CN214944183U - 一种井下套管阻砂装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种井下套管阻砂装置，其包括管体和多个阻砂组件，管体的两端均设置有接头，管体上开设有多个通孔，通孔的中轴线与管体的内表面的夹角为锐角；阻砂组件位于管体内；阻砂组件包括安装部和阻砂部，安装部设置于通孔内；阻砂部包括多根钢丝，多根钢丝的第一端均与安装部连接，多根钢丝的第二端彼此分开呈发散状。利用仿生学原理，在管体的内壁植入类似人类鼻毛结构的钢丝或毛发状材料，当砂粒随卤水流经管体时，受阻砂组件上钢丝的阻止而无法进入套管，而卤水通过钢丝的间隙进入套管内。井筒内产生的盐结晶、铁锈和垢层剥落物附着在钢丝上，需要通过逆向循环冲洗将其排入溶腔中，阻砂组件的倾斜设置有效地提高了清洗效率和清洗质量。

Description

一种井下套管阻砂装置

技术领域

本实用新型涉及盐矿开采技术领域，尤其涉及一种井下套管阻砂装置。

背景技术

钻井水溶开采方法是盐类矿床开采比较通用的方法。有单井循环和井组循环开采工艺两大类。其共同特点都是从钻井内注入溶剂-淡水，淡水溶解盐矿层生成盐的水溶液(盐矿开采行业称之为卤水)，卤水通过注水的余压，沿井筒举出地面。

钻井水溶开采所产生的溶腔规模较大，而盐矿本身及盐矿围岩的强度较低，在注水溶解的开采过程中，随着溶腔的发展，盐层及顶板都会发生垮塌。高压注水，在溶腔周边裂隙中渗透，又加剧了盐层和围岩的垮塌。特别是在新生代盐矿的开采过程中，由于顶板成岩不好或者盐矿层中杂质较多，在采盐过程中，会有大量岩屑不溶物产生，岩屑随卤水运动，经常造成井筒堵塞，严重影响采卤生产甚至导致卤井报废。比较典型的如我国山东东营盆地的盐矿，因为井筒堵塞至今没有取得成功；河南濮阳盆地的盐矿，几乎全部瘫痪；河北宁晋的盐矿，经常发生卤井堵塞。其他如江西、安徽等地的盐矿，也发生过卤井堵塞。特别是现在几乎所有的盐矿都采用水平对接井采卤，水平井因为下部套管坡度平缓，岩屑很容易进入套管并沿套管上升，在竖井井段造成堵塞。

现有的阻砂装置一般可以是滤网筛管之类的东西，但是盐类开采随卤水在井筒内的上升，可能会产生盐结晶并不断长大，还有井筒以及钻具产生的铁锈、结垢等，当井组逆向注水循环时，盐晶体又会在滤网或者筛管内形成堵塞。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点和不足，本实用新型提供一种井下套管阻砂装置，其解决了岩屑、铁锈、结垢以及盐结晶易造成套管堵塞的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型的井下套管阻砂装置包括：

管体，所述管体的两端均设置有接头，所述管体的侧壁上开设有多个通孔，所述通孔的中轴线与所述管体的中轴线相交，且所述通孔的中轴线与所述管体的内表面的夹角为锐角；

多个阻砂组件，所述阻砂组件位于所述管体内；

所述阻砂组件包括安装部和阻砂部，所述安装部设置于所述通孔内；所述阻砂部包括多根钢丝，多根所述钢丝的第一端均与安装部连接，多根所述钢丝的第二端彼此分开呈发散状。

可选地，多个所述通孔的沿所述管体的长度方向依次螺旋排列，或者，多个所述通孔沿所述管体的长度方向交错排列。

可选地，所述安装部通过焊接材料焊接于所述通孔内。

可选地，所述焊接材料为铜。

可选地，所述通孔的直径小于等于8mm。

可选地，所述钢丝的直径小于等于0.5mm。

可选地，所述管体的内表面为光滑面。

可选地，所述管体包括第一接口端和第二接口端，所述第一接口端和所述第二接口端均设置有外螺纹，所述第一接口端与用于输送盐水的套管连接，所述第二接口端连接管鞋；

所述钢丝向所述第二接口端倾斜，所述钢丝与所述管体的内表面之间的夹角为设定角度。

可选地，所述设定角度大于等于15度且小于等于45度。

(三)有益效果

本实用新型利用了仿生学原理，在管体的内表面植入类似人类鼻毛结构的钢丝或者其他毛发状材料，当砂粒随卤水流经管体时，受阻砂组件的钢丝的阻止而无法进入套管，而卤水能够通过阻砂组件的钢丝的间隙进入套管内。井筒内产生的盐结晶、铁锈和垢层剥落物附着在钢丝上，需要通过逆向循环冲洗将盐结晶、铁锈和垢层剥落物排入溶腔中，阻砂组件的倾斜设置有效地提高了清洗效率和清洗质量。

附图说明

图1为本实用新型的井下套管阻砂装置的第一视角的部分剖视图；

图2为本实用新型的井下套管阻砂装置的第二视角的剖视图。

【附图标记说明】

1：管体；11：第一接口端；12：第二接口端；

2：阻砂组件；21：安装部；22：阻砂部；

3：通孔；

α：设定角度。

具体实施方式

为了更好地解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”......等方位名词以图1的定向为参照。

为了更好地理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本实用新型提供了一种井下套管阻砂装置，如图1所示，其包括管体1和多个阻砂组件2。其中，管体1的两端呈开口且均设置有接头，管体的侧壁上开设有多个通孔3，通孔3的直径小于等于8mm，通孔3用于安装阻砂组件2，安装便利，易于加工制作。阻砂组件2位于管体1内，阻砂组件2包括安装部21和阻砂部22，安装部21设置于通孔3内。阻砂部22包括多根钢丝，钢丝的直径小于等于0.5mm，多根钢丝的第一端均与安装部21连接，多根钢丝的第二端彼此分开呈发散状。通孔3的中轴线与管体1的中轴线相交，并且通孔3的中轴线与管体1的内表面的夹角为锐角，因此，安装于通孔3内的钢丝也会向特定的角度倾斜，卤水进入管体1内时，逆着钢丝的倾斜方向流动。本实用新型利用了仿生学原理，在管体1的内表面植入类似人类鼻毛结构的钢丝或者其他毛发状材料，当砂粒随卤水流经管体1时，受阻砂组件2的钢丝的阻止而无法进入套管，而卤水能够通过阻砂组件2的钢丝的间隙进入套管内。井筒内产生的盐结晶、铁锈和垢层剥落物，需要通过逆向循环排入溶腔，冲洗水从第一接口端11进入管体1内，再从第二接口端12流出管体1，冲洗水顺着钢丝的朝向流经管体1，从而有效地冲洗掉钢丝上附着的岩屑、铁锈、结垢、盐结晶等杂质，阻砂组件2又不会产生妨碍作用。

如图2所示，多个通孔3的沿管体1的长度方向依次螺旋排列，或者，多个通孔3沿管体1的长度方向交错排列，保证钢丝能够填满整个管体1的内腔，从而提高过滤效果。

进一步地，安装部21通过铜焊接于通孔3内，铜焊接既能保证管体1的密封性，避免卤水发生泄漏的情况，又保证的焊接点的耐腐性，避免焊接点因长期受卤水浸泡而发生腐蚀和泄漏。需要拆除阻砂组件2时，也非常容易铣削掉。

优选地，管体1的内表面为光滑面，有利于卤水的快速流通，同时，在对阻砂组件2上的杂质进行反向冲洗时，便于杂质顺着光滑的内表面快速滑落至溶腔内。

如图1所示，管体1包括第一接口端11和第二接口端12，第一接口端11和第二接口端12均设置有外螺纹，第一接口端11与用于输送盐水的套管连接，第一接口端11直接连接在套管的入口端，避免杂质进入套管内。第二接口端12用于连接管鞋，通过管鞋再与其他输送设备连接。操作非常简单，易于加工制作，成本低廉，并不会增加套管下井、固井等操作的难度，没有其他井内作业的使用技术条件。钢丝向第二接口端12倾斜，钢丝与管体1的内表面之间的夹角为设定角度α，设定角度α大于等于15度且小于等于45度。过滤卤水时，卤水从第二接口端12进入管体1内，再从第一接口端11流出后进入套管中，卤水逆着钢丝的朝向进入管体1中，钢丝有效地过滤掉卤水中的杂质和晶体。反向冲洗时，冲洗水从第一接口端11进入管体1内，再从第二接口端12流出管体1，冲洗水顺着钢丝的朝向流经管体1，从而有效地冲洗掉钢丝上附着的岩屑、铁锈、结垢、盐结晶等杂质。不会产生像滤网堵塞类的故障，井内产生的阻塞物也更容易排出。

本实用新型利用了仿生学原理，在管体1的内表面植入类似人类鼻毛结构的钢丝或者其他毛发状材料，当砂粒随卤水流经管体1时，受阻砂组件2的钢丝的阻止而无法进入套管，而卤水能够通过阻砂组件2的钢丝的间隙进入套管内。井筒内产生的盐结晶、铁锈和垢层剥落物，需要通过逆向循环排入溶腔，阻砂组件2又不会产生妨碍作用。井下套管阻砂装置还可以和筛管配合使用。井下套管阻砂装置除了在盐矿使用外，也可以用于油井、天然气井，天然碱、芒硝等可溶矿床的生产井以及其他类似的井筒。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种井下套管阻砂装置，其特征在于，所述井下套管阻砂装置包括：

管体，所述管体的两端均设置有接头，所述管体的侧壁上开设有多个通孔，所述通孔的中轴线与所述管体的中轴线相交，且所述通孔的中轴线与所述管体的内表面的夹角为锐角；

多个阻砂组件，所述阻砂组件位于所述管体内；

所述阻砂组件包括安装部和阻砂部，所述安装部设置于所述通孔内；所述阻砂部包括多根钢丝，多根所述钢丝的第一端均与安装部连接，多根所述钢丝的第二端彼此分开呈发散状。

2.如权利要求1所述的井下套管阻砂装置，其特征在于，多个所述通孔的沿所述管体的长度方向依次螺旋排列，或者，多个所述通孔沿所述管体的长度方向交错排列。

3.如权利要求1所述的井下套管阻砂装置，其特征在于，所述安装部通过焊接材料焊接于所述通孔内。

4.如权利要求3所述的井下套管阻砂装置，其特征在于，所述焊接材料为铜。

5.如权利要求1-4任意一项所述的井下套管阻砂装置，其特征在于，所述通孔的直径小于等于8mm。

6.如权利要求1-4任意一项所述的井下套管阻砂装置，其特征在于，所述钢丝的直径小于等于0.5mm。

7.如权利要求1-4任意一项所述的井下套管阻砂装置，其特征在于，所述管体的内表面为光滑面。

8.如权利要求1-4任意一项所述的井下套管阻砂装置，其特征在于，所述管体包括第一接口端和第二接口端，所述第一接口端和所述第二接口端均设置有外螺纹，所述第一接口端与用于输送盐水的套管连接，所述第二接口端连接管鞋；

所述钢丝向所述第二接口端倾斜，所述钢丝与所述管体的内表面之间的夹角为设定角度。

9.如权利要求8所述的井下套管阻砂装置，其特征在于，所述设定角度大于等于15度且小于等于45度。

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