CN206309349U - 一种水平井管内水力喷射解堵工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水平井管内水力喷射解堵工具，属于油气田开发中的井下作业领域。该水力喷射解堵工具包括中空的水射流工具本体，在所述水射流工具本体上设置有与所述水射流工具本体连通的若干个喷射斜向射流的赫姆霍兹喷嘴和喷射垂直射流的垂直射流喷嘴，所述赫姆霍兹喷嘴和所述垂直射流喷嘴呈螺旋升角排列。本实用新型通过采用赫姆霍兹喷嘴和垂直射流喷嘴代替力偶喷嘴和斜喷嘴，并使赫姆霍兹喷嘴和垂直射流喷嘴在水射流工具本体上呈一定螺旋升角排列组合，可对筛管内壁产生螺旋和垂直射流的复合冲洗解堵效果，从而实现对精密复合筛管的多层过滤层通道的有效解堵。

Description

一种水平井管内水力喷射解堵工具

技术领域

本实用新型涉及油气田开发中的井下作业领域，特别涉及一种水平井、侧钻井、大位移井、分支井等复杂结构井管内水力喷射解堵工具。

背景技术

在油气田生产过程中，当油田进入开发中后期时，由于注水等储多因素引起油水井的射孔炮眼、筛管及近井地带孔隙通道堵塞，导致油井降产，极大地影响了油田开发水平，造成油井产液能力下降甚至停产。

目前，通常借助水射流解堵技术清理筛管和近井堵塞。现有技术中使用的水力喷射解堵工具多采用力偶喷嘴或者斜喷嘴射流，通过产生力矩带动喷头旋转使带有脉冲装置的喷头实现脉冲射流而进行清洗。然而，现有的这两种喷头结构复杂，维修保养不方便，对于精密复合筛管的多层过滤层通道，无法实现有效解堵。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种水平井、侧钻井、大位移井、分支井等复杂结构井管内水力喷射解堵工具，解决现有技术中精密复合筛管解堵不彻底的问题。

具体而言，包括以下的技术方案：

一种水平井管内水力喷射解堵工具，包括中空的水射流工具本体，在所述水射流工具本体上设置有与所述水射流工具本体连通的若干个喷射斜向射流的赫姆霍兹喷嘴和喷射垂直射流的垂直射流喷嘴，所述赫姆霍兹喷嘴和所述垂直射流喷嘴呈螺旋升角排列。

进一步地，在所述水射流工具本体的两端分别设置有封隔器。

进一步地，在所述水射流工具本体的两端还分别设置有扶正器。

优选地，所述封隔器和所述扶正器分别通过双公短节串接在所述水射流工具本体的两端。

优选地，其中一个所述双公短节与丝堵密封连接，另一个所述双公短节与双母接头连接。

优选地，所述赫姆霍兹喷嘴包括赫姆霍兹喷嘴外筒和安装在所述赫姆霍兹喷嘴外筒内的赫姆霍兹喷嘴芯，所述赫姆霍兹喷嘴外筒的底部开设有圆柱形自激腔，所述赫姆霍兹喷嘴芯上具有与所述自激腔连通的喷孔，所述喷孔和所述自激腔的轴线之间具有夹角α。

优选地，所述喷孔和所述自激腔的轴线之间的所述夹角α为10°-45°。

优选地，所述自激腔的底部设置有用于与所述水射流工具本体连通的连通孔。

优选地，所述赫姆霍兹喷嘴芯通过螺纹连接在所述赫姆霍兹喷嘴外筒内。

优选地，所述赫姆霍兹喷嘴芯与所述赫姆霍兹喷嘴外筒之间设置有密封圈。

进一步地，所述赫姆霍兹喷嘴与所述水射流工具本体之间、所述垂直射流喷嘴与所述水射流工具本体之间分别设置有密封圈。

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果是：提供一种水平井、侧钻井、大位移井、分支井等复杂结构井管内水力喷射解堵工具，解决现有技术中精密复合筛管解堵不彻底的问题。具体地，通过采用赫姆霍兹喷嘴和垂直射流喷嘴代替力偶喷嘴和斜喷嘴，并使赫姆霍兹喷嘴和垂直射流喷嘴在水射流工具本体上呈一定螺旋升角排列组合，可对筛管内壁产生螺旋和垂直射流的复合冲洗解堵效果，从而不需要旋转喷头即可最大限度地冲洗到筛管过流通道，实现对精密复合筛管的多层过滤层通道的有效解堵。

且本实用新型实施例提供的水力喷射解堵工具的喷嘴易于装配，互换性强，可根据需要进行组合以更有效地实现解堵。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种水平井管内水力喷射解堵工具的结构示意图；

图2为图1所示的水平井管内水力喷射解堵工具中赫姆霍兹喷嘴的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的水力喷射解堵工具在水平井管内使用的管柱示意图。

图中的附图标记分别表示：

1、水射流工具本体；

2、赫姆霍兹喷嘴；201、赫姆霍兹喷嘴外筒；202、赫姆霍兹喷嘴芯；

203、自激腔；204、喷孔；205、连通孔；α、喷孔和自激腔的轴线之间的夹角；

3、垂直射流喷嘴；

4、封隔器；

5、扶正器；

6、双公短节；

7、丝堵；

8、双母接头；

9、密封圈；

10、水力喷射解堵工具；

11、安全接头；

12、输送管柱；

13、堵塞筛管。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型提供一种水平井管内水力喷射解堵工具，如图1所示，该水力喷射解堵工具10包括中空的水射流工具本体1，在水射流工具本体1上设置有与水射流工具本体1连通的若干个喷射斜向射流的赫姆霍兹喷嘴2和喷射垂直射流的垂直射流喷嘴3，赫姆霍兹喷嘴2和垂直射流喷嘴3呈螺旋升角排列。

在使用中，水射流工具本体1的一端密封，另一端与管柱连接，如图3所示，将水力喷射解堵工具10通过安全接头11连接到输送管柱12上，并随输送管柱12下放到堵塞筛管13处。当水平井管内水力喷射解堵工具10到达堵塞筛管13处时开泵，水力喷射解堵工具10开始工作。

需要说明的是，水力喷射解堵工具10中的垂直射流喷嘴3喷射出垂直于堵塞筛管13的内表面的射流，赫姆霍兹喷嘴2喷射出与堵塞筛管13的内表面的法线呈一定夹角的射流，斜射流可使堵塞筛管13上的堵塞物更容易剥离。且在实际使用中可根据需要组合赫姆霍兹喷嘴2和垂直射流喷嘴3，以进行有效解堵，优选地，设置赫姆霍兹喷嘴2和垂直射流喷嘴3在水射流工具本体1上呈螺旋升角排列，呈螺旋升角排列的赫姆霍兹喷嘴2和垂直射流喷嘴3不需要旋转喷头即可实现对堵塞筛管13的有效清洗。

本实用新型实施例提供的水力喷射解堵工具10的工作原理为：开泵后，一部分冲洗液进入水力喷射解堵工具10中的垂直射流喷嘴3中，垂直射流喷嘴3喷出的水射流垂直冲击清洗堵塞筛管13的内表面，堵塞筛管13的内表面的堵塞物被冲洗脱落，且垂直射流喷嘴3喷出的水射流可冲击堵塞筛管13的过滤层，堵塞筛管13的过滤层中的堵塞物被水射流冲击到筛管外部的地层中；一部分冲洗液进入赫姆霍兹喷嘴2中，赫姆霍兹喷嘴2喷出与堵塞筛管13的内表面的法线呈一定夹角的射流，且赫姆霍兹喷嘴2和垂直射流喷嘴3呈螺旋升角排列；缓慢下放输送管柱12，使水平井管内水力喷射解堵工具10从上到下连续冲洗堵塞筛管13，直至堵塞筛管13的底部；然后缓慢上提输送管柱12，水平井管内水力喷射解堵工具10从下到上连续清洗堵塞筛管13，直至水平井管内水力喷射解堵工具10到达堵塞筛管13的顶部。这样反复清洗5至6次，能高效完成堵塞筛管13的解堵工作。进一步地，本实用新型实施例提供的水力喷射解堵工具可通过调节泵入的冲洗液流量，来调节水射流对堵塞筛管13的冲击力，以根据实际情况适应不同清洗需要。

本实用新型实施例通过采用赫姆霍兹喷嘴2和垂直射流喷嘴3组合代替现有的力偶喷嘴和斜喷嘴，并使其在水射流工具本体1上呈一定螺旋升角排列组合，可对筛管内壁产生螺旋和垂直射流的复合冲洗解堵效果，从而不需要旋转喷头即可实现最大限度地冲洗到筛管过流通道，解决现有技术中精密复合筛管解堵不彻底的问题。

且本实用新型实施例提供的水力喷射解堵工具的喷嘴易于装配，互换性强，并可根据需要进行组合。

在上述的水平井管内水力喷射解堵工具中，为了更有效地冲洗堵塞筛管13，可进一步地在水射流工具本体1的两端分别设置封隔器4，当水力喷射解堵工具10随输送管柱12下放到堵塞筛管13处时，两个封隔器4之间形成环形密闭空间，使得从赫姆霍兹喷嘴2和垂直射流喷嘴3喷射出的冲洗液滞留在该环形空间中，从而增大喷嘴的射流压力，更有效地冲洗堵塞筛管13；且同时可使高速水射流携带粉细砂等堵塞物上返到地面。

在上述的水平井管内水力喷射解堵工具中，为了顺利清洗堵塞筛管13，进一步地，在水射流工具本体1的两端还分别设置有扶正器5，两个扶正器5用于保持水射流工具本体1位于堵塞筛管13的中心轴线上，以保证喷嘴正常喷射，进行有效冲洗作业。

在上述的水平井管内水力喷射解堵工具中，在水射流工具本体1的两端分别设置有双公短节6，封隔器4和扶正器5分别通过双公短节6串接在水射流工具本体1的两端，对封隔器4和扶正器5的串接顺序没有严格要求，优选地，封隔器4位于扶正器5和水射流工具本体1之间。

在上述的水平井管内水力喷射解堵工具中，其中一个双公短节6与丝堵7密封连接，另一个双公短节6与双母接头8连接，以使得水射流工具本体1的一端密封，另一端通过双母接头8与输送管柱12连接。

在上述的水平井管内水力喷射解堵工具中，如图2所示，图2为图1所示水平井管内水力喷射解堵工具中赫姆霍兹喷嘴的结构示意图。赫姆霍兹喷嘴2包括赫姆霍兹喷嘴外筒201和安装在赫姆霍兹喷嘴外筒201内的赫姆霍兹喷嘴芯202，赫姆霍兹喷嘴外筒201的底部开设有圆柱形自激腔203，赫姆霍兹喷嘴芯202上具有与自激腔203连通的喷孔204，喷孔204和自激腔203的轴线之间具有夹角α。自激腔203与水射流工具本体1连通，且当冲洗液进入赫姆霍兹喷嘴外筒201中的自激腔203中时，会形成振动，振动的冲洗液通过赫姆霍兹喷嘴芯202的喷孔204喷出，并与堵塞筛管13的内表面法线形成α大小的夹角，从而形成脉冲斜射流，一方面脉冲射流能增大对堵塞筛管13的内表面的冲击力，另一方面，斜射流可使堵塞筛管13上的堵塞物更容易剥离，进而对堵塞筛管13进行有效冲洗。

在上述的水平井管内水力喷射解堵工具中，对喷孔204和自激腔203的轴线之间的夹角α的大小没有严格限定，为了更有效地冲洗筛管，优选设置夹角α为10°-45°。

在上述的水平井管内水力喷射解堵工具中，进一步地，自激腔203的底部设置有用于与水射流工具本体1连通的连通孔205，冲洗液可从连通孔205进入自激腔203中。

在上述的水平井管内水力喷射解堵工具中，赫姆霍兹喷嘴芯202通过螺纹连接在赫姆霍兹喷嘴外筒201内，且为了进行密封，在赫姆霍兹喷嘴芯202和赫姆霍兹喷嘴外筒201之间还设置有密封圈9。

在上述的水平井管内水力喷射解堵工具中，进一步地，在赫姆霍兹喷嘴2与水射流工具本体1之间、垂直射流喷嘴3与水射流工具本体1之间分别设置有密封圈9。

本实用新型实施例通过采用赫姆霍兹喷嘴和垂直射流喷嘴组合代替现有的力偶喷嘴和斜喷嘴，并使其在水射流工具本体上呈一定螺旋升角排列组合，可对筛管的内壁产生螺旋和垂直射流的复合冲洗解堵效果，从而不需要旋转喷头即可实现最大限度地冲洗到筛管过流通道，解决现有技术中精密复合筛管解堵不彻底的问题。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本实用新型的技术方案，并不用以限制本实用新型。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水平井管内水力喷射解堵工具，包括中空的水射流工具本体(1)，其特征在于，

在所述水射流工具本体(1)上设置有与所述水射流工具本体(1)连通的若干个喷射斜向射流的赫姆霍兹喷嘴(2)和喷射垂直射流的垂直射流喷嘴(3)，所述赫姆霍兹喷嘴(2)和所述垂直射流喷嘴(3)呈螺旋升角排列。

2.根据权利要求1所述的水力喷射解堵工具，其特征在于，在所述水射流工具本体(1)的两端分别设置有封隔器(4)。

3.根据权利要求2所述的水力喷射解堵工具，其特征在于，在所述水射流工具本体(1)的两端还分别设置有扶正器(5)。

4.根据权利要求3所述的水力喷射解堵工具，其特征在于，所述封隔器(4)和所述扶正器(5)分别通过双公短节(6)串接在所述水射流工具本体(1)的两端。

5.根据权利要求4所述的水力喷射解堵工具，其特征在于，其中一个所述双公短节(6)与丝堵(7)密封连接，另一个所述双公短节(6)与双母接头(8)连接。

6.根据权利要求1所述的水力喷射解堵工具，其特征在于，所述赫姆霍兹喷嘴(2)包括赫姆霍兹喷嘴外筒(201)和安装在所述赫姆霍兹喷嘴外筒(201)内的赫姆霍兹喷嘴芯(202)，所述赫姆霍兹喷嘴外筒(201)的底部开设有圆柱形自激腔(203)，所述赫姆霍兹喷嘴芯(202)上具有与所述自激腔(203)连通的喷孔(204)，所述喷孔(204)和所述自激腔(203)的轴线之间具有夹角(α)。

7.根据权利要求6所述的水力喷射解堵工具，其特征在于，所述喷孔(204)和所述自激腔(203)的轴线之间的所述夹角(α)为10°-45°。

8.根据权利要求6所述的水力喷射解堵工具，其特征在于，所述自激腔(203)的底部设置有用于与所述水射流工具本体(1)连通的连通孔(205)。

9.根据权利要求6所述的水力喷射解堵工具，其特征在于，所述赫姆霍兹喷嘴芯(202)通过螺纹连接在所述赫姆霍兹喷嘴外筒(201)内。

10.根据权利要求1所述的水力喷射解堵工具，其特征在于，所述赫姆霍兹喷嘴(2)与所述水射流工具本体(1)之间、所述垂直射流喷嘴(3)与所述水射流工具本体(1)之间分别设置有密封圈(9)。