CN204782847U - 水平井管内脉冲解堵装置及现场应用管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水平井管内脉冲解堵装置及现场应用管柱，解决现有解堵装置的喷头在下入过程中会与套管和筛管产生磕碰，易导致装置受损甚至失效的技术问题。水平井管内脉冲解堵装置包括：中空旋转轴，扶正护套，密封圈，保护罩，喷头；喷头伸入到保护罩中，并与保护罩之间留有间隙，喷头的尾部与中空旋转轴的前端对接，扶正护套套装于中空旋转轴上，扶正护套的前端外表面与保护罩的后端对接，中空旋转轴带动喷头进行转动，使得保护罩上的通液槽与喷头上的喷嘴之间的位置关系在正对状态与错开状态循环切换。安装在最外面的保护罩可以防止喷头受到摩擦与磕碰，提高了喷头的工作稳定性，最大限度的保护喷头的组成部件，进而解堵效率更高。

Description

水平井管内脉冲解堵装置及现场应用管柱

技术领域

本实用新型属于石油开采技术领域，尤其涉及一种水平井管内脉冲解堵装置及现场应用管柱。

背景技术

目前，油田采用独立筛管防砂完井的水平井、侧钻井、大位移井、分支井等复杂结构井，独立筛管堵塞后会导致油井产液能力下降甚至停产。

现有最接近的技术方案为：采用旋转高压水射流解堵可以清理筛管和近井堵塞，采用力偶喷嘴或者斜喷嘴射流产生力矩带动喷头旋转，带有脉冲装置的喷头还可以实现脉冲射流，但喷头裸露在外面进行旋转，没有保护装置，因此现有解堵装置的喷头在下入过程中会与套管和筛管产生磕碰，从而易损坏喷头的组成部件，甚至导致整个解堵装置失效，因此会影响解堵效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种水平井管内脉冲解堵装置及现场应用管柱，利用机构间相位角的周期性变化产生水射流脉冲进行解堵，解决了现有解堵装置的喷头在下入过程中会与套管和筛管产生磕碰易导致装置受损甚至失效的技术问题。

第一方面，本实用新型提供了一种水平井管内脉冲解堵装置，包括：中空旋转轴，扶正护套，密封圈，保护罩，喷头；所述喷头伸入到所述保护罩中，并与所述保护罩之间留有间隙，所述喷头的尾部与所述中空旋转轴的前端对接，所述扶正护套套装于所述中空旋转轴上，所述扶正护套的前端外表面与所述保护罩的后端对接，所述扶正护套的前端内表面与所述中空旋转轴之间安装有所述密封圈，其中，所述保护罩上形成有通液槽；其中，在所述中空旋转轴受转动力时，带动所述喷头进行转动，使得所述通液槽与所述喷头上的喷嘴之间的位置关系在正对状态与错开状态进行循环切换。

优选的，所述扶正护套的外表面为第一阶梯状，在所述扶正护套的最大外径管段均布有轴向槽。

优选的，所述扶正护套的内表面为第二阶梯状，所述密封圈的安装位置为所述扶正护套的最小内径管段。

优选的，所述喷头的前端外表面为第一圆锥状曲面，所述第一圆锥状曲面上径向均布有多排所述喷嘴。

优选的，所述保护罩的前端内腔为第二圆锥状曲面，所述第二圆锥状曲面上均布有多个所述通液槽，在每个所述通液槽的相位角与每个所述喷嘴的相位角重合时，使得每个所述通液槽与对应的所述喷头上的喷嘴之间的位置关系为所述正对状态，其中，所述第一圆锥状曲面的锥度与所述第二圆锥状曲面的锥度相同。

优选的，每个所述通液槽的长度是每列所述喷嘴的总长度的1至1.5倍，每个所述通液槽的宽度是每个所述喷嘴的直径的10至15倍。

优选的，所述通液槽的数量是所述喷嘴的径向排数的1至2倍。

第二方面，本实用新型提供了一种水平井管内脉冲解堵装置现场应用管柱，包括输送管柱，所述输送管柱的前端安装着如权利要求1-7中任一权项所述的水平井管内脉冲解堵装置，所述输送管柱上还安装着可控制旋转装置，扶正器，安全接头；其中，所述可控制旋转装置与所述水平井管内脉冲解堵装置上的中空旋转轴对接，所述可控制旋转装置还与所述水平井管内脉冲解堵装置上的扶正护套对接。

本实用新型所提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、本实用新型的技术方案利用了喷头上的喷嘴与保护罩上均布的通液槽相位角重合与否，使旋转的高压水形成脉冲。具体的，当喷头上喷嘴的相位角与保护罩上通液槽的相位角重合时，旋转的高压水通过通液槽冲击堵塞管柱；当喷头上喷嘴与保护罩上通液槽相位角不重合时，旋转的高压水不穿过保护罩。从而使旋转的高压水形成脉冲效果来进行解堵，且通过控制喷头的转速可以实现脉冲调频，以满足不同的解堵脉冲需求。

2、本实用新型的技术方案中，喷头伸入到保护罩中，并与保护罩之间留有间隙，喷头的尾部与中空旋转轴的前端对接，扶正护套套装于中空旋转轴上，扶正护套的前端外表面与保护罩的后端对接。从而安装在最外面的保护罩可以防止喷头受到摩擦与磕碰，提高了喷头工作稳定性，最大限度的保护喷头的组成部件，进而避免了解堵装置的受损甚至失效的问题，解堵效率更高。

3、本实用新型设置了扶正护套，扶正护套套装于中空旋转轴上，扶正护套的前端外表面与保护罩的后端对接。能够支撑水平井管内脉冲解堵装置的主体，保证了在脉冲解堵过程中，水平井管内脉冲解堵装置在被冲洗管柱中处于居中。

4、本实用新型提供的水平井管内脉冲解堵装置结构简单，从而维修保养更方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中水平井管内脉冲解堵装置的结构示意图；

图2为图1所示的保护罩和喷头套在一起的剖面图；

图3为本实用新型中水平井管内脉冲解堵装置现场应用管柱的安装示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种水平井管内脉冲解堵装置及现场应用管柱，利用机构间相位角的周期性变化产生水射流脉冲，同时解决现有解堵装置的喷头会与套管和筛管产生磕碰易导致装置受损甚至失效的技术问题，总体思路如下：

利用喷头上的喷嘴与保护罩上均布的通液槽相位角重合与否，使旋转的高压水形成脉冲。当喷头上喷嘴的相位角与保护罩上通液槽的相位角重合时，旋转的高压水通过通液槽冲击堵塞管柱；当喷头上喷嘴与保护罩上通液槽相位角不重合时，旋转的高压水不穿过保护罩。本实用新型还设置了保护罩，通过将喷头伸入到保护罩中，并且喷头与保护罩之间留有间隙，喷头的尾部与中空旋转轴的前端对接，扶正护套套装于中空旋转轴上，扶正护套的前端外表面与保护罩的后端对接。

通过上述技术方案，使旋转的高压水形成脉冲效果进行解堵，且通过控制喷头的转速可以实现脉冲调频，以满足不同的解堵脉冲需求。安装在最外面的保护罩可以防止喷头受到摩擦与磕碰，提高了喷头工作稳定性，最大限度的保护喷头的组成部件。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参考图1所示，本实用新型提供的水平井管内脉冲解堵装置包括如下部件：中空旋转轴1，扶正护套2，密封圈3，保护罩4，喷头5。

其中，喷头5伸入到保护罩4中，伸入到保护罩4之后的喷头5与保护罩4之间留有间隙。喷头5的尾部与中空旋转轴1为螺纹连接，扶正护套2套装于中空旋转轴1上，扶正护套2的前端外表面与保护罩4的后端为螺纹连接，扶正护套2的前端内表面与中空旋转轴1之间安装有密封圈3，其中，保护罩4上形成有通液槽7；在中空旋转轴1受力转动时，中空旋转轴1带动喷头5跟随中空旋转轴1进行转动，使得喷头5上的喷嘴6与通液槽7之间的状态在正对状态与错开状态进行循环切换。

通过上述提供的技术方案，中空旋转轴1受力转动，喷头5随中空旋转轴1旋转，从而高压水射流从喷头5的喷嘴6中射出，具体的，当喷嘴6不在保护罩4的通液槽7的正下方时，喷嘴6的相位角与通液槽7的相位角不重合，则通液槽7与喷头5上的喷嘴6之间的位置关系为错开状态，旋转的高压水射流冲击到保护罩4的内壁上，不通过通液槽7，当喷嘴6转到保护罩4的通液槽7的正下方时，喷嘴6的相位角与通液槽7的相位角重合，通液槽7与喷头5上的喷嘴6之间的位置关系为正对状态，旋转的高压水射流通过通液槽7，从而实现了通过喷嘴6与通液槽7之间相位角在正对状态与错开状态间反复切换来产生高压水射流脉冲。

具体的，扶正护套2的外表面为第一阶梯状，在扶正护套2的最大外径管段均布有轴向槽。在具体实施过程中，扶正护套2中部的外径最大，扶正护套2两端部的外径均小于扶正护套2中部的外径。

具体的，扶正护套2的内表面为第二阶梯状，密封圈3的安装位置为扶正护套2的最小内径管段。在具体实施过程中，扶正护套2的最小内径管段在扶正护套2前端部，而扶正护套2的其他管段的内经可以一致，且均大于扶正护套2前端部的内径。

具体的，在中空旋转轴1的前端部形成有外螺纹，在喷头5的尾部形成有内螺纹，实现喷头5的尾部与中空旋转轴1的螺纹连接。

具体的，在扶正护套2的前端部形成有外螺纹，保护罩4的尾部形成有内螺纹，实现扶正护套2的前端外表面与保护罩4后端的螺纹连接。

在具体实施过程中，喷头5与保护罩4的前端为相同的形状：喷头5的前端外表面为第一圆锥状曲面，保护罩4的前端内腔为第二圆锥状曲面，保护罩4的第一圆锥状曲面的锥度与喷头5的第二圆锥状曲面的锥度相同。在喷头5的第一圆锥状曲面上径向均布有多排喷嘴6。具体的，参考图2所示，比如，径向均布为3至6排喷嘴6，这3至6排喷嘴6沿着喷头5的圆锥状曲面轴向均布3至4排。即轴向的每排喷嘴6有三个或四个。保护罩4上径向均布有多个通液槽7，即多个通液槽7在保护罩4的同一圆周上。

具体的，通液槽7的长度是每列喷嘴6的总长度的1至1.5倍，每个通液槽7的宽度是每个喷嘴6直径的10至15倍。通液槽7的数量是喷嘴6的径向排数的1至2倍。

进一步，保护罩4上还开有泄压孔8，泄压孔8可以允许冲洗液通过，能够防止水平井管内脉冲解堵装置的憋压而损坏失效。

基于同一发明构思，本实用新型还提供了一种水平井管内脉冲解堵装置现场应用管柱，参考图3所示，水平井管内脉冲解堵装置现场应用管柱包括输送管柱9，在输送管柱9的前端安装着前述实施例所描述的水平井管内脉冲解堵装置13，水平井管内脉冲解堵装置13的后端依次安装着可控制旋转装置10，扶正器11，安全接头12，水平井管内脉冲解堵装置13的结构参考前述实施例。具体的，水平井管内脉冲解堵装置13的中空旋转轴1与可控制旋转装置10对接，从而可控制旋转装置10带动中空旋转轴1进行旋转并控制中空旋转轴1的转速。水平井管内脉冲解堵装置13的扶正护套2的后端与可控制旋转装置10对接。具体的，输送管柱9为油管串或者连续油管均可。

具体的，针对的堵塞管柱14可以是筛管，也可以是射孔套管。通过调节泵入的冲洗液流量，可控制旋转装置10控制中空旋转轴1的转速，进而改变喷头5的转速，单位时间内喷头5上喷嘴6转到通液槽7的正下方次数发生改变，喷嘴6的相位角与通液槽7的相位角重合的次数也会改变，单位时间内高压水射流穿过通液槽7的次数就会改变，从而实现了具体应用过程中对高压水射流脉冲的调频。

本实施例中的水平井管内脉冲解堵装置13为前述实施例中的水平井管内脉冲解堵装置，本领域技术人员可以参考前述实施例得知本实施例中的水平井管内脉冲解堵装置13的结构，为了说明书的简洁，这里不再赘述。

下面，对本实用新型所提供的水平井管内脉冲解堵装置现场应用管柱的工作过程进行描述：

将水平井管内脉冲解堵装置现场应用管柱下入井中，当水平井管内脉冲解堵装置13中的喷头5到达堵塞管柱14的顶部时，水平井管内脉冲解堵装置13开始工作。可控制旋转装置10带动中空旋转轴1旋转并控制中空旋转轴1的转速，喷头5跟随中空旋转轴1进行旋转。当喷嘴6不在保护罩4的通液槽7的正下方时，喷嘴6的相位角与通液槽7的相位角不重合，旋转的高压水射流冲击到保护罩4内壁上，不穿过通液槽7；当喷嘴6转到保护罩4的通液槽7的正下方时，喷嘴6的相位角与通液槽7的相位角重合，旋转的高压水射流穿过通液槽7，并冲击到堵塞管柱14的内表面。,通过喷嘴6的相位角与通液槽7的相位角在重合与非重合之间切换，使得通液槽7与喷头5上的喷嘴6之间的位置关系在正对状态与错开状态进行循环切换来产生高压水射流脉冲。高压水射流脉冲的高压冲击力冲出井筒内的细砂及堵塞管柱14上的粉细砂和泥质，高压水射流脉冲的高能量脉冲震荡力冲出堵塞管柱14外地层中的粉细砂等堵塞物，最后携带粉细砂等堵塞物上返到地面。

缓慢下放输送管柱9，使水平井管内脉冲解堵装置13从上到下连续冲洗堵塞管柱14，直至堵塞管柱14的底部。然后缓慢上提输送管柱9，水平井管内脉冲解堵装置13从下到上连续清洗堵塞管柱14，直至水平井管内脉冲解堵装置13到达堵塞管柱14的顶部。这样反复清洗5至6次，就能高效完成堵塞管柱14解堵工作，解堵效果也更佳。

本实用新型实施例所提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、本实用新型的技术方案利用了喷头上的喷嘴与保护罩上均布的通液槽相位角重合与否，使旋转的高压水形成脉冲。具体的，当喷头上喷嘴的相位角与保护罩上通液槽的相位角重合时，旋转的高压水通过通液槽冲击堵塞管柱；当喷头上喷嘴与保护罩上通液槽相位角不重合时，旋转的高压水不穿过保护罩。从而使旋转的高压水形成脉冲效果来进行解堵，且通过控制喷头的转速可以实现脉冲调频，以满足不同的解堵脉冲需求。

2、本实用新型的技术方案中，喷头伸入到保护罩中，并与保护罩之间留有间隙，喷头的尾部与中空旋转轴的前端对接，扶正护套套装于中空旋转轴上，扶正护套的前端外表面与保护罩的后端对接。从而安装在最外面的保护罩可以防止喷头受到摩擦与磕碰，提高了喷头工作稳定性，最大限度的保护喷头的组成部件，进而避免了解堵装置的受损甚至失效的问题，解堵效率更高。

3、本实用新型设置了扶正护套，扶正护套套装于中空旋转轴上，扶正护套的前端外表面与保护罩的后端对接。能够支撑水平井管内脉冲解堵装置的主体，保证了在脉冲解堵过程中，水平井管内脉冲解堵装置在被冲洗管柱中处于居中。

4、本实用新型提供的水平井管内脉冲解堵装置结构简单，从而维修保养更方便。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种水平井管内脉冲解堵装置，其特征在于，包括：中空旋转轴，扶正护套，密封圈，保护罩，喷头；

所述喷头伸入到所述保护罩中，并与所述保护罩之间留有间隙，所述喷头的尾部与所述中空旋转轴的前端对接，所述扶正护套套装于所述中空旋转轴上，所述扶正护套的前端外表面与所述保护罩的后端对接，所述扶正护套的前端内表面与所述中空旋转轴之间安装有所述密封圈，其中，所述保护罩上形成有通液槽；

其中，在所述中空旋转轴受转动力时，带动所述喷头进行转动，使得所述通液槽与所述喷头上的喷嘴之间的位置关系在正对状态与错开状态进行循环切换。

2.如权利要求1所述的水平井管内脉冲解堵装置，其特征在于，所述扶正护套的外表面为第一阶梯状，在所述扶正护套的最大外径管段均布有轴向槽。

3.如权利要求2所述的水平井管内脉冲解堵装置，其特征在于，所述扶正护套的内表面为第二阶梯状，所述密封圈的安装位置为所述扶正护套的最小内径管段。

4.如权利要求3所述的水平井管内脉冲解堵装置，其特征在于，所述喷头的前端外表面为第一圆锥状曲面，所述第一圆锥状曲面上径向均布有多排所述喷嘴。

5.如权利要求4所述的水平井管内脉冲解堵装置，其特征在于，所述保护罩的前端内腔为第二圆锥状曲面，所述第二圆锥状曲面上均布有多个所述通液槽，在每个所述通液槽的相位角与每个所述喷嘴的相位角重合时，使得每个所述通液槽与对应的所述喷头上的喷嘴之间的位置关系为所述正对状态，其中，所述第一圆锥状曲面的锥度与所述第二圆锥状曲面的锥度相同。

6.如权利要求5所述的水平井管内脉冲解堵装置，其特征在于，每个所述通液槽的长度是每列所述喷嘴的总长度的1至1.5倍，每个所述通液槽的宽度是每个所述喷嘴的直径的10至15倍。

7.如权利要求5所述的水平井管内脉冲解堵装置，其特征在于，所述通液槽的数量是所述喷嘴的径向排数的1至2倍。

8.一种水平井管内脉冲解堵装置现场应用管柱，其特征在于，包括输送管柱，所述输送管柱的前端安装着如权利要求1-7中任一权项所述的水平井管内脉冲解堵装置，所述输送管柱上还安装着可控制旋转装置，扶正器，安全接头；

其中，所述可控制旋转装置与所述水平井管内脉冲解堵装置上的中空旋转轴对接，所述可控制旋转装置还与所述水平井管内脉冲解堵装置上的扶正护套对接。