向喷射至管柱外腔C2内。如图3和图7a所示，与助返喷枪喷射部22的结构类似，负压冲砂喷射部372可包含自负压冲砂本体371径向向外延伸的负压冲砂凸部3721，径向贯穿负压冲砂凸部3721延伸的负压冲砂喷射孔3725道3722，设置于负压冲砂喷射孔3725道3722内的负压冲砂过滤元件3723，安装至负压冲砂喷射孔3725道3722邻近管柱外腔C2的一端的负压冲砂封堵元件3724，以及贯穿负压冲砂凸部3721的侧壁延伸的负压冲砂喷射孔3725。其中，负压冲砂喷射孔3725道3722可连通高压液体流动通道和管柱外腔C2，以便于安装或更换其内部的负压冲砂过滤元件3723。负压冲砂过滤元件3723可以是筛网或其他形式的过滤元件，筛网的目数优选不大于高压液体中所含磨料的粒度，以避免磨料自负压冲砂喷射孔3725喷向管柱外腔C2。负压冲砂过滤元件3723可通过自负压冲砂喷射孔3725道3722内壁径向伸出的凸台来限定沿孔道轴线在第一方向上的位移，例如在图7a中禁止负压冲砂过滤元件3723向下位移。负压冲砂封堵元件3724可以是与负压冲砂喷射孔3725道3722内壁螺纹连接的死堵，用于限定负压冲砂过滤元件3723沿孔道轴线在另一方向上的位移，以固定并密封负压冲砂喷射孔3725道3722。作为选择地，死堵可焊接密封至负压冲砂喷射孔3725道3722的端部。负压冲砂喷射孔3725用于连通负压冲砂喷射孔3725道3722和管柱外腔C2，助力管柱外腔C2内的含砂液上返。

优选地，负压冲砂喷射孔3725可设计为偏离负压冲砂本体371的轴线倾斜着朝向油管10所在方向喷射高压液体，以利于冲散油套环空81内的砂石并推进含砂液上返。例如，负压冲砂喷射孔3725的中心线可与负压冲砂本体371的轴线呈15-45°夹角，优选为15-30°夹角。负压冲砂喷射部372可邻近进砂组件35设置，以在负压冲砂组件37与进砂组件35之间形成局部负压，帮助进砂弹簧357压缩，利于除塞系统外部的含砂液进入管柱外腔C2内。

如图7b所示，负压冲砂可以包含多个等间隔地周向环绕于负压冲砂本体371设置的多个负压冲砂喷射部372，例如3-5个，以便周向均匀地使含砂液产生加速旋流。

扶正元件

如图3所示，自捞砂管柱30可包含多个扶正元件，例如：连接外壁管32与过流组件33的第一捞砂扶正元件34和连接外壁管32与进砂组件35的第二捞砂扶正元件36。

第一捞砂扶正元件34总体呈管状，其一端的外壁和另一端的内壁可分别与外壁管32的内壁和过流环331的外壁螺纹连接，使其与中心管31和/或过流环内管335限定的环形腔体构成管柱外腔C2的一部分。其中，第一捞砂扶正元件34可以包含自其外壁径向向外延伸的第一外扶正凸起341。该第一外扶正凸起341设置有螺旋状凹陷，以在油套环空81内形成螺旋过流通道，在不截流、不挡砂的前提下起到刮砂、扶正、加速上返含砂液旋流的作用。

与第一捞砂扶正元件34类似，第二捞砂扶正元件36总体呈管状，其一端的外壁和另一端的内壁可分别与外壁管32的内壁和进砂环351的外壁螺纹连接，使其与中心管31和/或进砂环内管359限定的环形腔体构成管柱外腔C2的一部分。其中，第二捞砂元件也可以包含自其外壁径向延伸且具有螺旋状凹陷的第二外扶正凸起361。该第二外扶正凸起361具有与第一外扶正凸起341相同的作用。

在本发明的实施例中，外壁管32可由彼此隔开的多个节段组成。扶正元件还可以包含安装于外壁管32的相邻节段间的捞砂支撑扶正元件38。在具体工况下，外壁管32的节段和捞砂支撑扶正元件38的数量可以适应性地调整。捞砂支撑扶正元件38总体呈管状，其两端的外壁/内壁可螺纹连接至相邻节段的内壁/外壁，使得其与中心管31限定的环形腔体构成管柱外腔C2的一部分。其中捞砂支撑扶正元件38也可以包含自其外壁径向延伸且具有螺旋状凹陷的支撑外扶正凸起381。该支撑外扶正凸起381起具有与第一外扶正凸起341和第二外扶正凸起361相同的作用。优选地，捞砂支撑扶正元件38还可以包含自其内壁径向延伸直至抵靠中心管31的外壁处的支撑内扶正凸起382，以确保中心管31的居中位置。支撑内扶正凸起382设置有轴向贯穿延伸的内过流通道，以确保不截流、不挡砂。

优选地，捞砂支撑扶正元件38还可包含在螺旋状凹陷处贯穿其的壁部延伸的过滤孔383，以连通管柱外腔C2与除塞系统的外部并允许粒度小于第二阈值的颗粒通过。捞砂支撑扶正元件38的过滤孔383的作用与过流环331的过流孔332的作用相同，均为过流排气。因此，过滤孔383可以具有与过流孔332类似的结构。

钻塞喷枪40

钻塞喷枪40设置于除塞系统最接近灰塞段90的一端。图8a和图8b分别示出了钻塞喷枪40的一个实施例的部分剖视图和侧视图。如图所示，该钻塞喷枪40可以包含钻塞喷枪本体42，轴向贯穿钻塞喷枪本体42延伸的中心孔道43，与中心孔道43流体连通的前端孔道44和后端孔道45。

钻塞喷枪本体42可设计成类似于子弹头的形状，以方便其顺利进入套管80内。中心孔道43与自捞砂管柱30的管柱内腔C1同轴其流体连通，以向钻塞喷枪40正前方喷射高压液体并击碎灰塞段90。

前端孔道44设置为背离自捞砂管柱30开口，优选为偏离中心孔道43轴线倾斜着朝向钻塞喷枪40前方的灰塞段90喷射高压液体。前端孔道44与中心孔道43的轴线可呈15-45°夹角，优选为15-30°夹角，以利于起到助返、提升流量、清洗井壁和前端灰塞二次破除作用。多个前端孔道44等间隔地形成至少一个围绕中心孔道43分布圆环，使得从前端孔道44与中心孔道43喷出的高压液体形成钻塞推进面。构成单个圆环的前端孔道44的数量优选为3-6个，具体数量可依据待除塞井筒套管80内径尺寸而定。在具体工况下，可通过选用具有不同前端孔道44与中心孔道43夹角的钻塞喷枪40来完成不同灰塞尺寸规格的除塞工作。

后端孔道45设置为朝向自捞砂管柱30开口，优选为偏离中心孔道43轴线倾斜着朝向钻塞喷枪40后方喷射高压液体。后端孔道45与中心孔道43的轴线可呈15-45°夹角，优选为15-30°夹角。多个后端孔道45等间隔地形成至少一个围绕中心孔道43分布的圆环，使得从后端孔道45喷出的高压液体起到助力含砂液上返、清洗套管80内壁的作用。构成单个圆环的后端孔道45的数量优选为3-5个。

除塞系统还可进一步包含扶正器。在本发明的实施例中，扶正器包含通过油管扣密封连接至自捞砂管柱30两端的第一扶正器51和第二扶正器52。双级扶正可与确保自捞砂管柱30居中。其中，第一扶正器51远离自捞砂管柱30的一端可以通过油管扣密封连接至助返喷枪本体21或油管10，其外壁周向设置有等间隔的多个扶正凸台，优选6-8个扶正凸台。相邻扶正凸台之间加工有轴向贯穿延伸的外过流通道，助于返排不截流。第二扶正器52远离自捞砂管柱30的一端可以通过油管扣密封连接至钻塞喷枪40或将在下文中将详细说明的调整短节。第二扶正器52可以与第一扶正器51具有相同的结构。

至少一个调整短节80可设置于自捞砂管柱30和钻塞喷枪40之间。具体地，调整短节80总体呈管状，其一端可通过油管扣密封连接至自捞砂管柱30的中心管31或进砂环内管359，另一端可通过油管扣直接密封连接至钻塞喷枪本体42或经变扣70转换直径后再通过油管扣密封连接至钻塞喷枪本体42。由此，调整短节80、变扣70所限定的腔体构成高压液体流动通道的一部分。在具体工况下，可以通过调整调整短节80的数量和长度来控制除塞系统的长度和灵活度，并影响钻塞喷枪40的返排能力。

图9示出了根据本发明的井下正压式自捞砂水力除塞系统的另一实施例。如图所示，除塞系统可包含同向设置并依次连接的多个自捞砂管柱30，例如一级自捞砂管柱30a、二级自捞砂管柱30b和三级自捞砂管柱30c。自捞砂管柱30的数量不仅限于图9所示的三个，本领域技术人员可依据具体工况对自捞砂管柱30的数量及单个自捞砂管柱30的长度进行调整。其中，“同向设置”是指多个自捞砂管柱30的过流端E1均朝向同一方向设置——即朝向油管10方向设置；而多个自捞砂管柱30的进砂端E2均朝向与之相对的另一方向设置——即朝向钻塞喷枪40方向设置。在该实施例中，相邻的自捞砂管柱30之间可以设置助返喷枪20。如图所示，可以在一级自捞砂管柱30a与油管10之间设置一级助返喷枪20a，在二级自捞砂管柱30b与一级自捞砂管柱30a之间设置二级助返喷枪20b，在三级自捞砂管柱30c与二级自捞砂管柱30b之间设置三级助返喷枪20c。本领域技术人员可以依据实际工况在彼此相邻的两个自捞砂管柱30之间设置一个或多个助返喷枪20，也可间隔多个自捞砂管柱30设置一个或多个助返喷枪20。一方面，设置多个自捞砂管柱30可增加除塞系统的灵活性，使其便于进入水平井执行除塞工作；另一方面，设置多个助返喷枪20可每间隔第一段距离便为含砂液提供上返动力，增大返排流量，并及时清除将要堆积的砂石，避免卡住除塞系统，确保上返通道顺畅不堵塞。

钻塞喷枪本体42的外壁周向等间隔地设置有多个排泄槽46。每个排泄槽46径向向内凹陷且沿轴线方向延伸，以为含砂液提供返排通道。

图10示出了依据本发明的井下正压式自捞砂水力除塞方法，该方法总体包含以下步骤：

步骤一，将除塞系统下入套管80内直至钻塞喷枪40邻近灰塞段90的端面；

步骤二，启动高压泵，向油管10内泵入高压液体，以击碎灰塞段90并促进含砂液通过自捞砂管柱30的管柱外腔C2和油套环空81上返；

步骤三，自捞砂管柱30通过管柱外腔C2收集含砂液中的砂石；

步骤四，关闭高压泵，将除塞系统移出套管80，清理管柱外腔C2内的砂石。

在本发明的实施例中，高压液体可经如下通道流出：经钻塞喷枪40的中心孔道43和前端孔道44中的至少一个喷出，以击碎灰塞段90；经钻塞喷枪40的后端孔道45喷出，以为含砂液提供上返动力并清洗套管80内壁；经助返喷枪20的助返喷枪喷射部22喷出，以避免含砂液在套管80内堆积并为套管80内的含砂液提供上返动力；经负压冲砂组件37的负压冲砂喷射部372喷出，以在管柱外腔C2内产生负压并为管柱外腔C2内的含砂液提供上返动力。

灰塞段90包含待钻除的除塞段91和需保留的留塞段92。自捞砂管柱30的捞砂效率可依照除塞段91产生颗粒体积进行折算，图1所示的单级自捞砂管柱30可完成除塞段91体积72％的收集，其余砂石经过油套环空81上返至地面进行回收。针对图9所示的包含多级自捞砂管柱30的除塞系统，由于油套环空81占比增大，多级自捞砂管柱30的捞砂效率有所降低，但仍可完成除塞段91体积60％的收集，其余砂石经过油套环空81上返至地面进行回收。

依据本发明的除塞系统的各部分通过油管扣可拆卸地密封连接，可依据实际工况调整所需部件。例如，针对直井或大斜度井的灰塞段90钻除塞需求，由于直井返排所需排量小，故可以去除自捞砂管柱30，直接由油管10传输。除塞系统采用双级扶正、钻塞喷枪40下入至灰塞上端面，启动高压泵泵入高压磨料液，对灰塞段90进行清除，含砂液经油套环空81实现上返，从而建立循环系统。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (20)

1.一种井下正压式自捞砂水力除塞系统，其特征在于，包含：

高压泵；

油管，所述高压泵连接至所述油管并设置为向所述油管内泵入高压液体；

钻塞喷枪；以及

自捞砂管柱，所述自捞砂管柱设置于所述油管和所述钻塞喷枪之间，并且所述自捞砂管柱包含：

中心管，所述中心管的内壁限定管柱内腔，所述管柱内腔与所述油管和所述钻塞喷枪流体连通以形成高压液体流动通道的至少一部分；以及

外壁管，所述外壁管与所述中心管同轴并周向环绕于所述中心管的外部，其中所述外壁管的内壁与所述中心管的外壁限定环形的管柱外腔，所述管柱外腔具有邻近所述油管的过流端和邻近所述钻塞喷枪的进砂端，其中所述过流端允许粒度小于第一阈值的颗粒通过，所述进砂端允许粒度小于第二阈值的颗粒单向进入所述管柱外腔，所述第一阈值小于所述第二阈值。

2.根据权利要求1所述的除塞系统，其特征在于，所述除塞系统包含连接于所述油管和所述自捞砂管柱之间的助返喷枪，所述助返喷枪设置为将所述高压液体流动通道内的所述高压液体喷射至所述除塞系统的外部。

3.根据权利要求2所述的除塞系统，其特征在于，所述助返喷枪包含：

助返喷枪本体，所述助返喷枪本体呈管状并与所述油管和所述自捞砂管柱的所述中心管流体连通；

助返喷枪喷射部，所述助返喷枪喷射部包含：

助返喷枪凸部，所述助返喷枪凸部自所述助返喷枪本体径向向外延伸；

助返喷枪喷射孔道，所述助返喷枪喷射孔道径向贯穿所述助返喷枪凸部延伸，以连通所述高压液体流动通道和所述除塞系统的外部；

助返喷枪过滤元件，所述助返喷枪过滤元件设置于所述助返喷枪喷射孔道内；

助返喷枪封堵元件，所述助返喷枪封堵元件安装至所述助返喷枪喷射孔道邻近所述除塞系统的外部的一端，以固定所述助返喷枪过滤元件并密封所述助返喷枪喷射孔道；以及

助返喷枪喷射孔，所述助返喷枪喷射孔贯穿所述助返喷枪凸部的侧壁延伸，以连通所述助返喷枪喷射孔道和所述除塞系统的外部；

其中，所述助返喷枪喷射孔道内的高压液体经所述助返喷枪过滤元件过滤后，通过所述助返喷枪喷射孔朝向所述油管所在方向喷射。

4.根据权利要求3所述的除塞系统，其特征在于，所述助返喷枪喷射孔的中心线与所述助返喷枪本体的轴线呈15-45°夹角。

5.根据权利要求3所述的除塞系统，其特征在于，所述助返喷枪喷射部邻近所述自捞砂管柱的所述过流端设置。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的除塞系统，其特征在于，所述助返喷枪包含等间隔地周向环绕于所述助返喷枪本体设置的多个助返喷枪喷射部。

7.根据权利要求1所述的除塞系统，其特征在于，所述自捞砂管柱包含过流组件，所述过流组件包含：

过流环，所述过流环呈环状并安装至所述管柱外腔的所述过流端；

过流孔，所述过流孔轴向贯穿所述过流环延伸，以连通所述管柱外腔与所述除塞系统的外部；

过流环过滤元件，所述过流环过滤元件安装于所述过流孔内，并设置为允许粒度小于所述第一阈值的颗粒通过；以及

呼吸孔钉，所述呼吸孔钉安装至所述过流孔邻近所述除塞系统的外部的端面，以固定所述过流环过滤元件并允许过滤后的上返流体通过。

8.根据权利要求7所述的除塞系统，其特征在于，所述过流组件包含过流环内管，所述过流环内管呈管状并与所述油管和所述自捞砂管柱的所述中心管流体连通，其中所述过流环周向环绕地安装至所述过流环内管的外壁。

9.根据权利要求1所述的除塞系统，其特征在于，自捞砂管柱包含连接所述外壁管与所述过流组件的第一捞砂扶正元件，所述第一捞砂扶正元件包含第一外扶正凸起，所述第一外扶正凸起自所述第一捞砂扶正元件的外壁径向延伸并设置有螺旋状凹陷。

10.根据权利要求1所述的除塞系统，其特征在于，所述自捞砂管柱包含进砂组件，所述进砂组件包含：

进砂环，所述进砂环呈环状并安装至所述管柱外腔的所述进砂端；

进砂通道，所述进砂通道轴向贯穿所述进砂环延伸，以连通所述管柱外腔与所述除塞系统的外部；以及

单向进砂结构，所述单向进砂结构安装于所述进砂通道内，并设置为粒度小于所述第二阈值的颗粒单向进入所述管柱外腔。

11.根据权利要求10所述的除塞系统，其特征在于，所述单向进砂结构包含：

单向过滤接头，所述单向过滤接头在邻近所述管柱外腔处固定于所述进砂通道内并具有第一进砂孔；

进砂球座，所述进砂球座在邻近所述除塞系统的外部处固定于所述进砂通道内并具有第二进砂孔，其中限定于所述单向过滤接头和所述进砂球座之间的所述进砂通道的部分形成进砂腔；

进砂球，所述进砂球设置于所述进砂腔内；

进砂弹簧，所述进砂弹簧一端连接至所述单向过滤接头，相对的另一端连接至所述进砂球，其中所述进砂弹簧处于预紧状态以使所述进砂球抵靠所述进砂球座并密封所述第二进砂孔；以及

进砂球套，所述进砂球套周向环绕地设置于所述进砂腔内，以限定所述进砂球的径向位移。

12.根据权利要求10所述的除塞系统，其特征在于，自捞砂管柱包含连接所述外壁管与所述进砂组件的第二捞砂扶正元件，所述第二捞砂扶正元件包含第二外扶正凸起，所述第二外扶正凸起自所述第二捞砂扶正元件的外壁径向延伸并设置有螺旋状凹陷。

13.根据权利要求1所述的除塞系统，其特征在于，所述自捞砂管柱包含负压冲砂组件，所述负压冲砂组件包含：

负压冲砂本体，所述负压冲砂本体呈管状并与所述自捞砂管柱的所述中心管流体连通；以及

负压冲砂喷射部，所述负压冲砂喷射部设置为将所述高压液体流动通道内的所述高压液体朝向所述油管所在方向喷射至所述管柱外腔内。

14.根据权利要求1所述的除塞系统，其特征在于，所述外壁管包含多个彼此隔开的节段，所述自捞砂管柱包含安装于所述外壁管的相邻节段间的捞砂支撑扶正元件，所述捞砂支撑扶正元件包含：

支撑外扶正凸起，所述支撑外扶正凸起自所述支撑扶正元件的外壁径向延伸并设置有螺旋状凹陷；

支撑内扶正凸起，所述支撑内扶正凸起自所述支撑扶正元件的内壁径向延伸直至抵靠所述中心管的外壁，其中所述支撑内扶正凸起设置有轴向贯穿延伸的内过流通道；以及

过滤孔，所述过滤孔贯穿所述捞砂支撑扶正元件的壁部延伸，以连通所述管柱外腔与所述除塞系统的外部并允许粒度小于第二阈值的颗粒通过。

15.根据权利要求1所述的除塞系统，其特征在于，所述钻塞喷枪包含：

钻塞喷枪本体；

中心孔道，所述中心孔道轴向贯穿所述钻塞喷枪本体延伸；

前端孔道，所述前端孔道与所述中心孔道流体连通，并设置为背离所述自捞砂管柱开口；以及

后端孔道，所述后端孔道与所述中心孔道流体连通，并设置为朝向所述自捞砂管柱开口。

16.根据权利要求1所述的除塞系统，其特征在于，所述除塞系统包含：

扶正器，所述扶正器包含分别设置于所述自捞砂管柱两端的第一扶正器和第二扶正器，所述第一扶正器和所述第二扶正器设置有轴向贯穿延伸的外过流通道；

调整短节，所述调整短接设置于所述自捞砂管柱和所述钻塞喷枪之间。

17.根据权利要求1所述的除塞系统，其特征在于，所述除塞系统包含同向设置并依次连接的多个所述自捞砂管柱。

18.根据权利要求17所述的除塞系统，其特征在于，所述除塞系统包含连接于相邻的所述自捞砂管柱之间的助返喷枪。

19.一种井下正压式自捞砂水力除塞方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤一，将除塞系统下入套管内直至钻塞喷枪邻近灰塞段的端面；

步骤二，启动高压泵，向油管内泵入高压液体，以击碎所述灰塞段并促进含砂液通过自捞砂管柱的管柱外腔和油套环空上返；

步骤三，所述自捞砂管柱通过所述管柱外腔收集所述含砂液中的砂石；

步骤四，关闭所述高压泵，将所述除塞系统移出所述套管，清理所述管柱外腔内的所述砂石。

20.根据权利要求19所述的除塞方法，其特征在于，所述步骤二包含：

所述高压液体经所述钻塞喷枪的中心孔道和前端孔道中的至少一个喷出，以击碎所述灰塞段；

所述高压液体经所述钻塞喷枪的后端孔道喷出，以为所述含砂液提供上返动力并清洗套管内壁；

所述高压液体经助返喷枪的助返喷枪喷射部喷出，以避免所述含砂液在所述套管内堆积并为所述套管内的所述含砂液提供上返动力；

所述高压液体经负压冲砂组件的负压冲砂喷射部喷出，以在所述管柱外腔内产生负压并为所述管柱外腔内的所述含砂液提供上返动力。