CN206816208U - 煤层气水平井旋转射流洗井喷头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种煤层气水平井旋转射流洗井喷头，其包括喷头轴套；一端轴承套装在喷头轴套内、另一自由端突出喷头轴套设置的旋转内轴套；固定套装在旋转内轴套自由端的前置喷头；喷头轴套、旋转内轴套以及前置喷头内设有同轴内流道；其中前置喷头沿水流方向依次设有侧向喷嘴和前向喷嘴，侧向喷嘴以内流道为中心径向向外设置，前向喷嘴以内流道为中心径向且向前倾斜设置。所述前置喷头在高压液流自侧向喷嘴喷射产生的反向冲力下被自由驱动旋转，在油管与套管环空内产生旋流场，增加煤灰紊流强度，减缓煤灰下沉速度，把沉积在下管壁的煤灰通过旋流携带起来然后随水平液流的作用沿环空上返，将煤灰带出井筒内，实现井筒内的煤灰或煤屑的高效清洗。
Description
技术领域
本实用新型属于煤层气开发技术领域，具体涉及一种煤层气水平井旋转射流洗井喷头。
背景技术
煤层气水平井技术已经成为煤层气高效开发的一种有效手段，通过在水平段下入套管或筛管，确保了煤层水平段的井眼稳定和可重入作业，大幅提高单井产量和采收率。但为了增加单井产量，需要最大限度的增加煤层的裸漏面积，在实际井眼轨迹控制中追求煤层钻遇率，增加水平段煤层的长度，通过调整轨迹来确保在煤层中穿行，导致水平段U型管效应比较严重，在生产过程中煤灰或煤屑进入井筒内大量堆积，无法有效排除，产生灰堵甚至卡管柱。因此煤层气水平段的洗井工艺变得尤为重要，能否高效的清洗堆积在井筒内的煤灰或煤屑，成为提高水平井的生产能力关键。
目前煤层气水平井洗井主要是采用不旋转的笔尖，利用油管送入井底连续拖动管柱冲洗水平段，由于重力作用，煤灰在水平段内自由沉降方向与液流方向近乎垂直，煤灰容易沉降在筛管或套管的下管壁，洗井管住可能被堆积的煤灰卡死，造成井下事故。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提出一种既能够实现井筒内的煤灰或煤屑的高效清洗，又能够避免煤灰容易沉降在筛管或套管的下管壁，洗井管住可能被堆积的煤灰卡死问题的煤层气水平井旋转射流洗井喷头。
为达到上述技术目的，本实用新型的技术方案提供一种煤层气水平井旋转射流洗井喷头，其包括，
喷头轴套；
一端轴承套装在所述喷头轴套内、另一自由端突出喷头轴套设置的旋转内轴套；
固定套装在旋转内轴套自由端的前置喷头；
所述喷头轴套、旋转内轴套以及前置喷头内设有同轴内流道；
其中，所述前置喷头沿水流方向依次设有侧向喷嘴和前向喷嘴，所述侧向喷嘴以内流道为中心径向向外设置，所述前向喷嘴以内流道为中心径向且向前倾斜设置。
优选的，所述前向喷嘴与内流道的中轴线之间成15°倾斜角。
优选的，所述喷头轴套上设有后向喷嘴，所述后向喷嘴以内流道为中心径向且向后倾斜设置。
优选的，所述后向喷嘴与内流道的中轴线之间成150°倾斜角。
优选的，所述喷头轴套、旋转内轴套以及前置喷头之间通过密封件密封设置。
优选的，所述喷头轴套的内腔中卡套一旋转轴承，所述旋转轴承的外环与喷头轴套的内壁固定卡套连接，内环与旋转内轴套一端固定卡套连接。
优选的，所述喷头轴套的套装口与旋转内轴套之间设有一环形压盖，所述环形压盖的内径小于旋转轴承的外环直径，并大于旋转轴承的内环直径。
本实用新型所述煤层气水平井旋转射流洗井喷头，其通过旋转内轴套使前置喷头轴承设置于喷头轴套上，使前置喷头在高压液流自侧向喷嘴喷射产生的反向冲力下被自由驱动旋转，从而在油管与套管环空内产生旋流场，增加煤灰紊流强度，减缓煤灰下沉速度和把沉积在下管壁的煤灰通过旋流携带起来然后随水平液流的作用沿环空上返，将煤灰带出井筒内，实现井筒内的煤灰或煤屑的高效清洗，同时避免煤灰容易沉降在筛管或套管的下管壁，洗井管住可能被堆积的煤灰卡死的问题。
附图说明
图1是本实用新型所述煤层气水平井旋转射流洗井喷头的整体剖视图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型的实施例提供了一种煤层气水平井旋转射流洗井喷头，如图1所示，其包括喷头轴套10、旋转内轴套20以及前置喷头30；所述喷头轴套10、旋转内轴套20以及前置喷头30内设有同轴内流道40，且所述喷头轴套10、旋转内轴套20以及前置喷头30之间通过密封件50密封设置。
其中，所述喷头轴套10的内腔中卡套一旋转轴承11，所述旋转轴承11的外环与喷头轴套10的内壁固定卡套连接；所述旋转内轴套20一端自喷头轴套10的套装口伸入喷头轴套10的内腔中，并与旋转轴承11的内环固定卡套连接，同时，所述喷头轴套10的套装口与旋转内轴套20之间设有一环形压盖12，所述环形压盖12的内径小于旋转轴承11的外环直径，并大于旋转轴承11的内环直径，用于通过旋转轴承11将旋转内轴套20锁扣在喷头轴套10内。
所述前置喷头30固定套装在旋转内轴套20自由端，且沿水流方向依次设有侧向喷嘴31和前向喷嘴32，所述前向喷嘴32以内流道40为中心径向且向前倾斜设置，从而使水流向前喷射，对井筒内堆积的煤灰或煤屑进行冲击破碎；具体的，所述前置喷头30周向均匀分布有3个前向喷嘴32，相邻两个前向喷嘴32之间间隔的角度为120°，所述前向喷嘴32与内流道40的中轴线之间成15°倾斜角。同时，前向喷嘴32直径优选为7～9mm，且各个前向喷嘴32之间为不等径喷嘴。
所述侧向喷嘴31以内流道40为中心径向向外设置，从而使水流径向喷射出，当高压液流自侧向喷嘴31喷射出时会产生反向冲力，所述反向冲力随即驱动喷头和心轴旋转，在油管与套管环空内产生旋流场，增加煤灰紊流强度，减缓煤灰下沉速度，并把沉积在下管壁的煤灰通过旋流携带起来然后随水平液流的作用沿环空上返；具体的，所述前置喷头30周向均匀分布有4个侧向喷嘴31，所述各个侧向喷嘴31优选直径3～6mm的等径喷嘴。
所述喷头轴套10上设有后向喷嘴13，所述后向喷嘴13以内流道40为中心径向且向后倾斜设置，其与前向喷嘴32相反设置，高压液流自后向喷嘴13产生后向射流，对前向喷嘴32和侧向喷嘴31冲洗留下的煤灰进行清洗，大幅提高驱扫效率。具体的，所述喷头轴套10上对称设有2个后向喷嘴13，所述后向喷嘴13与内流道40的中轴线之间成150°倾斜角，且各个后向喷嘴13优选直径为3～5mm的等径喷嘴。
采用本实用新型所述煤层气水平井旋转射流洗井喷头对井筒进行冲洗时，将高压液流通入煤层气水平井旋转射流洗井喷头的内流道40中，首先所述高压液流通过后向喷嘴13产生向后射流，对前向喷嘴32和侧向喷嘴31冲洗留下的煤灰进行清洗，然后另一部分液流通过中心轴的通孔进入前置喷头30中，并自侧向喷嘴31和前向喷嘴32喷出，所述高压液流自侧向喷嘴31喷出时会产生反向冲力，所述反向冲力随即驱动喷头和心轴旋转，在油管与套管环空内产生旋流场，增加煤灰紊流强度，减缓煤灰下沉速度，并把沉积在下管壁的煤灰通过旋流携带起来然后随水平液流的作用沿环空上返，所述上返带煤灰的水流在后向喷嘴13喷射的助力下进一步向上反流，大幅提高驱扫效率，从而将煤灰带出井筒内。
本实用新型所述煤层气水平井旋转射流洗井喷头，其通过旋转内轴套20使前置喷头30轴承设置于喷头轴套10上，使前置喷头30在高压液流自侧向喷嘴31喷射产生的反向冲力下被自由驱动旋转，从而在油管与套管环空内产生旋流场，增加煤灰紊流强度，减缓煤灰下沉速度和把沉积在下管壁的煤灰通过旋流携带起来然后随水平液流的作用沿环空上返，将煤灰带出井筒内，实现井筒内的煤灰或煤屑的高效清洗，同时避免煤灰容易沉降在筛管或套管的下管壁，洗井管住可能被堆积的煤灰卡死的问题。
以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种煤层气水平井旋转射流洗井喷头，其特征在于，包括，
喷头轴套(10)；
一端轴承套装在所述喷头轴套(10)内、另一自由端突出喷头轴套(10)设置的旋转内轴套(20)；
固定套装在旋转内轴套(20)自由端的前置喷头(30)；
所述喷头轴套(10)、旋转内轴套(20)以及前置喷头(30)内设有同轴内流道(40)；
其中，所述前置喷头(30)沿水流方向依次设有侧向喷嘴(31)和前向喷嘴(32)，所述侧向喷嘴(31)以内流道(40)为中心径向向外设置，所述前向喷嘴(32)以内流道(40)为中心径向且向前倾斜设置。
2.根据权利要求1所述煤层气水平井旋转射流洗井喷头，其特征在于，所述前向喷嘴(32)与内流道(40)的中轴线之间成15°倾斜角。
3.根据权利要求1所述煤层气水平井旋转射流洗井喷头，其特征在于，所述喷头轴套(10)上设有后向喷嘴(13)，所述后向喷嘴(13)以内流道(40)为中心径向且向后倾斜设置。
4.根据权利要求3所述煤层气水平井旋转射流洗井喷头，其特征在于，所述后向喷嘴(13)与内流道(40)的中轴线之间成150°倾斜角。
5.根据权利要求1所述煤层气水平井旋转射流洗井喷头，其特征在于，所述喷头轴套(10)、旋转内轴套(20)以及前置喷头(30)之间通过密封件(50)密封设置。
6.根据权利要求1所述煤层气水平井旋转射流洗井喷头，其特征在于，所述喷头轴套(10)的内腔中卡套一旋转轴承(11)，所述旋转轴承(11)的外环与喷头轴套(10)的内壁固定卡套连接，内环与旋转内轴套(20)一端固定卡套连接。
7.根据权利要求5所述煤层气水平井旋转射流洗井喷头，其特征 在于，所述喷头轴套(10)的套装口与旋转内轴套(20)之间设有一环形压盖(12)，所述环形压盖(12)的内径小于旋转轴承(11)的外环直径，并大于旋转轴承(11)的内环直径。
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