CN204492723U - 旋转钻进式捞砂工具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种旋转钻进式捞砂工具，包括筒体、钻头、心轴和螺旋叶片，所述钻头和心轴设置在筒体内，钻头位于筒体下部且与筒体固定连接，钻头与心轴固定连接，螺旋叶片设置在心轴上与心轴固定连接，且螺旋叶片与筒体内壁固定连接。本实用新型解决了低压漏失油气井的捞砂问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种旋转钻进式捞砂工具，主要用于无法建立循环或循环大量漏失的异常低压油气井，属于石油开发修井工具技术领域。
背景技术
油气井的生产过程中，一些地层砂以及其他固体杂物可能会在井筒沉积形成沉砂。一旦沉砂掩埋油气层，油气进入井筒的阻力大大增加，油气井将减产甚至停产，为了恢复油气井正常生产，需要清除井筒内沉砂。
水力冲砂是清除井筒内沉砂最常用的方法，适用于循环无漏失或漏失量小的常压油气井。但是，低压漏失油气井大量存在，特别是气田在开采中后期气井压力非常低，因为气藏依靠天然气自身弹性能量枯竭式开采。低压漏失井如果采用水力冲砂，冲砂液大量漏入地层，甚至根本不能返出地面，这不仅不能实现清砂，而且还会伤害储层。因此，低压漏失油气井一般采用机械捞砂的方法清除井筒沉砂。
机械捞砂利用负压抽汲原理，依靠活塞上下往复运动，反复形成负压，凡尔反复开关，将砂粒吸入储砂筒，这与抽油泵工作原理基本一致，例如CN 202228028专利公布的捞砂装置、CN202202832专利公布的螺旋钻进式捞砂泵和CN 202832332专利公布的一种捞砂泵。因为井底沉砂比较板结，通常也混有其他杂物，沉砂流动性差，不易被抽入捞砂筒，往复机构也容易被砂卡，所以这类捞砂装置成功率低和效率低。 CN 202202832专利和CN 202832332专利尽管设置了钻头，但同样通过管柱上下往复运动实现钻头转动和捞砂，钻头的作用有限，其捞砂原理没有根本改变，所以同样存在上述问题。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷和不足，提供一种旋转钻进式捞砂工具，解决了低压漏失油气井的捞砂问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种旋转钻进式捞砂工具，其特征在于：包括筒体、钻头、心轴和螺旋叶片，所述钻头和心轴设置在筒体内，钻头位于筒体下部且与筒体固定连接，钻头与心轴固定连接，螺旋叶片设置在心轴上与心轴固定连接，且螺旋叶片与筒体内壁固定连接。
所述筒体与钻头、钻头与心轴、心轴与螺旋叶片、螺旋叶片与筒体均采用焊接方式通过焊缝连接或加固。
所述筒体上部内腔的内径大于下部内腔的内径，上部内腔和下部内腔在筒体内形成台阶，台阶上设置有键槽，钻头设置在键槽内，螺旋叶片设置在筒体上部内腔，键槽内径不小于筒体上部内腔的内径，且大于筒体下部内腔的内径，筒体下部内径小于钻头外径。
所述心轴下端设置有矩形槽，钻头上部嵌入矩形槽内并通过焊缝连接。
所述筒体内腔上端设置有双极偏梯螺纹，筒体通过双极偏梯螺纹与储砂管连接，筒体内腔下端设置有铣鞋。
所述螺旋叶片的旋向与筒体上的双极偏梯螺纹和需要连接的钻具螺纹的旋向一致。
采用本实用新型的优点在于：
一、本实用新型解决了低压漏失油气井的捞砂问题，通过钻头和铣鞋钻松沉砂并使其形成砂浆，螺旋叶片输送沉砂并阻挡沉砂下落从而完成捞砂，结构简单、制造方便、施工成功率高。
二、与传统捞砂工具相比，本实用新型捞砂原理及工具结构均不同，提高了捞砂成功率和效率。
三、本实用新型适用于低压漏失井的捞砂作业，随着油气田的开发，低压井油气井越来越多，捞砂工具也会广泛应用。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图
图2为图1的A—A剖面结构示意图
图3为图1的B—B剖面结构示意图
图4为本实用新型筒体结构示意图
图5为图4的C—C剖面结构示意图
图6为本实用新型作业管柱结构示意图
图中标记为：1、筒体；2、钻头；3、心轴；4、螺旋叶片；5、焊缝；6、储砂管；7、钻杆；8、旁通阀；1-1、铣鞋；1-2、键槽；1-3、台阶；1-4、双极偏梯螺纹；3-1、矩形槽。
具体实施方式
实施例1
一种旋转钻进式捞砂工具，包括筒体1、钻头2、心轴3和螺旋叶片4，所述钻头2和心轴3设置在筒体1内，钻头2位于筒体1下部且与筒体1固定连接，钻头2与心轴3固定连接，螺旋叶片4设置在心轴3上与心轴3固定连接，且螺旋叶片4与筒体1内壁固定连接。
本实施例中，所述筒体1与钻头2、钻头2与心轴3、心轴3与螺旋叶片4、螺旋叶片4与筒体1均采用焊接方式通过焊缝5连接或加固。
本实施例中，所述筒体1上部内腔的内径大于下部内腔的内径，上部内腔和下部内腔在筒体内形成台阶1-3，台阶1-3上设置有键槽1-2，钻头2设置在键槽1-2内，螺旋叶片4设置在筒体1上部内腔，键槽1-2内径不小于筒体上部内腔的内径，且大于筒体下部内腔的内径，筒体下部内径小于钻头2外径。
本实施例中，所述心轴3下端设置有矩形槽3-1，钻头2上部嵌入矩形槽3-1内并通过焊缝5连接。
本实施例中，所述筒体1内腔上端设置有双极偏梯螺纹1-4，筒体1通过双极偏梯螺纹1-4与储砂管6连接，筒体1内腔下端设置有铣鞋1-1。
本实施例中，所述螺旋叶片4的旋向与筒体1上的双极偏梯螺纹1-4和需要连接的钻具螺纹的旋向一致。
实施例2
一种旋转钻进式捞砂工具，由筒体1、钻头2、心轴3和螺旋叶片4组成。筒体1的内径上大下小，在中下部形成台阶，上部内径略大于螺旋叶片4外径和钻头2的外径，下部内径小于钻头2的外径，以阻止钻头2下行；自台阶向下设置有键槽1-2，用来向钻头传递扭矩；筒体1上端设置双极偏梯螺纹1-4用于连接储砂管6；筒体1下端内径小于上端内径，下端设置铣鞋1-1，用于钻松井底沉砂。
本实施例中，钻头2用以搅动沉砂，使其形成砂浆便于输送，外径小于筒体1下部内腔内径。钻头2为了传递扭矩，侧面嵌入筒体键槽1-2内，上部嵌入心轴矩形槽3-1内。心轴3为实心圆钢，下端径向设置矩形槽与所述钻头2配合以传递扭矩。螺旋叶片4外径与心轴3组成螺旋输送机构，可以是一体的，也可以是心轴3和螺旋叶片4通过焊接成为一体，螺旋叶片4的外径略小于筒体1上部内径，并与筒体1通过焊接在一起。螺旋叶片4的旋向与筒体1上部双极偏梯螺纹和需要连接的钻具螺纹的旋向一致。
实施例3
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。
如图1—3所示，旋转钻进式捞砂工具由筒体1、钻头2、心轴3和螺旋叶片4组成，筒体1与钻头2、钻头2与心轴3、心轴3与螺旋叶片4、螺旋叶片4与筒体1均用焊接方式通过焊缝5连接或加固。心轴3为实心圆钢，下端径向设置矩形槽3-1，用于与钻头2配合传递扭矩；螺旋叶片4的外径略小于筒体1上部内径。
在图4和5中，铣鞋1-1用于钻松沉砂；筒体1的内径上大下小，在中下部形成台阶1-3，上部内径略大于螺旋叶片4的外径和钻头2的外径，下部内径小于钻头2的外径，以承载钻头2并阻止其下行；自台阶1-3向下设置有键槽1-2，用来向钻头2传递扭矩；双极偏梯螺纹用于连接储砂管。
本实用新型的组装顺序是，依次将钻头2、心轴3和螺旋叶片4焊接在一起（心轴3和螺旋叶片4可以是一体的）；再将焊接好的钻头2、心轴3和螺旋叶片4等从筒体1上端装入筒体内，使钻头2嵌入筒体1键槽1-2内；然后将钻头2沿着筒体1设置的键槽1-2焊接在一起；将螺旋叶片4与筒体1通过焊接固定，并不留缝隙，完成工具组装。
本实用新型的作业过程是：
如图6所示，捞砂管柱入井顺序：螺旋钻进式捞砂工具、储砂管6、钻杆7、旁通阀8（常闭阀）、钻杆7。当螺旋钻进式捞砂工具接触沉砂后，旋转下放钻柱，钻柱驱动筒体1转动，钻头2、心轴3及螺旋叶片4均随筒体1同步转动，铣齿1-1和钻头2将沉砂钻松，钻松后的砂粒与井内液体混合形成砂浆，砂浆沿着螺旋叶片4被输送至螺旋钻进式捞砂工具上部连接的储砂管6内，为了利于砂浆的流动，旋转下放的同时向套管内间断灌注修井液，维持钻柱外液柱压力略高于钻柱内液柱压力；捞至预计深度，停止旋转，将工具提离井底，被输送至螺旋叶片4上部的砂粒（包括其他杂物）向下沉积，在螺旋叶片4处受阻，聚集挤压在一起堵住下行通道，砂粒被储存在储砂管6（及储砂管上部部分钻杆）内。为防止钻柱内积液不利于砂粒储存，也利于井控和井口操作，起工具前开启旁通阀8，钻柱通过旁通阀8内外沟通；起出工具这样可以实现捞砂。
Claims (6)
1.一种旋转钻进式捞砂工具，其特征在于：包括筒体（1）、钻头（2）、心轴（3）和螺旋叶片（4），所述钻头（2）和心轴（3）设置在筒体（1）内，钻头（2）位于筒体（1）下部且与筒体（1）固定连接，钻头（2）与心轴（3）固定连接，螺旋叶片（4）设置在心轴（3）上与心轴（3）固定连接，且螺旋叶片（4）与筒体（1）内壁固定连接。
2.根据权利要求1所述的旋转钻进式捞砂工具，其特征在于：所述筒体（1）与钻头（2）、钻头（2）与心轴（3）、心轴（3）与螺旋叶片（4）、螺旋叶片（4）与筒体（1）均采用焊接方式通过焊缝（5）连接或加固。
3.根据权利要求1或2所述的旋转钻进式捞砂工具，其特征在于：所述筒体（1）上部内腔的内径大于下部内腔的内径，上部内腔和下部内腔在筒体内形成台阶（1-3），台阶（1-3）上设置有键槽（1-2），钻头（2）设置在键槽（1-2）内，螺旋叶片（4）设置在筒体上部内腔，键槽（1-2）内径不小于筒体上部内腔的内径，且大于筒体下部内腔的内径，筒体下部内径小于钻头（2）外径。
4.根据权利要求3所述的旋转钻进式捞砂工具，其特征在于：所述心轴（3）下端设置有矩形槽（3-1），钻头（3）上部嵌入矩形槽（3-1）内并通过焊缝（5）连接。
5.根据权利要求1、2或4所述的旋转钻进式捞砂工具，其特征在于：所述筒体（1）内腔上端设置有双极偏梯螺纹（1-4），筒体（1）通过双极偏梯螺纹（1-4）与储砂管（6）连接，筒体（1）内腔下端设置有铣鞋（1-1）。
6.根据权利要求5所述的旋转钻进式捞砂工具，其特征在于：所述螺旋叶片（4）的旋向与筒体（1）上的双极偏梯螺纹（1-4）和需要连接的钻具螺纹的旋向一致。
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