CN2395029Y

CN2395029Y - 旋喷式快速洗井器

Info

Publication number: CN2395029Y
Application number: CN 99229538
Authority: CN
Inventors: 关洪军; 邓正栋; 曹传新; 吴克宏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-10-08
Filing date: 1999-10-08
Publication date: 2000-09-06
Anticipated expiration: 2009-10-08

Abstract

本实用新型提供了一种轻便、快捷、高效的旋喷式快速洗井器,不仅可以实现给水保障的快速成井和快速修井,而且对煤田、油田的钻井工艺也有一定的使用价值。该洗井器,其特征是旋喷器1中部为空心管道,管道与旋喷器外壁形成一个环形空间,用于装载火箭固体推进剂,旋喷器1有对称布置的弧形喷嘴2,旋喷器1由活接头7与导水管4或钻杆连接。

Description

旋喷式快速洗井器

本实用新型涉及一种取水管井开发和旧管井修复中使用的洗井设备，并且可以用于石油钻井和其它探井的旋喷式快速洗井器。

众所周知，取水管井的开发和旧管井的修复利用是实施管井取水和水资源开发的主要手段之一。实现快速洗井不仅是取水管井和其它管井开发的重要环节，也是实现快速成井的关键。实现快速洗井对于旧管井的快速修复也非常重要，利用修复的旧管井取水更便利、更经济、更快捷。因为，修复旧管井取水比打新管井取水容易的多，一般旧管井修复的费用是打一口新管井费用的三分之一，所用的时间是打一口新管井的五分之一至三分之一。其次，旧井的地面设施，包括泵房、输水管道和道路等也可加以利用，经济效益显著。旧管井修复在一般情况下主要是洗井，由于供水管井的损坏大多数是在运行过程中因为滤料层或含水层的孔隙被水垢或粘土颗粒堵死，而导致出水量下降以致报废，对于这类旧水管井的修复，主要通过洗井工艺，将孔隙洗通，恢复其产水量。然而洗井的工艺水平制约着修井的效率，它是旧管井修复的重要技术环节。目前，国内外高技术综合性洗井方法主要用于较深的石油开采井的修复，例如，高压酸化洗井、压裂洗井、抽灌洗井等方法，这些洗井方法所用的添加剂和设备都很昂贵。相对成本较低的常用取水管井洗井方法是：活塞洗井、二氧化碳洗井、化学洗井、空压机洗井等方法。这些洗井工艺所使用设备较笨重，安装操作较复杂，一般洗一口井深为200米以内的水井需要1-2天，甚至更长时间。

本实用新型的目的则是针对上述现有技术存在的问题，提供了一种轻便、快捷、高效的旋喷式快速洗井器，不仅可以实现给水保障的快速成井和快速修井，而且对煤田、油田的钻井工艺也有一定的使用价值。

本实用新型的目的可以通过以下措施来达到：

一种旋喷式快速洗井器，其特征是旋喷器1中部为空心管道，管道与旋喷器外壁形成一个环形空间，用于装载火箭固体推进剂，旋喷器1有对称布置的弧形喷嘴2，旋喷器1由活接头7与导水管4或钻杆连接。

本实用新型的目的还可以通过以下措施来达到：

旋喷器1有两个对称布置的弧形喷嘴2；

喷嘴2的轴线与水平面夹角为10°-30°，与旋喷器1断面圆直径的夹角为90°-100°；旋喷器1可由多个串联组成；旋喷器1的下端带有矛式翼片钻头9；

旋喷器1上套有橡胶圈8；

导水管4穿过井口挟持器6、封阻活塞5及扶正器3的中心孔与活接头7相连。

本实用新型具有如下优点：

旋喷式洗井器的下端带矛式翼片钻头、用于破碎管井底部的沉淀物和产生强涡流。旋喷式洗井器用火箭固体推进剂作洗井的动力源，直接作用于井下含水层段，使这种洗井方法对洗井动力的利用比传统任何洗井方法都更为充分。固体推进剂所产生的高压、高温气体射流，不仅可以直接喷洗含水层、引起局部温度增高，还可以产生水体振荡和复杂的涡流现象等，对含水层段产生以下多种冲洗作用：1、气体射流作用：利用喷嘴向井壁喷射高压气体，可以使人工砾料层的砾石发生旋涡移动和重新排列，从而达到洗井的目的，相当与空压机喷射洗井作用；2、振荡作用：旋喷作用使气水充分混合，由于气泡的产生和破灭、非均匀喷射等因素，使气水混合物产生较高频率的自然振荡，在管井与含水层空隙中形成一系列水锤现象，使井管处环形空间的滤料层不断受到振荡搅动、达到对滤料层和泥皮有高强度、高频振荡的冲洗、清洗孔隙内水垢、粘土颗粒和疏通孔隙的目的；3、涡流振荡作用：随着燃烧气体的持续喷射，使管井内气水混合物的体积不断增大，形成复杂的涡流状态，在射流区附近形成低压强区。涡流作用形成低压区与射流高压区位置的不断交替，可产生较宽频率的振荡搅动作用，使泥浆侵入带或含水层中的水垢等受到有力的冲洗；4、增温溶解作用：所产生的燃烧高温、高压喷射气体，使喷头附近含水层孔隙中的流体温度急剧增高，同时提高了水的溶解能力和化学活性。促进了含水层孔隙中阻塞物质的化学溶解，促进了孔隙的疏通；5、活塞作用：封阻活塞在旋喷器的下拉作用和卷扬机的提升作用下，沿井管产生往复运动，封阻活塞下行时，使管井中压强增高，并迫使气水混合沿导水管喷出地表。封阻活塞上行时，使管井中压强降低，使地层水流入井管；6、化学溶解作用：在固体火箭推进剂中加入添加剂或某种化学组份，可有效地控制固体火箭推进剂燃烧所产生物质的PH值，它可快速地改变喷洗井段水的酸碱度，进而对含水层段地层空隙中的阻塞物产生有效的化学溶解作用；7、对井底沉淀物清除作用：管井底部的沉淀物被矛式钻头搅动或破碎后沿导水管旋转上升，同时在气水混合物的浮力和升举力的作用下喷出地面，从而清除管井底部的沉淀物，这种功能在旧井修复中特别重要。

另外，旋喷式洗井器可设计成多级旋喷器，类似于多级火箭推井器，这样可以实现对较厚的含水层进行一次性旋转式喷洗。由于旋喷器设计成中空，洗井时其内外都被井水包围，当固体推进剂燃烧时，旋喷器结构能够被及时冷却，因此可以选择燃速较低的推进剂配方，保证旋喷器有足够的井下旋喷工作时间(旋喷工作时间为：5-30分钟)，以取得更好的洗井效果。通过选择比较洁净推进剂双基推进剂，不会对水质产生永久污染，燃烧产物可在洗井后的抽水实验排出。

由此可见，利用固体火箭推进剂燃烧气体旋喷式洗井在原理上具有高效、快速特点，这是由其复合性和强力性洗井功能所决定的，在洗井理论上具有新颖和独创的优点。旋喷洗井器可通过更换制式固体推进剂反复使用。另外考虑利用旋喷式洗井器洗井可以减少洗井设备，简化操作，减少辅助工作量，缩短施工时间等优点，可以预测其综合效益明显优于其它洗井方法。

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1是旋喷器、2是喷嘴、3是扶正器、4是导水管、5是封阻活塞、6是井口夹持器、7是活接头、8是橡胶圈、9是矛式翼片钻头、10是压力阀、11是接头，其中水井结构中：12是止水粘土、13是人工滤料、14是非含水层、15是含水层。

下面结合附图对本实用新型作进一步描述：

旋喷器喷嘴2是两个对称布置的气体射流喷嘴，对旋喷器1施加旋转力矩和向下的作用力；扶正器3保持导水管4位于管井中心位置，且防止其振动和弯曲；导水管4释放管井中的异常高压和输导气水混合物(导水管可用钻杆替代)；封阻活塞5封堵导水管4与管井之间的环形空间，使管井中形成低频压力振荡，并迫使气水混合物沿导水管4喷出地表；井口夹持器6吊装、提拉导水管4和旋喷器1；活接头7实现旋喷器1的自由旋转，同时有水封的作用；橡胶圈8扶正旋喷器1，防止旋喷器1与井管发生碰撞；矛式翼片钻头9强化涡流作用，破碎管井底部的沉淀物；压力阀10在导水管内压力过高时开启，释放气水混合物；接头11连接旋喷器1与活接头7。

Claims

1、一种旋喷式快速洗井器，其特征是旋喷器(1)中部为空心管道，管道与旋喷器外壁形成一个环形空间，用于装载火箭固体推进剂，旋喷器(1)有对称布置的弧形喷嘴(2)，旋喷器(1)由活接头(7)与导水管(4)或钻杆连接。

2、根据权利要求1所述的旋喷式快速洗井器，其特征是旋喷器(1)有两个对称布置的弧形喷嘴(2)。

3、根据权利要求1所述的旋喷式快速洗井器，其特征是喷嘴(2)的轴线与水平面夹角为10°-30°，与旋喷器(1)断面圆直径的夹角为90°-100°。

4、根据权利要求1所述的旋喷式快速洗井器，其特征是旋喷器(1)可由多个串联组成。

5、根据权利要求1所述的旋喷式快速洗井器，其特征是旋喷器(1)的下端带有矛式翼片钻头(9)。

6、根据权利要求1所述的旋喷式快速洗井器，其特征是旋喷器(1)上套有橡胶圈(8)。

7、根据权利要求1所述的旋喷式快速洗井器，其特征是导水管(4)穿过井口挟持器(6)、封阻活塞(5)及扶正器(3)的中心孔与活接头(7)相连。