CN216277748U - 一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及石油行业井下作业工具，特别涉及一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节。一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节，包括：短节主体，短节主体的上下两端均设有油管接头；短节主体上设有上、下单流阀；上单流阀设置在下单流阀的上方，供冲砂液从上向下单向通过；下单流阀，包括：筛管，固定在短节主体内，筛管的管壁上设有通流孔，供筛管上方的冲砂液通过并流向下接头；筛管具有封闭端和开口端，开口端设置在短节主体的外周面上，与管节主体的外部空间连通；阀球，活动设置在筛管内，筛管的开口端设有球座；复位弹簧，设置在筛管的封闭端与所述阀球之间。本实用新型能够实现不停泵连续冲砂，提高冲砂作业效率，避免沙粒沉积。

Description

一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节

技术领域

本实用新型涉及石油行业井下作业工具，特别涉及一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节。

背景技术

在石油开采过程中，地层中疏松胶结砂岩会随着地层流体进入井筒内，沉积在井筒中，砂埋注采层位，造成油水井失效，腐蚀堵塞注采设备，此时需进行冲砂施工。冲砂施工的具体操作是，组配冲砂管柱，下入井内探到砂面后，起出第一根油管，在油管上连接水龙头，连接冲砂管线、管汇，利用泵车进行冲砂操作。当砂面下降，第一根油管全部进入井筒后，必须停泵从第一根油管下端卸开接单根，接完单根继续起泵向下冲砂。

目前，在冲砂施工主要存在以下几个问题：一、接换单根油管时必须停泵十分钟左右，造成冲砂液中砂粒下沉，影响冲砂效率；二、接换单根时间过长，极易使冲起的沙粒再次沉积，造成砂埋管柱卡钻事故；三、接换单根过程中，井筒液含砂比重大，造成油管与套管之间存在压差，油管出水易造成冲砂液污染环境。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节，能够实现不停泵连续冲砂，提高冲砂作业效率，避免沙粒沉积。

本实用新型中采用如下技术方案：

一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节，包括短节主体，短节主体的上下两端均设有用于与油管连接的油管接头；短节主体上设有上单流阀和下单流阀，上单流阀设置在下单流阀的上方，供冲砂液从上向下单向通过；下单流阀包括固定在短节主体内的筛管，筛管的管壁上设有供筛管上方的冲砂液通过并流向下接头的通流孔；筛管具有封闭端和开口端，开口端设置在短节主体的外周面上，与管节主体的外部空间连通；筛管内活动设置有阀球，筛管的开口端设有供阀球坐封的球座；筛管的封闭端与所述阀球之间设有用于对阀球施加坐封力的复位弹簧。

有益效果：采用上述技术方案，正常冲砂时，冲砂液能够从短节主体的上端注入，通过上单流阀后，依靠下单流阀中的筛管上的通流孔继续向下流动，满足正常冲砂作业需求；而换单根时，冲砂液能够从筛管的开口端形成的径向进液口进入，打开阀球，使冲砂液进入短节主体内，此时上单流阀关闭，从而保证冲砂液流的持续流动，与现有技术相比，能够实现不停泵连续冲砂，从而保证冲砂作业效率，避免沙粒沉积，并且结构简单，便于制造。

进一步地：所述筛管的两端均固定在短节主体的侧壁上并与短节主体密封。

有益效果：采用上述技术方案能够实现筛管的可靠固定。

进一步地：所述筛管密封焊接在短节主体上。

有益效果：采用上述技术方案便于实现密封，制造方便，结构简单，成本低。

进一步地：所述筛管的两端均穿过短节主体的侧壁，筛管的封堵端设有堵头。

有益效果：采用上述技术方案便于筛管与短节主体的连接，制造方便。

进一步地：所述筛管倾斜布置，开口端设置在筛管较低的一端。

有益效果：采用上述技术方案能够使阀芯依靠自身重力向关闭位置运动，有利于提高可靠性。

进一步地：所述筛管包括管主体和球座，球座为筛管的一部分，对接固定在管主体上。

有益效果：采用上述技术方案，结构紧凑，制造方便。

进一步地：所述阀球为尼龙球。

进一步地：所述上单流阀包括环形的阀座，阀座具有中心孔，固定在短节主体内；短节主体的内壁上固定有支撑座，支撑座上设有上下贯通的液流通道；支撑座上沿上下导向装配有阀芯，阀芯与支撑座之间设有顶压弹簧，顶压弹簧用于使阀芯向上封堵在阀座的中心孔上以实现单向密封。

有益效果：采用上述技术方案便于上单流阀的制造。

进一步地：所述阀芯包括阀杆和阀塞；阀塞固定在阀杆的顶端，其纵剖面为T形，顶部中心设有凸台，凸台用于在上单流阀关闭时嵌入阀座的中心孔内。

有益效果：采用上述技术方案有利于保证上单流阀的反向密封性能，可靠性好。

进一步地：所述支撑座为支撑筛盘，整体为盘状结构，其上均布有纵向过流孔。

有益效果：采用上述技术方案便于液流的顺利通过，且结构强度高。

附图说明

图1是本实用新型中一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节的实施例1的结构示意图；

图2是图1中一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节施工时的示意图；

图3是换单根时一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节在井口时的示意图；

图4是换单根时工字法兰和防喷器之间的密封状态示意图；

图5是本实用新型中一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节的实施例1在冲砂状态下的示意图；

图6是本实用新型中一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节的实施例1在换单根状态下的示意图。

图中相应附图标记所对应的组成部分的名称为：10、短节主体；20、上单流阀；21、支撑座；22、阀芯；23、顶压弹簧；24、阀座；25、阀塞；26、凸台；30、下单流阀；31、阀球；32、球座；33、筛管；34、复位弹簧；35、管主体；41、工字法兰；42、油管；43、水龙头；44、防喷器；45、自封胶芯；46、防喷器密封胶芯；47、吊卡。

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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

需要说明的是，本实用新型的具体实施方式中可能出现的术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，可能出现的语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型中一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节的实施例1：

如图1所示，一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节主要由短节主体10、上单流阀20和下单流阀30组成。

短节主体10为上下贯通的空心管体，由一节油管形成，其上下两端分别设有与相邻的油管42连接的内螺纹和外螺纹，形成油管接头。上单流阀20和下单流阀30均设置在短节主体10的腔体内。

如图5和图6，所述上单流阀20由支撑座21、阀芯22、顶压弹簧23、阀座24等组成。所述支撑座21为盘状结构，焊接在短节主体10的内壁上，其上均布有纵向过流孔，中间有一凸柱，凸柱的中心设有径向通孔，径向通孔内导向插有阀芯22。阀芯22由阀杆和阀塞25组成，阀杆导向插装在凸柱上，阀杆上还套有顶压弹簧23，阀塞25固定在阀杆的顶端，纵剖面为T形，中部设有凸台26，凸台26能与阀座24紧密结合成一个完整的圆柱；阀座24为一环状体，与短节主体10内壁密封焊接，具有中心孔。在顶压弹簧23的弹簧力和液流上顶力（泵压）的作用下，阀芯22与阀座24能够紧密贴合在一起，分隔阀座24上下两侧空间，使液流只能向下流动；当阀芯22受到液流下顶力（泵压）时，阀芯22被推动向下移动，使液流能够进入短节主体10内的空间继续向下流动，实现冲砂液正循环冲砂。

所述下单流阀30为径向单流阀，由阀球31、球座32、筛管33、复位弹簧34组成。所述筛管33倾斜布置，包括管主体35和球座32，管主体35和球座32对接固定。筛管33的两端均穿过短节主体10的侧壁，与短节主体10的侧壁密封焊接。筛管33的上端为封闭端，内部固定有堵头，下端为开口端，开口端设置在短节主体10的外周面上，与管节主体的外部空间连通，形成径向进液口。所述阀球31为尼龙球，活动设置在筛管33内，筛管33的封闭端与阀球31之间设有所述复位弹簧34，用于对阀球31施加坐封力。正常状态下，阀球31在复位弹簧34与重力作用下，坐封于球座32之上，密封上述径向进液口；当液流在泵压作用下顶开阀球31后，冲砂液进入油管42内空间，能够继续保持正循环冲砂。

如图2所示，正循环冲砂施工用连续冲砂短节使用时连接在井口装置上，井口装置包括工字法兰41、闸门A、闸门B，冲砂时配合油管42、水龙头43使用。使用时，下冲砂管柱，待冲砂管柱探到砂面位置后，起出第一根油管42，将本连续冲砂短节1接到第一根油管42的下端，将水龙头43连接到油管42上端，连接好冲砂管汇及相关流程，再将连有水龙头43及连续冲砂短节1的油管42接到管柱上下入井内，打开闸门A进行冲砂操作。

如图3所示，当冲砂到位后，上提管柱将油管42下端的连续冲砂短节1，用吊卡4座在井口工字法兰41上，连续冲砂短节1下单流阀30处于工字法兰41内。

如图4所示，井口装置还包括防喷器44、自封胶芯45、防喷器密封胶芯46。换单根时，关闭防喷器44，依靠工字法兰41上部的自封胶芯45和防喷器密封胶芯46，使井口工字法兰41与防喷器44之间形成封闭空间，打开闸门B，关闭闸门A，通过倒换冲砂液进线闸门改变冲砂液的流动通道，使冲砂液沿闸门B后的管线进入工字法兰41内，通过连续冲砂短节上的下单流阀30进入短节主体10内，在上部上单流阀20的作用下，冲砂液在油管42内继续向下流动，连续循环携砂。

如图5所示，在打开闸门A进行冲砂施工时，冲砂液由水龙头43进入油管42内，T字阀芯22被冲砂液顶开下移，阀球31在复位弹簧34、重力、冲砂液的作用下，坐封于球座32之上，密封连续冲砂短节的上单流阀20，使冲砂液在短节主体10内向下流动，进行冲砂施工。

如图6所示，换单根操作倒换闸门后，冲砂液在泵压作用下顶开阀球31，通过筛管33进入短节主体10内空间，阀芯22在顶压弹簧23、冲砂液作用下与阀座24贴合在一起，起到反向密封冲砂液向上流动通道的作用，使冲砂液只能在短节主体10内向下流动，实现换单根操作时冲砂液连续循环。然后，在顶部的油管42上方再增加一节正循环冲砂施工用连续冲砂短节和油管，继续切换到通过闸门A进行冲砂施工，如此循环，保证冲砂施工连续性。

本实用新型中一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节的实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，上单流阀20包括支撑座21和导向装配在支撑座21上的阀芯22，而本实施例中，上单流阀20也为阀球形式。在其他实施例中，上单流阀20也可以替换为其他形式，能够实现冲砂液从上向下的单向流动即可。

本实用新型中一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节的实施例3：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，下单流阀30的筛管33包括管主体35和球座32，管主体35和球座32对接固定，而本实施例中，球座32固定在管主体35的内壁上。

本实用新型中一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节的实施例4：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，下单流阀30的筛管33两端均与短节主体10固定连接，而本实施例中，筛管33仅开口端与短节主体10固定，悬伸插装在短节主体10上。

本实用新型中一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节的实施例5：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，筛管33采用倾斜布置的安装形式，而本实施例中，筛管33采用水平布置的安装形式。

本实用新型中一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节的实施例6：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，筛管33的封堵端设有堵头，依靠堵头实现该端的封堵，而本实施例中，筛管33的封堵端焊接固定在短节主体10的内壁上，未设置堵头。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节，其特征在于，包括短节主体（10），短节主体（10）的上下两端均设有用于与油管（42）连接的油管接头；短节主体（10）上设有上单流阀（20）和下单流阀（30），上单流阀（20）设置在下单流阀（30）的上方，供冲砂液从上向下单向通过；下单流阀（30）包括固定在短节主体（10）内的筛管（33），筛管（33）的管壁上设有供筛管（33）上方的冲砂液通过并流向下接头的通流孔；筛管（33）具有封闭端和开口端，开口端设置在短节主体（10）的外周面上，与管节主体的外部空间连通；筛管（33）内活动设置有阀球（31），筛管（33）的开口端设有供阀球（31）坐封的球座（32）；筛管（33）的封闭端与所述阀球（31）之间设有用于对阀球（31）施加坐封力的复位弹簧（34）。

2.根据权利要求1所述的一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节，其特征在于，所述筛管（33）的两端均固定在短节主体（10）的侧壁上并与短节主体（10）密封。

3.根据权利要求2所述的一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节，其特征在于，所述筛管（33）密封焊接在短节主体（10）上。

4.根据权利要求2或3所述的一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节，其特征在于，所述筛管（33）的两端均穿过短节主体（10）的侧壁，筛管（33）的封堵端设有堵头。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节，其特征在于，所述筛管（33）倾斜布置，开口端设置在筛管（33）较低的一端。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节，其特征在于，所述筛管（33）包括管主体（35）和球座（32），球座（32）为筛管（33）的一部分，对接固定在管主体（35）上。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节，其特征在于，所述阀球（31）为尼龙球。

8.根据权利要求1或2或3所述的一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节，其特征在于，所述上单流阀（20）包括环形的阀座（24），阀座（24）具有中心孔，固定在短节主体（10）内；短节主体（10）的内壁上固定有支撑座（21），支撑座（21）上设有上下贯通的液流通道；支撑座（21）上沿上下导向装配有阀芯（22），阀芯（22）与支撑座（21）之间设有顶压弹簧（23），顶压弹簧（23）用于使阀芯（22）向上封堵在阀座（24）的中心孔上以实现单向密封。

9.根据权利要求8所述的一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节，其特征在于，所述阀芯（22）包括阀杆和阀塞（25）；阀塞（25）固定在阀杆的顶端，其纵剖面为T形，顶部中心设有凸台（26），凸台（26）用于在上单流阀（20）关闭时嵌入阀座（24）的中心孔内。

10.根据权利要求8所述的一种正循环冲砂施工用连续冲砂短节，其特征在于，所述支撑座（21）为支撑筛盘，整体为盘状结构，其上均布有纵向过流孔。

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