一種水平井的旋轉(zhuǎn)噴射高效沖砂裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種水平井的分流沖砂、旋轉(zhuǎn)噴射懸砂、旋流攜砂裝置，該裝置的主要組成：柱狀本體、螺旋體、旋轉(zhuǎn)噴射裝置、強力分流沖砂裝置。強力分流沖砂裝置裝在本體頂部，噴出高速流體將套管內(nèi)壁上較難除去的沉砂全部沖掉；旋轉(zhuǎn)噴射裝置套在所述柱狀本體的上面，高壓的沖砂液會流經(jīng)過液孔，并從噴嘴噴出，進而會推動旋轉(zhuǎn)噴射塊以柱狀本體為軸旋轉(zhuǎn)，從而使上返的砂子保持懸?。蛔詈蠼?jīng)過旋流攜砂裝置，砂子全部上返干凈。本實用新型的一種水平井的旋轉(zhuǎn)噴射高效沖砂裝置，一是解決了套管內(nèi)壁上的粘滯沙較硬而難以除去的問題；二是依靠旋轉(zhuǎn)噴射裝置和螺旋體可以將堆積在管柱附近的砂子全部帶起并沖走，使得沖砂效率大幅提高。
【專利說明】
一種水平井的旋轉(zhuǎn)噴射高效沖砂裝置
技術(shù)領域
[0001]本實用新型涉及石油工程技術(shù)領域，尤其涉及一種水平井旋轉(zhuǎn)噴射高效沖砂、旋流攜砂裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，水平井沖砂最大技術(shù)難題主要集中在兩個方面，一是滯留在水平井段套管內(nèi)壁上較硬的積砂很難沖洗干凈，要解決這一問題就需要足夠的側(cè)向沖力，而現(xiàn)有的普通工具又不能提供，然而套管壁不干凈，油井在生產(chǎn)過程中就會容易快速形成砂橋，阻礙油氣生產(chǎn);二是是沖砂管柱在重力作用下緊靠套管下部側(cè)壁，砂子也堆積在管柱附近，而沖砂液體從上部空間流走，無法將砂子攜帶出井筒。因此，設計一種既可以套管內(nèi)壁上較硬的積砂全部沖洗干凈，又可以將堆積在管柱附近的砂子沖走的一種高效旋轉(zhuǎn)噴射沖洗裝置就顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種水平井的旋轉(zhuǎn)噴射高效沖砂裝置，該裝置實現(xiàn)了能夠產(chǎn)生水平和斜側(cè)向兩個方向的沖刺力噴射水流，側(cè)向沖力能夠?qū)⒁恍粼谒骄翁坠軆?nèi)壁上較硬的積砂全部沖洗干凈，避免沖砂后油井再生產(chǎn)形成砂橋。
[0004]本實用新型要解決的另一個技術(shù)問題是沖砂管柱在重力作用下緊靠套管下部側(cè)壁，砂子也堆積在管柱附近，而沖砂液體從上部空間流走，無法將砂子攜帶出井筒。
[0005]為了解決上述問題本實用新型所采取的技術(shù)方案是:
[0006]本實用新型提供了一種水平井的旋轉(zhuǎn)噴射高效沖砂裝置，該裝置柱狀本體(I)的頂端裝有分流沖砂裝置(16)，柱狀本體的上部套有旋轉(zhuǎn)噴射裝置(15)，柱狀本體的上部位置連接螺旋體(14)；
[0007]分流沖砂裝置(16)的結(jié)構(gòu)為:分流裝置(6)連接在柱狀管體(I)的頂部;分流裝置包括內(nèi)環(huán)和外環(huán)，內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間留有通道并通過連接件連接，上接頭下端連接外環(huán)，內(nèi)環(huán)下端連接管體，管體下端割成斜尖狀，管體上端外壁連接內(nèi)錐形管，外環(huán)下端連接外錐形管，外錐形管的錐度小于內(nèi)錐形管，外錐形管與內(nèi)錐形管之間留有過流通道；
[0008]旋轉(zhuǎn)噴射裝置(15)的兩端與所述本體滑動密封配合，旋轉(zhuǎn)噴射裝置的側(cè)壁上有多個噴嘴(3)，柱狀本體與旋轉(zhuǎn)噴射裝置套接處的側(cè)壁上開設有過液孔，沖砂液于所述本體內(nèi)部流經(jīng)所述過液孔于所述噴嘴(3)噴出，推動旋轉(zhuǎn)噴射裝置(15)繞柱狀本體(I)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)噴射裝置(15)成對安裝在本體上，每對所述旋轉(zhuǎn)噴射裝置中，兩個所述旋轉(zhuǎn)噴射裝置(15)上的噴嘴(3)的設置方向不同，沖砂液推動成對的旋轉(zhuǎn)噴射裝置向相反方向旋轉(zhuǎn)，兩個相鄰的所述旋轉(zhuǎn)噴射裝置(15)之間的本體上套接有隔環(huán)(4)，隔環(huán)(4)的兩端分別與兩個所述旋轉(zhuǎn)噴射裝置(15)靠緊；
[0009]螺旋體(14)上有螺旋槽(13)。螺旋體位于沖砂裝置的最上端，液流流過螺旋體時，過水面積變低形成節(jié)流，流速增加，沖砂攜砂能力提高；另外，螺旋槽增加了水力導程和改善沖刷方向。
[0010]本實用新型的有益效果是:本實用新型能夠產(chǎn)生水平和斜側(cè)向兩個方向的沖刺力噴射水流水平?jīng)_砂進尺快，而且側(cè)向沖力能夠?qū)⒁恍粼谒骄翁坠軆?nèi)壁上較硬的積砂全部沖洗干凈，避免沖砂后油井再生產(chǎn)形成砂橋;并且在旋轉(zhuǎn)噴射裝置高速旋轉(zhuǎn)及沖砂液的同時作用下，套管內(nèi)的沉積砂及雜質(zhì)充分攪動，處于懸浮狀態(tài)，再依靠螺旋體的旋流作用及沖砂液的攜帶作用，將地層砂和雜質(zhì)返出地面。
【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步詳細的說明。
[0012]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為圖1的CC向剖面圖。
[0014]圖3為圖1的BB向剖面圖。
[0015]圖4為圖1的AA向剖面圖。
[0016]其中圖中:旋轉(zhuǎn)噴射裝置15的組成部分:1柱狀本體，2旋轉(zhuǎn)噴射塊，3噴嘴，4隔環(huán)，5過液孔;分流沖砂裝置16的組成部分:6分流裝置(包括內(nèi)環(huán)10和外環(huán)11)，7管體，8內(nèi)錐形管，9外錐形管，12連接件;螺旋體14上有13螺旋槽。
【具體實施方式】
[0017]一種水平井的旋轉(zhuǎn)噴射高效沖砂裝置的柱狀本體(I)的頂端裝有分流沖砂裝置
(16)，柱狀本體的上部某位置套有旋轉(zhuǎn)噴射裝置(15)，柱狀本體的上部位置連接螺旋體
(14)，分流沖砂裝置(16)能夠產(chǎn)生水平和斜側(cè)向兩個方向的噴射水流，側(cè)向沖力能夠?qū)⒁恍粼谒骄翁坠軆?nèi)壁上較硬的積砂全部沖洗干凈，旋轉(zhuǎn)噴射裝置(15)避免沖砂后油井再生產(chǎn)形成砂橋，從而實現(xiàn)了高效的沖砂。旋轉(zhuǎn)噴射裝置(15)的結(jié)構(gòu)為:旋轉(zhuǎn)噴射裝置兩端與所述本體滑動密封配合，旋轉(zhuǎn)噴射裝置上有內(nèi)凹槽(位于靠近本體一側(cè)的中部)，旋轉(zhuǎn)噴射塊的側(cè)壁上有多個噴嘴(3)，柱狀本體與旋轉(zhuǎn)噴射裝置套接處的側(cè)壁上開設有過液孔，沖砂液于所述本體內(nèi)部流經(jīng)所述過液孔于所述噴嘴(3)噴出，推動旋轉(zhuǎn)噴射裝置(15)繞柱狀本體(I)旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)噴射裝置(15)成對安裝在本體上，每對所述旋轉(zhuǎn)噴射裝置中，兩個所述旋轉(zhuǎn)噴射裝置(I 5)上的噴嘴(3)的設置方向不同，沖砂液推動成對的旋轉(zhuǎn)噴射裝置向相反方向旋轉(zhuǎn)。兩個相鄰的所述旋轉(zhuǎn)噴射裝置(15)之間的本體上套接有隔環(huán)(4)，隔環(huán)(4)的兩端分別與兩個所述旋轉(zhuǎn)噴射裝置(15)靠緊。分流沖砂裝置(16)的結(jié)構(gòu)為:分流裝置(6)連接在柱狀本體(I)的頂部。分流裝置(6)包括內(nèi)環(huán)(10)和外環(huán)(11)，內(nèi)環(huán)(10)和外環(huán)(11)之間留有通道并通過連接件(12)連接，柱狀本體(I)下端連接外環(huán)(11)，內(nèi)環(huán)(10)下端連接管體(7)，管體(7)下端割成斜尖狀，管體(7)上端外壁連接內(nèi)錐形管(8)，外環(huán)(11)下端連接外錐形管(9)，外錐形管(9)的錐度小于內(nèi)錐形管(8)，外錐形管(9)與內(nèi)錐形管(8)之間留有過流通道。螺旋體(14)的結(jié)構(gòu)為:螺旋體(14)上有螺旋槽(13)。參照圖1所示，本實用新型的水平井沖砂裝置包括一柱狀本體I，還包括:套于所述本體I上的旋轉(zhuǎn)噴射塊2，旋轉(zhuǎn)噴射塊2上的側(cè)壁上設置至少一個噴嘴3;本體I與旋轉(zhuǎn)噴射塊2套接處的側(cè)壁上開設有過液孔，旋轉(zhuǎn)噴射塊2與本體I之間留有空隙，沖砂液于本體I內(nèi)部流經(jīng)過液孔于噴嘴3噴出，推動旋轉(zhuǎn)噴射塊2沿一方向圍繞所述本體I旋轉(zhuǎn)。沖砂液通過噴嘴3向本體I的四周進行沖刷，沖砂的過程中能夠把砂子全部帶起沖出地面，提高了沖刷效率。
[0018]優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)噴射塊為多個，且成對設置，間隔一定距離，中間有隔環(huán)。旋轉(zhuǎn)噴射塊包括一對，兩個旋轉(zhuǎn)噴射塊噴嘴開設方向相反，使得沖砂液推動兩個旋轉(zhuǎn)噴射塊的旋轉(zhuǎn)方向相反。這樣，當兩個旋轉(zhuǎn)噴射塊都進行噴沖砂液的時候，由于朝相反的方向旋轉(zhuǎn)，會使得兩個扭轉(zhuǎn)力矩相互抵消，消除了旋轉(zhuǎn)噴射塊旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的抖動，增加了整個裝置的工況穩(wěn)定性和耐用性。
[0019]參照圖2所示，柱狀本體I與旋轉(zhuǎn)噴射塊2套接處的側(cè)壁上開設有過液孔5;
[0020]如圖1所示，在柱狀本體的I的頂部安裝一高效噴射沖洗裝置，包括分流裝置6和柱狀本體I;分流裝置6包括內(nèi)環(huán)10和外環(huán)11，內(nèi)環(huán)10和外環(huán)11之間留有通道并通過連接件12連接，柱狀本體I下端連接外環(huán)U，內(nèi)環(huán)10下端連接管體7，管體7下端割成斜尖狀，管體7上端外壁連接內(nèi)錐形管8，外環(huán)11下端連接外錐形管9，外錐形管9的錐度小于內(nèi)錐形管8，外錐形管9與內(nèi)錐形管8之間留有過流通道。
[0021 ]下面來詳細介紹本實用新型旋轉(zhuǎn)噴射沖砂裝置的工作過程。
[0022]當水平井沖砂裝置下到水平段欲沖砂位置后，水平井沖砂裝置的本體中栗入高壓液體，流體在旋轉(zhuǎn)噴射塊位置分流:一部分沿著柱狀本體繼續(xù)流動，到達終端的分流裝置處再次分流并產(chǎn)生水平和斜側(cè)向兩個方向噴射水流，側(cè)向的沖擊力能夠?qū)⒁恍粼诰谏陷^硬的積砂全部沖洗干凈；另一部分水流會通過旋轉(zhuǎn)噴射塊噴射，砂子在套管內(nèi)均勻分布并隨沖砂液上行，經(jīng)過螺旋體時形成旋流，高效上返。本實用新型能夠產(chǎn)生水平和斜側(cè)向兩個方向的噴射水流水平?jīng)_砂進尺快，而且側(cè)向沖力能夠?qū)⒁恍粼谒骄翁坠軆?nèi)壁上較硬的積砂全部沖洗干凈，避免沖砂后油井再生產(chǎn)形成砂橋;旋轉(zhuǎn)噴射裝置高速旋轉(zhuǎn)及沖砂液的同時作用下，套管內(nèi)的沉積砂及雜質(zhì)充分攪動，處于懸浮狀態(tài);液流流過螺旋體時，過水面積變低形成節(jié)流，流速增加，沖砂攜砂能力提高，另外，螺旋槽增加了水力導程和改善沖刷方向。這樣沖砂的過程中由于分流裝置、旋轉(zhuǎn)噴射塊和螺旋體的綜合發(fā)揮作用能夠把砂子全部帶起沖出地面，提高了沖刷效率。
【主權(quán)項】
1.一種水平井的旋轉(zhuǎn)噴射高效沖砂裝置，其特征在于，該裝置柱狀本體(I)的頂端裝有分流沖砂裝置(16)，柱狀本體的上部套有旋轉(zhuǎn)噴射裝置(15)，柱狀本體的上部位置連接螺旋體(14)； 所述旋轉(zhuǎn)噴射裝置(15)的兩端與所述本體滑動密封配合，旋轉(zhuǎn)噴射裝置的側(cè)壁上有多個噴嘴(3)，柱狀本體與旋轉(zhuǎn)噴射裝置套接處的側(cè)壁上開設有過液孔，沖砂液于所述本體內(nèi)部流經(jīng)所述過液孔于所述噴嘴(3)噴出，推動旋轉(zhuǎn)噴射裝置(15)繞柱狀本體(I)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)噴射裝置(15)成對安裝在本體上，每對所述旋轉(zhuǎn)噴射裝置中，兩個所述旋轉(zhuǎn)噴射裝置(15)上的噴嘴(3)的設置方向不同，沖砂液推動成對的旋轉(zhuǎn)噴射裝置向相反方向旋轉(zhuǎn)，兩個相鄰的所述旋轉(zhuǎn)噴射裝置(15)之間的本體上套接有隔環(huán)(4)，隔環(huán)(4)的兩端分別與兩個所述旋轉(zhuǎn)噴射裝置(15)靠緊； 所述分流沖砂裝置(16)的結(jié)構(gòu)為:分流裝置(6)連接在柱狀本體(I)的頂部，分流裝置(6)包括內(nèi)環(huán)(10)和外環(huán)(11)，內(nèi)環(huán)(10)和外環(huán)(11)之間留有通道并通過連接件(12)連接，柱狀本體(I)下端連接外環(huán)(11)，內(nèi)環(huán)(10)下端連接管體(7)，管體(7)下端割成斜尖狀，管體(7)上端外壁連接內(nèi)錐形管(8)，外環(huán)(11)下端連接外錐形管(9)，外錐形管(9)的錐度小于內(nèi)錐形管(8)，外錐形管(9)與內(nèi)錐形管(8)之間留有過流通道； 所述螺旋體(14)上有螺旋槽(13)。
【文檔編號】E21B21/00GK205503056SQ201520832811
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年10月27日
【發(fā)明人】張景田, 穆凌雨, 徐文強, 許磊, 周波, 張揚, 邢亮, 龍澤鋒, 代財禮
【申請人】中國石油大學(北京)