一種水平井防漏失旋流沖砂器裝置及其沖砂工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水平井防漏失旋流沖砂器裝置及其沖砂工藝。水平井沖砂施工時(shí)，沖砂液在射孔段漏失嚴(yán)重，在水平段沖洗和攜帶能力差。一種水平井防漏失旋流沖砂器裝置，通過(guò)普通油管連通的水平井旋流沖砂器和水平井防漏失雙層油管隔離循環(huán)機(jī)構(gòu)，普通油管兩端通過(guò)油管接箍與水平井旋流沖砂器和水平井防漏失雙層油管隔離循環(huán)機(jī)構(gòu)連通；工藝為將水平井旋流沖砂器、水平井防漏失雙層油管隔離循環(huán)機(jī)構(gòu)和普通油管按順序連接，下入到水平井的井筒內(nèi)；井口裝好自封封井器，將沖砂液泵注到環(huán)形空腔內(nèi)；檢查沖砂液循環(huán)暢通，一邊泵注沖砂液，一邊下放沖砂管柱，按常規(guī)沖砂作業(yè)操作即可。本發(fā)明能夠防止水平井沖砂作業(yè)中地層大量漏失沖砂液，提高工作效率。
【專利說(shuō)明】—種水平井防漏失旋流沖砂器裝置及其沖砂工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種油田水平井沖砂技術(shù)，尤其涉及一種水平井防漏失旋流沖砂器裝置及其沖砂工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]在石油水平井開(kāi)采生產(chǎn)過(guò)程中，地層砂會(huì)隨著地層液體的流動(dòng)被運(yùn)移到生產(chǎn)套管中，造成砂埋射孔段、卡阻井下工具等生產(chǎn)故障。水平井生產(chǎn)一定周期后，由于其射孔段長(zhǎng)度大出砂多，砂床極大影響油層產(chǎn)出，需要對(duì)出砂較多的水平井實(shí)施沖砂洗井作業(yè)。常規(guī)沖砂作業(yè)，是利用施工液體和施工管柱，將水平井生產(chǎn)套管中沉積的地層砂沖洗并攜帶出井筒，恢復(fù)地層液體的流通通道。
[0003]水平井常規(guī)沖砂施工時(shí)，會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)較難處理的問(wèn)題:
一是沖砂液在射孔段漏失嚴(yán)重；由于水平井的射孔段長(zhǎng)度均是常規(guī)直井射孔段的幾十倍甚至上百倍(一般直井射孔段長(zhǎng)度l_2m，水平井射孔段可能超過(guò)700m)，超長(zhǎng)射孔段形成的地層產(chǎn)出通道面積巨大，但也使地層砂產(chǎn)出、沖砂液漏失量大增。沖砂液在水平井射孔段的大量漏失，會(huì)造成地層的嚴(yán)重污染和沖砂作業(yè)效率低下，有的甚至因漏失嚴(yán)重而無(wú)法達(dá)到?jīng)_砂目的(地層砂無(wú)法被攜帶出地面)。
[0004]二是沖砂液在水平段沖洗和攜帶能力差；由于射孔段位置呈水平分布，地層砂產(chǎn)出后形成水平狀砂床，沖砂液和地層砂在重力作用下分別處于生產(chǎn)套管的上下兩層，從而會(huì)導(dǎo)致沖砂液自動(dòng)從上層流動(dòng)，而無(wú)法有效沖洗和攜帶處于下層的地層砂一起運(yùn)移，更因地層漏失而無(wú)法有效攜帶地層砂返出井筒，具體表現(xiàn)是施工效率低、用水量巨大、沖砂效果差、易砂埋施工管柱等。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種在水平井沖砂作業(yè)中防止地層大量漏失沖砂液，提高工作效率，使地層砂更容易被攜帶返出地面的水平井防漏失旋流沖砂器裝置及其沖砂工藝。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種水平井防漏失旋流沖砂器裝置，包括通過(guò)普通油管連通的水平井旋流沖砂器和水平井防漏失雙層油管隔離循環(huán)機(jī)構(gòu)，普通油管兩端分別通過(guò)油管接箍與水平井旋流沖砂器和水平井防漏失雙層油管隔離循環(huán)機(jī)構(gòu)連通；
所述水平井旋流沖砂器，包括通過(guò)油管接箍連接的矢量沖管和隔離沖管；隔離沖管包括油管短接和位于其兩端的油管接箍，隔離沖管通過(guò)其一端的油管接箍與矢量沖管連接；所述矢量沖管的管體上設(shè)置有數(shù)個(gè)矢量噴嘴，管體的端部設(shè)置帶噴嘴的母堵；
所述隔離沖管的管內(nèi)腔沿軸線方向設(shè)置有隔離鋼板，其將隔離沖管內(nèi)腔分隔為上行腔和下行腔，上行腔和下行腔的異側(cè)端部分別設(shè)置有擋板，上行腔上的擋板靠近矢量沖管；在上行腔和下行腔的管壁上分別設(shè)置數(shù)個(gè)與外界連通的過(guò)流通道，所述上行腔的過(guò)流通道和下行腔的過(guò)流通道分別靠近其端部的擋板；所述隔離沖管的中間位置套設(shè)有與其外壁緊貼的自封膠套，自封膠套的兩端分別設(shè)置有隔環(huán)和用于限位的限位套，所述限位套上設(shè)置有與隔離沖管外壁過(guò)流通道對(duì)應(yīng)的通孔；所述水平井防漏失雙層油管隔離循環(huán)機(jī)構(gòu)包括通過(guò)雙層油管管串結(jié)構(gòu)連通的兩個(gè)相同的雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭，分別為上雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭和下雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭;
所述雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭包括同軸套設(shè)的外管和內(nèi)管，外管和內(nèi)管之間形成雙層油管環(huán)空，所述雙層油管環(huán)空包括通過(guò)喇叭狀接頭形成的封閉端和連通端，所述喇叭狀接頭是空腔管體，其大端與外管的管壁端部密閉連接且其端部與外管端部相平齊，小端與內(nèi)管密閉連接；雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭的外管上套設(shè)有與其外壁緊貼的自封膠套，自封膠套的兩端設(shè)置有隔環(huán)，靠近封閉端的隔環(huán)側(cè)部設(shè)置有限位套，所述限位套上設(shè)置有過(guò)流通道，限位套下方的外管管壁上設(shè)置有與過(guò)流通道對(duì)應(yīng)的通孔；
所述雙層油管管串結(jié)構(gòu)由數(shù)個(gè)依次連通的雙層油管組成，每個(gè)雙層油管的外管和內(nèi)管管徑與上層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭的管徑相同，其兩端分別設(shè)置有接箍，所述接箍包括管狀的內(nèi)管滑動(dòng)接頭和外管接箍，所述外管接箍通過(guò)絲扣連接在外管外壁上部使相鄰雙層油管的外管連通，內(nèi)管滑動(dòng)接頭的外壁設(shè)置有止動(dòng)環(huán)，止動(dòng)環(huán)的外徑大于內(nèi)管內(nèi)徑，相鄰雙層油管的內(nèi)管之間通過(guò)內(nèi)管滑動(dòng)接頭連通，形成密封滑動(dòng)的活塞結(jié)構(gòu)；
上雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭和下雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭的雙層油管環(huán)空的連通端分別以外管接箍和內(nèi)管滑動(dòng)接頭連通雙層油管的外管和內(nèi)管；所述上雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭外管和下雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭的外管與外管接箍分別通過(guò)絲扣連接，其內(nèi)管通過(guò)內(nèi)管滑動(dòng)接頭連接；內(nèi)管滑動(dòng)接頭的上端和下端分別伸入上雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭和下雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭的內(nèi)管的內(nèi)腔中與其內(nèi)壁形成可密封滑動(dòng)的活塞結(jié)構(gòu)。
[0007]所述雙層油管管串結(jié)構(gòu)中每個(gè)雙層油管的內(nèi)管通過(guò)對(duì)稱設(shè)置在外壁端部的內(nèi)管掛箍懸掛在外管管體的入口端；內(nèi)管掛箍通過(guò)絲扣擰緊在內(nèi)管外壁端部的絲扣上，在內(nèi)管掛箍上方設(shè)置有防止內(nèi)管掛箍脫扣的掛箍備帽，掛箍備帽通過(guò)絲扣擰緊在內(nèi)管外壁絲扣上；所述內(nèi)管掛箍包括環(huán)形緊固件和直角三角形懸掛件，直角三角懸掛件的一個(gè)直角邊與環(huán)形緊固件的外壁固定連接，另一直角邊與環(huán)形緊固件的頂端相平齊，其斜邊與外管的管體入口處內(nèi)壁接觸；所述限位套的內(nèi)壁上設(shè)置有凹槽。
[0008]一種應(yīng)用上述水平井防漏失旋流沖砂器裝置的沖砂工藝，包括以下步驟:
步驟一:將水平井旋流沖砂器、水平井防漏失雙層油管隔離循環(huán)機(jī)構(gòu)和普通油管按順序連接，依次下入到水平井的井筒內(nèi)，當(dāng)施工管柱最下端距離水平井砂床頂端10-20米處時(shí)停止下鉆；上雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭和下雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭之間的雙層油管長(zhǎng)度，大于所應(yīng)用的水平井的射孔段長(zhǎng)度10-30米。
[0009]步驟二:井口裝好自封封井器，然后將沖砂液泵注到井口套管與油管的環(huán)形空腔內(nèi)；
步驟三:檢查沖砂液循環(huán)暢通后，一邊泵注沖砂液，一邊按照每分鐘1-5米的速度下放沖砂管柱，按常規(guī)沖砂作業(yè)操作即可；
步驟四:隨著上述裝置不斷深入，根據(jù)需要在井口連接普通油管單根，持續(xù)跟進(jìn)，直到?jīng)_洗到人工井底或者設(shè)計(jì)位置，完成整個(gè)水平井沖砂作業(yè)。
[0010]所述步驟三當(dāng)油管內(nèi)返出液體流量與入井液體流量匹配時(shí)為沖砂液循環(huán)暢通。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明的水平井防漏失雙層油管隔離循環(huán)機(jī)構(gòu)，能夠降低水平井沖砂液在超長(zhǎng)射孔段的大量漏失:在反循環(huán)沖砂作業(yè)中，利用兩個(gè)雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭上的自封膠套，與雙層油管組合形成的“非流動(dòng)密閉隔離系統(tǒng)”，將“水平井旋流沖砂器”沖洗通過(guò)后的射孔段隔離出沖砂循環(huán)體系，從而最大程度上降低沖砂液的漏失，減少地層污染，提高沖砂液利用效率；管柱越深入，被隔離的射孔段越多，其防漏失效果越好，沖砂液利用率越高；
本發(fā)明能夠提高沖砂液沖洗和攜砂效率:常規(guī)沖砂時(shí)水平段砂床與沖砂液在重力作用下分屬上下兩層，沖砂液無(wú)法有效沖洗并攜帶全部的地層砂進(jìn)入循環(huán)管道，造成攜砂效率低、沖砂不徹底等問(wèn)題，采用本發(fā)明的水平井旋流沖砂器，能強(qiáng)迫沖砂液通過(guò)矢量噴嘴后做旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，強(qiáng)制攜帶地層砂進(jìn)入沖砂返出(中心管和油管)渠道，并在自封膠套的作用下，確保了徹底沖砂不留死角的效果；
本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，結(jié)合裝置操作方便，節(jié)省人力，提高工作效率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明中水平井旋流沖砂器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明中水平井防漏失雙層油管隔離循環(huán)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明中的雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為圖1中的A部放大圖；
圖6為隔離沖管的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為矢量沖管的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8為自封膠套的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9為隔環(huán)結(jié)構(gòu)不意圖；
圖10為限位套結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]其中，1.矢量沖管；2.隔離沖管；3.矢量噴嘴；4.母堵；5.隔離鋼板；6.擋板；7.過(guò)流通道；8.自封膠套；9.隔環(huán)；10.限位套；11.通孔；12.上雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭；13.下雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭；14.雙層油管管串結(jié)構(gòu)；15.雙層油管環(huán)空；16.內(nèi)管滑動(dòng)接頭；17.內(nèi)管掛箍；18.掛箍備帽；19.上行腔；20.下行腔；21.油管接箍；22.喇叭狀接頭；23.普通油管；24.凹槽；25.外管接箍；26.止動(dòng)環(huán)；27.環(huán)形緊固件；28.直角三角形懸掛件。

【具體實(shí)施方式】
[0014]參見(jiàn)圖1，一種水平井防漏失旋流沖砂器裝置，包括通過(guò)普通油管29連通的水平井旋流沖砂器和水平井防漏失雙層油管隔離循環(huán)機(jī)構(gòu)，普通油管29兩端分別通過(guò)油管接箍21與水平井旋流沖砂器和水平井防漏失雙層油管隔離循環(huán)機(jī)構(gòu)連通；
參見(jiàn)圖2和圖7，水平井旋流沖砂器，包括通過(guò)油管接箍21連接的矢量沖管I和隔離沖管2 ;隔離沖管2包括油管短接和位于其兩端的油管接箍21，隔離沖管2通過(guò)其一端的油管接箍21與矢量沖管I連接；矢量沖管I的管體上設(shè)置有數(shù)個(gè)矢量噴嘴3，管體的端部設(shè)置帶噴嘴的母堵4 ; 參見(jiàn)圖6、圖8、圖9和圖10，隔離沖管2的管內(nèi)腔沿軸線方向設(shè)置有隔離鋼板5，其將隔離沖管2內(nèi)腔分隔為上行腔19和下行腔20，上行腔19和下行腔20的異側(cè)端部分別設(shè)置有擋板6，上行腔19上的擋板6靠近矢量沖管I ;在上行腔19和下行腔20的管壁上分別設(shè)置數(shù)個(gè)與外界連通的過(guò)流通道7，上行腔19的過(guò)流通道7和下行腔20的過(guò)流通道7分別靠近其端部的擋板6 ；
隔離沖管2的中間位置套設(shè)有與其外壁緊貼的自封膠套8，自封膠套8的兩端分別設(shè)置有隔環(huán)9和限位套10進(jìn)行限位，限位套10上分別設(shè)置有凹槽24及與隔離沖管2外壁過(guò)流通道7對(duì)應(yīng)的通孔11;
參見(jiàn)圖3，水平井防漏失雙層油管隔離循環(huán)機(jī)構(gòu)，包括通過(guò)雙層油管管串結(jié)構(gòu)連通的兩個(gè)相同的雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭，分別為上雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭12和下雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭13 ；
參見(jiàn)圖4，雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭包括同軸套設(shè)的外管和內(nèi)管，外管和內(nèi)管之間形成雙層油管環(huán)空15，雙層油管環(huán)空15包括通過(guò)喇叭狀接頭22形成的封閉端和連通端，所述喇叭狀接頭22是空腔管體，其大端與外管的管壁端部密閉連接且其端部與外管端部相平齊，小端與內(nèi)管密閉連接，雙層油管環(huán)空與內(nèi)管獨(dú)立互不相通；連接后，普通油管的液流通道只與內(nèi)管連通，與雙層油管環(huán)空15不連通；雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭的外管上套設(shè)有與其外壁緊貼的自封膠套8，自封膠套8的兩端設(shè)置有隔環(huán)9，靠近封閉端的隔環(huán)9側(cè)部設(shè)置有限位套10，所述限位套10上設(shè)置有過(guò)流通道7，限位套10下方的外管管壁上設(shè)置有與過(guò)流通道7對(duì)應(yīng)的通孔。
[0015]雙層油管管串結(jié)構(gòu)14由數(shù)個(gè)依次連通的雙層油管組成，每個(gè)雙層油管的外管和內(nèi)管管徑與上層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭的管徑相同，其兩端分別設(shè)置有接箍，所述接箍包括管狀的內(nèi)管滑動(dòng)接頭16和外管接箍25，所述外管接箍25通過(guò)絲扣連接在外管外壁上部使相鄰雙層油管的外管連通，內(nèi)管滑動(dòng)接頭16的外壁設(shè)置有止動(dòng)環(huán)26，止動(dòng)環(huán)26的外徑大于內(nèi)管內(nèi)徑，相鄰雙層油管的內(nèi)管之間通過(guò)內(nèi)管滑動(dòng)接頭16連通，形成密封滑動(dòng)的活塞結(jié)構(gòu)；
參見(jiàn)圖5，上雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭12和下雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭13的雙層油管環(huán)空(15)的連通端分別以外管接箍25和內(nèi)管滑動(dòng)接頭16連通雙層油管的外管和內(nèi)管；上雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭12外管和下雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭13的外管與外管接箍25分別通過(guò)絲扣連接，其內(nèi)管通過(guò)雙層油管內(nèi)管滑動(dòng)接頭16連接，內(nèi)管滑動(dòng)接頭16為管狀,其上端和下端分別伸入內(nèi)管的內(nèi)腔中與其內(nèi)壁滑動(dòng)密封連接；雙層油管管串結(jié)構(gòu)中每個(gè)雙層油管的內(nèi)管通過(guò)對(duì)稱設(shè)置在外壁端部的內(nèi)管接箍17懸掛在外管管體的入口端，內(nèi)管掛箍17通過(guò)絲扣擰緊在內(nèi)管外壁端部的絲扣上，在內(nèi)管掛箍上方設(shè)置有防止內(nèi)管掛箍脫扣的掛箍備帽，掛箍備帽通過(guò)絲扣擰緊在內(nèi)管外壁絲扣上。內(nèi)管掛箍18包括環(huán)形緊固件27和直角三角形懸掛件28，直角三角懸掛件28的一個(gè)直角邊與環(huán)形緊固件27的外壁固定連接，另一直角邊與環(huán)形緊固件27的頂端相平齊，其斜邊與外管的管體入口處內(nèi)壁接觸，也就是通過(guò)兩個(gè)加大直角三角形懸掛件28與環(huán)形緊固件27來(lái)卡阻在外管的油管口上來(lái)承載內(nèi)管。
[0016]上雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭12和下雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭13均是通過(guò)其雙層油管環(huán)空的封閉端連接普通油管，其連通端通過(guò)外管接箍和內(nèi)管滑動(dòng)接頭分別連通其外管和內(nèi)管；
自封膠套是一個(gè)自封密封件，其內(nèi)壁與所套設(shè)的油管外壁緊密配合，其外徑尺寸大于套管內(nèi)徑，在起下鉆過(guò)程中，在隔環(huán)和限位套、油管接箍的限制下，始終保持與套管內(nèi)壁的形成貼緊和密封，達(dá)到強(qiáng)制改變沖砂液流動(dòng)方向而進(jìn)入指定過(guò)流通道的目的。
[0017]雙層油管隔離循環(huán)機(jī)構(gòu)的防漏失功能是這樣實(shí)現(xiàn)的:雙層油管管串結(jié)構(gòu)的上雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭12與下雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭13之間，連接了大于水平井射孔段長(zhǎng)度的數(shù)個(gè)雙層油管。在上雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭12與下雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭13之間的油套環(huán)空內(nèi)，在其兩個(gè)自封膠套8及雙層油管的共同作用下，是沒(méi)有液體流動(dòng)的；油套環(huán)空的液流被轉(zhuǎn)向到了雙層油管環(huán)空，在水平井沖砂過(guò)程中，隨著沖砂進(jìn)尺而下放鉆具后，當(dāng)下雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭13的自封膠套8通過(guò)水平井的射孔孔眼后，該孔眼即被隔離出了沖砂液體的循環(huán)體系，后續(xù)凡是被下雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭13的自封膠套8超越的射孔孔眼，都會(huì)被隔離出去，因此水平井漏失沖砂液的孔眼會(huì)越來(lái)越少，漏失情況越來(lái)越微小，沖砂液的利用效能越高。
[0018]水平井旋流沖砂器是專門針對(duì)水平井段沖砂液對(duì)砂床沖洗和攜帶效率低的問(wèn)題設(shè)計(jì)的，該工具通過(guò)其尾部的矢量噴管，將沖砂液定向從矢量噴嘴中噴射而出，帶動(dòng)水平井段的液流旋轉(zhuǎn)沖洗砂床，并攜帶地層砂進(jìn)入上返通道，在自封膠套的強(qiáng)制作用下，可徹底沖洗地層砂形成的砂床；該工具可單獨(dú)適用于射孔段較小的普通直井、斜井和定向井；與雙層油管隔離循環(huán)機(jī)構(gòu)配合后，可以適用于各類水平井的沖砂作業(yè)。
[0019]水平井防漏失旋流器裝置的沖砂工藝，包括以下步驟:
步驟一:將水平井旋流沖砂器、水平井防漏失雙層油管隔離循環(huán)機(jī)構(gòu)和普通油管按順序連接，依次下入到水平井的井筒內(nèi)，當(dāng)施工管柱最下端距離水平井砂床頂端10-20米處時(shí)停止下鉆；水平井防漏失雙層隔離循環(huán)機(jī)構(gòu)的兩端接頭之間所接雙層油管的長(zhǎng)度，應(yīng)大于所應(yīng)用的水平井的射孔段長(zhǎng)度10-30米。
[0020]步驟二:井口裝好自封封井器，然后將沖砂液泵注到井口套管與油管的環(huán)形空腔內(nèi)；
步驟三:檢查沖砂液循環(huán)暢通后，一邊泵注沖砂液，一邊按照每分鐘1-5米的速度下放沖砂管柱，按常規(guī)沖砂作業(yè)操作即可；
步驟四:隨著上述裝置不斷深入，根據(jù)需要在井口連接普通油管單根，持續(xù)跟進(jìn)，直到?jīng)_洗到人工井底或者設(shè)計(jì)位置，完成整個(gè)水平井沖砂作業(yè)。
[0021]上述步驟三當(dāng)油管內(nèi)返出液體流量與入井液體流量匹配時(shí)為沖砂液循環(huán)暢通。
[0022]本發(fā)明的工作原理是:從油套環(huán)空泵注沖砂液，液體遇到水平井防漏失雙層油管隔離循環(huán)機(jī)構(gòu)的上雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭后，在自封膠套的阻擋下，沖砂液轉(zhuǎn)向從限位套及其對(duì)應(yīng)的外管管壁上的過(guò)流通孔進(jìn)入到雙層油管隔離循環(huán)機(jī)構(gòu)的雙層油管環(huán)空內(nèi)，繼續(xù)下行，到水平井防漏失雙層油管隔離循環(huán)機(jī)構(gòu)的下雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭處，從其外管的過(guò)流通孔及其對(duì)應(yīng)的限位套通孔上流出，到達(dá)油套環(huán)空，在自封膠套的隔離作用下，液流將繼續(xù)下行，在水平井旋流沖砂器的自封膠套作用下，沖砂液又被迫轉(zhuǎn)向進(jìn)入限位套的過(guò)流通孔及與其對(duì)應(yīng)的管壁通孔，進(jìn)入水平井旋流沖砂器的下行腔內(nèi)，繼而進(jìn)入矢量噴管內(nèi)，從各個(gè)矢量噴嘴中噴射而出，在油套環(huán)空中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)液流，沖擊并攜帶套管內(nèi)的地層砂(砂床)，攜砂液流上行遇到水平井旋流沖砂器的自封膠套后，轉(zhuǎn)向從限位套及對(duì)應(yīng)的上行腔外壁過(guò)流通孔進(jìn)入上行腔，再進(jìn)入雙層油管隔離循環(huán)機(jī)構(gòu)的內(nèi)管中，一路上行到進(jìn)入普通油管內(nèi)腔，攜帶地層砂返出地面。
[0023]自封膠套是一個(gè)自封密封件，其內(nèi)壁與所跨套的油管外壁緊密配合，其外徑尺寸大于套管內(nèi)徑，在起下鉆過(guò)程中，在隔環(huán)和限位套、油管接箍的限制下，始終保持與套管內(nèi)壁形成貼緊和密封，達(dá)到強(qiáng)制改變沖砂液流動(dòng)方向而進(jìn)入指定過(guò)流通道的目的。
[0024]水平井防漏失雙層油管隔離循環(huán)機(jī)構(gòu)，是用雙層油管管串結(jié)構(gòu)和其兩端接頭上的自封膠套配合，形成一段封閉的套管環(huán)形空間，從而使水平井部分射孔段被隔離出沖砂液循環(huán)體系，達(dá)到防止地層大量漏失沖砂液的目的。水平井防漏失雙層油管隔離循環(huán)機(jī)構(gòu)中的雙層油管可依照本發(fā)明所述的方法用普通油管組合而成(成本低)，也可采用特制同心油管(成本高)。
[0025]限位套上的凹槽，由于限位套的內(nèi)徑與所騎跨的油管外壁外徑相差較小，兩者上的通孔如果出現(xiàn)相互錯(cuò)位的情況，將極大影響流通，為此，在限位套的內(nèi)側(cè)加工出凹槽，相當(dāng)于把限位套的壁厚減少了一部分。
[0026]為配合本工藝，專門設(shè)計(jì)了普通油管組裝成同心管柱的配件和組裝方案(見(jiàn)附圖)。采用常規(guī)Φ73_油管做外管，Φ42_油管做內(nèi)管，利用特制的內(nèi)管掛箍(過(guò)流通道與雙層油管環(huán)空基本匹配)，將單根內(nèi)管懸掛于外管的管體入口處，并特制一個(gè)薄壁的內(nèi)管滑動(dòng)接頭來(lái)連接上下內(nèi)管，構(gòu)成活塞結(jié)構(gòu)，如此內(nèi)管用有較大活動(dòng)余量，可隨外管旋轉(zhuǎn)和軸向移動(dòng)而不影響內(nèi)管的連接密封性。其外管以絲扣形式和油管接箍連接，即可形成水平井沖砂所需的雙層油管。
【權(quán)利要求】
1.一種水平井防漏失旋流沖砂器裝置，其特征在于:包括通過(guò)普通油管(29)連通的水平井旋流沖砂器和水平井防漏失雙層油管隔離循環(huán)機(jī)構(gòu)，普通油管(29)兩端分別通過(guò)油管接箍(21)與水平井旋流沖砂器和水平井防漏失雙層油管隔離循環(huán)機(jī)構(gòu)連通； 所述水平井旋流沖砂器，包括通過(guò)油管接箍(21)連接的矢量沖管(I)和隔離沖管(2);隔離沖管(2)包括油管短接和位于其兩端的油管接箍(21)，隔離沖管(2)通過(guò)其一端的油管接箍(21)與矢量沖管(I)連接；所述矢量沖管(I)的管體上設(shè)置有數(shù)個(gè)矢量噴嘴(3)，管體的端部設(shè)置帶噴嘴的母堵(4)； 所述隔離沖管(2)的管內(nèi)腔沿軸線方向設(shè)置有隔離鋼板(5)，其將隔離沖管(2)內(nèi)腔分隔為上行腔(19)和下行腔(20)，上行腔(19)和下行腔(20)的異側(cè)端部分別設(shè)置有擋板(6)，上行腔(19)上的擋板(6)靠近矢量沖管(I);在上行腔(19)和下行腔(20)的管壁上分別設(shè)置數(shù)個(gè)與外界連通的過(guò)流通道(7)，所述上行腔(19)的過(guò)流通道(7)和下行腔(20)的過(guò)流通道(7)分別靠近其端部的擋板(6)； 所述隔離沖管(2)的中間位置套設(shè)有與其外壁緊貼的自封膠套(8)，自封膠套(8)的兩端分別設(shè)置有隔環(huán)(9)和用于限位的限位套(10)，所述限位套(10)上設(shè)置有與隔離沖管(2 )外壁過(guò)流通道(7 )對(duì)應(yīng)的通孔(11); 所述水平井防漏失雙層油管隔離循環(huán)機(jī)構(gòu)包括通過(guò)雙層油管管串結(jié)構(gòu)(14)連通的兩個(gè)相同的雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭，分別為上雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭(12)和下雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭(13); 所述雙層油管隔離 轉(zhuǎn)向接頭包括同軸套設(shè)的外管和內(nèi)管，外管和內(nèi)管之間形成雙層油管環(huán)空(15)，所述雙層油管環(huán)空(15)包括通過(guò)喇叭狀接頭(22)形成的封閉端和連通端，所述喇叭狀接頭(22)是空腔管體，其大端與外管的管壁端部密閉連接且其端部與外管端部相平齊，小端與內(nèi)管密閉連接；雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭的外管上套設(shè)有與其外壁緊貼的自封膠套(8)，自封膠套(8)的兩端設(shè)置有隔環(huán)(9)，靠近封閉端的隔環(huán)(9)側(cè)部設(shè)置有限位套(10)，所述限位套(10)上設(shè)置有過(guò)流通道(7)，限位套(10)下方的外管管壁上設(shè)置有與過(guò)流通道(7)對(duì)應(yīng)的通孔； 所述雙層油管管串結(jié)構(gòu)(14)由數(shù)個(gè)依次連通的雙層油管組成，每個(gè)雙層油管的外管和內(nèi)管管徑與上層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭的管徑相同，其兩端分別設(shè)置有接箍，所述接箍包括管狀的內(nèi)管滑動(dòng)接頭(16)和外管接箍(25)，所述外管接箍(25)通過(guò)絲扣連接在外管外壁上部使相鄰雙層油管的外管連通，內(nèi)管滑動(dòng)接頭(16)的外壁設(shè)置有止動(dòng)環(huán)(26)，止動(dòng)環(huán)(26)的外徑大于內(nèi)管內(nèi)徑，相鄰雙層油管的內(nèi)管之間通過(guò)內(nèi)管滑動(dòng)接頭(16)連通，形成密封滑動(dòng)的活塞結(jié)構(gòu)； 上雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭(12)和下雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭(13)的雙層油管環(huán)空(15)的連通端分別以外管接箍(25)和內(nèi)管滑動(dòng)接頭(16)連通雙層油管的外管和內(nèi)管；所述上雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭(12)外管和下雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭(13)的外管與外管接箍(25)分別通過(guò)絲扣連接，其內(nèi)管通過(guò)內(nèi)管滑動(dòng)接頭(16)連接；內(nèi)管滑動(dòng)接頭(16)的上端和下端分別伸入上雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭(12)和下雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭(13)的內(nèi)管的內(nèi)腔中與其內(nèi)壁形成可密封滑動(dòng)的活塞結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水平井防漏失旋流沖砂器裝置，其特征在于:所述雙層油管管串結(jié)構(gòu)中每個(gè)雙層油管的內(nèi)管通過(guò)對(duì)稱設(shè)置在外壁端部的內(nèi)管掛箍(17 )懸掛在外管管體的入口端；內(nèi)管掛箍(17)通過(guò)絲扣擰緊在內(nèi)管外壁端部的絲扣上，在內(nèi)管掛箍(17)上方設(shè)置有防止內(nèi)管掛箍脫扣的掛箍備帽(18)，掛箍備帽(18)通過(guò)絲扣擰緊在內(nèi)管外壁絲扣上；所述內(nèi)管掛箍(18)包括環(huán)形緊固件(27)和直角三角形懸掛件(28)，直角三角懸掛件(28)的一個(gè)直角邊與環(huán)形緊固件(27)的外壁固定連接，另一直角邊與環(huán)形緊固件(27)的頂端相平齊，其斜邊與外管的管體入口處內(nèi)壁接觸；所述限位套(10)的內(nèi)壁上設(shè)置有凹槽(24)。
3.一種應(yīng)用上述水平井防漏失旋流沖砂器裝置的沖砂工藝，其特征在于: 包括以下步驟: 步驟一:將水平井旋流沖砂器、水平井防漏失雙層油管隔離循環(huán)機(jī)構(gòu)和普通油管按順序連接，依次下入到水平井的井筒內(nèi)，當(dāng)施工管柱最下端距離水平井砂床頂端10-20米處時(shí)停止下鉆；上雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭和下雙層油管隔離轉(zhuǎn)向接頭之間的雙層油管長(zhǎng)度，大于所應(yīng)用的水平井的射孔段長(zhǎng)度10-30米； 步驟二:井口裝好自封封井器，然后將沖砂液泵注到井口套管與油管的環(huán)形空腔內(nèi)；步驟三:檢查沖砂液循環(huán)暢通后，一邊泵注沖砂液，一邊按照每分鐘1-5米的速度下放沖砂管柱，按常規(guī)沖砂作業(yè)操作即可； 步驟四:隨著上述裝置不斷深入，根據(jù)需要在井口連接普通油管單根，持續(xù)跟進(jìn)，直到?jīng)_洗到人工井 底或者設(shè)計(jì)位置，完成整個(gè)水平井沖砂作業(yè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水平井防漏失旋流沖砂器裝置的沖砂工藝，其特征在于:所述步驟三當(dāng)油管內(nèi)返出液體流量與入井液體流量匹配時(shí)為沖砂液循環(huán)暢通。
【文檔編號(hào)】E21B21/00GK104074485SQ201410294060
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】景忠峰, 李泰余, 李玉萍, 姚春林, 韋明, 楊君, 蘇奇, 李宜林, 周丹, 張?chǎng)纬? 郭亮, 朱云翔 申請(qǐng)人:西安中孚凱宏石油科技有限責(zé)任公司, 景忠峰, 朱云翔, 李泰余