CN1184406C

CN1184406C - 真空式管捞砂工艺及其井下工具

Info

Publication number: CN1184406C
Application number: CNB021324484A
Authority: CN
Inventors: 郭革; 宋彦武; 于启海; 刘秀平
Original assignee: Liaohe Petroleum Exploration Bureau
Current assignee: Liaohe Petroleum Exploration Bureau
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2022-06-14
Also published as: CN1386954A

Abstract

本发明涉及一种用于油田油、水井修井作业的真空式管捞砂工艺技术及其井下工具。该工艺技术采用由捞砂泵组件、悬挂捞砂组件、挡砂阀体组件和捞砂笔尖组件组成的真空式管井下捞砂工具通过下放管柱、顿击砂面、重复下放上提过程等实施步骤进行施工作业。采用该井下工具，在无须增加任何专用设备情况下用油管代替钢丝绳，不但可用于深井或地层沉砂较硬油田捞砂，而且可以增强处理事故的能力，并可在捞砂工具接触井底前保持其内部处于相对真空状态，大大提高捞砂效率和效果。

Description

真空式管捞砂工艺及其井下工具

技术领域：

本发明涉及一种用于油田油、水井修井作业的工艺及其井下工具。

背景技术：

砂岩油层出砂造成砂卡管柱、砂埋油层，从而影响油、水井正常生产，这是所有砂岩油田开采过程中都会遇到的重大难题。对于油、水井出砂，现场最常用的处理办法是采用水力冲砂的方法将油井中的沉砂由冲砂液冲散，并由冲砂液携带出井筒。但对于地层压力低的油气层，水力冲砂时冲砂液漏失严重，不仅污染油层，而且井筒中的部分砂子被重新冲入地层，油水井投产投注不久再次造成砂害，严重影响冲砂作业的施工效果。为了避免水力冲砂对油水井造成的上述后果，近年来，最常用的是钢丝绳捞砂，即柔性捞砂工艺技术，其优点是下放、上提速度快，工人劳动强度，但仍存在以下问题：一是钢丝绳强度低，因而处理井下复杂情况(主要是解卡)的能力差，常常需要打捞；二是捞砂时顿击负荷小，影响捞砂效果，尤其是当井底存在类似泥饼的粘性物质或井底的沉砂非常坚硬时，粘性物质容易包裹捞砂笔尖或者堵塞挡砂凡尔进口，较小的顿击力无法使捞砂笔尖较深地插入硬砂内部，因而很难取得大的捞砂进尺，导致捞砂失败；三是钢丝绳捞砂需要另外配备一套起下钢丝绳的捞砂车，使作业成本增大。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种作业简便、易于实施、无须增加任何专用设备且捞砂效率高、作业效果好的油水井真空式管捞砂工艺及其井下工具。

本发明是这样实现的。本发明所提供的捞砂工艺所用的地面设备为普通的修井作业机和常用的作业工具，所用的真空式管井下捞砂工具从上至下依次由捞砂泵组件、悬挂储砂组件、挡砂阀组件和捞砂笔尖组件四部分组成。其中，捞砂泵组件由游动阀体接头、游动凡尔球、游动凡尔座、活塞杆、泵筒、固定螺帽、挡环、隔环、密封环、锁紧环、固定阀体接头、固定凡尔球、固定凡尔座、固定凡尔压环、外滤砂管、螺钉、内滤砂管、丝堵和不锈钢过滤网组成。悬挂储砂组件由承压接头、外管接箍、外管和储砂筒组成。挡砂阀组件由固定接头、挡砂阀体、螺帽、固定芯子、“O”形密封圈、螺钉、滑动芯子和接头组成。捞砂笔尖组件由捞砂笔尖、小件落物捕获爪、销轴和扭簧组成。工作时，捞砂泵组件上方通过游动阀体接头的内螺纹与油管柱相连接，下部通过承压接头将捞砂时的顿击力通过悬挂储砂组件中的外管传递到下端的捞砂笔尖。此种捞砂工艺的实施步骤如下：

1、将预先连接好的捞砂笔尖和挡砂阀组件下入井筒；

2、将第一根捞砂管连接在固定接头上下入井内，依次下入捞砂管和外管，直至所需要的长度；

3、将滤砂管与捞砂泵组件下入外管中，并将承压接头下部的螺纹拧紧在外管接箍上，然后下入井内；

4、将油管连接在游动阀体接头上，依次下入井内，至接近井底砂面时，慢放并观察负荷变化情况，校准砂面深度；

5、下入管柱，顿击砂面。捞砂笔尖接触砂面遇阻后，捞砂泵活塞下行，在活塞到达下止点之前，游动阀体接头的下端面接触到承压接头的上端面，将压力避开泵筒从外管传递下去。当压力超过销钉的强度极限后，销钉剪断，滑动芯子相对于固定芯子滑动迅速打开挡砂阀的同时，使挡砂阀体的下端面压在接头的上端面上，将捞砂的顿击力传递给捞砂笔尖，使捞砂笔尖下行冲松井底沉砂。由于捞砂工具内腔处于相对真空状态，在挡砂阀打开的一瞬间，井底的砂及砂水混合液在井筒液面压力和笔尖下击力的共同作用下快速、大量涌入捞砂工具内部；

6、进砂结束后上提管柱3-5m。游动阀体接头带动活塞上行，捞砂泵固定阀打开，游动阀关闭。储砂筒中的砂水经过滤砂管过滤后，砂子被留在储砂筒中，水通过滤砂管进入泵筒中。活塞到达上止点时，固定螺帽的上端面接触承压接头的内端面带动捞砂工具一起上行，滑动芯子在自重作用下关闭挡砂阀；

7、重复下放、上提过程，当捞砂进尺内的砂子足以装满储砂筒时，将整套工具提出井外，清理出砂子；

8、检查、维护捞砂工具，更换易损件，待下次使用。

本发明提供的油水井捞砂工艺技术在无须增加任何专用设备的情况下用油管代替钢丝绳，不但可用于深井或者地层沉砂较硬的油田捞砂，提高捞砂作业的成功率，而且可以提高解卡负荷，增强处理事故的能力。采用该工艺技术及其井下工具，可以在捞砂工具接触井底前，不让井筒内的流体进入捞砂工具内部，即捞砂工具内部处于相对真空状态，使得捞砂效率和效果明显提高，还具有作业简便、易于实施、可捕获、打捞小件井下落物等优点，宜于推广应用。

附图说明：

图1为本发明可提供的真空管捞砂工艺技术所用井下捞砂工具的总体结构示意图。图2为其A-A剖视图。

具体实施方式：

以下结合附图对本发明的实施作进一步说明。

如图所示，本发明所提供的井下捞砂工具从上至下依次由游动阀体接头1、游动凡尔球2、凡尔座3、承压接头4、活塞杆5、外管接箍6、泵筒7、外管8、固定螺帽9、挡环10、隔环11、密封环12、锁紧环13、固定阀体接头14、固定凡尔球15、凡尔座16、压环17、外滤砂管18、螺钉19、内滤砂管20、丝堵21、储砂筒22、固定接头23、挡砂阀体24、螺帽25、固定芯子26、“O”形密封圈27、螺钉28、滑动芯子29、接头30、捞砂笔尖31、小件落物捕获爪32、销轴33、扭簧34和不锈钢滤网35组成，其结构、组装关系如下：游动阀体接头1下端以螺纹与活塞杆5上端相连接，其间放入游动凡尔座3、凡尔座3上方装有凡尔球2；活塞杆5上部套装有承压接头4，其下端内螺纹与套装在活塞杆5外的泵筒7上端相连接，外螺纹与外管接箍6相连接，接箍6下端与外管8相连接，泵筒7下端以螺纹与固定阀体接头14上端相连接；活塞杆5中下部拧紧有固定螺帽9，其下依次穿套有挡环10、密封环12、隔环11、密封环12、隔环11、下端用锁紧环13拧紧；固定阀体接头14下端以螺纹与外滤砂管18相连接，其间装有固定凡尔座16和压环17，凡尔座16上方装有凡尔球15；外滤砂管18内装有外表面包裹有不锈钢过滤网35的内滤砂管20，其上端用螺钉19与外滤砂管18定位，下端拧上丝堵21；外管8下端通过接箍接有储砂筒22，储砂筒22下端以螺纹与固定接头23相连接，固定接头23以螺纹下接挡砂阀体24，挡砂阀体24下部内装一滑动芯子29，并用螺钉28固定，滑动芯子29与固定接头23之间装有固定芯子26，其上端用螺帽25将固定芯子拧紧在固定接头23上，固定芯子26和滑动芯子29的外圆面密封槽内分别设有“O”形密封圈27；滑动芯子29下端以螺纹与接头30相连接，接头30以螺纹下接捞砂笔尖31，捞砂笔尖31内沿圆周均布地装有6个小件落物捕获爪32，分别销轴33、扭簧34固定在捞砂笔尖31侧壁的孔眼内。其中，游动阀体接头1为一中部内圆面带缩孔的油管变扣接头，侧壁上设有两个对称的长条形孔眼。固定阀体接头14为一上、下端分别设有内螺纹的中空圆柱体，其内孔上部螺纹段下方设有一个均布有多个圆孔的圆台，圆台以下为台阶孔。固定接头23为一上端为母扣、下端为公扣的油管变扣接头，内孔下端设有圆台，圆台中心有螺孔，周围均布多个光孔。固定芯子26上部为上端设有螺纹的细长杆，下部两头为锥体，中部为圆柱体，圆柱面上设有密封圈槽。滑动芯子29为一下端带公扣的回转体，其外圆柱面上部的台肩上设有密封圈槽，内圆面上部有一台阶，其下方有一由锥面、柱面、锥面组合的缩径段。捞砂笔尖31为一下部均匀切割成6-8个锯齿的圆筒，内圆面上端带阴螺纹，侧壁上沿圆周均布有6个安装小件落物捕获爪32用的孔眼。泵筒7为长5.5m上、下端设有螺纹的φ90薄壁管，外管8为长9m的4¹/2″油管，外滤砂管18为长3m的3¹/2″油管，内滤砂管20为长2.5m的2⁷/8″油管，储砂筒22为长9m的4¹/2″油管。

Claims

1、一种真空式管捞砂工艺，其特征在于，该工艺技术采用由捞砂泵组件、悬挂储砂组件、挡砂阀组件和捞砂笔尖组件四部分组成的真空式管井下捞砂工具及通常的地面设备进行施工作业，其实施步骤如下：

1)将预先连接好的捞砂笔尖和挡砂阀组件下入井筒；

2)将第一根捞砂管连接在固定接头上下入井内，依次下入捞砂管和外管，直至所需要的长度；

3)将滤砂管与捞砂泵组件下入外管中，并将承压接头下部的螺纹拧紧在外管接箍上，然后下入井内；

4)将油管连接在游动阀体接头上，依次下入井内，至接近井底砂面时，慢放并观察负荷变化情况，校准砂面深度；

5)下入管柱，顿击砂面；进砂结束后上提管柱3-5m；

6)重复下放、上提过程，当捞砂进尺内的砂子足以装满储砂筒时，将整套工具提出井外，清理出砂子；

7)检查、维护捞砂工具，更换易损件，待下次使用。

2、一种真空式管井下捞砂工具，由游动阀体接头(1)、游动凡尔球(2)、凡尔座(3)、承压接头(4)、活塞杆(5)、外管接箍(6)、泵筒(7)、外管(8)、固定螺帽(9)、挡环(10)、隔环(11)、密封环(12)、锁紧环(13)、固定阀体接头(14)、固定凡尔球(15)、凡尔座(16)、压环(17)、外滤砂管(18)、螺钉(19)、(28)、内滤砂管(20)、丝堵(21)、储砂筒(22)、固定接头(23)、挡砂阀体(24)、螺帽(25)、固定芯子(26)、“O”型密封圈(27)、滑动芯子(29)、接头(30)、捞砂笔尖(31)、小件落物捕获爪(32)、销轴(33)、扭簧(34)和不锈钢滤网(35)组成，其特征在于：游动阀体接头(1)下端与活塞杆(5)上端相连接，其间放入游动凡尔座(3)，凡尔座(3)上方装有凡尔球(2)；活塞杆(5)上部套装有承压接头(4)，其下端内螺纹与套装在活塞(5)外的泵筒(7)上端相连接，外螺纹与外管接箍(6)相连接，接箍(6)下端与外管(8)相连接，泵筒(7)下端以螺纹与固定阀体接头(14)上端相连接：活塞杆(5)中下部拧紧有固定螺帽(9)，其下依次穿套有挡环(10)、密封环(12)、隔环(11)、密封环(12)、隔环(11)，下端用锁紧环(13)拧紧；固定阀体接头(14)下端以螺纹与外滤砂管(18)相连接，其间装有固定凡尔座(16)和压环(17)，凡尔座(16)上方装有凡尔球(15)；外滤砂管(18)内装有外表面包裹有不锈钢滤网(35)的内滤砂管(20)，其上端用螺钉(19)与外滤砂管(18)定位，下端拧上丝堵(21)；外管(8)下端通过接箍接有储砂筒(22)，储砂筒(22)下端以螺纹与固定接头(23)相连接，接头(23)以螺纹下接挡砂阀体(24)，挡砂阀体(24)下部内装一滑动芯子(29)，并用螺钉(28)固定，滑动芯子(29)与固定接头(23)之间装有固定芯子(26)，其上端用螺帽(25)将固定芯子(26)拧紧在接头(23)上，固定芯子(26)和滑动芯子(29)的外圆面密封槽内分别设有“O”形密封圈(27)；滑动芯子(29)下端以螺纹与接头(30)相连接，接头(30)螺纹下接捞砂笔尖(31)，捞砂笔尖(31)内沿圆周均布地装有6个小件落物捕获爪(32)，分别用锁轴(33)、扭簧(34)固定在捞砂笔尖(31)壁孔眼内。