CN203050571U - 水平井高压旋流解堵工艺管柱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水平井高压旋流解堵工艺管柱，该水平井高压旋流解堵工艺管柱采用水平井高压旋转式水射流技术为主要手段，同时与其它配套工具组合的水平井高压旋流解堵工艺管柱的设计，速度控制装置与喷射装置是本设计管柱的主要配套工具。特别适合于油田水平井完井后污染处理及水平井正常生产解堵处理。
Description
技术领域
本实用新型涉及油田油井增产工具领域，特别是一种水平井高压旋流解堵工艺管柱。
背景技术
随着油田开发的不断深入，由于作业、洗井等原因而引起的油层污染导致了油井产能下降。其中稠油水平井因其特殊的井身结构和开采时间的延长，水平井段筛管结垢和堵塞现象尤为严重。为了给油井解堵，现有技术中出现了旋转射流解堵管柱，该管柱能够喷射出高压旋转的水流冲击堵塞部位，堵塞物在高压旋转水流的剪切力和脉冲效应的作用下容易从堵塞部位脱落，从而实现油井解堵。现有技术中旋转射流解堵管柱的旋转喷射装置通过转动密封装置与扶正装置连接，旋转喷射装置的转速往往过高且无法控制，高压旋转射流解堵的优势无法充分发挥。
实用新型内容
为了解决现有技术中高压旋转射流解堵管柱的旋转喷射装置的转速过高且无法控制的技术问题，本实用新型提供了一种水平井高压旋流解堵工艺管柱，该水平井高压旋流解堵工艺管柱的速度控制装置内设置有与主轴连接且充满液体的环形空间，利用液体的粘滞阻力使与主轴连接的旋转喷射装置的转速控制在合理范围之内。所以该水平井高压旋流解堵工艺管柱能够充分发挥旋转射流的优势，解堵效果好。
本实用新型为解决其技术问题采用的技术方案是：一种水平井高压旋流解堵工艺管柱，包括依次连接的第一过滤装置、单向阀、第二过滤装置、扶正装置、速度控制装置和旋转喷射装置，速度控制装置包括轴承套和从轴承套内穿过的主轴，轴承套的两端与主轴转动密封连接，轴承套和主轴之间形成密封的环形空间，环形空间内设置有连接轴承套和主轴的两列轴承，主轴内设有连通主轴两端的通道，扶正装置与速度控制装置的轴承套固定连接，旋转喷射装置与速度控制装置的主轴固定连接，环形空间内充满液体。
现有技术中，由于水压较高旋转射流解堵管柱中旋转喷射装置的转速过快，解堵效果不理想，而本实用新型所述的水平井高压旋流解堵工艺管柱的速度控制装置在工作状态下，速度控制装置中的轴承套不动而主轴旋转，环形空间内液体的粘滞阻力会影响主轴的旋转速度，通过调整环形空间内液体的粘度就可以改变主轴的旋转速度，从而控制与主轴连接的旋转喷射装置的转速，使旋转喷射装置以一个合适的速度旋转。所以该水平井高压旋流解堵工艺管柱能够充分发挥旋转射流的优势，解堵效果好。
优选在环形空间内，两列轴承之间还设置有环形的阻尼器，阻尼器套接于主轴并且与主轴固定连接。
优选沿阻尼器的轴线方向，阻尼器的侧壁中设置有至少一个通孔。
优选沿阻尼器的轴线方向，阻尼器的两端设有缩径。
优选沿阻尼器的轴线方向，在阻尼器的外径与缩径的外径之间，阻尼器的侧壁中设置有至少一个通孔。
优选轴承套的一端设置有圆筒形的接头，接头的一端的外壁与轴承套的一端固定连接，接头的一端的内壁与主轴的一端转动密封连接。
优选主轴包括依次连接的第一中心管和第二中心管，第一中心管和第二中心管之间通过阻尼器固定连接。
优选旋转喷射装置的周向均匀分布有四个喷嘴，所述四个喷嘴中的两个喷嘴为用于产生旋转力矩的倾斜喷嘴。
优选旋转喷射装置的一端与第二中心管连接，旋转喷射装置的另一端设置有顶锥。
本实用新型的有益效果是：该水平井高压旋流解堵工艺管柱的速度控制装置内设置有与主轴连接且充满液体的环形空间，利用液体的粘滞阻力使与主轴连接的旋转喷射装置的转速控制在合理范围之内。所以该水平井高压旋流解堵工艺管柱能够充分发挥旋转射流的优势，解堵效果好。特别适合于油田水平井完井后污染处理及水平井正常生产解堵处理。
附图说明
下面结合附图对本实用新型所述的水平井高压旋流解堵工艺管柱作进一步详细的描述。
图1是速度控制装置的第一种实施方式的结构示意图。
图2是速度控制装置的第二种实施方式的结构示意图。
图3是阻尼器的主视图。
图4是图3中A-A方向的剖视图。
图5是旋转喷射装置的结构示意图。
图6是本实用新型所述的旋转式射流解堵管柱的结构示意图。
其中10.轴承套，11.轴承，13.环形空间，14.阻尼器，141.通孔，142.缩径，15.接头，20.主轴，21.通道，22.第一中心管，23.第二中心管，24.开口，31.第一过滤装置，32.单向阀，33.第二过滤装置，34.扶正装置，35.速度控制装置，36.旋转喷射装置，361.顶锥，362.喷嘴，37.井口装置。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型所述的水平井高压旋流解堵工艺管柱进行详细说明。一种水平井高压旋流解堵工艺管柱，包括依次连接的第一过滤装置31、单向阀32、第二过滤装置33、扶正装置34、速度控制装置35和旋转喷射装置36，速度控制装置35包括轴承套10和从轴承套内穿过的主轴20，轴承套10的两端与主轴20转动密封连接，轴承套10和主轴20之间形成密封的环形空间13，环形空间13内设置有连接轴承套10和主轴20的两列轴承11，主轴20内设有连通主轴两端的通道21，扶正装置34与速度控制装置35的轴承套10固定连接，旋转喷射装置36与速度控制装置35的主轴20固定连接，环形空间13内充满液体，如图1、图6所示。
现有技术中，由于水压较高旋转射流解堵管柱中旋转喷射装置的转速过快，解堵效果不理想，而本实用新型所述的水平井高压旋流解堵工艺管柱的速度控制装置在工作状态下，速度控制装置中的轴承套10不动主轴20旋转，环形空间13内液体的粘滞阻力会影响主轴20的旋转速度，通过调整环形空间13内液体的粘度就可以改变主轴20的旋转速度，从而控制与主轴20连接的旋转喷射装置的转速，使旋转喷射装置以一个合适的速度旋转。所以该水平井高压旋流解堵工艺管柱能够充分发挥旋转射流的优势，解堵效果好。
为了增加液体粘滞力对主轴20的影响，在环形空间13内，两列轴承11之间还可以设置有环形的阻尼器14，阻尼器14套接于主轴20外并且与主轴20固定连接。即阻尼器14的内径与主轴20的外径对应固定连接，如图2所示。这样设置阻尼器14的外表面与液体相接触，相对于增大了液体与主轴的接触面积，增加液体粘滞力对主轴20的影响，降低了主轴20的转速，如图2所示。
为了进一步增加液体粘滞力对主轴20的影响，沿阻尼器14的轴线方向，阻尼器14的侧壁中设置有至少一个通孔141。设置通孔相当于进一步增大了阻尼器与液体的接触面积，可以一步降低主轴20的转速。在环形空间13内，含有两列轴承11和阻尼器14，通孔141可以连通阻尼器14的两端调节阻尼器14两端液体压力平衡。另外，轴承11为深沟球轴承，轴承浸泡与液体中，液体可以为轴承润滑降噪。
沿阻尼器14的轴线方向，阻尼器14的两端设有缩径142。阻尼器14的两端分别设置有轴承11。环形空间13的两端分别与两列轴承11连接，上述设置可以避免主轴20相对于轴承套10沿主轴20的轴线方向移动。当阻尼器14的两端设有缩径142时，沿阻尼器14的轴线方向，在阻尼器14的外径与缩径142的外径之间，阻尼器14的侧壁中设置有至少一个通孔141，如图3、图4所示。
轴承套10的一端设置有圆筒形的接头15，接头15的一端的外壁与轴承套10的一端固定连接，接头15的一端的内壁与主轴20的一端转动密封连接，接头15的一端与其中一个轴承11连接。设置接头15可以方便该速度控制装置与其他装置连接，轴承套10与接头15之间设置有密封圈，接头15与主轴20的一端之间通过顶丝、石墨环和密封圈进行转动密封连接，轴承套10与主轴20的另一端也通过顶丝、石墨环和密封圈进行转动密封连接。
为了便于安装与维护，主轴20可以包括依次连接的第一中心管22和第二中心管23，第一中心管22和第二中心管23之间通过阻尼器14固定连接，阻尼器14含有内螺纹，第一中心管22和第二中心管23的一端含有外螺纹，第一中心管22和第二中心管23与阻尼器14螺纹连接。第二中心管23的另一端用于和图5所示的旋转喷射装置6连接。
旋转喷射装置36用于喷射旋转的高压水流，旋转喷射装置36的周向均匀分布有四个喷嘴362，所述四个喷嘴中的两个为用于产生旋转力矩的倾斜喷嘴。旋转喷射装置6的一端与第二中心管23连接，旋转喷射装置6的另一端设置有顶锥361，如图5所示。
另外，扶正装置34通过接头15与速度控制装置35的轴承套10连接。管柱的配套工具还包括地面的井口装置37，其带有密封设计，不仅起到密封油套环空的作用，同时在油管上下提放中也起到动密封作用。单向阀32对压力液起到了单向控制作用，扶正装置34可以防止管柱上下提放或洗井过程中喷头偏离受损，提高解堵效果。
当该水平井高压旋流解堵工艺管柱在水平井中应用时如图6所示。该水平井高压旋流解堵工艺管柱的工作过程如下：
将该水平井高压旋流解堵工艺管柱通过油管连接下至目的层，地面水泥车开泵打压16～30Mpa，脱油污水加防膨剂、活性剂等化学药剂作为处理液，高压水流依次流经通第一过滤装置31、单向阀32、第二过滤装置33、扶正装置34，然后从第一中心管22上的开口24进入通道21并最终送至旋转喷射装置36，高压水流从旋转喷射装置36上沿周向分布的四个喷嘴362喷出，其中两个倾斜的喷嘴喷出侧向射流产生旋转力矩使喷头旋转，旋转速度可由速度控制装置35控制，通过调整环形空间13内液体的粘度使旋转喷射装置36的旋转速度控制在100～400r/min，另外两个径向喷嘴产生径向高频自振旋转射流，直接冲击管壁和地层。同时地面作业车缓慢移动油管，使管柱在井下射孔井段边旋转边左右移动，由于旋转喷射装置36可按既定速度旋转，返回流体在水平段由常规轴向流动变为旋转流动，既可实现对筛管的全方位解堵，又能避免泥浆的沉积，旋转喷射装置36产生的射流直接对着筛管冲击，能量集中，每旋转一周有四个水力脉冲作用于炮眼及地层，同时产生低频旋转水力波、高频振荡射流冲击波、空化噪声超声波三种物理作用，以达到解堵的目的。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。
Claims (9)
1.一种水平井高压旋流解堵工艺管柱，其特征在于：所述水平井高压旋流解堵工艺管柱包括依次连接的第一过滤装置(31)、单向阀(32)、第二过滤装置(33)、扶正装置(34)、速度控制装置(35)和旋转喷射装置(36)，速度控制装置(35)包括轴承套(10)和从轴承套内穿过的主轴(20)，轴承套(10)的两端与主轴(20)转动密封连接，轴承套(10)和主轴(20)之间形成密封的环形空间(13)，环形空间(13)内设置有连接轴承套(10)和主轴(20)的两列轴承(11)，主轴(20)内设有连通主轴两端的通道(21)，扶正装置(34)与速度控制装置(35)的轴承套(10)固定连接，旋转喷射装置(36)与速度控制装置(35)的主轴(20)固定连接，环形空间(13)内充满液体。
2.根据权利要求1所述的水平井高压旋流解堵工艺管柱，其特征在于：在环形空间(13)内，两列轴承(11)之间还设置有环形的阻尼器(14)，阻尼器(14)套接于主轴(20)外并且与主轴(20)固定连接。
3.根据权利要求2所述的水平井高压旋流解堵工艺管柱，其特征在于：沿阻尼器(14)的轴线方向，阻尼器(14)的侧壁中设置有至少一个通孔(141)。
4.根据权利要求2所述的水平井高压旋流解堵工艺管柱，其特征在于：沿阻尼器(14)的轴线方向，阻尼器(14)的两端设有缩径(142)。
5.根据权利要求4所述的水平井高压旋流解堵工艺管柱，其特征在于：沿阻尼器(14)的轴线方向，在阻尼器(14)的外径与缩径(142)的外径之间，阻尼器(14)的侧壁中设置有至少一个通孔(141)。
6.根据权利要求1所述的水平井高压旋流解堵工艺管柱，其特征在于：轴承套(10)的一端设置有圆筒形的接头(15)，接头(15)的一端的外壁与轴承套(10)的一端固定连接，接头(15)的一端的内壁与主轴(20)的一端转动密封连接。
7.根据权利要求2所述的水平井高压旋流解堵工艺管柱，其特征在于：主轴(20)包括依次连接的第一中心管(22)和第二中心管(23)，第一中心管(22)和第二中心管(23)之间通过阻尼器(14)固定连接。
8.根据权利要求1所述的水平井高压旋流解堵工艺管柱，其特征在于：旋转喷射装置(36)的周向均匀分布有四个喷嘴，所述四个喷嘴中的两个喷嘴为用于产生旋转力矩的倾斜喷嘴。
9.根据权利要求7所述的水平井高压旋流解堵工艺管柱，其特征在于：旋转喷射装置(36)的一端与第二中心管(23)连接，旋转喷射装置(36)的另一端设置有顶锥(361)。
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