CN117823092A - 砾石充填重复补砂完井工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种砾石充填重复补砂完井工具，属于补砂技术领域，包括，外筒，外筒内部设有固定筒，外筒中部外壁开设有多个补砂口，补砂口内部远离固定筒的一侧开设有活动槽，活动槽内部滑动安装有密封机构，外筒内部固定安装有多个挡罩，挡罩内部设有驱动机构，外筒外部设有推动部件，本发明通过设置的驱动机构在进行补砂过程中自动带动外筒进行转动，使补砂口的位置不断更换，避免砂石来不及流走对补砂口进行阻挡导致出料速度慢，影响补砂效率，且通过设置的挤压片在外筒转动时能够对周围的砂石进行推动，使其扩散至筛管的两侧，增加砾石和高质量液体的流动速度，进一步防止砾石对补砂口进行阻挡。

Description

砾石充填重复补砂完井工具

技术领域

本发明涉及补砂技术领域，更具体地说，涉及砾石充填重复补砂完井工具。

背景技术

筛管砾石充填防砂工艺是在套管内油层部位下入绕丝筛管，在筛管与套管之间的环形空间充填砾石，形成地层、环空充填层和筛管三层挡砂结构。该工艺具有适应性广、成功率高、有效期长等优点，是疏松砂岩油田确保出砂油井正常生产的重要手段。

其中，随着生产的进行，一段时间后充填进入的砾石透析层逐渐被地层油液冲散、分散，透析层解体失去挡砂作用，常规充填工具可完成砾石充填、丢手等工序，但在砾石透析层解体后，只能将管柱、充填工具、筛管全部从井内取出，并重新下入新工具进行充填，此作业耗时长、工作强度高、成本高、耽误生产时间。

现有技术中公告号为CN203531867U的中国专利公开了一次防砂留井工具及其二次补砂挤压充填工具，虽然该设备能够便于二次补砂操作，但是，在使用过程中，砾石从补砂口流出后，虽然有高质量液体随着砾石进入环空填充层，但是由于砾石密度较高，易在补砂口周围形成堆积，从而导致砾石难以均匀地将环空填充层填满，易出现空缺的情况，且堆积的砾石会导致补砂口出料速度慢，影响补砂效率。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供砾石充填重复补砂完井工具。

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

砾石充填重复补砂完井工具，包括外筒，所述外筒内部设有固定筒，所述外筒与固定筒转动连接，所述外筒中部外壁开设有多个补砂口，所述补砂口内部远离固定筒的一侧开设有活动槽，所述活动槽内部滑动安装有密封机构，所述密封机构对补砂口进行密封；

所述外筒内部固定安装有多个挡罩，所述挡罩的位置与补砂口的位置对应，所述挡罩内部设有驱动机构；

所述外筒外部设有推动部件。

进一步的，所述驱动机构包括安装在挡罩内部的转动块，所述转动块外壁固定安装有多个挡板，所述挡板呈弧形结构设置，所述外筒内壁与补砂口对应的位置均开设有缺口，所述缺口位于补砂口靠近固定筒的一侧，所述驱动机构还包括安装在缺口内部的齿轮，所述齿轮靠近转动块的一端通过转动杆与转动块固定连接，所述固定筒位于外筒内部的一侧呈逐渐收缩状，且固定筒位于外筒内部的一侧外壁固定安装有多个啮合齿，所述齿轮与啮合齿啮合传动。

进一步的，所述外筒内壁固定安装有密封环，所述密封环位于挡罩与齿轮之间，且转动杆贯穿密封环与其转动连接，所述密封环内壁与固定筒外壁滑动接触。

进一步的，所述密封机构包括滑动安装在活动槽内部的密封板，所述密封板远离固定筒的一端固定安装有连接杆，所述连接杆远离密封板的一端位于外筒内部。

进一步的，所述外筒远离固定筒的一端开设有连通孔，所述连通孔内部滑动安装有封堵块，所述外筒内部固定安装有阻挡板，所述阻挡板呈滤网状结构，且阻挡板中部滑动安装有移动块，所述移动块通过固定杆与封堵块连接固定。

进一步的，所述连接杆位于外筒内部一侧滑动安装有移动架，所述移动架靠近连接杆的一端固定安装有挤压弹簧，所述挤压弹簧另一端与连接杆内部固定连接。

进一步的，所述固定杆外部套设有拉力弹簧，所述拉力弹簧一端与阻挡板固定连接，且拉力弹簧另一端与封堵块固定连接。

进一步的，所述推动部件包括固定安装在外筒外壁的两个挤压片，所述挤压片呈螺旋状结构，且两个挤压片的螺旋方向相反。

进一步的，所述缺口内部嵌设有触点开关，所述触点开关与齿轮上的齿活动接触，所述触点开关通过导线连接有提示灯。

进一步的，所述外筒远离固定筒的一侧设有下接头，所述下接头与外筒转动连接，所述固定筒远离外筒的一端安装有上接头。

相比于现有技术，本发明的有益效果：

（1）本发明通过设置的驱动机构在进行补砂过程中自动带动外筒进行转动，使补砂口的位置不断更换，避免砂石来不及流走对补砂口进行阻挡导致出料速度慢，影响补砂效率，且通过设置的挤压片在外筒转动时能够对周围的砂石进行推动，使其扩散至筛管的两侧，且能够增加砾石和高质量液体在环空填充层内的流动速度，进一步防止砾石对补砂口进行阻挡，也能够在推动时使砾石之间紧密贴合在一起，增加砾石透析层的紧实度，在石油长时间冲击时砾石透析层能够更加牢固，不易解体。

（2）本发明通过设置的密封机构配合移动块、封堵块能够在填充砾石时自动将补砂口打开，便于砾石从补砂口中流出，并且，在停止补砂时配合拉力弹簧能够自动将补砂口关闭，在反洗出砾石过程中能够避免砾石透析层中的砾石进入到外筒内部。

（3）本发明通过设置的挤压弹簧配合移动架在反洗出砾石过程中能够使得密封板与补砂口内壁紧密贴合，从而避免在反洗出砾石过程中密封板出现松动导致砾石透析层中的砾石进入外筒内部。

（4）本发明通过设置的提示灯配合触点开关以及齿轮能在补砂过程中不断地闪烁，从而告知工作人员补砂过程正在持续，并且随着环空填充层中的砾石越来越多将要填满时，位于补砂口周围的砾石也会增加，从而导致砂石的流出速度逐渐降低，直至补砂口周围充满砾石外筒内部的砾石不能再从其内部流出，挡板则不再受到砾石的推动，因此齿轮将不再转动挤压触点开关，此时的提示灯不会再闪烁，工作人员以此能够得知环空填充层中已经充满砾石，无需再继续填充。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的外筒及固定筒内部结构示意图；

图3为本发明的啮合齿及补砂口部分结构示意图；

图4为本发明的转动块、挡板及齿轮部分结构示意图；

图5为本发明的阻挡板及阻挡块部分结构示意图；

图6为本发明的阻挡板及移动块部分结构示意图；

图7为本发明的活动槽及密封板部分结构示意图；

图8为本发明的移动架以及连接杆部分结构示意图。

图中标号说明：

1、外筒；101、补砂口；102、活动槽；103、挡罩；104、缺口；1041、触点开关；1042、提示灯；105、密封环；106、连通孔；107、下接头；108、挤压片；109、阻挡板；

2、固定筒；201、啮合齿；202、上接头；

3、密封机构；301、密封板；302、连接杆；303、移动架；304、挤压弹簧；

4、驱动机构；401、转动块；402、挡板；403、齿轮；404、转动杆；

5、封堵块；501、固定杆；502、移动块；503、拉力弹簧。

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、完整的描述；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。

请参阅图1至图8，砾石充填重复补砂完井工具，包括外筒1，外筒1内部设有固定筒2，外筒1与固定筒2转动连接，外筒1能够相对固定筒2发生转动，外筒1中部外壁开设有多个补砂口101，补砂口101内部远离固定筒2的一侧开设有活动槽102，活动槽102内部滑动安装有密封机构3，密封机构3对补砂口101进行密封；

外筒1内部固定安装有多个挡罩103，挡罩103的位置与补砂口101的位置对应，挡罩103内部设有驱动机构4；

外筒1外部设有推动部件；

外筒1远离固定筒2的一侧设有下接头107，下接头107与外筒1转动连接，固定筒2远离外筒1的一端安装有上接头202；

驱动机构4包括安装在挡罩103内部的转动块401，转动块401外壁固定安装有多个挡板402，挡板402呈弧形结构设置，挡板402受到挤压时能够带动转动块401转动，外筒1内壁与补砂口101对应的位置均开设有缺口104，缺口104位于补砂口101靠近固定筒2的一侧，驱动机构4还包括安装在缺口104内部的齿轮403，齿轮403靠近转动块401的一端通过转动杆404与转动块401固定连接，固定筒2位于外筒1内部的一侧呈逐渐收缩状，且固定筒2位于外筒1内部的一侧外壁固定安装有多个啮合齿201，齿轮403与啮合齿201啮合传动，齿轮403能够在转动时与啮合齿201啮合从而沿着固定筒2外部运动。

通过采用上述技术方案，在使用时利用输送管道与上接头202和下接头107连接，并通过管道向固定筒2以及外筒1内部输送砾石，砾石进入外筒1内部后能够通过出料后流出至周围，并且在流出时能够挤压转动块401上的挡板402，此时在砾石的推力作用下挡板402能够带动转动块401发生转动，转动块401转动后能够通过与其固定连接的转动杆404带动齿轮403转动，齿轮403转动时由于其与啮合齿201啮合，因此齿轮403在自转时能够沿着固定筒2外侧做公转运动，此时在转动杆404的推动下能够通过挡罩103带动外筒1转动，外筒1转动时能够使得补砂口101的位置不断发生变化，从而能够使砾石流至不同位置。

如图1－图2所示，推动部件包括固定安装在外筒1外壁的两个挤压片108，挤压片108呈螺旋状结构，且两个挤压片108的螺旋方向相反。

通过采用上述技术方案，在外筒1转动时能够带动其外壁的两个挤压片108发生转动，此时的挤压片108能够随着转动不断地将补砂口101周围的砾石推至外筒1的两侧，避免砾石堆积在补砂口101周围将补砂口101堵住影响出料效率，并且通过挤压片108挤压的砾石能够使环空内的砾石紧密贴合，使填充的砾石更加牢固。

如图2－图7所示，密封机构3包括滑动安装在活动槽102内部的密封板301，密封板301能够在活动槽102内部移动，密封板301远离固定筒2的一端固定安装有连接杆302，连接杆302远离密封板301的一端位于外筒1内部。

通过采用上述技术方案，密封环105能够在砾石被挤出补砂口101时防止砾石移动至齿轮403周围影响齿轮403的正常转动。

如图2、图4－图8所示，密封机构3包括滑动安装在活动槽102内部的密封板301，密封板301远离固定筒2的一端固定安装有连接杆302，连接杆302远离密封板301的一端位于外筒1内部，连接杆302移动时能够带动密封板301移动；

外筒1远离固定筒2的一端开设有连通孔106，连通孔106内部滑动安装有封堵块5，封堵块5能够对连通孔106进行封堵，外筒1内部固定安装有阻挡板109，阻挡板109呈滤网状结构，阻挡板109能够对砾石进行阻挡，且能便于溶液流过，且阻挡板109中部滑动安装有移动块502，移动块502能够相对阻挡板109发生移动，移动块502通过固定杆501与封堵块5连接固定，移动块502移动时能够通过固定杆501带动封堵块5发生移动；

固定杆501外部套设有拉力弹簧503，拉力弹簧503一端与阻挡板109固定连接，且拉力弹簧503另一端与封堵块5固定连接，当移动块502未受到挤压时，拉力弹簧503能够拉动封堵块5使其发生移动；

连接杆302位于外筒1内部一侧滑动安装有移动架303，移动架303靠近连接杆302的一端固定安装有挤压弹簧304，挤压弹簧304能够对连接杆302进行挤压，挤压弹簧304另一端与连接杆302内部固定连接，拉力弹簧503在拉动封堵块5移动时，封堵块5能够通过移动架303对挤压弹簧304进行挤压，从而使得连接杆302和密封板301移动，移动后的密封板301能够将补砂口101堵住，避免外筒1外部的砾石从补砂口101进入到外筒1内部。

通过采用上述技术方案，在砾石进入外筒1内部后会先挤压移动块502，使得移动块502发生移动，此时的移动块502能够通过固定杆501带动阻挡块发生移动并使阻挡块远离阻挡板109，当阻挡块移动后能够带动移动架303移动，移动架303移动后能够拉动连接杆302，此时的连接杆302随着移动架303的移动能够带动密封板301发生移动，密封板301移动后会收缩至活动槽102内部，从而能够使得补砂口101打开，当补砂结束后砾石不会再挤压移动块502，此时在拉力弹簧503的作用下阻挡块能够向初始位置移动，从而带动移动架303移动，同时，在挤压弹簧304的作用下连接杆302能够带动密封板301随移动架303移动，进而将补砂口101堵住，而此时的封堵块5依旧处于将连通孔106封堵状态，当对砾石进行反洗出时，连通孔106中的压力大于外筒1内部压力能够挤压封堵块5，从而使得封堵块5再次移动并挤压挤压弹簧304，此时的密封板301和移动架303受到补砂口101的阻挡将不能够再发生移动，而移动架303则会随着封堵块5的移动相对连接杆302发生移动。

如图1、图3所示，缺口104内部嵌设有触点开关1041，触点开关1041与齿轮403上的齿活动接触，触点开关1041通过导线连接有提示灯1042，触点开关1041以及提示灯1042均通过导线与供电设备连接，触点开关1041受到挤压后能够控制提示灯1042，利用提示灯1042闪烁提醒工作人员环空填充层内砾石是否填满。

通过采用上述技术方案，齿轮403在不断转动的过程中能够不断地与触点开关1041接触，此时的提示灯1042能够不断地闪烁，提醒工作人员砾石未填满环空，当环空内填满砾石后，砾石将不能再通过补砂口101移动至外筒1外部，因此不能再推动挡板402使得转动块401、转动杆404、齿轮403转动，因此，此时的提示灯1042将不再闪烁，以此提醒工作人员已经补砂完成，应及时停止输送砾石。

使用方法：将固定筒2与筛管端部连接固定并随筛管一起下入至水平环空填充层内，在需要补砂时，将输送管与上接头202连接后，利用输送泵将砾石输送至固定筒2和外筒1内，砾石先挤压移动块502后能够通过固定杆501使得封堵块5移动，从而通过移动架303和连接杆302带动密封板301移动，密封板301移动后补砂口101处于打开状态，此时砾石能够从补砂口101中排出，并且，由于挡罩103的阻挡，砾石只能够对转动块401一侧的挡板402进行挤压，使得挡板402带动转动块401发生转动，转动块401转动后能够通过固定杆501带动齿轮403转动，齿轮403转动后能够与啮合齿201啮合，从而在转动杆404的挤压下带动密封环105和挡罩103移动，同时能够使得与挡罩103固定的外筒1转动，外筒1转动后能够使得砾石被撒至不同位置，并且，在挤压片108的作用下能够将砾石推至两侧，使砾石填充在筛管的周围，填充完成后砾石不能够再通过补砂口101进入环空，此时的挡板402不再发生转动，进而能够使齿轮403不再转动，齿轮403不再转动时将不再挤压触点开关1041，因此提示灯1042将处于长亮或不亮的状态，以此提醒工作人员砾石已经补充完成，此时工作人员则需停止输送砾石，在反洗出砾石时，溶液挤压封堵块5使其移动后能够通过阻挡板109被抽出，而未挤压封堵块5时，封堵块5会有部分位于连通孔106内将连通孔106堵住。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.砾石充填重复补砂完井工具，包括外筒（1），其特征在于：所述外筒（1）内部设有固定筒（2），所述外筒（1）与固定筒（2）转动连接，所述外筒（1）中部外壁开设有多个补砂口（101），所述补砂口（101）内部远离固定筒（2）的一侧开设有活动槽（102），所述活动槽（102）内部滑动安装有密封机构（3），所述密封机构（3）对补砂口（101）进行密封；

所述外筒（1）内部固定安装有多个挡罩（103），所述挡罩（103）的位置与补砂口（101）的位置对应，所述挡罩（103）内部设有驱动机构（4）；

所述外筒（1）外部设有推动部件。

2.根据权利要求1所述的砾石充填重复补砂完井工具，其特征在于：所述驱动机构（4）包括安装在挡罩（103）内部的转动块（401），所述转动块（401）外壁固定安装有多个挡板（402），所述挡板（402）呈弧形结构设置，所述外筒（1）内壁与补砂口（101）对应的位置均开设有缺口（104），所述缺口（104）位于补砂口（101）靠近固定筒（2）的一侧，所述驱动机构（4）还包括安装在缺口（104）内部的齿轮（403），所述齿轮（403）靠近转动块（401）的一端通过转动杆（404）与转动块（401）固定连接，所述固定筒（2）位于外筒（1）内部的一侧呈逐渐收缩状，且固定筒（2）位于外筒（1）内部的一侧外壁固定安装有多个啮合齿（201），所述齿轮（403）与啮合齿（201）啮合传动。

3.根据权利要求2所述的砾石充填重复补砂完井工具，其特征在于：所述外筒（1）内壁固定安装有密封环（105），所述密封环（105）位于挡罩（103）与齿轮（403）之间，且转动杆（404）贯穿密封环（105）与其转动连接，所述密封环（105）内壁与固定筒（2）外壁滑动接触。

4.根据权利要求3所述的砾石充填重复补砂完井工具，其特征在于：所述密封机构（3）包括滑动安装在活动槽（102）内部的密封板（301），所述密封板（301）远离固定筒（2）的一端固定安装有连接杆（302），所述连接杆（302）远离密封板（301）的一端位于外筒（1）内部。

5.根据权利要求4所述的砾石充填重复补砂完井工具，其特征在于：所述外筒（1）远离固定筒（2）的一端开设有连通孔（106），所述连通孔（106）内部滑动安装有封堵块（5），所述外筒（1）内部固定安装有阻挡板（109），所述阻挡板（109）呈滤网状结构，且阻挡板（109）中部滑动安装有移动块（502），所述移动块（502）通过固定杆（501）与封堵块（5）连接固定。

6.根据权利要求5所述的砾石充填重复补砂完井工具，其特征在于：所述连接杆（302）位于外筒（1）内部一侧滑动安装有移动架（303），所述移动架（303）靠近连接杆（302）的一端固定安装有挤压弹簧（304），所述挤压弹簧（304）另一端与连接杆（302）内部固定连接。

7.根据权利要求6所述的砾石充填重复补砂完井工具，其特征在于：所述固定杆（501）外部套设有拉力弹簧（503），所述拉力弹簧（503）一端与阻挡板（109）固定连接，且拉力弹簧（503）另一端与封堵块（5）固定连接。

8.根据权利要求7所述的砾石充填重复补砂完井工具，其特征在于：所述推动部件包括固定安装在外筒（1）外壁的两个挤压片（108），所述挤压片（108）呈螺旋状结构，且两个挤压片（108）的螺旋方向相反。

9.根据权利要求8所述的砾石充填重复补砂完井工具，其特征在于：所述缺口（104）内部嵌设有触点开关（1041），所述触点开关（1041）与齿轮（403）上的齿活动接触，所述触点开关（1041）通过导线连接有提示灯（1042）。

10.根据权利要求9所述的砾石充填重复补砂完井工具，其特征在于：所述外筒（1）远离固定筒（2）的一侧设有下接头（107），所述下接头（107）与外筒（1）转动连接，所述固定筒（2）远离外筒（1）的一端安装有上接头（202）。