CN205206769U - 连续油管负压冲砂用喷射引流装置及冲砂系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种连续油管负压冲砂用喷射引流装置及冲砂系统，属于油气井冲砂技术领域。该连续油管负压冲砂用喷射引流装置，包括吸入室、设置在吸入室前端分别用来向吸入室通入冲砂气体和泡沫的气体喷嘴和吸液管，所述吸入室后端连接有喉管，喉管的后端连接有用来与连续油管连通的扩散管，所述扩散管的内径从前向后逐渐增大。本实用新型的连续油管负压冲砂用喷射引流装置可以控制气体和泡沫液的精确注入比例，能够实现对混合冲砂液密度的精确控制，并通过扩散管控制混合冲砂液达到设定的密度和压力。

Description

连续油管负压冲砂用喷射引流装置及冲砂系统

技术领域

本实用新型涉及一种连续油管负压冲砂用喷射引流装置及冲砂系统，属于油气井冲砂技术领域。

背景技术

气井生产过程中，井筒内很容易产生积砂，这些积砂会被上升的气流携带至井口，以一定流速进入地面集输系统，导致集气站内采气管线及采气设备发生磨蚀和刺漏，影响设备使用寿命，给地面集输系统带来安全隐患。另外，气井出砂严重时，容易造成储层砂埋、油管砂堵，限制了气井产能的发挥，也给气井后期测试带来了严重影响，因此需要对气井进行冲砂作业来排出气井中的积砂。

目前较为有效的冲砂工艺主要是连续油管氮气-泡沫负压冲砂工艺，即在不压井、不动管柱的条件下，向连续油管内注氮气和泡沫的混合冲砂液将井筒中积砂带出地面，实现欠平衡冲砂。该工艺的优势主要体现在：一是连续油管可以实现带压作业，施工工序相对简单，施工周期短，还能避免对储层的伤害，二是泡沫流体冲砂液密度小、滤失量小、助排能力强，携砂性能好、对地层伤害小。

连续油管氮气-泡沫负压冲砂工艺必须保证井筒内冲砂介质作用压力小于井底压力，这就要求施工过程中必须合理控制氮气和泡沫液的注入排量，从而实现对井筒中泡沫液密度和压力的精确控制。但是现有的连续油管氮气-泡沫负压冲砂工艺的低密度泡沫混合冲砂液的配制要依靠两台泵车，即液氮泵车和泡沫泵车，两台泵车之间的协同运行操作难度大，氮气和泡沫液的流量和比例难以实现准确调节，导致混合冲砂液的密度和压力不易控制，波动比较大。当井筒中液柱压力超过井底流压时会引起流体漏失至地层，造成气层污染。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种连续油管负压冲砂用喷射引流装置，以解决现有技术中混合冲砂液的密度和压力不易控制的问题。本实用新型的目的还在于提供一种使用上述喷射引流装置的冲砂系统。

为了实现以上目的，本实用新型的连续油管负压冲砂用喷射引流装置的技术方案如下：

一种连续油管负压冲砂用喷射引流装置，包括吸入室、设置在吸入室前端分别用来向吸入室通入冲砂气体和泡沫的气体喷嘴和吸液管，所述吸入室后端连接有喉管，喉管的后端连接有用来与连续油管连通的扩散管，所述扩散管的内径从前向后逐渐增大。

所述喷嘴朝向吸入室内部的一端的内径从前向后逐渐变小。逐渐变小的管径能够使其中的气体流速急剧增加，从喷嘴高速喷出进入吸入室，形成一个局部低压区。

本实用新型的冲砂系统的技术方案如下：

一种冲砂系统，包括连续油管，所述连续油管上连接有喷射引流装置，所述喷射引流装置包括吸入室、设置在吸入室前端分别用来向吸入室通入冲砂气体和泡沫的气体喷嘴和吸液管，所述吸入室后端连接有喉管，喉管的后端连接有用来与连续油管连通的扩散管，所述扩散管的内径从前向后逐渐增大。

所述冲砂系统还包括与所述气体喷嘴相连并用来提供冲砂气体的气体管路以及与所述吸液管相连并用来提供泡沫的泡沫管路。

所述冲砂系统还包括用来将冲砂返排液分离为气液两相的气液分离器，所述气液分离器包括与所述气体管路相连的气体出口、与所述泡沫管路相连的液体出口。

所述冲砂系统还包括设置在冲砂井返排口和气液分离器之间、用来将冲砂返排液中的砂粒分离出来的捕砂装置，所述捕砂装置包括两个以上并联设置的捕砂器。

所述捕砂装置靠近冲砂井的一端连接有进口压力表，远离冲砂井的一端连接有出口压力表。当进口压力表和出口压力表的压差值达到设定数值时，说明捕砂器已经捕满砂粒，可以进行清理。出口压力表或者进口压力表还可以读取井口回压值，以便合理控制井筒中泡沫冲砂液的密度。出口压力表与进口压力表示数差别不大，同时由于进口压力表可能会被砂粒刺坏造成压力取值不准确，所以一般情况下，选择出口压力表示数作为井口回压值。

所述泡沫管路上连接有地面抽吸泵，地面抽吸泵上连接有泡沫液罐。

所述喷嘴朝向吸入室内部的一端的内径从前向后逐渐变小。

本实用新型的连续油管负压冲砂用喷射引流装置可以控制气体和泡沫液的精确注入比例，能够实现对混合冲砂液密度的精确控制，并通过扩散管控制混合冲砂液达到设定的密度和压力。

附图说明

图1为本实用新型的冲砂系统的实施例的示意图；

图2为图1中的喷射引流装置的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的冲砂系统的实施例：

如图1-2示，本实用新型的冲砂系统包括与冲砂井冲砂液入口相连的连续油管、连接在连续油管上的喷射引流装置以及连接在喷射引流装置上的气体管路和泡沫管路。所述气体管路用来向喷射引流装置提供冲砂气体，本实施例中的冲砂气体为氮气，由连接在所述气体管路上的氮气罐提供。所述泡沫管路用来向喷射引流装置中提供冲砂泡沫，泡沫管路上连接有地面抽吸泵，地面抽吸泵上连接有泡沫液罐，泡沫液罐中的冲砂泡沫通过地面抽吸泵抽吸到泡沫管路中并输送到喷射引流装置。冲砂气体和冲砂泡沫在喷射引流装置中混合形成氮气-泡沫混合冲砂液。

喷射引流装置包括用来容纳氮气和泡沫的吸入室3，吸入室3的前端设置有气体喷嘴1和吸液管2，气体喷嘴与气体管路相连，吸液管与泡沫管路相连，气体喷嘴包括前端与气体管路相连的圆筒段和连接在圆筒段后端的圆锥段，圆锥段前端的内径与圆筒段的内径相同，圆锥段的内径从前至后逐渐变小并在圆锥段的后端形成了气体喷出口。吸入室的后端连接有喉管4，喉管的后端连接有扩散管5，扩散管后端与连续油管相连，扩散管的内径从前向后逐渐增大形成了一个喇叭状出口。由于气体喷嘴圆锥段的内径逐渐变小，从气体管路进入气体喷嘴中的气体的流速会渐渐增大，在气体喷嘴的气体喷出口以较高的速度喷出，并在吸入室内形成一个局部低压区，该局部低压区能够带动泡沫液从吸液管进入吸入室内，并在高速气流的带动下进入喉管，在喉管内，气体和液体能够进行能量和质量的传递，并使气体的速度逐渐减小，液体的速度逐渐增加，二者的速度最终趋于一致。在喉管中混合后的气体和泡沫混合液进入扩散管中，由于扩散管的内径逐渐变大，混合液的流速会逐渐减小，最终以一定的速度和压力进入连续油管中。

所述冲砂系统还包括与冲砂井返排口相连的、用来将冲砂返排液中的砂粒分离出来的捕砂装置，与捕砂装置相连的节流管汇以及与节流管汇相连的气液分离器。所述捕砂装置包括两个以上并联的捕砂器，本实施例中捕砂器的数量为2个，在其中一个捕砂器溢满砂粒后，另一个捕砂器可以持续捕砂，保持冲砂装置的不间断运行。每一个捕砂器靠近冲砂井的一端连接有进口压力表，远离冲砂井的一端连接有出口压力表，当进口压力表和出口压力表的压差值达到设定数值时，说明捕砂器已经捕满砂粒，可以进行清理。出口压力表还可以读取井口回压值，以便合理控制井筒中泡沫冲砂液的密度。所述气液分离器包括与所述气体管路相连的气体出口和与所述泡沫管路相连的液体出口。经过捕砂器进行除砂的返排液经过节流管汇降压后，在气液分离器中进行分离，气体从气体出口进入气体管路中循环使用，液体从液体出口进入泡沫管路中循环使用。

本实施例的冲砂系统在使用时，先将连续油管下入井中，然后根据设计好的排量将泡沫液和氮气通过喷射引流装置形成低密度的泡沫冲砂液，经连续油管注入井筒中，循环泡沫冲砂液至预定深度完成冲砂作业。然后泡沫冲砂液经连续油管与原生产管柱间的环形空间返排出至井口，携带砂粒的返排液通过返液管汇进入捕砂装置中除砂，再进入节流管汇中节流降压，最后不含砂的返排液经过气液分离器后将气液两相分离，气体进入气体管路、液体进入泡沫管路，均实现循环利用。在运行过程中，通过捕砂器两端的压力表的压力差值变化来判断捕砂器是否已经捕满砂粒，同时安装在捕砂装置出口处的出口压力表可以读取井口返排回压值，根据井口返排回压值变化来适时调整喷射引流装置中氮气和泡沫冲砂液的排量和注入比例，以保证施工过程中井筒内冲砂介质压力小于井底压力状态，从而实现负压的目的。

本实用新型的冲砂系统的其他实施例中，捕砂器的数量可以为1个，在需要清理砂粒时，将冲砂装置停止运行即可。

在其他实施例中，所述捕砂装置由现有技术中的沉砂罐替代。

在其他实施例中，捕砂装置两端不设置压力表。

在其他实施例中，泡沫管路直接与泡沫液罐相连，不设置地面抽吸泵，仅依靠吸入室内气体气体喷嘴喷出的高速气体形成的局部负压将泡沫液吸入吸入室内。

在其他实施例中，泡沫液罐和地面抽吸泵可以由泡沫泵车替代。

在其他实施例中，气体喷嘴只有圆筒段构成，气体喷嘴中喷出的气体与吸液管中放出的泡沫液直接进入喉管混合。

在其他实施例中，气液分离器的气体出口不与所述气体管路相连，液体出口不与所述泡沫管路相连。当然，也可以不设置气液分离器。

本实用新型的连续油管负压冲砂用喷射引流装置的实施例与上述冲砂系统的实施例中的喷射引流装置的结构完全一致，此处不再一一赘述。另外，上述冲砂系统的实施例中的喷射引流装置的各种替代形式也适合于本实用新型的连续油管负压冲砂用喷射引流装置的实施例。

Claims (9)

1.一种连续油管负压冲砂用喷射引流装置，其特征在于，包括吸入室(3)、设置在吸入室前端分别用来向吸入室通入冲砂气体和泡沫的气体喷嘴(1)和吸液管(2)，所述吸入室后端连接有喉管(4)，喉管的后端连接有用来与连续油管连通的扩散管(5)，所述扩散管的内径从前向后逐渐增大。

2.如权利要求1所述的连续油管负压冲砂用喷射引流装置，其特征在于，所述喷嘴朝向吸入室内部的一端的内径从前向后逐渐变小。

3.一种冲砂系统，包括连续油管，其特征在于，所述连续油管上连接有喷射引流装置，所述喷射引流装置包括吸入室(3)、设置在吸入室前端分别用来向吸入室通入冲砂气体和泡沫的气体喷嘴(1)和吸液管(2)，所述吸入室后端连接有喉管(4)，喉管的后端连接有用来与连续油管连通的扩散管(5)，所述扩散管的内径从前向后逐渐增大。

4.如权利要求3所述的冲砂系统，其特征在于，还包括与所述气体喷嘴相连并用来提供冲砂气体的气体管路以及与所述吸液管相连并用来提供泡沫的泡沫管路。

5.如权利要求4所述的冲砂系统，其特征在于，还包括用来将冲砂返排液分离为气液两相的气液分离器，所述气液分离器包括与所述气体管路相连的气体出口、与所述泡沫管路相连的液体出口。

6.如权利要求5所述的冲砂系统，其特征在于，还包括设置在冲砂井返排口和气液分离器之间、用来将冲砂返排液中的砂粒分离出来的捕砂装置，所述捕砂装置包括两个以上并联设置的捕砂器。

7.如权利要求6所述的冲砂系统，其特征在于，所述捕砂装置靠近冲砂井的一端连接有进口压力表，远离冲砂井的一端连接有出口压力表。

8.如权利要求4所述的冲砂系统，其特征在于，所述泡沫管路上连接有地面抽吸泵，地面抽吸泵与所述泡沫液罐连接。

9.如权利要求3所述的冲砂系统，其特征在于，所述喷嘴朝向吸入室内部的一端的内径从前向后逐渐变小。