CN205778633U - 一种水力旋转冲砂工具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水力旋转冲砂工具，属于油气井钻井工具，主要用于清理油气井套管内的泥砂等沉积物；包括扶正套和冲砂头，所述冲砂头的轴杆部通过两组轴承和三副密封圈装配在扶正套本体的下接头上，扶正套外部为扶正器，扶正器为条形结构，并在扶正套本体的外周上倾斜布置，所述冲砂头的喷头部按轴向顺序设有多排喷嘴，能保证冲砂、旋转及加速流体回流的效果。本实用新型在垂直井和水平井都适用，并且显著提高了冲砂效率，使油气井管壁内的泥砂能被彻底的清理干净，同时还具有结构简单，操作方便的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及油气井钻井工具，具体是一种水力旋转冲砂冲砂工具。
背景技术
油气井在开采的过程中会大量出砂，如不对其进行及时清理，则容易发生砂堵现象。适时进行冲砂作业，则可以减少油、气的流动阻力，对提高开采效率具有积极意义。
目前常用的冲砂工具主要由冲砂管和位于冲砂管下端的喷头组成，冲砂管的上端用于直接或间接的连接管串，冲砂管内设有水力通道，喷头的圆周上设有一排喷嘴，各喷嘴与冲砂管内的水力通道分别相通，冲砂液体经冲砂管内的水力通道、喷头圆周上的喷嘴喷射出，进而对井下管壁沉积的泥砂进行冲洗清理。
上诉冲砂工具在垂直井内进行冲砂作业时，基于重力作用，能够对井下管壁表面所沉积的泥砂进行冲洗清理。然而，当其应用于水平井冲砂作业时，由于水平井的结构特性，其通常仅能对水平井管壁上沉积附着的泥砂进行原地冲击，导致对水平井内的泥砂冲洗清理效果差，作业周期长，作业成本高，不够经济、可靠。
发明内容
本实用新型的目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种冲砂效果优异，既能适用于垂直井、又能适用于水平井的水力旋转冲砂工具。
本实用新型所采取的技术方案是：
一种水力旋转冲砂工具，包括扶正套本体和冲砂头，所述扶正套本体的一端设有连接管串的上接头、另一端设有连接冲砂头的下接头，所述冲砂头主要由喷头部和轴杆部组成，冲砂头内设有水力通道，其特征在于：所述冲砂头的轴杆部通过轴承组件装配在扶正套本体的下接头上、喷头部在扶正套本体的下方轴向延伸出，所述冲砂头的喷头部按轴向顺序设有多排喷嘴，各喷嘴分别与冲砂头内部的水力通道相通。
所述冲砂头的喷头部前、后两端分别具有内收的斜面，喷头部上的最前排喷嘴布置在喷头部的前端斜面上，喷头部上的最后排喷嘴布置在喷头部的后端斜面上。进一步的，所述喷头部的前、后斜面的取值范围分别为＞0°且＜90°。再进一步的，所述喷头部上的非前、后排的喷嘴布置在喷头部的柱体圆周上，且喷头部柱体圆周上的喷嘴以倾斜喷头部柱体径向的方向布置。更进一步的，所述喷头部柱体圆周上的喷嘴以相切冲砂头水力通道的方向布置。
优选的，所述喷头部上的喷嘴分为前、中、后三排。
所述扶正套本体的外周上还设有条状的扶正器，所述扶正器在扶正套本体的外周上倾斜布置。
进一步的，所述扶正器在扶正套本体的外周上以螺旋状布置。
所述冲砂头的轴杆部通过两组轴承和三副密封圈装配在扶正套本体的下接头上，所述两组轴承通过隔套轴向间隔布置在轴杆部和下接头之间，上轴承外端的轴杆部上设有锁紧螺母，下轴承外端的轴杆部上设有密封压盖，所述三副密封圈中的一副设置在轴杆部的上部与下接头之间、第二副设置在密封压盖和下接头之间、第三副设置在密封压盖和轴杆部之间。
本实用新型的有益效果是：
1. 本实用新型在冲砂头的喷头部上设置了多排喷嘴，在进行冲砂作业时，这些喷嘴能对井下管壁上同一位置所沉积附着的泥砂进行多次冲洗清理，冲砂效果好；此外，本实用新型在冲砂液的冲击作用下，能够使冲砂头在扶正套本体内产生周向旋转，进而对井下管壁内沉积附着的泥砂形成动态冲击清理，进一步强化了冲洗清理效果，可靠性高；由此可见，本实用新型的冲砂效果优异，既能适用于垂直井冲砂，又能适用于水平井冲砂，实用性强；
2. 本实用新型喷头部的结构设计能够是所喷射出的冲砂液与井下管壁的壁面形成夹角，达到动态推铲的冲洗清理效果，有利于进一步增强冲砂效果的优异性。
附图说明
图1是本实用新型的一种结构示意图；
图2是图1的局部剖视图；
图3是图2中的局部（扶正套本体与冲砂头连接部位）的结构放大图。
图中标号表示：1-扶正套本体，2-扶正器，3-上接头，4-下接头，5-水力通道，6-密封圈，7-锁紧螺母，8-下轴承，9-隔套，10-上轴承，11-密封压盖，12-轴杆部， 13-喷头部，14-后排喷嘴，15-中排喷嘴，16-前排喷嘴。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：
如图1、图2和图3所示，本实用新型为水力旋转冲砂工具，包括扶正套本体1和冲砂头。
其中，扶正套本体1内部设有水力通道5，扶正套本体1为中空的圆筒结构，其上部直径小于下部直径。扶正套本体1的内孔上端设有连接井下管串的的上接头3；扶正套本体1的内孔下端设有从上至下由小而大变化的阶梯孔-即用于连接冲砂头的下接头4，该下接头4呈五级台阶状分布。前述扶正套本体1的表面外周上设有扶正器2，该扶正器2主要由多道条状结构的凸台组成，扶正器2的这些凸台在扶正套本体1的外周上以相间的倾斜结构布置，最好是以螺旋状倾斜布置；相邻凸台的间隔距离对应于单个凸台的宽度。
冲砂头内设有水力通道5；冲砂头为上部直径小、下部直径大的中空圆筒结构。冲砂头主要由上部的轴杆部12和下部的喷头部13组成，即喷头部13的直径大于轴杆部12的直径。冲砂头的轴杆部12用于扶正套本体1的下接头4连接。冲砂头的喷头部13前、后两端边缘分别为内收的斜面结构，该斜面的倾斜度只需大于0°且小于90°即可，例如15°、30°、45°、60°或80°等，在本实施例中，优选45°。喷头部13按轴向顺序设有多排喷嘴，可以是三排、四排或五排等，在本实施例中，优选三排，它们按前、中、后排布，即形成前排喷嘴16、中排喷嘴15和后排喷嘴14；每排喷嘴为多个，各喷嘴分别于冲砂头上的水力通道5相通；喷头部13上的最前排喷嘴-即前排喷嘴16布置在喷头部13的前端斜面上，喷头部上的最后排喷嘴-即后排喷嘴14布置在喷头部13的后端斜面上，它们分别处在各自所在斜面的正中；喷头部上的非前、后排的喷嘴-即中排喷嘴15布置在喷头部13的柱体圆周上，且喷头部13柱体圆周上的喷嘴以倾斜喷头部13柱体径向的方向布置，作为优选，中排喷嘴15以相切冲砂头内部水力通道5的方向在喷头部13上布置，若中排喷嘴15为多排时，可以考虑将相邻两排喷嘴的喷射方向相背设置。
上述冲砂头的轴杆部12通过轴承组件以及相应的密封组件装配在上述扶正套本体的下接头4上，且冲砂头的喷头部13在扶正套本体1的下方轴向延伸出。具体的，冲砂头的轴杆部12伸入扶正套本体1的下接头4内，轴杆部13上套装有两组轴承-即上轴承10和下轴承8，这两组轴承通过轴杆部13上所套装的隔套9轴向的间隔开，上轴承10和下轴承8的内圈分别与轴杆部13连接、外圈分别与扶正套本体1的下接头4连接，以此使上轴承10和下轴承8布置在轴杆部12和扶正套本体1的下接头4之间；上轴承10外端的轴杆部13上通过锁紧螺钉设有锁紧螺母7，在锁紧螺母7外端的轴杆部13和扶正套本体1的下接头4之间设有密封圈6；下轴承8外端的轴杆部12上设有通过锁紧螺钉设有密封压盖11，密封压盖11与扶正套本体1的下接头4之间设有密封圈6，密封压盖11与轴杆部13之间亦设有密封圈6，即密封圈6为三副。其中一副设置在轴杆部13的上部与下接头4之间、第二副设置在密封压盖11和下接头4之间、第三副设置在密封压盖11和轴杆部12之间。
冲砂作业时，先将水力旋转冲砂工具与冲砂管串相接，并下放到油气井内，之后打开水力阀门进行冲砂；在水平井内冲砂时，冲砂液通过冲砂头的水力通道5进入到喷头部13内，并通过喷头部13的各喷嘴喷出，通过侧喷嘴15喷出的冲砂液，为冲砂头提供动力，带动其高速旋转，并随着冲砂头的前移，从而对管壁内的每个角落进行多次冲洗，同时使前排喷嘴16和后排喷嘴14喷出的冲砂液具有旋流效果，前排喷嘴16喷出的冲砂液可以破坏正前方堆积形成的砂床，后排喷嘴14喷出的冲砂液，为散落在管壁四周的泥砂提供了向后的作用力，加速携砂液向井口方向返出，布置于扶正套本体1表面的扶正器2形成螺旋状的滑槽，使返回的携砂液呈螺旋紊流，进一步加强了携砂能力；在垂直井内冲砂时，位于喷头部13的多排喷嘴也能不断地将管壁内的沉砂冲起，并将泥砂带离油气井内；无论在水平井还是在垂直井，本实用新型水力旋转冲砂工具比起传统冲砂工具的冲砂效率都有了很大提高。
Claims (9)
1.一种水力旋转冲砂工具，包括扶正套本体和冲砂头，所述扶正套本体的一端设有连接管串的上接头、另一端设有连接冲砂头的下接头，所述冲砂头主要由喷头部和轴杆部组成，冲砂头内设有水力通道，其特征在于：所述冲砂头的轴杆部通过轴承组件装配在扶正套本体的下接头上、喷头部在扶正套本体的下方轴向延伸出，所述冲砂头的喷头部按轴向顺序设有多排喷嘴，各喷嘴分别与冲砂头内部的水力通道相通。
2.根据权利要求1所述水力旋转冲砂工具，其特征在于：所述冲砂头的喷头部前、后两端分别具有内收的斜面，喷头部上的最前排喷嘴布置在喷头部的前端斜面上，喷头部上的最后排喷嘴布置在喷头部的后端斜面上。
3.根据权利要求2所述水力旋转冲砂工具，其特征在于：所述喷头部的前、后斜面的取值范围分别为＞0°且＜90°。
4.根据权利要求2所述水力旋转冲砂工具，其特征在于：所述喷头部上的非前、后排的喷嘴布置在喷头部的柱体圆周上，且喷头部柱体圆周上的喷嘴以倾斜喷头部柱体径向的方向布置。
5.根据权利要求4所述水力旋转冲砂工具，其特征在于：所述喷头部柱体圆周上的喷嘴以相切冲砂头水力通道的方向布置。
6.根据权利要求1至5任一项所述水力旋转冲砂工具，其特征在于：所述冲砂头的喷头部上的喷嘴为前、中、后三排。
7.根据权利要求1所述水力旋转冲砂工具，其特征在于：所述扶正套本体的外周上设有条状的扶正器，所述扶正器在扶正套本体的外周上倾斜布置。
8.根据权利要求7所述水力旋转冲砂工具，其特征在于：所述扶正器在扶正套本体的外周上以螺旋状布置。
9.根据权利要求1所述水力旋转冲砂工具，其特征在于：所述冲砂头的轴杆部通过两组轴承和三副密封圈装配在扶正套本体的下接头上，所述两组轴承通过隔套轴向间隔布置在轴杆部和下接头之间，上轴承外端的轴杆部上设有锁紧螺母，下轴承外端的轴杆部上设有密封压盖，所述三副密封圈中的一副设置在轴杆部的上部与下接头之间、第二副设置在密封压盖和下接头之间、第三副设置在密封压盖和轴杆部之间。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110552663A (zh) * | 2019-09-24 | 2019-12-10 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 柔性旋转喷射清理工具 |
| CN114293934A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-08 | 杰瑞能源服务有限公司 | 冲砂管柱及冲砂工艺 |
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2016
- 2016-06-29 CN CN201620663419.XU patent/CN205778633U/zh active Active
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