CN206769892U - 自激压力脉冲分层解堵工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自激压力脉冲分层解堵工具，包括中心管，中心管上部周向均匀分布有多个小孔，中心管下部周向均匀分布有多个喷嘴；中心管外侧螺纹连接水套，水套外侧下端直接套接水槽套，水槽套与水套滑动连接，小孔位于由水槽套、水套以及中心管构成的上密封腔内；中心管下端为两个底部横截面直径大小不等的圆柱环管，位于下方的圆柱环管底部横截面直径大于位于上方的圆柱环管底部横截面直径，水槽套下部套于两个圆柱环管外侧并构成下密封腔，喷嘴位于下密封腔内，中心管最下端通过销钉固定滑套。本实用新型的有益效果是：该设计具备解堵效率高、整体结构简单、使用成本低廉等优点。

Description

自激压力脉冲分层解堵工具

技术领域

本实用新型涉及石油开采解堵技术领域，尤其是涉及一种自激压力脉冲分层解堵工具。

背景技术

目前，我国大部分油田已进入中、后期开发阶段。在此开发阶段，油田一般均存在高采油速度、高采出程度、高含水的三高以及单井日产量低、地层压力低、井筒动液面低的三低特点。随着开发难度的增加，措施效果愈来愈差，挖潜能力越来越小，特别是低渗透油藏的开发更加困难。以往采用单一的酸化、压裂等解堵工艺措施存在有效作用距离短、井底残液和杂质排不尽或不与某些堵塞物反应而无法排出等缺点。

由此可见，如何研究出一种自激压力脉冲分层解堵工具，具备解堵效率高、整体结构简单、使用成本低廉等优点，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种自激压力脉冲分层解堵工具。

本实用新型一种自激压力脉冲分层解堵工具，包括中心管，所述中心管上部周向均匀分布有多个小孔，所述中心管下部周向均匀分布有多个喷嘴；所述中心管外侧螺纹连接水套，所述水套外侧下端直接套接水槽套，所述水槽套与所述水套滑动连接，所述小孔位于由所述水槽套、水套以及中心管构成的上密封腔内；所述中心管下端为两个底部横截面直径大小不等的圆柱环管，位于下方的所述圆柱环管底部横截面直径大于位于上方的所述圆柱环管底部横截面直径，所述水槽套下部套于两个所述圆柱环管外侧并构成下密封腔，所述喷嘴位于所述下密封腔内，所述中心管最下端通过销钉固定滑套；

所述中心管内工作液通过所述小孔和喷嘴分别喷射至所述上密封腔和下密封腔中，所述滑套在工作液压力作用下滑落，所述下密封腔下部压力大于上部压力，所述水槽套通过压力差驱动而上移使所述喷嘴得以暴露并将工作液喷向地层间，所述上密封腔压力使所述水槽套下移重新覆盖所述喷嘴并再次形成所述下密封腔，此为所述自激压力脉冲分层解堵工具的一个中低频压力脉冲循环工作单元。

进一步地，所述中心管的上端外侧安装有用于座封封隔器的座封工具。

进一步地，所述封隔器为Y341或Y344封隔器。

进一步地，所述中心管底部螺纹连接用于收纳滑落后的所述滑套的滑套回收筒。

进一步地，所述小孔和喷嘴的数量均为四个。

进一步地，所述中心管上端连接油管，并通过所述油管向所述中心管内泵送所述工作液。

进一步地，所述工作液为油、水或气体。

进一步地，所述自激压力脉冲分层解堵工具可单独使用，也可多个串接为一个整体使用。

本实用新型一种自激压力脉冲分层解堵工具，与现有技术相比具有以下优点：

首先，该自激压力脉冲分层解堵工具以泵车提供的高压液体为工作液为动力驱动水槽套的上下往复运动，实现喷嘴对油套环空和地层间的交替连通与关闭，从而达到间断性地向地层及环空喷射工作液的目的。随着地面泵车的连续提供工作液，自激压力脉冲分层解堵工具就以间歇地方式向地层及环空提供冲蚀能力增强了的压力脉冲，实现对地层的疏通解堵，再辅以针对地层特点酸的作用，极大提升了解堵效果。

其次，因为自激压力脉冲分层解堵工具如此往复这种不断消失和产生具有一定频率的压力波，交替作用在生产层、生产层与井筒间通道和套管内壁上，并向井筒周围生产层传播。这种压力波可以剥落孔隙、生产层与井筒间通道和套管等表面的附着物，并随工作液或地层液清除到井筒油套管环空，并循环出井，从而疏通孔道，大大降低井底流压，提高生产层的孔隙度和渗透率。

再者，该压力波为中低频压力脉冲，其具有振幅大、频率低的特点，因而实现了作业半径大、用酸量少对地层和油套管伤害小、作业程序简单等作业目标。该工艺技术广泛适用于各类油水井的解堵、套管内壁的清垢和清蜡作业。可见，其不但大大减少了用酸量，缩短作业施工时间，而且也大大延长了作业有效期，取得了明显的经济效益和社会效益。

最后，自激压力脉冲分层解堵工具直接面向生产层，能量利用率高，并且可据地层特点工具配置灵活，实现单管柱分层解堵。根据油层的不同厚度及不同层位，自激压力脉冲分层解堵工具可单体使用，也可多个串接组合使用，以增加其工作层面与振动能量。并通过能够配备封隔器或水力锚来实现分层解堵作业。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型三个串接组合使用的结构示意图。

图中：1、封座工具，2、水套，3、水槽套，4、滑套回收筒，5、油管、6、封隔器，7、生产层。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型，下面结合具体实施例和附图对本实用新型进行进一步的描述。

如图1-2所示，一种自激压力脉冲分层解堵工具，主要由中心管、水槽套3、喷嘴、水套2、滑套等组成。为了实现分层解堵的目的，所以增加了座封工具1。增加此座封工具1的目的是确保封隔器6的座封。在分层酸化施工中，自激压力脉冲分层解堵工具的下端增加了滑套回收筒4，以确保分层酸化时相应层工具的正常工作。自激压力脉冲分层解堵工具的上端和下端均设有连接螺纹。

在酸化解堵作业时，依据油水井层间具体情况，将自激压力脉冲分层解堵工具装于油管柱即所述油管5上，层与层之间用Y341或Y344等封隔器6实现层间分隔。

将自激压力脉冲分层解堵工具装于油管柱上，随油管柱下至油水井相应层位，使其对准注水层或生产层7的位置，为实现分层在油管柱位于生产层7间位置装Y341封隔器或水力锚，当油管柱入井后连接地面管汇，启动泵车，实现封隔器6的座封，其中，座封时泵压约为11MPa。

封隔器6座封后，继续加大泵压一级工具销钉剪断，销钉剪断时的泵压约为14MPa，滑套落入滑套回收筒内4，此时自激压力脉冲分层解堵工具进入工作状态。

自激压力脉冲分层解堵工具的工作原理为：来自地面泵车的工作液经中心管上部周向均布的四个小孔和下部周向分布的四个喷嘴分别进入由水槽套3、水套2及中心管形成的上密封腔和由中心管下部两不同直径的圆柱面即所述圆柱环管与水槽套3间形成的下密封腔。由于承受工作液压力的水槽套3下工作面面积大于上工作面面积，在压力差作用下水槽套3克服自身重力和摩擦力作上行运动，喷嘴暴露于油套环空，工作液经喷嘴面向地层喷射。而当喷嘴暴露于油套环空后，原有建立的下密封腔丧失，而上密封腔仍然存在。在上腔压力作用下，水槽套3又被推下重新将喷嘴覆盖，下密封腔重新形成。这样，自激压力脉冲分层解堵工具就完成了一个压力脉冲工作过程。

随着地面泵车的连续提供工作液，如此不断地重复上述动作，交替实现喷嘴的打开和关闭，自激压力脉冲分层解堵工具就以间歇地方式向地层及环空提供冲蚀能力增强了的压力脉冲，实现对地层的疏通解堵，再辅以针对地层特点酸的作用，极大提升了解堵效果。

如此往复这种不断消失和产生具有一定频率的压力波，交替作用在生产层7、生产层7与井筒间通道和套管内壁上，并向井筒周围生产层7传播。在这种压力波的作用下，可以剥落孔隙、生产层7与井筒间通道和套管等表面的附着物，并随工作液或地层液清除到井筒油套管环空，并循环出井，从而疏通孔道，大大降低井底流压，提高生产层7的孔隙度和渗透率。

自激压力脉冲分层解堵工具的输出功率中单体最大功率为18kW；工作频率为1～7Hz；振动最大行程为100～300mm；注入压力最大为40MPa；在注入压力为25MPa的条件下，套管横纵受力380kg/cm²。

自激压力脉冲分层解堵工具的优势体现在以下几个方面：

①其可直接面向生产层7，能量利用率高。自激压力脉冲分层解堵工具在井下工作时，所产生的压力脉冲振动直接作用于生产层7，其能量利用率被大大提高。

②其具有功率大，工作频率易于调节的优点。自激压力脉冲分层解堵工具输出的压力脉冲振动功率大，且频率低，并能调节与控制。

③其可据地层特点自激压力脉冲分层解堵工具配置灵活，实现单管柱分层解堵。根据油层的不同厚度及不同层位，自激压力脉冲分层解堵工具可单体使用，也可多个串接组合使用，以增加其工作层面与振动能量。如果配以封隔器6或水力锚易于实现分层解堵作业。

④其作业有效半径大。自激压力脉冲分层解堵工具在井下工作时所产生的压力脉冲振荡波涉及范围大，可大提升解堵作业半径。

⑤其工作液调配灵活，物理解堵效果明显。自激压力脉冲分层解堵工具作业时，工作液可以是油、水，也可以是气；还能同时配合使用增油剂及洗井液，包括各种酸化剂与表活剂，具有物理化学综合效益。

⑥自激压力脉冲分层解堵工具可在不同井深使用，不受井底温度、压力影响，只要从油管5向井内泵入一定流量的流体，仪器即可正常工作。

⑦自激压力脉冲分层解堵工具还可通过上提油管5实现对套管的除垢和清蜡作业。

自激压力脉冲解堵工艺基本流程为先将自激压力脉冲分层解堵工具连接在油管柱上，据生产层7的数量和厚度组配不同的水力脉冲发生器组合，并随油管5下入到对应生产层7位置。当管柱下入到规定位置后，正循环洗井。

投球打压，以工作液为动力，实现油管锚对油管的锚定或用封隔器6进行层间封隔和油管5固定。继续打压销钉剪断，滑套落入滑套回收筒4，自激压力脉冲分层解堵工具进入工作状态。

为泵车从排污罐中吸入预先调配好的符合生产层7特点的工作液，经油管5送入井下，由自激压力脉冲分层解堵工具的喷嘴喷出进入地层。当泵压降至规定要求后，倒流程打顶替液，待顶替液入井后，停泵二次投球，重新连接管线处理第二个待处理层，重复上述作业。待第二层处理完成后，停泵三次投球，再次重复上述工序。封井反应达规定时间后，使封隔器6解封，反循环洗井达规定要求。

自激压力脉冲分层解堵工具的具体施工步骤为：先起出井内的油管柱，保持井筒及油管柱的清洁。探人工井底，通径。再根据层位结构配好自激压力脉冲分层解堵工具和封隔器6，将其下入井内，并使其对准作业层位。然后连接好地面设施，启动开泵，泵排量由小逐渐增大，渐增至设计的排量。打压试压，做到管线连接完好，不刺不漏。随后用清水冲砂洗井1～2h，排出的污水直接排放。之后投球，将沉淀罐内配置好的化学工作液作循环液，泵入井内，使自激压力脉冲分层解堵工具工作1～2h，将罐内污液直接排放。继而将新配置的工作液连续打入井内，排出的液体直接排放，不作循环。每连续工作1h休息10min，共工作4～5h后，停振，起管柱。最后，检泵，下泵，试压，恢复正常生产。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.一种自激压力脉冲分层解堵工具，其特征在于：包括中心管，所述中心管上部周向均匀分布有多个小孔，所述中心管下部周向均匀分布有多个喷嘴；所述中心管外侧螺纹连接水套(2)，所述水套(2)外侧下端直接套接水槽套(3)，所述水槽套(3)与所述水套(2)滑动连接，所述小孔位于由所述水槽套(3)、水套(2)以及中心管构成的上密封腔内；所述中心管下端为两个底部横截面直径大小不等的圆柱环管，位于下方的所述圆柱环管底部横截面直径大于位于上方的所述圆柱环管底部横截面直径，所述水槽套(3)下部套于两个所述圆柱环管外侧并构成下密封腔，所述喷嘴位于所述下密封腔内，所述中心管最下端通过销钉固定滑套；

所述中心管内工作液通过所述小孔和喷嘴分别喷射至所述上密封腔和下密封腔中，所述滑套在工作液压力作用下滑落，所述下密封腔下部压力大于上部压力，所述水槽套(3)通过压力差驱动而上移使所述喷嘴得以暴露并将工作液喷向地层间，所述上密封腔压力使所述水槽套(3)下移重新覆盖所述喷嘴并再次形成所述下密封腔，此为所述自激压力脉冲分层解堵工具的一个中低频压力脉冲循环工作单元。

2.根据权利要求1所述的自激压力脉冲分层解堵工具，其特征在于：所述中心管的上端外侧安装有用于座封封隔器(6)的座封工具(1)。

3.根据权利要求2所述的自激压力脉冲分层解堵工具，其特征在于：所述封隔器(6)为Y341或Y344封隔器。

4.根据权利要求1所述的自激压力脉冲分层解堵工具，其特征在于：所述中心管底部螺纹连接用于收纳滑落后的所述滑套的滑套回收筒(4)。

5.根据权利要求1所述的自激压力脉冲分层解堵工具，其特征在于：所述小孔和喷嘴的数量均为四个。

6.根据权利要求1所述的自激压力脉冲分层解堵工具，其特征在于：所述中心管上端连接油管(5)，并通过所述油管(5)向所述中心管内泵送所述工作液。

7.根据权利要求1所述的自激压力脉冲分层解堵工具，其特征在于：所述工作液为油、水或气体。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的自激压力脉冲分层解堵工具，其特征在于：所述自激压力脉冲分层解堵工具可单独使用。

9.根据权利要求1-7中任意一项所述的自激压力脉冲分层解堵工具，其特征在于：所述自激压力脉冲分层解堵工具可多个串接为一个整体使用。