CN213869794U - 一种煤层气水平井高效低伤害负压捞砂装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及捞砂技术领域，具体为一种煤层气水平井高效低伤害负压捞砂装置，包括表层套管主体、技术套管主体、水泥环主体和射孔段主体。本实用新型解决了水平段井筒堵塞的问题，根据井身结构合理设计沉砂筒的长度，确保将捞砂泵置于直井段，既防止捞砂泵进入水平段出现卡泵事故，又保证捞砂泵的捞砂效率，加装多级单流阀，防止进入沉砂筒的砂倒流回入井底，实现连续捞砂作业，保证高效捞砂改进前的捞砂泵砂铲在水平井段无法关闭，因此在水平井段不能有效进行捞砂作业，通过对砂铲进行改进，形成了在水平井可以使用的砂铲，在捞砂泵作业过程中，由于弹簧的限位，凡尔球可以在水平方向来回运动，确保捞砂铲可以有效打开和关闭。

Description

一种煤层气水平井高效低伤害负压捞砂装置

技术领域

本实用新型涉及捞砂技术领域，具体为一种煤层气水平井高效低伤害负压捞砂装置。

背景技术

煤层气水平井排采过程中，频繁出现吐砂现象，吐出的压裂砂在井筒底部堆积，增加气、水流动的阻力，造成煤储层中的水不能高效排出，最终导致泄压面积有限，影响煤层气井的产能，针对水平井吐砂现象，目前经常采取的方法为大排量水力冲砂作业，该方法一次冲砂量大，能够彻底清洗井底，装置简单，但煤储层是欠压储层，地层压力系数低，采取大排量水力冲砂作业，冲砂液会大量漏进地层，污染煤储层，造成水敏效应，导致煤储层渗透率降低，影响煤层气井产能，而且当井很深且地层压力较低时，冲砂液漏失严重，难以返至地面时，该方法失效，经统计，煤层气水平井采取大排量冲砂作业后，产气量很难恢复到作业前的正常水平。另外，大排量水力冲砂作业需要配备泵车、水罐以及充足的清水，导致施工作业成本增加，因此可知现在的一种煤层气水平井捞砂装置基本满足人们需求，但是仍然存在一些问题。

而传统的捞砂装置在直井、定向井适用性强，而对于水平井水平段的捞砂，适用性很差，捞砂泵的阀球在水平井筒内失去重力方向的作用，不能很好的打开和封闭，导致泵效很低，吐出的压裂砂在水平井筒内是非均匀分布的，无法在重力作用下堆积到一起，导致作业效率低，作业时间长且水平井段长数百米，捞砂泵进入水平井筒内作业极易发生卡泵事故，多年的煤层气开发实践证明，水平井具有产气量高，经济效益大的特点。煤层气开发由直井、定向井为主的开发模式也逐渐演变为水平井井组为主的开发模式。但在水平井排采过程中频繁出现吐砂、出煤粉现象，造成水平段井筒堵塞，导致产量衰减，因此亟需一种煤层气水平井高效低伤害负压捞砂装置来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种煤层气水平井高效低伤害负压捞砂装置，以解决上述背景技术中提出的水平段井筒堵塞的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种煤层气水平井高效低伤害负压捞砂装置，包括表层套管主体、技术套管主体、水泥环主体和射孔段主体，所述表层套管主体内部设置有技术套管主体，且技术套管主体底端设置有水泥环主体，所述水泥环主体内部开设有射孔段主体，其特征在于：所述水泥环主体内部设置有调节机构，且调节机构包括倒角油管，所述倒角油管顶端固连有捞砂泵，且倒角油管右侧设置有捞砂铲，所述倒角油管内部设置有单流阀，且单流阀内部设置有限位槽，所述限位槽顶端固定连接有连接杆，且连接杆右侧固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧远离连接杆外壁的一端固定连接有凡尔球，所述限位槽右侧固定连接有凡尔座。

优选的，所述倒角油管内部设置有过滤机构，且过滤机构包括腔室，所述倒角油管内部开设有腔室，且腔室内部插设有滤网，所述倒角油管外壁固定连接有固定块，且固定块内部螺纹连接有螺杆，所述螺杆顶端固定连接有旋钮，且螺杆底端通过轴承活动连接有固定板，所述固定板底端通过转轴活动连接有铰接杆，且铰接杆左侧通过转轴活动连接有限位杆，所述限位杆左侧插设于滤网的内部。

优选的，所述腔室内壁固定连接有第二弹簧，且第二弹簧远离腔室内壁的一端固定连接有底板，所述腔室内壁固定连接有限位块，且限位块底端贴合于底板顶端。

优选的，所述底板顶端胶粘有连接板，且连接板顶端贴合有滤网，所述连接板为橡胶材质。

优选的，所述腔室内壁开设有第一滑槽，且第一滑槽内部滑动连接有第一滑块，所述第一滑块左侧固定连接于固定板外壁。

优选的，所述腔室内部开设有第二滑槽，且第二滑槽内部滑动连接有第二滑块，所述第二滑块顶端固定连接于限位杆。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、该煤层气水平井高效低伤害负压捞砂装置设置有单流阀、限位槽、连接杆、第一弹簧、凡尔球、凡尔座、倒角油管、捞砂铲和捞砂泵，通过地面动力和连接装置将改造后的捞砂管柱捞砂铲+倒角油管+单流阀+捞砂泵下入井内。捞砂泵工作时，在上提油管的过程中，捞砂管柱和井筒环形空间之间产生压力差，捞砂管柱内相对环形空间呈负压环境，捞砂铲呈开启状态，水平段井筒环形空间聚集的压裂砂、煤粉在压力差作用下汇聚经捞砂铲进入沉砂管柱中。在下放油管过程中，由于捞砂管柱泵腔容积减小，压力变大，捞砂铲的单流阀开启，下部捞砂铲的单流阀关闭，进入沉砂管柱的砂子、煤粉保留在沉砂管柱内。在地面设备动力作用下，油管往复运动，直至捞砂至设计要求的位置或人工井底，将水平段井筒内的压裂砂、煤粉彻底清除干净，解决了水平段井筒堵塞的问题，根据井身结构合理设计沉砂筒的长度，确保将捞砂泵置于直井段，既防止捞砂泵进入水平段出现卡泵事故，又保证捞砂泵的捞砂效率，加装多级单流阀，防止进入沉砂筒的砂倒流回入井底，实现连续捞砂作业，保证高效捞砂改进前的捞砂泵砂铲在水平井段无法关闭，因此在水平井段不能有效进行捞砂作业，通过对砂铲进行改进，加装含强制关闭弹簧的单流阀，形成了在水平井可以使用的砂铲，该单流阀主要由凡尔座、凡尔球、弹簧和限位槽组成，在捞砂泵作业过程中，由于弹簧的限位，凡尔球可以在水平方向来回运动，确保捞砂铲可以有效打开和关闭；

2、该煤层气水平井高效低伤害负压捞砂装置设置有腔室、第二弹簧、底板、连接板、滤网、限位块、固定块、螺杆、旋钮、固定板、第一滑槽、第一滑块、铰接杆、限位杆、第二滑槽和第二滑块，把滤网放入腔室的内部，对连接板进行挤压，底板对第二弹簧进行挤压，接着旋转旋钮，令螺杆在固定块的内部进行移动，固定板带动底端的铰接杆进行移动，铰接杆移动的同时带动限位杆通过第二滑块在第二滑槽内部进行移动，进入滤网的内部，解决了水平段井筒堵塞的问题，通过设置该机构，起到一定的过滤效果，避免砂倒流。

附图说明

图1为本实用新型的正视剖面示意图；

图2为本实用新型的倒角油管正视局部剖面示意图；

图3为本实用新型的单流阀正视局部剖面示意图；

图4为本实用新型的倒角油管正视局部剖面示意图；

图5为本实用新型的图4中A处结构放大示意图。

图中：111、表层套管主体；112、技术套管主体；113、水泥环主体；114、射孔段主体；211、单流阀；212、限位槽；213、连接杆；214、第一弹簧；215、凡尔球；216、凡尔座；217、倒角油管；218、捞砂铲；219、捞砂泵；311、腔室；312、第二弹簧；313、底板；314、连接板；315、滤网；316、限位块；317、固定块；318、螺杆；319、旋钮；320、固定板；321、第一滑槽；322、第一滑块；323、铰接杆；324、限位杆；325、第二滑槽；326、第二滑块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-5，本实用新型提供的一种实施例：一种煤层气水平井高效低伤害负压捞砂装置，包括表层套管主体111、技术套管主体112、水泥环主体113和射孔段主体114，表层套管主体111内部设置有技术套管主体112，且技术套管主体112底端设置有水泥环主体113，水泥环主体113内部开设有射孔段主体114，水泥环主体113内部设置有调节机构，且调节机构包括倒角油管217，倒角油管217顶端固连有捞砂泵219，且倒角油管217右侧设置有捞砂铲218，倒角油管217内部设置有单流阀211，且单流阀211内部设置有限位槽212，限位槽212顶端固定连接有连接杆213，且连接杆213右侧固定连接有第一弹簧214，第一弹簧214远离连接杆213外壁的一端固定连接有凡尔球215，限位槽212右侧固定连接有凡尔座216。

倒角油管217内部设置有过滤机构，且过滤机构包括腔室311，倒角油管217内部开设有腔室311，且腔室311内部插设有滤网315，倒角油管217外壁固定连接有固定块317，且固定块317内部螺纹连接有螺杆318，螺杆318顶端固定连接有旋钮319，且螺杆318底端通过轴承活动连接有固定板320，固定板320底端通过转轴活动连接有铰接杆323，且铰接杆323左侧通过转轴活动连接有限位杆324，限位杆324左侧插设于滤网315的内部。

腔室311内壁固定连接有第二弹簧312，且第二弹簧312远离腔室311内壁的一端固定连接有底板313，腔室311内壁固定连接有限位块316，且限位块316底端贴合于底板313顶端，起到辅助限位的作用。

底板313顶端胶粘有连接板314，且连接板314顶端贴合有滤网315，连接板314为橡胶材质，增加摩擦力，增强稳定性。

腔室311内壁开设有第一滑槽321，且第一滑槽321内部滑动连接有第一滑块322，第一滑块322左侧固定连接于固定板320外壁，对固定板320起到防止转动的作用。

腔室311内部开设有第二滑槽325，且第二滑槽325内部滑动连接有第二滑块326，第二滑块326顶端固定连接于限位杆324，便于更准确的进入滤网315的内部。

工作原理：通过地面动力和连接装置将改造后的捞砂管柱捞砂铲218+倒角油管217+单流阀211+捞砂泵219下入井内。捞砂泵219工作时，在上提油管的过程中，捞砂管柱和井筒环形空间之间产生压力差，捞砂管柱内相对环形空间呈负压环境，捞砂铲218呈开启状态，水平段井筒环形空间聚集的压裂砂、煤粉在压力差作用下汇聚经捞砂铲218进入沉砂管柱中。在下放油管过程中，由于捞砂管柱泵腔容积减小，压力变大，捞砂铲218的单流阀211开启，下部捞砂铲218的单流阀211关闭，进入沉砂管柱的砂子、煤粉保留在沉砂管柱内。在地面设备动力作用下，油管往复运动，直至捞砂至设计要求的位置或人工井底，将水平段井筒内的压裂砂、煤粉彻底清除干净。

需要安装滤网315时，先把滤网315放入腔室311的内部，对连接板314进行挤压，底板313对第二弹簧312进行挤压，使第二弹簧312产生弹性形变，接着旋转旋钮319，令螺杆318在固定块317的内部进行移动，直至固定板320带动第一滑块322在第一滑槽321的内部进行滑动，固定板320带动底端的铰接杆323进行移动，铰接杆323移动的同时带动限位杆324通过第二滑块326在第二滑槽325内部进行移动，进入滤网315的内部。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种煤层气水平井高效低伤害负压捞砂装置，包括表层套管主体(111)、技术套管主体(112)、水泥环主体(113)和射孔段主体(114)，所述表层套管主体(111)内部设置有技术套管主体(112)，且技术套管主体(112)底端设置有水泥环主体(113)，所述水泥环主体(113)内部开设有射孔段主体(114)，其特征在于：所述水泥环主体(113)内部设置有调节机构，且调节机构包括倒角油管(217)，所述倒角油管(217)顶端固连有捞砂泵(219)，且倒角油管(217)右侧设置有捞砂铲(218)，所述倒角油管(217)内部设置有单流阀(211)，且单流阀(211)内部设置有限位槽(212)，所述限位槽(212)顶端固定连接有连接杆(213)，且连接杆(213)右侧固定连接有第一弹簧(214)，所述第一弹簧(214)远离连接杆(213)外壁的一端固定连接有凡尔球(215)，所述限位槽(212)右侧固定连接有凡尔座(216)。

2.根据权利要求1所述的一种煤层气水平井高效低伤害负压捞砂装置，其特征在于：所述倒角油管(217)内部设置有过滤机构，且过滤机构包括腔室(311)，所述倒角油管(217)内部开设有腔室(311)，且腔室(311)内部插设有滤网(315)，所述倒角油管(217)外壁固定连接有固定块(317)，且固定块(317)内部螺纹连接有螺杆(318)，所述螺杆(318)顶端固定连接有旋钮(319)，且螺杆(318)底端通过轴承活动连接有固定板(320)，所述固定板(320)底端通过转轴活动连接有铰接杆(323)，且铰接杆(323)左侧通过转轴活动连接有限位杆(324)，所述限位杆(324)左侧插设于滤网(315)的内部。

3.根据权利要求2所述的一种煤层气水平井高效低伤害负压捞砂装置，其特征在于：所述腔室(311)内壁固定连接有第二弹簧(312)，且第二弹簧(312)远离腔室(311)内壁的一端固定连接有底板(313)，所述腔室(311)内壁固定连接有限位块(316)，且限位块(316)底端贴合于底板(313)顶端。

4.根据权利要求3所述的一种煤层气水平井高效低伤害负压捞砂装置，其特征在于：所述底板(313)顶端胶粘有连接板(314)，且连接板(314)顶端贴合有滤网(315)，所述连接板(314)为橡胶材质。

5.根据权利要求2所述的一种煤层气水平井高效低伤害负压捞砂装置，其特征在于：所述腔室(311)内壁开设有第一滑槽(321)，且第一滑槽(321)内部滑动连接有第一滑块(322)，所述第一滑块(322)左侧固定连接于固定板(320)外壁。

6.根据权利要求2所述的一种煤层气水平井高效低伤害负压捞砂装置，其特征在于：所述腔室(311)内部开设有第二滑槽(325)，且第二滑槽(325)内部滑动连接有第二滑块(326)，所述第二滑块(326)顶端固定连接于限位杆(324)。

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