CN113090208A - 水平井清砂管柱装置及清砂方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种水平井清砂管柱装置及清砂方法，该水平井清砂管柱装置包括砂液混合组件、螺杆泵组件、滤砂组件和驱动电机，砂液混合组件伸入至水平生产段，砂液混合组件、螺杆泵组件、滤砂组件和驱动电机顺序连接；砂液混合组件内设置有搅桨轴和搅桨叶片，螺杆泵组件内设置有螺杆泵转子，滤砂组件内设置有连接长轴，搅桨轴的一端与螺杆泵转子的一端连接，螺杆泵转子的另一端通过第一万向联轴器与连接长轴的一端连接，连接长轴的另一端通过第二万向联轴器与驱动电机的电机轴连接，电机轴与油管连接；砂液混合组件的内部、螺杆泵组件的内部和滤砂组件的内部形成有相连通的输液通道。本发明解决了水平生产段清砂成本高、耗时长、效果差的技术问题。

Description

水平井清砂管柱装置及清砂方法

技术领域

本发明涉及石油工程技术领域，尤其涉及一种水平井清砂管柱装置及清砂方法。

背景技术

水平油井技术在油田开发中大规模应用，随着水平井生产时间的延长，地层砂随着原油流出，进入至水平井井筒内，部分地层砂会沉积在水平井的水平生产段底部，造成水平生产段底部堵塞，阻断水平生产段下部油层中的石油从油层中向井筒内的渗流，严重影响水平井开发效果，同时还会造成油井卡泵故障，使油井不能正常生产。

目前，针对砂面的处理办法是进行“水力冲砂”作业修井施工，“水力冲砂”修井施工是向井筒内下入油井冲砂施工管柱，管柱是按照砂面位置下入由带笔尖油管构成，地面部分由作业机、连接油管软管线、沉砂水罐和水泥车构成。冲砂施工时，水泥车向管柱内泵水，水通过油管流至笔尖位置并射向砂面，通过不断向井底泵水，在井底憋足向上举升的压力后，砂液由油井套管环形空间举升到地面，返流到沉砂水罐中。随着砂面的下降，作业机下放油管跟进砂面，当一根油管放到底后，将水泥车停泵，暂停冲砂，拆掉连在油管上的软管线，接上另一根油管后，继续冲砂施工，通过这一循环将砂清到地面。

但是该种清砂装置和清砂方法也存在自身的不足：

一、要在井底憋足向上举升的压力，需要向井内大量泵水，由于采油生产地层严重亏空，大部分水漏到油层中，造成油层污染及对油层的进一步的破坏,影响油井开发效果；

二、因为砂在重力的作用下，存在于水平生产段的下部，在水平生产段内会呈现下半部沉砂、上半部流液的状态，而目前的水力冲砂装置和冲砂工艺无法将水平生产段里的沉砂彻底清除；

三、“水力冲砂”耗时长，人力和费用成本高；

四、浪费水资源；

五、由于冲砂液漏向油层，一部分砂回流到地层，冲砂效果不佳。

针对相关技术中水平生产段清砂成本高、耗时长、效果差的问题，目前尚未给出有效的解决方案。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种水平井清砂管柱装置及清砂方法，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水平井清砂管柱装置及清砂方法，能够彻底改变传统水力冲砂液对地层的污染和破坏，同时缩短了油井因水力冲砂施工占用油井时间，减少了施工工作量，提高效率，降低工作人员劳动强度，保证水平油井的顺利开发，解决了水平井的水平生产段内沉砂无法彻底清除的难题。

本发明的目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供了一种水平井清砂管柱装置，连接在油管的底部，并随所述油管伸入至水平井的油井套管内，所述水平井清砂管柱装置包括对砂液进行搅拌混合的砂液混合组件、带动所述砂液混合组件转动且向混合后的砂液提供抽吸力的螺杆泵组件、对所述砂液进行滤砂处理的滤砂组件和为所述螺杆泵组件的转动提供动力的驱动电机，其中：

所述砂液混合组件伸入至所述水平井内的水平生产段，所述砂液混合组件、所述螺杆泵组件、所述滤砂组件和所述驱动电机由所述水平生产段至井口方向顺序连接；

所述砂液混合组件的内部设置有搅桨轴和设置在所述搅桨轴上的搅桨叶片，所述螺杆泵组件的内部设置有螺杆泵转子，所述滤砂组件的内部设置有贯穿所述滤砂组件的连接长轴，所述搅桨轴的一端与所述螺杆泵转子的一端连接，所述螺杆泵转子的另一端通过第一万向联轴器与所述连接长轴的一端连接，所述连接长轴的另一端通过第二万向联轴器与所述驱动电机的电机轴连接，所述电机与所述油管连接；

所述砂液混合组件的内部、所述螺杆泵组件的内部和所述滤砂组件的内部形成有相连通的输液通道，以使经过所述砂液混合组件混合后的砂液通过所述输液通道流至所述滤砂组件内。

在本发明的一较佳实施方式中，所述砂液混合组件还包括第一容置缸，所述第一容置缸为两端开口的筒状结构，所述搅桨轴沿所述第一容置缸的长度方向设置于所述第一容置缸内，所述搅桨叶片设置在所述搅桨轴的外壁上，与所述搅桨叶片相对的所述第一容置缸的外壁上沿所述第一容置缸的周向均匀开设有多个循环孔，远离各所述循环孔一端的所述第一容置缸与所述螺杆泵组件连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述搅桨轴上远离所述搅桨叶片的端面上开设有第一容置槽，在所述第一容置槽内嵌设有第一缓冲块，所述搅桨轴上靠近所述搅桨叶片的一端拧紧有稳固所述搅桨叶片的螺帽，所述螺帽与所述搅桨叶片抵接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述搅桨轴上远离所述搅桨叶片的一端沿所述搅桨轴的周向设置有第一凸台，在所述第一凸台与所述搅桨叶片之间的所述搅桨轴的外侧套设有第一固定环，所述第一固定环与所述第一容置缸固定连接，且所述第一固定环的外壁与所述第一容置缸的内壁之间预留有供液体通过多个第一过液孔，在所述第一固定环的内壁与所述搅桨轴的外壁之间设置有第一轴承。

在本发明的一较佳实施方式中，所述砂液混合组件还包括第一扶正器，所述第一扶正器设置在所述第一容置缸的外侧。

在本发明的一较佳实施方式中，所述螺杆泵组件包括由靠近所述砂液混合组件至远离所述砂液混合组件方向依次连接的第一连接段、螺杆泵容置段和第二连接段，其中：

所述螺杆泵容置段包括第三容置缸和第四容置缸，所述第三容置缸和所述第四容置缸均为两端开口的筒状结构，所述第三容置缸的一端与所述第四容置缸的一端连接，所述第三容置缸的另一端与所述第一连接段连接，所述第四容置缸的另一端与所述第二连接段连接，所述螺杆泵转子设置在所述第三容置缸内，所述第三容置缸的内壁上设置有与所述螺杆泵转子相配合的螺杆泵定子，所述螺杆泵定子与所述螺杆泵转子之间留有供液体通过的间隙，所述螺杆泵转子的一端穿过所述第一连接段并与所述搅桨轴连接，所述螺杆泵转子的另一端穿过所述第四容置缸并伸入至所述第二连接段内。

在本发明的一较佳实施方式中，所述螺杆泵转子的外侧套设有第一对轮，所述第一对轮与所述搅桨轴的端部连接，所述螺杆泵转子的外壁与所述第一对轮的内壁之间设置有第一定位键，且所述螺杆泵转子的端部与所述第一缓冲块抵接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第四容置缸内的所述螺杆泵转子上沿所述螺杆泵转子的周向设置有第二凸台，所述螺杆泵转子上套设有第一紧固螺母，在所述第二凸台与所述第一紧固螺母之间的所述螺杆泵转子的外侧套设有第二固定环，所述第二固定环与所述第四容置缸固定连接，且所述第二固定环的外壁与所述第四容置缸的内壁之间预留有供液体通过多个第三过液孔，在所述第二固定环的内壁与所述螺杆泵转子的外壁之间设置有第二轴承。

在本发明的一较佳实施方式中，所述螺杆泵组件还包括第二扶正器，所述第二扶正器设置在所述第四容置缸的外侧。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一连接段包括第二容置缸，所述第二容置缸为两端开口的筒状结构，所述第二容置缸的一端与所述第三容置缸连接，所述第二容置缸的另一端与所述第一容置缸连接，所述第二容置缸内的所述螺杆泵转子上沿所述螺杆泵转子的周向设置有第三凸台，所述螺杆泵转子上套设有第二紧固螺母，在所述第三凸台与所述第二紧固螺母之间的所述螺杆泵转子的外侧套设有第三固定环，所述第三固定环与所述第二容置缸固定连接，且所述第三固定环的外壁与所述第二容置缸的内壁之间预留有供液体通过多个第二过液孔，在所述第三固定环的内壁与所述螺杆泵转子的外壁之间设置有第三轴承。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第二连接段包括第五容置缸和设置于所述第五容置缸内的转子轴，所述第五容置缸为两端开口的筒状结构，所述第五容置缸的一端与所述第四容置缸连接，所述转子轴与套设在所述螺杆泵转子外侧的第二对轮连接，所述第二对轮的内壁与所述螺杆泵转子的外壁之间设置有第二定位键，与所述螺杆泵转子连接的所述转子轴的端面上开设有第二容置槽，在所述第二容置槽内嵌设有第二缓冲块，所述螺杆泵转子的端部与所述第二缓冲块抵接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述转子轴上沿所述转子轴的周向设置有第四凸台，所述转子轴上套设有第三紧固螺母，在所述第四凸台与所述第三紧固螺母之间的所述转子轴的外侧套设有第四固定环，所述第四固定环与所述第五容置缸固定连接，且所述第四固定环的外壁与所述第五容置缸的内壁之间预留有供液体通过多个第四过液孔，在所述第四固定环的内壁与所述转子轴的外壁之间设置有第四轴承。

在本发明的一较佳实施方式中，所述滤砂组件包括顺序连接的多个容砂瓦，所述容砂瓦为两端开口的筒状结构，所述容砂瓦内形成有滤砂腔室，所述容砂瓦的侧壁上开设有多个容砂瓦出液孔，各所述容砂瓦的所述滤砂腔室之间通过所述容砂瓦两端的开口相连通，在各所述容砂瓦的所述滤砂腔室之间贯穿设置有串管，所述连接长轴能转动地设置在所述串管内，所述连接长轴的两端分别从所述串管的两端伸出并与对应的所述第一万向联轴器和所述第二万向联轴器枢接，在所述串管上对应开设有与各所述滤砂腔室连通的串管出液孔，在各所述串管出液孔处均设有由所述串管的内部向所述滤砂腔室单向导通的单流阀，所述滤砂腔室的内壁上设置有筛板，所述筛板上开设有多个滤砂孔，所述筛板与所述滤砂腔室的内壁之间夹设有过滤层，所述滤砂腔室依次通过各所述滤砂孔、所述过滤层和各所述容砂瓦出液孔与外部连通。

在本发明的一较佳实施方式中，所述容砂瓦的外壁上设置有多个支撑棱，各所述支撑棱与所述油井套管的内壁抵接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述容砂瓦的两端开口处的外壁上均设置有环形凸缘，多瓣卡瓦卡紧相邻所述容砂瓦相连接开口处的凸缘，并通过多根螺钉连接两相邻所述卡瓦。

在本发明的一较佳实施方式中，所述单流阀包括阀罩和阀座，所述阀罩为一端封口、另一端开口的筒状结构，所述阀座设置在所述阀罩的开口端，在所述阀罩与所述阀座之间形成阀体容置腔室，所述阀座上分别开设有与所述串管出液孔连通的单流阀进液孔和与所述滤砂腔室连通的多个单流阀出液孔，所述阀体容置腔室内设置有阀杆和与所述阀杆连接的阀帽，所述阀杆上套设有压簧，所述压簧的一端与所述阀体容置腔室的内壁抵接，所述压簧的另一端与所述阀帽抵接，以使所述阀帽对所述单流阀进液孔进行封堵。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一万向联轴器的外侧套设有第六容置缸和第一变径缸，所述第六容置缸和所述第一变径缸均为两端开口的筒状结构，所述第六容置缸的一端与所述第五容置缸连接，所述第六容置缸的另一端与所述第一变径缸的一端连接，所述第一变径缸的另一端与所述容砂瓦的开口端连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一变径缸的内径由所述第六容置缸至所述容砂瓦方向逐渐缩小，所述第一变径缸的端部外壁和所述容砂瓦的开口处的外壁上均设置有环形凸缘，多瓣卡瓦卡紧所述第一变径缸的端部和所述容砂瓦的开口处的凸缘，并通过多根螺钉连接两相邻所述卡瓦。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第二万向联轴器的一端与所述连接长轴的端部枢接，所述第二万向联轴器的外侧套设有第二变径缸，所述第二变径缸为两端开口的筒状结构，所述第二变径缸与所述容砂瓦的开口端连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第二变径缸的内径由所述第六容置缸至所述容砂瓦方向逐渐缩小，所述第二变径缸的端部外壁和所述容砂瓦的开口处的外壁上均设置有环形凸缘，多瓣卡瓦卡紧所述第二变径缸的端部和所述容砂瓦的开口处的凸缘，并通过多根螺钉连接两相邻所述卡瓦。

在本发明的一较佳实施方式中，所述水平井清砂管柱装置还包括密封传动组件，所述密封传动组件包括密封缸、轴承缸和密封轴，所述密封缸和所述轴承缸均为两端开口的筒状结构，所述密封缸的一端与所述第二变径缸连接，所述密封缸的另一端与所述轴承缸的一端连接，所述轴承缸的另一端与所述驱动电机的外壁连接，所述密封轴贯穿且能转动地设置于所述密封缸和所述轴承缸的内部，所述密封轴的外壁与所述密封缸的内壁密封连接，所述密封轴的外壁与所述轴承缸的内壁之间设置有第五轴承，所述密封轴的一端与所述第二万向联轴器的端部枢接，所述密封轴的另一端与所述驱动电机的电机轴连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述密封轴与套设在所述电机轴外侧的第三对轮连接，所述第三对轮的内壁与所述电机轴的外壁之间设置有第三定位键，与所述电机轴连接的所述密封轴的端面上开设有第三容置槽，在所述第三容置槽内嵌设有第三缓冲块，所述电机轴的端部与所述第三缓冲块抵接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述密封轴的外壁上设置有第四紧固螺母，所述密封轴的外侧套设有轴套，所述轴套的内壁与所述密封轴的外壁之间设置有第四定位键，所述轴套的两端分别与所述第四紧固螺母和所述第五轴承抵接，所述轴套的内壁与所述密封轴的外壁之间设置有密封圈，所述密封缸的内壁上沿所述密封缸的周向设置有第五凸台，所述轴套的外壁与所述第五凸台之间设置有密封套。

在本发明的一较佳实施方式中，所述轴承缸的内壁上沿所述轴承缸的周向设置有第六凸台，所述第五轴承设置于所述密封轴的外壁与所述第六凸台之间，所述第六凸台的顶部和底部分别设置有轴承固定环，所述密封轴上与所述第六凸台相对的位置套设有环形顶套，所述顶套的上方和下方分别设置有轴承本体，所述轴承本体的两端分别与对应的所述轴承固定环和所述顶套抵接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述密封缸的外侧设置有第三扶正器。

在本发明的一较佳实施方式中，所述轴承缸的外壁上设置有与外部吊卡相配合的吊卡挂，所述吊卡挂为沿所述轴承缸的周向设置的环形凸台状结构。

在本发明的一较佳实施方式中，所述驱动电机与所述油管之间设置有连接座，所述连接座为两端开口的筒状结构，所述连接座的一端与所述驱动电机的外壁连接，所述连接座的另一端与所述油管的底端连接，所述油管内设置有电缆，所述电缆的一端与地面的供电设备连接，所述电缆的另一端穿过所述连接座与所述驱动电机的电源端连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述连接座的外侧设置有第四扶正器。

本发明提供了一种清砂方法，所述清砂方法包括如下步骤：

步骤S1：向油管内通入清水，以对所述油管内的原油进行替除，之后取出位于水平井的油井套管内的作业管柱；

步骤S2：对砂液混合组件、螺杆泵组件和滤砂组件进行连接和组装，将法兰盖子和井口密封件套设于水平井井口处的所述油管的外侧，所述法兰盖子和所述井口密封件位于井口大四通的上方；

步骤S3：将组装好的所述砂液混合组件、所述螺杆泵组件和所述滤砂组件穿过所述井口大四通并下放至油井套管内，并将砂液混合组件、所述螺杆泵组件和所述滤砂组件固定在水平井井口处，从而对所述滤砂组件上方的管柱进行密封处理；

步骤S4：在水平井井口处将驱动电机与所述砂液混合组件、所述螺杆泵组件和所述滤砂组件进行连接和组装，将所述法兰盖子与所述井口大四通连接，所述井口密封件设置于所述法兰盖子与所述井口大四通之间，将砂液混合组件、螺杆泵组件、滤砂组件和驱动电机下放至水平生产段；

步骤S5：启动驱动电机，所述驱动电机的电机轴依次通过第二万向联轴器、连接长轴、第一万向联轴器和螺杆泵转子将动力传递至搅桨轴，通过搅桨轴的转动使搅桨叶片将水平生产段的地层砂和液体充分混合；

步骤S6：螺杆泵转子在转动过程中产生抽吸力，地层砂混合于液体中并依次通过所述砂液混合组件的内部、所述螺杆泵组件的内部和所述滤砂组件的内部形成的输液通道进入至所述滤砂组件内，混合在液体中的地层砂被所述滤砂组件滤除并留存于所述滤砂组件内，过滤后的液体被所述滤砂组件排出并回流至水平生产段，完成对水平井的清砂工作。

在本发明的一较佳实施方式中，所述步骤S6之后还包括，

步骤S7：在对液体中的地层砂进行过滤的同时，在水平生产段内将水平井清砂管柱装置缓慢向前推进，以对水平生产段内不同位置的地层砂进行清除，当所述驱动电机做功骤降时，为滤砂组件已达到最大容砂值，需停止所述驱动电机并对滤砂组件中滤除的地层砂进行清理。

在本发明的一较佳实施方式中，所述步骤S7中对所述滤砂组件中地层砂的清理包括如下步骤：

步骤S701：上提所述水平井清砂管柱装置至所述井口大四通位置后停止，拆除所述法兰盖子和所述井口密封件，继续上提所述水平井清砂管柱装置至所述驱动电机位于所述井口大四通的上方，并拆除所述驱动电机；

步骤S702：继续上提所述砂液混合组件、所述螺杆泵组件和所述滤砂组件至所述井口大四通的上方；

步骤S703：将所述砂液混合组件、所述螺杆泵组件和所述滤砂组件水平放置，并对所述滤砂组件中滤除的地层砂进行清洗；

步骤S704：所述滤砂组件中的地层砂清洗完毕后，按照步骤S1至步骤S4将所述水平井清砂管柱装置组装后重新下放至水平生产段；

步骤S705：重复步骤S5至S6直至水平生产段内的地层砂清除干净。

在本发明的一较佳实施方式中，所述步骤S3中对所述滤砂组件上方的管柱进行密封处理为：在所述滤砂组件与所述驱动电机之间顺序连接有密封缸和轴承缸，在所述轴承缸的顶部与所述驱动电机的连接位置装设环形密封垫，并在密封轴的端部设置第三缓冲块，以使所述驱动电机的电机轴的端部与所述第三缓冲块抵接。

由上所述，本发明的水平井清砂管柱装置及清砂方法的特点及优点是：砂液混合组件、螺杆泵组件、滤砂组件和驱动电机由水平生产段至井口方向顺序连接在油管的底部，砂液混合组件随油管伸入至水平井内的水平生产段，其中，砂液混合组件的内部设置有搅桨轴和设置在搅桨轴上的搅桨叶片，通过搅桨轴和搅桨叶片的转动可对水平生产段内的液体进行搅动，达到将地层砂与液体充分混合的目的，在螺杆泵组件的内部设置有螺杆泵转子，滤砂组件的内部设置有贯穿滤砂组件的连接长轴，搅桨轴的一端与螺杆泵转子的一端连接，螺杆泵转子的另一端通过第一万向联轴器与连接长轴的一端连接，连接长轴的另一端通过第二万向联轴器与驱动电机的电机轴连接，通过驱动电机可带动连接长轴、螺杆泵转子和搅桨轴同步转动，第一万向联轴器和第二万向联轴器的设置实现了不同心状态下的动力传动，从而满足在水平生产段内的传动需求，以保证水平井清砂管柱装置的正常工作。另外，在砂液混合组件的内部、螺杆泵组件的内部和滤砂组件的内部形成有相连通的输液通道，以使混合有地层砂的液体能够通过输液通道流至滤砂组件内，从而实现了对液体中的地层砂滤除，并将不含有地层砂的液体排出至滤砂组件外部的要求，从而能够对水平生产段内的液体进行循环过滤，保证能够对水平生产段内的地层砂进行彻底清除的效果。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

其中：

图1：为本发明水平井清砂管柱装置的正视截面图。

图2：为本发明水平井清砂管柱装置中砂液混合组件的正视截面图。

图3：为本发明水平井清砂管柱装置中螺杆泵组件的正视截面图。

图4：为本发明水平井清砂管柱装置中滤砂组件的正视截面图。

图5：为本发明水平井清砂管柱装置中单流阀的结构示意图。

图6：为本发明水平井清砂管柱装置中密封传动组件和驱动电机的正视截面图。

图7：为图6中A位置的局部放大图。

图8：为本发明水平井清砂管柱装置中第一容置缸的横截面示意图。

图9：为本发明水平井清砂管柱装置中搅桨叶片上部的横截面示意图。

图10：为本发明水平井清砂管柱装置中搅桨叶片下部的横截面示意图。

图11：为本发明水平井清砂管柱装置中第二容置缸的横截面示意图。

图12：为本发明水平井清砂管柱装置中第四容置缸的横截面示意图。

图13：为本发明水平井清砂管柱装置中第五容置缸的横截面示意图。

图14：为本发明水平井清砂管柱装置中容砂瓦的横截面示意图。

图15：为本发明水平井清砂管柱装置中第一万向联轴器的正视结构示意图。

图16：为本发明水平井清砂管柱装置中第一万向联轴器的侧视结构示意图。

图17：为本发明水平井清砂管柱装置中第二万向联轴器的正视结构示意图。

图18：为本发明水平井清砂管柱装置中第二万向联轴器的侧视结构示意图。

图19：为本发明水平井清砂管柱装置中密封缸的横截面示意图。

图20：为本发明水平井清砂管柱装置中轴承缸的横截面示意图。

图21：为本发明清砂方法中对油管内的原油进行替除过程中各设备的连接示意图。

图22：为本发明清砂方法中对水平生产段内的地层砂进行清除过程中各设备的连接示意图。

本发明的附图标号为：

1、砂液混合组件； 101、第一容置缸；

1011、循环孔； 102、搅桨轴；

1021、第一凸台； 103、搅桨叶片；

104、螺帽； 105、第一扶正器；

106、第一固定环； 107、第一过液孔；

108、第一缓冲块； 2、螺杆泵组件；

201、第一连接段； 2011、第二容置缸；

2012、第一对轮； 2013、第三固定环；

2014、第二过液孔； 2015、第一定位键；

2016、第二紧固螺母； 202、螺杆泵容置段；

2021、第三容置缸； 2022、螺杆泵定子；

2023、螺杆泵转子； 20231、第二凸台；

20232、第三凸台； 2024、第三过液孔；

2025、第二扶正器； 2026、第二固定环；

2027、第一紧固螺母； 2028、第二定位键；

2029、第四容置缸； 203、第二连接段；

2031、第五容置缸； 2032、转子轴；

2033、第三紧固螺母； 2034、第四过液孔；

2035、第二缓冲块； 2036、第二对轮；

2037、第四凸台； 2038、第四固定环；

3、第一万向联轴器； 301、第六容置缸；

302、第一变径缸； 303、第三通孔；

304、第四通孔； 4、滤砂组件；

401、容砂瓦； 4011、容砂瓦出液孔；

402、支撑棱； 403、卡瓦；

404、串管； 4041、串管出液孔；

405、连接长轴； 406、筛板；

407、卡扣； 408、单流阀；

4081、阀罩； 4082、阀座；

40821、单流阀进液孔； 40822、单流阀出液孔；

4083、阀体容置腔室； 4084、压簧；

4085、阀帽； 4086、阀杆；

409、过滤层； 5、第二万向联轴器；

501、第二变径缸； 502、第一通孔；

503、第二通孔； 6、密封传动组件；

601、密封缸； 6011、第五凸台；

602、轴承缸； 6021、第六凸台；

6022、吊卡挂； 603、密封轴；

604、第三缓冲块 605、轴套；

606、第四紧固螺母； 607、第五轴承；

6071、顶套； 6072、轴承本体；

6073、轴承固定环； 608、第四定位键；

609、密封圈； 610、密封套；

611、第三扶正器； 7、驱动电机；

701、电机轴； 702、电缆；

703、连接座； 704、第四扶正器；

705、第三对轮； 706、第三定位键；

8、油管； 9、第一轴承；

901、第一无油轴承动环； 902、第一无油轴承静环；

903、第二无油轴承静环； 904、第二无油轴承动环；

10、第二轴承； 11、第三轴承；

12、第四轴承； 13、油井套管；

14、法兰盖子； 15、井口密封件；

16、吊卡； 17、供水车；

18、起吊机； 19、起吊钩；

20、吊环； 21、井口大四通；

22、工程车。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

实施例一

如图1至图7所示，本发明提供了一种水平井清砂管柱装置，该水平井清砂管柱装置连接在油管8的底部，并随油管8伸入至水平井的油井套管13内。该水平井清砂管柱装置包括砂液混合组件1、螺杆泵组件2、滤砂组件4和驱动电机7，砂液混合组件1用于对砂液进行搅拌混合，螺杆泵组件2用于进行传动以带动砂液混合组件1转动且向混合后的砂液提供抽吸力，滤砂组件4用于对砂液进行滤砂处理，并将过滤后的液体排出至水平井内，驱动电机7用于为螺杆泵组件2的转动提供动力，其中：砂液混合组件1伸入至水平井内的水平生产段，砂液混合组件1、螺杆泵组件2、滤砂组件4和驱动电机7由水平生产段至井口方向顺序连接。砂液混合组件1的内部设置有搅桨轴102和设置在搅桨轴102上的搅桨叶片103，螺杆泵组件2的内部设置有螺杆泵转子2023，滤砂组件4的内部设置有贯穿滤砂组件4的连接长轴405，搅桨轴102的一端与螺杆泵转子2023的一端连接，螺杆泵转子2023的另一端通过第一万向联轴器3与连接长轴405的一端连接，连接长轴405的另一端通过第二万向联轴器5与驱动电机7的电机轴701连接，电机7与油管8连接，在砂液混合组件1的内部、螺杆泵组件2的内部和滤砂组件4的内部形成有相连通的输液通道，以使经过砂液混合组件1混合后的砂液通过输液通道流至滤砂组件4内，并通过对滤砂组件4对混合在砂液中的地层砂进行滤除。

本发明中砂液混合组件1、螺杆泵组件2、滤砂组件4和驱动电机7由水平生产段至井口方向顺序连接在油管8的底部，砂液混合组件1随油管8伸入至水平井内的水平生产段，其中，砂液混合组件1的内部设置有搅桨轴102和搅桨叶片103，通过搅桨轴102和搅桨叶片103的转动可对水平生产段内的液体进行搅动，达到将地层砂与液体充分混合的目的，在螺杆泵组件2的内部设置有螺杆泵转子2023，滤砂组件4的内部设置有贯穿滤砂组件4的连接长轴405，搅桨轴102的一端与螺杆泵转子2023的一端连接，螺杆泵转子2023的另一端通过第一万向联轴器3与连接长轴405的一端连接，连接长轴405的另一端通过第二万向联轴器5与驱动电机7的电机轴701连接，通过驱动电机7可带动连接长轴405、螺杆泵转子2023和搅桨轴102同步转动，第一万向联轴器3和第二万向联轴器5的设置实现了不同心状态下的动力传动，从而满足在水平生产段内的传动需求，以保证水平井清砂管柱装置的正常工作。另外，在砂液混合组件1的内部、螺杆泵组件2的内部和滤砂组件4的内部形成有相连通的输液通道，以使混合有地层砂的液体能够通过输液通道流至滤砂组件4内，从而实现了对液体中的地层砂滤除，并将不含有地层砂的液体排出至滤砂组件4外部的要求，从而能够对水平生产段内的液体进行循环过滤，保证能够对水平生产段内的地层砂进行彻底清除的效果。

在本发明的一个可选实施例中，如图1、图2、图8所示，砂液混合组件1还包括第一容置缸101，第一容置缸101为两端开口的圆筒状结构，搅桨轴102沿第一容置缸101的长度方向设置于第一容置缸101内，如图9、图10所示，搅桨叶片103设置在搅桨轴102上，搅桨叶片103的一端与搅桨轴102的外壁固定连接，搅桨叶片103的另一端向远离搅桨轴102方向延伸，与搅桨叶片103相对的第一容置缸101的外壁上沿第一容置缸101的周向均匀开设有多个循环孔1011，远离各循环孔1011一端的第一容置缸101与螺杆泵组件2连接。在搅桨轴102带动搅桨叶片103转动时，可实现对水平生产段内液体的搅动，能够达到液体与地层砂的充分混合，液体和地层砂可通过循环孔1011排出到第一容置缸101的外部，实现液体和地层砂在第一容置缸101的内部和外部的循环流动。

进一步的，如图1、图2所示，搅桨轴102上远离搅桨叶片103的端面上开设有第一容置槽，在第一容置槽内嵌设有第一缓冲块108，搅桨轴102上靠近搅桨叶片103的一端通过丝扣连接有稳固搅桨叶片103的半球形螺帽104，螺帽104与搅桨叶片103抵接。

进一步的，如图1、图2所示，搅桨轴102上远离搅桨叶片103的一端沿搅桨轴102的周向设置有圆环形第一凸台1021，在第一凸台1021与搅桨叶片103之间的搅桨轴102的外侧套设有第一固定环106，第一固定环106与第一容置缸101固定连接，且第一固定环106的外壁与第一容置缸101的内壁之间预留有供液体通过多个第一过液孔107，各第一过液孔107沿第一容置缸101的周向均匀排布，通过各第一过液孔107连通第一容置缸101的上部和下部，以使液体能够顺利通过第一容置缸101。在第一固定环106的内壁与搅桨轴102的外壁之间设置有第一轴承9，通过第一轴承9保证搅桨轴102能够稳定、顺畅的转动。

具体的，如图2所示，第一轴承9包括能转动地套设在搅桨轴102外侧的第一无油轴承动环901和第二无油轴承动环904，第二无油轴承动环904位于第一无油轴承动环901的下方，且第二无油轴承动环904的顶部与第一无油轴承动环901的底部抵接，第二无油轴承动环904和第一无油轴承动环901的外侧对应套设有第二无油轴承静环903和第一无油轴承静环902，第二无油轴承静环903的顶部与第一无油轴承静环902的底部抵接，且第二无油轴承静环903的底部边缘和第一无油轴承静环902的顶部边缘均通过多根内六角螺栓与第一固定环106固定连接。通过第一轴承9的设置，实现了搅桨轴102与螺杆泵转子2023的同心旋转，解决了有油轴承需要密封问题，达到了在无需润滑油的情况下依然能够保证轴承在高压液体环境中正常旋转的效果。

进一步的，第一无油轴承动环901、第一无油轴承静环902、第二无油轴承静环903和第二无油轴承动环904均可采用但不限于钢制材料。

进一步的，如图1、图2、图8所示，砂液混合组件1还包括第一扶正器105，第一扶正器105设置在第一容置缸101的外侧，并通过多根内六角螺栓将第一扶正器105固定在第一容置缸101的外壁上，第一扶正器105的外壁与油井套管13的内壁抵接。通过第一扶正器105保证砂液混合组件1能够在水平生产段内的油井套管13中平稳移动，可提高驱动电机7启动后整体装置的稳定性。

在本发明的一个可选实施例中，如图1、图3、图11至图13所示，螺杆泵组件2包括由靠近砂液混合组件1至远离砂液混合组件1方向依次连接的第一连接段201、螺杆泵容置段202和第二连接段203，其中：螺杆泵容置段202包括第三容置缸2021和第四容置缸2029，第三容置缸2021和第四容置缸2029均为两端开口的圆筒状结构，第三容置缸2021的一端与第四容置缸2029的一端通过多根内六角螺栓固定连接，第三容置缸2021的另一端与第一连接段201连接，第四容置缸2029的另一端与第二连接段203连接，螺杆泵转子2023沿第三容置缸2021的长度方向设置在第三容置缸2021内，第三容置缸2021的内壁上设置有与螺杆泵转子2023相配合的螺杆泵定子2022，螺杆泵定子2022与螺杆泵转子2023之间留有供液体通过的间隙，螺杆泵转子2023的一端穿过第一连接段201并与搅桨轴102连接，螺杆泵转子2023的另一端穿过第四容置缸2029并伸入至第二连接段203内。通过螺杆泵转子2023不仅能够带动搅桨轴102转动，在螺杆泵转子2023转动时还能够向液体施加抽吸力，将混合有地层砂的液体吸入水平井清砂管柱装置内。液体进入第三容置缸2021后可通过螺杆泵定子2022与螺杆泵转子2023之间的间隙流至第四容置缸2029内。

进一步的，螺杆泵定子2022的材质可采用但不限于橡胶。

进一步的，如图1、图3所示，螺杆泵转子2023的外侧套设有第一对轮2012，第一对轮2012与搅桨轴102的端部连接，螺杆泵转子2023的外壁与第一对轮2012的内壁之间设置有第一定位键2015，且螺杆泵转子2023的端部与第一缓冲块108抵接。通过第一对轮2012、第一定位键2015和第一缓冲块108的设置，能够保证螺杆泵转子2023与搅桨轴102稳固连接，结构简单、安装方便。

进一步的，如图3所示，在第四容置缸2029内的螺杆泵转子2023上沿螺杆泵转子2023的周向设置有圆环形第二凸台20231，第一紧固螺母2027通过丝扣固定套设与螺杆泵转子2023上，在第二凸台20231与第一紧固螺母2027之间的螺杆泵转子2023的外侧套设有第二固定环2026，第二固定环2026与第四容置缸2029连接，且第二固定环2026的外壁与第四容置缸2029的内壁之间预留有供液体通过多个第三过液孔2024，各第三过液孔2024沿第四容置缸2029的周向均匀排布，通过各第三过液孔2024连通第四容置缸2029的上部和下部，以使液体能够顺利通过第四容置缸2029。在第二固定环2026的内壁与螺杆泵转子2023的外壁之间设置有第二轴承10，第二轴承10的结构与第一轴承9的结构相同，通过第二轴承10保证螺杆泵转子2023能够稳定、顺畅的转动。

进一步的，如图3所示，螺杆泵组件2还包括第二扶正器2025，第二扶正器2025设置在第四容置缸2029的外侧，并通过多根内六角螺栓将第二扶正器2025固定在第四容置缸2029的外壁上，第二扶正器2025的外壁与油井套管13的内壁抵接。通过第二扶正器2025保证螺杆泵组件2能够在水平生产段内的油井套管13中平稳移动，可提高驱动电机7启动后整体装置的稳定性。

在本实施例中，如图3所示，第一连接段201包括第二容置缸2011，第二容置缸2011为两端开口的圆筒状结构，第二容置缸2011的一端与第三容置缸2021通过多根内六角螺栓连接，第二容置缸2011的另一端与第一容置缸101通过多根内六角螺栓连接，在第二容置缸2011内的螺杆泵转子2023上沿螺杆泵转子2023的周向设置有圆环形第三凸台20232，第二紧固螺母2016通过丝扣固定套设于螺杆泵转子2023上，在第三凸台20232与第二紧固螺母2016之间的螺杆泵转子2023的外侧套设有第三固定环2013，第三固定环2013通过丝扣固定套设于第二容置缸2011上，且第三固定环2013的外壁与第二容置缸2011的内壁之间预留有供液体通过多个第二过液孔2014，各第二过液孔2014沿第二容置缸2011的周向均匀排布，通过各第二过液孔2014连通第二容置缸2011的上部和下部，以使液体能够顺利通过第二容置缸2011。在第三固定环2013的内壁与螺杆泵转子2023的外壁之间设置有第三轴承11，第三轴承11的结构与第一轴承9的结构相同，通过第三轴承11保证螺杆泵转子2023能够稳定、顺畅的转动。

在本实施例中，如图3所示，第二连接段203包括第五容置缸2031和转子轴2032，第五容置缸2031为两端开口的圆筒状结构，转子轴2032沿第五容置缸2031的长度方向设置在第五容置缸2031内，第五容置缸2031的一端与第四容置缸2029通过多根内六角螺栓连接，转子轴2032的一端与固定套设在螺杆泵转子2023外侧的第二对轮2036连接，第二对轮2036的内壁与螺杆泵转子2023的外壁之间设置有第二定位键2028，与螺杆泵转子2023连接的转子轴2032的端面上开设有第二容置槽，在第二容置槽内嵌设有第二缓冲块2035，螺杆泵转子2023的端部与第二缓冲块2035抵接。通过第二对轮2036、第二定位键2028和第二缓冲块2035的设置，能够保证螺杆泵转子2023与转子轴2032稳固连接，结构简单、安装方便。

进一步的，如图3所示，转子轴2032上沿转子轴2032的周向设置有圆环状第四凸台2037，第三紧固螺母2033通过丝扣固定套设与转子轴2032上，在第四凸台2037与第三紧固螺母2033之间的转子轴2032的外侧套设有第四固定环2038，第四固定环2038与第五容置缸2031连接，且第四固定环2038的外壁与第五容置缸2031的内壁之间预留有供液体通过多个第四过液孔2034，各第四过液孔2034沿第五容置缸2031的周向均匀排布，通过各第四过液孔2034连通第五容置缸2031的上部和下部，以使液体能够顺利通过第五容置缸2031。在第四固定环2038的内壁与转子轴2032的外壁之间设置有第四轴承12，第四轴承12的结构与第一轴承9的结构相同，通过第四轴承12保证转子轴2032能够稳定、顺畅的转动。

在本发明的一个可选实施例中，如图1、图4、图14所示，滤砂组件4包括顺序连接的多个容砂瓦401，容砂瓦401为两端开口的圆筒状结构，容砂瓦401的内部形成有滤砂腔室，容砂瓦401的侧壁上开设有多个容砂瓦出液孔4011，各容砂瓦401的滤砂腔室之间通过容砂瓦401两端的开口相连通，在各容砂瓦401的滤砂腔室之间贯穿设置有串管404，连接长轴405沿串管404的长度方向能转动地设置在串管404内，连接长轴405的一端从串管404的一端伸出并与第一万向联轴器3枢接，连接长轴405的另一端从串管404的另一端伸出并与第二万向联轴器5枢接。在串管404上对应开设有与各滤砂腔室连通的串管出液孔4041，在各串管出液孔4041处均设有由串管404的内部向滤砂腔室单向导通的单流阀408，滤砂腔室的内壁上设置有筛板406，筛板406上开设有多个滤砂孔，在筛板406与滤砂腔室的内壁之间夹设有过滤层409，滤砂腔室依次通过各滤砂孔、过滤层409和各容砂瓦出液孔4011与外部连通。混合有地层砂的液体通过串管404上的串管出液孔4041和单流阀408进入到滤砂腔室内，液体依次通过各滤砂孔、过滤层409和各容砂瓦出液孔4011对外排出，回流至水平生产段内，而液体中的地层砂被滤除，并留存在滤砂腔室内。

进一步的，容砂瓦401为两横截面为半圆形的半筒体拼接形成，两筒体的边缘之间通过卡扣407卡接，筛板406的横截面为与滤砂腔室的内壁相配合的弧形，筛板406通过多个螺钉固定在滤砂腔室的内壁上。其中，卡扣407包括分别连接在两筒体的边缘上的公卡扣和母卡扣，公卡扣和母卡扣配合卡接。

进一步的，所述过滤层409可采用但不限于化纤材质制成。

进一步的，如图4所示，在容砂瓦401顶部和底部外壁上沿容砂瓦401的周向间隔设置有多个长条形支撑棱402，各支撑棱402与水平生产段的油井套管13的内壁抵接。通过各支撑棱402的设置确保在容砂瓦401贴近油井套管13时，容砂瓦401的外壁与油井套管13的内壁之间依然能够留有间隙，避免容砂瓦出液孔4011被堵塞液体无法进行正常的循环。

进一步的，如图4所示，容砂瓦401的两端开口处的外壁上沿容砂瓦401的周向均设置有环形凸缘，多瓣卡瓦403卡紧相邻容砂瓦401相连接开口处的凸缘，并通过多根螺钉连接两相邻卡瓦403。通过卡瓦403和各容砂瓦401上的凸缘相配合对相邻容砂瓦401进行连接，连接结构稳定，且存在一定形变余量，当下放水平井清砂管柱装置至斜井段时，相邻容砂瓦401之间可满足一定的形变需求，以保证水平井清砂管柱装置能够顺利下放至水平生产段。

具体的，如图4、图5所示，单流阀408包括阀罩4081和阀座4082，阀罩4081为一端封口、另一端开口的筒状结构，阀座4082的一端固定套设在阀罩4081的开口端，且阀座4082与阀罩4081通过丝扣连接，阀座4082的另一端焊接在串管404的外壁上，在阀罩4081与阀座4082之间形成阀体容置腔室4083，在阀座4082上靠近串管404一端开设有容砂瓦出液孔4011连通的单流阀进液孔40821，在阀座4082上沿阀座4082的周向开设有与滤砂腔室连通的多个单流阀出液孔40822，阀体容置腔室4083内沿阀体容置腔室4083的长度方向设置有阀杆4086，阀杆4086上朝向单流阀进液孔40821一端连接有圆盘状阀帽4085，阀杆4086上套设有压簧4084，压簧4084的一端与阀体容置腔室4083的内壁抵接，压簧4084的另一端与阀帽4085抵接，以使阀帽4085对单流阀进液孔40821进行封堵。

该单流阀408的工作原理为：串管404内的混合有地层砂的液体依次穿过串管出液孔4041和单流阀进液孔40821与阀帽4085接触，液体的增多对阀帽4085施加的压力不断增大，直至压力大于压簧4084的弹力，将阀帽4085和阀杆4086挤压向阀体容置腔室4083的内部移动，单流阀进液孔40821打开，混合有地层砂的液体依次穿过单流阀进液孔40821和各单流阀出液孔40822流至滤砂腔室，当滤砂腔室内充满液体时，滤砂腔室内液体的压力与压簧4084的弹力之和大于串管404内液体的压力，则阀帽4085和阀杆4086复位，阀帽4085继续对单流阀进液孔40821进行封堵，避免液体从单流阀进液孔40821中反流，从而起到单向导流的作用。

进一步的，如图4所示，第一万向联轴器3的外侧套设有第六容置缸301和第一变径缸302，第六容置缸301和第一变径缸302均为两端开口的圆筒状结构，第一变径缸302的内径由第六容置缸301至容砂瓦401方向逐渐缩小，第六容置缸301的一端与第五容置缸2031通过多根内六角螺栓连接，第六容置缸301的另一端与第一变径缸302的一端通过多根内六角螺栓连接，第一变径缸302的另一端外壁上和容砂瓦401的开口处的外壁上均沿各自的周向设置有环形凸缘，多瓣卡瓦403卡紧所述第一变径缸302的端部和容砂瓦401的开口处的凸缘，并通过多根螺钉连接两相邻卡瓦403。通过卡瓦403对第一变径缸302和容砂瓦401进行连接，连接结构稳定，且存在一定形变余量，当下放水平井清砂管柱装置至斜井段时，第一变径缸302与容砂瓦401之间可满足一定的形变需求，以保证水平井清砂管柱装置能够顺利下放至水平生产段。

进一步的，如图4所示，第二万向联轴器5的一端与连接长轴405的端部枢接，第二万向联轴器5的外侧套设有第二变径缸501，第二变径缸501为两端开口的圆筒状结构，第二变径缸501的内径由第六容置缸301至容砂瓦401方向逐渐缩小，第二变径缸501的端部外壁和容砂瓦401的开口处的外壁上均沿各自周向设置有环形凸缘，多瓣卡瓦403卡紧第二变径缸501的端部和容砂瓦401的开口处的凸缘，并通过多根螺钉连接两相邻卡瓦403。通过卡瓦403对第二变径缸501和容砂瓦401进行连接，连接结构稳定，且存在一定形变余量，当下放水平井清砂管柱装置至斜井段时，第二变径缸501与容砂瓦401之间可满足一定的形变需求，以保证水平井清砂管柱装置能够顺利下放至水平生产段。

进一步的，串管404的一端从滤砂腔室的一端伸出并与第一变径缸302通过丝扣连接，串管404的另一端从滤砂腔室的另一端伸出并与第二变径缸501通过丝扣连接，从而保证串管404的稳定连接。

在本发明的一个可选实施例中，如图1、图6、图19、图20所示，水平井清砂管柱装置还包括密封传动组件6，密封传动组件6包括密封缸601、轴承缸602和密封轴603，密封缸601和轴承缸602均为两端开口的圆筒状结构，密封缸601的一端与第二变径缸501通过多根内六角螺栓连接，密封缸601的另一端与轴承缸602的一端通过多根内六角螺栓连接，轴承缸602的另一端与驱动电机7的外壁通过多根内六角螺栓连接，密封轴603沿密封缸601和轴承缸602的长度方向贯穿且能转动地设置于密封缸601和轴承缸602的内部，密封轴603的外壁与密封缸601的内壁密封连接，密封轴603的外壁与轴承缸602的内壁之间设置有第五轴承607，密封轴603的一端与第二万向联轴器5的端部枢接，密封轴603的另一端与驱动电机7的电机轴701连接。通过密封轴603的设置，保证驱动电机7的动力能够快速、稳定的传递至连接长轴405，并通过密封缸601和密封轴603的配合，保证良好的密封效果，避免液体与驱动电机7接触后损坏驱动电机7，确保驱动电机7长期、稳定的工作。

进一步的，如图15至图18所示，第一万向联轴器3的顶部和底部均设置有“U”形连接板，位于第一万向联轴器3顶部的连接板与位于第一万向联轴器3底部的连接板相垂直，在第一万向联轴器3顶部的连接板上开设有两相对的第一通孔502，在第一万向联轴器3底部的连接板上开设有两相对的第二通孔503。第二万向联轴器5的顶部和底部均设置有“U”形连接板，位于第二万向联轴器5顶部的连接板与位于第二万向联轴器5底部的连接板相垂直，在第二万向联轴器5顶部的连接板上开设有两相对的第三通孔303，在第二万向联轴器5底部的连接板上开设有两相对的第四通孔304。

进一步的，如图6所示，密封轴603与固定套设在电机轴701外侧的第三对轮705连接，第三对轮705的内壁与电机轴701的外壁之间设置有第三定位键706，与电机轴701连接的密封轴603的端面上开设有第三容置槽，在第三容置槽内嵌设有第三缓冲块604，电机轴701的端部与第三缓冲块604抵接。通过第三对轮705、第三定位键706和第三缓冲块604的设置，能够保证电机轴701与密封轴603稳固连接，结构简单、安装方便。

进一步的，如图6所示，第四紧固螺母606通过丝扣固定套设于密封轴603的外壁上，密封轴603的外侧套设有轴套605，轴套605的内壁与密封轴603的外壁之间设置有第四定位键608，轴套605的两端分别与第四紧固螺母606和第五轴承607抵接，密封轴603上固定套设有密封圈609，且密封圈609压紧于轴套605的内壁与密封轴603的外壁之间，密封缸601的内壁上沿密封缸601的周向设置有圆环形第五凸台6011，轴套605上固定套设有密封套610，且密封套610压紧于轴套605的外壁与第五凸台6011之间。通过密封轴603、密封圈609和密封套610的配合，保证良好的密封效果。

进一步的，密封圈609和密封套610的材质均可采用但不限于橡胶。

进一步的，如图6所示，轴承缸602的内壁上沿轴承缸602的周向设置有圆环形第六凸台6021，第五轴承607设置于密封轴603的外壁与第六凸台6021之间，第六凸台6021的顶部和底部分别设置有轴承固定环6073，密封轴603上与第六凸台6021相对的位置套设有环形顶套6071，顶套6071的上方和下方分别设置有轴承本体6072，轴承本体6072的两端分别与对应的轴承固定环6073和顶套6071抵接。通过第五轴承607的设置，保证密封轴603能够稳定、顺畅的转动。

进一步的，如图6、图19所示，密封缸601的外侧套设有第三扶正器611，第三扶正器611通过多根内六角螺栓固定在密封缸601的外壁上，第三扶正器611的外壁与油井套管13的内壁抵接。

进一步的，如图6所示，轴承缸602的外壁上设置有与外部吊卡16相配合的吊卡挂6022，吊卡挂6022为沿轴承缸602的周向设置的环形凸台状结构。在对水平井清砂管柱装置进行下方过程中，可通过外部的吊卡16与吊卡挂6022配合卡接，从而将水平井清砂管柱装置整体吊起后下放置油井套管13中。

在本发明的一个可选实施例中，如图6所示，驱动电机7与油管8之间通过连接座703连接，连接座703为两端开口的圆筒状结构，连接座703的一端与驱动电机7的外壁通过多根内六角螺栓连接，连接座703的另一端与油管8的底端螺纹连接，油管8内设置有电缆702，电缆702的一端延伸至地面并与供电设备连接，电缆702的另一端穿过连接座703与驱动电机7的电源端连接。

进一步的，如图6所示，连接座703的外侧设置有第四扶正器704，第四扶正器704通过多根内六角螺栓固定在连接座703的外壁上，第四扶正器704的外壁与油井套管13的内壁抵接。第四扶正器704与第三扶正器611相配合，保证驱动电机7能够在水平生产段内的油井套管13中平稳移动，可提高驱动电机7启动后整体装置的稳定性。

具体的，第一容置缸101的内部及第一过液孔107、第二容置缸2011及第二过液孔2014、螺杆泵转子2023与螺杆泵定子2022之间的间隙、第四容置缸2029的内部及第三过液孔2024、第五容置缸2031的内部及第四过液孔2034、第六容置缸301的内部、第一变径缸302的内部和串管404的内部依次连通，并形成供混合有地层砂的液体通过的输液通道，混合有地层砂的液体从砂液混合组件1进入输液通道内，流至滤砂组件4内进行过滤后，不含有地层砂的液体排出至水平生产段内。

在本发明的一个可选实施例中，第一缓冲块108、第二缓冲块2035和第三缓冲块604的材质均可采用但不限于尼龙。

在本发明的一个可选实施例中，第一扶正器105、第二扶正器2025、第三扶正器611和第四扶正器704的材质均可采用但不限于橡胶。

在本发明的一个可选实施例中，第一容置缸101与第二容置缸2011的连接端面上、第二容置缸2011与第三容置缸2021的连接端面上、第三容置缸2021与第四容置缸2029的连接端面上、第四容置缸2029与第五容置缸2031的连接端面上、第五容置缸2031与第六容置缸301的连接端面上、第六容置缸301与第一变径缸302的连接端面上、第二变径缸501与密封缸601的连接端面上、密封缸601与轴承缸602的连接端面上、轴承缸602与驱动电机7的连接位置之间以及驱动电机7与连接座703的连接位置之间均设置有圆环形凹槽和圆环形凸台，在各圆环形凹槽与对应的圆环形凸台之间均设置有圆环形密封垫，各密封垫嵌设与对应的圆环形凹槽内，并通过圆环形凸台压紧固定。

进一步的，各密封垫的材质可采用但不限于尼龙。

本发明水平井清砂管柱装置的特点及优点是：

一、该水平井清砂管柱装置中在砂液混合组件1的内部设置有搅桨轴102和搅桨叶片103，通过搅桨轴102和搅桨叶片103的转动可对水平生产段内的液体进行搅动，达到将地层砂与液体充分混合的目的。

二、该水平井清砂管柱装置中在螺杆泵组件2的内部设置有螺杆泵转子2023，滤砂组件4的内部设置有贯穿滤砂组件4的连接长轴405，搅桨轴102的一端与螺杆泵转子2023的一端连接，螺杆泵转子2023的另一端通过第一万向联轴器3与连接长轴405的一端连接，连接长轴405的另一端通过第二万向联轴器5与驱动电机7的电机轴701连接，通过驱动电机7可带动连接长轴405、螺杆泵转子2023和搅桨轴102同步转动，第一万向联轴器3和第二万向联轴器5的设置实现了不同心状态下的动力传动，从而满足在水平生产段内的传动需求，以保证水平井清砂管柱装置的正常工作。

三、该水平井清砂管柱装置中在砂液混合组件1的内部、螺杆泵组件2的内部和滤砂组件4的内部形成有相连通的输液通道，以使混合有地层砂的液体能够通过输液通道流至滤砂组件4内，从而实现了对液体中的地层砂滤除，并将不含有地层砂的液体排出至滤砂组件4外部的要求，从而能够对水平生产段内的液体进行循环过滤，保证能够对水平生产段内的地层砂进行彻底清除的效果。

实施例二

如图21、图22所示，本发明提供了一种清砂方法，该清砂方法包括如下步骤：

步骤S1：采用供水车17向油管8内通入清水，以对油管8内的原油进行替除，并取出位于水平井的油井套管13内的作业管柱；

步骤S2：对砂液混合组件1、螺杆泵组件2和滤砂组件4进行连接和组装，将法兰盖子14和井口密封件15套设于水平井井口处的油管8的外侧，法兰盖子14和井口密封件15位于井口大四通21的上方；

具体的，依次对第一容置缸101、第二容置缸2011、第三容置缸2021、第四容置缸2029、第五容置缸2031、第六容置缸301、第一变径缸302、各容砂瓦401、第二变径缸501、密封缸601和轴承缸602进行连接和组装，置于管架上并沿水平方向放置。将驱动电机7的电机轴701、第三对轮705和第三定位键706组装完成，将法兰盖子14和井口密封件15套设于水平井井口处的油管8的外侧，并将第四扶正器704、驱动电机7、油管8、电缆702和连接座703组装完成。

步骤S3：将组装好的砂液混合组件1、螺杆泵组件2和滤砂组件4穿过井口大四通21并下放至油井套管13内，并将砂液混合组件1、螺杆泵组件2和滤砂组件4固定在水平井井口处，从而对滤砂组件4上方的管柱进行密封处理；

具体的，将吊卡16与轴承缸602外壁上的吊卡挂6022卡接，将吊环20挂设在起吊机18的起吊钩19上，同时将吊环20与吊卡16连接，操作起吊机18将组装好的第一容置缸101、第二容置缸2011、第三容置缸2021、第四容置缸2029、第五容置缸2031、第六容置缸301、第一变径缸302、各容砂瓦401、第二变径缸501、密封缸601和轴承缸602吊起，使其位于井口大四通21上方的中心位置，操作起吊机18下放，使组装好的第一容置缸101、第二容置缸2011、第三容置缸2021、第四容置缸2029、第五容置缸2031、第六容置缸301、第一变径缸302、各容砂瓦401、第二变径缸501、密封缸601和轴承缸602进入油井套管13内，使吊卡16卡坐在井口大四通21的顶部平面上，之后摘下吊环20使之与吊卡16分离，操作起吊机18移动吊环20至不妨碍正常施工的位置，装好轴承缸602与驱动电机7之间的密封垫，并装设第三缓冲块604。

步骤S4：在水平井井口处将驱动电机7与砂液混合组件1、螺杆泵组件2和滤砂组件4进行连接和组装，将法兰盖子14与井口大四通21连接，井口密封件15设置于法兰盖子14与井口大四通21之间，将砂液混合组件1、螺杆泵组件2、滤砂组件4和驱动电机7下放至水平生产段；

具体的，操作工程车22使绞盘悬于井口大四通21的上方，同时使驱动电机7处于井口大四通21上方的中心位置，操作工程车22的绞盘转动使驱动电机7的电机轴701与密封轴603对接，驱动电机7外壁上的法兰面与轴承缸602的法兰面对接，并通过多根内六角螺栓固定，下放水平井清砂管柱装置至井口大四通21的下部时车，将井口密封件15和法兰盖子14与井口大四通21连接组装好，再次下放水平井清砂管柱装置至水平生产段后停车。

步骤S5：启动驱动电机7，驱动电机7的电机轴701依次通过第二万向联轴器5、连接长轴405、第一万向联轴器3和螺杆泵转子2023将动力传递至搅桨轴102，通过搅桨轴102的转动使搅桨叶片103将水平生产段的地层砂和液体充分混合；

步骤S6：螺杆泵转子2023在转动过程中产生抽吸力，地层砂混合于液体中并依次通过砂液混合组件1的内部、螺杆泵组件2的内部和滤砂组件4的内部形成的输液通道进入至滤砂组件4内，混合在液体中的地层砂被滤砂组件4滤除并留存于滤砂组件4内，过滤后的液体被滤砂组件4排出并回流至水平生产段，形成混合有地层砂的液体与过滤后不含有地层砂的液体在水平生产段内的循环过滤，完成对水平井的清砂工作。

在本发明的一个可选实施例中，步骤S6之后还包括，

步骤S7：在对液体中的地层砂进行过滤的同时，操作工程车22使绞盘转动，从而在水平生产段内将水平井清砂管柱装置缓慢向前推进，以对水平生产段内不同位置的地层砂进行清除，当驱动电机7做功骤降(即：容砂瓦401的排水量骤降、螺杆泵转子2023的吸水量骤降)时，滤砂腔室内过滤后留存的地层砂接近最大容砂值，该现象可通过工程车上与电缆702连接的仪表盘上通过电流的变化进行显示，此时，需停止驱动电机7的工作，并对滤砂组件4中滤除的地层砂进行清理。

进一步的，步骤S7中对滤砂组件4中地层砂的清理包括如下步骤：

步骤S701：上提水平井清砂管柱装置至井口大四通21位置后停止，拆除法兰盖子14和井口密封件15，继续上提水平井清砂管柱装置至驱动电机7位于井口大四通21的上方，轴承缸602位于井口大四通21的顶部平面，停止上提，将吊卡16与吊卡挂6022卡接，操作工程车22使绞盘转动，下放水平井清砂管柱装置至吊卡16卡坐在井口大四通21的顶部平面上，拆除驱动电机7与轴承缸602之间的各内六角螺栓，通过工程车22将驱动电机7以及驱动电机7上方的装置离开施工位置；

步骤S702：操作起吊机18下放吊环20，将吊环20与吊卡16挂接，并将砂液混合组件1、螺杆泵组件2和滤砂组件4上提至井口大四通21的上方；

步骤S703：将提出井口的砂液混合组件1、螺杆泵组件2和滤砂组件4放置于管架上水平放置，打开取下卡瓦403，并打开容砂瓦401，对各容砂瓦401内的地层砂进行清洗，清洗干净后将容砂瓦401和卡瓦403重新装配好；

步骤S704：滤砂组件4中的地层砂清洗完毕后，按照步骤S1至步骤S4将水平井清砂管柱装置组装后重新下放至水平生产段；

步骤S705：重复步骤S5至S6直至水平生产段内的地层砂清除干净，回收水平井清砂管柱装置进行保养，将生产管柱下入水平井中恢复生产。

在本发明的一个可选实施例中，步骤S3中对滤砂组件4上方的管柱进行密封处理为：在滤砂组件4与驱动电机7之间顺序连接有密封缸601和轴承缸602，在轴承缸602的顶部与驱动电机7的连接位置装设环形密封垫，并在密封轴603的端部设置第三缓冲块604，以使驱动电机7的电机轴701的端部与第三缓冲块604抵接。

本发明清砂方法的特点及优点是：

该清砂方法为一种全新的油井清砂方法，施工方法简单、操作简便，解决了水平生产段内的沉砂无法彻底清除的难题，避免了采用传统水力冲砂方法中冲砂液对地层的污染和破坏，同时缩短了油井因水力冲砂施工所占用的时间，降低了施工工作量，提高工作效率，降低工作人员的劳动强度，保证水平油井的顺利开发。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (32)

1.一种水平井清砂管柱装置，连接在油管(8)的底部，并随所述油管(8)伸入至水平井的油井套管(13)内，其特征在于，所述水平井清砂管柱装置包括对砂液进行搅拌混合的砂液混合组件(1)、带动所述砂液混合组件(1)转动且向混合后的砂液提供抽吸力的螺杆泵组件(2)、对所述砂液进行滤砂处理的滤砂组件(4)和为所述螺杆泵组件(2)的转动提供动力的驱动电机(7)，其中：

所述砂液混合组件(1)伸入至所述水平井内的水平生产段，所述砂液混合组件(1)、所述螺杆泵组件(2)、所述滤砂组件(4)和所述驱动电机(7)由所述水平生产段至井口方向顺序连接；

所述砂液混合组件(1)的内部设置有搅桨轴(102)和设置在所述搅桨轴(102)上的搅桨叶片(103)，所述螺杆泵组件(2)的内部设置有螺杆泵转子(2023)，所述滤砂组件(4)的内部设置有贯穿所述滤砂组件(4)的连接长轴(405)，所述搅桨轴(102)的一端与所述螺杆泵转子(2023)的一端连接，所述螺杆泵转子(2023)的另一端通过第一万向联轴器(3)与所述连接长轴(405)的一端连接，所述连接长轴(405)的另一端通过第二万向联轴器(5)与所述驱动电机(7)的电机轴(701)连接，所述电机(7)与所述油管(8)连接；

所述砂液混合组件(1)的内部、所述螺杆泵组件(2)的内部和所述滤砂组件(4)的内部形成有相连通的输液通道，以使经过所述砂液混合组件(1)混合后的砂液通过所述输液通道流至所述滤砂组件(4)内。

2.如权利要求1所述的水平井清砂管柱装置，其特征在于，所述砂液混合组件(1)还包括第一容置缸(101)，所述第一容置缸(101)为两端开口的筒状结构，所述搅桨轴(102)沿所述第一容置缸(101)的长度方向设置于所述第一容置缸(101)内，所述搅桨叶片(103)设置在所述搅桨轴(102)的外壁上，与所述搅桨叶片(103)相对的所述第一容置缸(101)的外壁上沿所述第一容置缸(101)的周向均匀开设有多个循环孔(1011)，远离各所述循环孔(1011)一端的所述第一容置缸(101)与所述螺杆泵组件(2)连接。

3.如权利要求2所述的水平井清砂管柱装置，其特征在于，所述搅桨轴(102)上远离所述搅桨叶片(103)的端面上开设有第一容置槽，在所述第一容置槽内嵌设有第一缓冲块(108)，所述搅桨轴(102)上靠近所述搅桨叶片(103)的一端拧紧有稳固所述搅桨叶片(103)的螺帽(104)，所述螺帽(104)与所述搅桨叶片(103)抵接。

4.如权利要求2所述的水平井清砂管柱装置，其特征在于，所述搅桨轴(102)上远离所述搅桨叶片(103)的一端沿所述搅桨轴(102)的周向设置有第一凸台(1021)，在所述第一凸台(1021)与所述搅桨叶片(103)之间的所述搅桨轴(102)的外侧套设有第一固定环(106)，所述第一固定环(106)与所述第一容置缸(101)固定连接，且所述第一固定环(106)的外壁与所述第一容置缸(101)的内壁之间预留有供液体通过多个第一过液孔(107)，在所述第一固定环(106)的内壁与所述搅桨轴(102)的外壁之间设置有第一轴承(9)。

5.如权利要求3所述的水平井清砂管柱装置，其特征在于，所述砂液混合组件(1)还包括第一扶正器(105)，所述第一扶正器(105)设置在所述第一容置缸(101)的外侧。

6.如权利要求5所述的水平井清砂管柱装置，其特征在于，所述螺杆泵组件(2)包括由靠近所述砂液混合组件(1)至远离所述砂液混合组件(1)方向依次连接的第一连接段(201)、螺杆泵容置段(202)和第二连接段(203)，其中：

所述螺杆泵容置段(202)包括第三容置缸(2021)和第四容置缸(2029)，所述第三容置缸(2021)和所述第四容置缸(2029)均为两端开口的筒状结构，所述第三容置缸(2021)的一端与所述第四容置缸(2029)的一端连接，所述第三容置缸(2021)的另一端与所述第一连接段(201)连接，所述第四容置缸(2029)的另一端与所述第二连接段(203)连接，所述螺杆泵转子(2023)设置在所述第三容置缸(2021)内，所述第三容置缸(2021)的内壁上设置有与所述螺杆泵转子(2023)相配合的螺杆泵定子(2022)，所述螺杆泵定子(2022)与所述螺杆泵转子(2023)之间留有供液体通过的间隙，所述螺杆泵转子(2023)的一端穿过所述第一连接段(201)并与所述搅桨轴(102)连接，所述螺杆泵转子(2023)的另一端穿过所述第四容置缸(2029)并伸入至所述第二连接段(203)内。

7.如权利要求6所述的水平井清砂管柱装置，其特征在于，所述螺杆泵转子(2023)的外侧套设有第一对轮(2012)，所述第一对轮(2012)与所述搅桨轴(102)的端部连接，所述螺杆泵转子(2023)的外壁与所述第一对轮(2012)的内壁之间设置有第一定位键(2015)，且所述螺杆泵转子(2023)的端部与所述第一缓冲块(108)抵接。

8.如权利要求6所述的水平井清砂管柱装置，其特征在于，所述第四容置缸(2029)内的所述螺杆泵转子(2023)上沿所述螺杆泵转子(2023)的周向设置有第二凸台(20231)，所述螺杆泵转子(2023)上套设有第一紧固螺母(2027)，在所述第二凸台(20231)与所述第一紧固螺母(2027)之间的所述螺杆泵转子(2023)的外侧套设有第二固定环(2026)，所述第二固定环(2026)与所述第四容置缸(2029)固定连接，且所述第二固定环(2026)的外壁与所述第四容置缸(2029)的内壁之间预留有供液体通过多个第三过液孔(2024)，在所述第二固定环(2026)的内壁与所述螺杆泵转子(2023)的外壁之间设置有第二轴承(10)。

9.如权利要求6所述的水平井清砂管柱装置，其特征在于，所述螺杆泵组件(2)还包括第二扶正器(2025)，所述第二扶正器(2025)设置在所述第四容置缸(2029)的外侧。

10.如权利要求6所述的水平井清砂管柱装置，其特征在于，所述第一连接段(201)包括第二容置缸(2011)，所述第二容置缸(2011)为两端开口的筒状结构，所述第二容置缸(2011)的一端与所述第三容置缸(2021)连接，所述第二容置缸(2011)的另一端与所述第一容置缸(101)连接，所述第二容置缸(2011)内的所述螺杆泵转子(2023)上沿所述螺杆泵转子(2023)的周向设置有第三凸台(20232)，所述螺杆泵转子(2023)上套设有第二紧固螺母(2016)，在所述第三凸台(20232)与所述第二紧固螺母(2016)之间的所述螺杆泵转子(2023)的外侧套设有第三固定环(2013)，所述第三固定环(2013)与所述第二容置缸(2011)固定连接，且所述第三固定环(2013)的外壁与所述第二容置缸(2011)的内壁之间预留有供液体通过多个第二过液孔(2014)，在所述第三固定环(2013)的内壁与所述螺杆泵转子(2023)的外壁之间设置有第三轴承(11)。

11.如权利要求6所述的水平井清砂管柱装置，其特征在于，所述第二连接段(203)包括第五容置缸(2031)和设置于所述第五容置缸(2031)内的转子轴(2032)，所述第五容置缸(2031)为两端开口的筒状结构，所述第五容置缸(2031)的一端与所述第四容置缸(2029)连接，所述转子轴(2032)与套设在所述螺杆泵转子(2023)外侧的第二对轮(2036)连接，所述第二对轮(2036)的内壁与所述螺杆泵转子(2023)的外壁之间设置有第二定位键(2028)，与所述螺杆泵转子(2023)连接的所述转子轴(2032)的端面上开设有第二容置槽，在所述第二容置槽内嵌设有第二缓冲块(2035)，所述螺杆泵转子(2023)的端部与所述第二缓冲块(2035)抵接。

12.如权利要求11所述的水平井清砂管柱装置，其特征在于，所述转子轴(2032)上沿所述转子轴(2032)的周向设置有第四凸台(2037)，所述转子轴(2032)上套设有第三紧固螺母(2033)，在所述第四凸台(2037)与所述第三紧固螺母(2033)之间的所述转子轴(2032)的外侧套设有第四固定环(2038)，所述第四固定环(2038)与所述第五容置缸(2031)壁固定连接，且所述第四固定环(2038)的外壁与所述第五容置缸(2031)的内壁之间预留有供液体通过多个第四过液孔(2034)，在所述第四固定环(2038)的内壁与所述转子轴(2032)的外壁之间设置有第四轴承(12)。

13.如权利要求12所述的水平井清砂管柱装置，其特征在于，所述滤砂组件(4)包括顺序连接的多个容砂瓦(401)，所述容砂瓦(401)为两端开口的筒状结构，所述容砂瓦(401)内形成有滤砂腔室，所述容砂瓦(401)的侧壁上开设有多个容砂瓦出液孔(4011)，各所述容砂瓦(401)的所述滤砂腔室之间通过所述容砂瓦(401)两端的开口相连通，在各所述容砂瓦(401)的所述滤砂腔室之间贯穿设置有串管(404)，所述连接长轴(405)能转动地设置在所述串管(404)内，所述连接长轴(405)的两端分别从所述串管(404)的两端伸出并与对应的所述第一万向联轴器(3)和所述第二万向联轴器(5)枢接，在所述串管(404)上对应开设有与各所述滤砂腔室连通的串管出液孔(4041)，在各所述串管出液孔(4041)处均设有由所述串管404的内部向所述滤砂腔室单向导通的单流阀(408)，所述滤砂腔室的内壁上设置有筛板(406)，所述筛板(406)上开设有多个滤砂孔，所述筛板(406)与所述滤砂腔室的内壁之间夹设有过滤层(409)，所述滤砂腔室依次通过各所述滤砂孔、所述过滤层(409)和各所述容砂瓦出液孔(4011)与外部连通。

14.如权利要求13所述的水平井清砂管柱装置，其特征在于，所述容砂瓦(401)的外壁上设置有多个支撑棱(402)，各所述支撑棱(402)与所述油井套管(13)的内壁抵接。

15.如权利要求13所述的水平井清砂管柱装置，其特征在于，所述容砂瓦(401)的两端开口处的外壁上均设置有环形凸缘，多瓣卡瓦(403)卡紧相邻所述容砂瓦(401)相连接开口处的凸缘，并通过多根螺钉连接两相邻所述卡瓦(403)。

16.如权利要求13所述的水平井清砂管柱装置，其特征在于，所述单流阀(408)包括阀罩(4081)和阀座(4082)，所述阀罩(4081)为一端封口、另一端开口的筒状结构，所述阀座(4082)设置在所述阀罩(4081)的开口端，在所述阀罩(4081)与所述阀座(4082)之间形成阀体容置腔室(4083)，所述阀座(4082)上分别开设有与所述串管出液孔(4041)连通的单流阀进液孔(40821)和与所述滤砂腔室连通的多个单流阀出液孔(40822)，所述阀体容置腔室(4083)内设置有阀杆(4086)和与所述阀杆(4086)连接的阀帽(4085)，所述阀杆(4086)上套设有压簧(4084)，所述压簧(4084)的一端与所述阀体容置腔室(4083)的内壁抵接，所述压簧(4084)的另一端与所述阀帽(4085)抵接，以使所述阀帽(4085)对所述单流阀进液孔(40821)进行封堵。

17.如权利要求13所述的水平井清砂管柱装置，其特征在于，所述第一万向联轴器(3)的外侧套设有第六容置缸(301)和第一变径缸(302)，所述第六容置缸(301)和所述第一变径缸(302)均为两端开口的筒状结构，所述第六容置缸(301)的一端与所述第五容置缸(2031)连接，所述第六容置缸(301)的另一端与所述第一变径缸(302)的一端连接，所述第一变径缸(302)的另一端与所述容砂瓦(401)的开口端连接。

18.如权利要求17所述的水平井清砂管柱装置，其特征在于，所述第一变径缸(302)的内径由所述第六容置缸(301)至所述容砂瓦(401)方向逐渐缩小，所述第一变径缸(302)的端部外壁和所述容砂瓦(401)的开口处的外壁上均设置有环形凸缘，多瓣卡瓦(403)卡紧所述第一变径缸(302)的端部和所述容砂瓦(401)的开口处的凸缘，并通过多根螺钉连接两相邻所述卡瓦(403)。

19.如权利要求17所述的水平井清砂管柱装置，其特征在于，所述第二万向联轴器(5)的一端与所述连接长轴(405)的端部枢接，所述第二万向联轴器(5)的外侧套设有第二变径缸(501)，所述第二变径缸(501)为两端开口的筒状结构，所述第二变径缸(501)与所述容砂瓦(401)的开口端连接。

20.如权利要求19所述的水平井清砂管柱装置，其特征在于，所述第二变径缸(501)的内径由所述第六容置缸(301)至所述容砂瓦(401)方向逐渐缩小，所述第二变径缸(501)的端部外壁和所述容砂瓦(401)的开口处的外壁上均设置有环形凸缘，多瓣卡瓦(403)卡紧所述第二变径缸(501)的端部和所述容砂瓦(401)的开口处的凸缘，并通过多根螺钉连接两相邻所述卡瓦(403)。

21.如权利要求19所述的水平井清砂管柱装置，其特征在于，所述水平井清砂管柱装置还包括密封传动组件(6)，所述密封传动组件(6)包括密封缸(601)、轴承缸(602)和密封轴(603)，所述密封缸(601)和所述轴承缸(602)均为两端开口的筒状结构，所述密封缸(601)的一端与所述第二变径缸(501)连接，所述密封缸(601)的另一端与所述轴承缸(602)的一端连接，所述轴承缸(602)的另一端与所述驱动电机(7)的外壁连接，所述密封轴(603)贯穿且能转动地设置于所述密封缸(601)和所述轴承缸(602)的内部，所述密封轴(603)的外壁与所述密封缸(601)的内壁密封连接，所述密封轴(603)的外壁与所述轴承缸(602)的内壁之间设置有第五轴承(607)，所述密封轴(603)的一端与所述第二万向联轴器(5)的端部枢接，所述密封轴(603)的另一端与所述驱动电机(7)的电机轴(701)连接。

22.如权利要求21所述的水平井清砂管柱装置，其特征在于，所述密封轴(603)与套设在所述电机轴(701)外侧的第三对轮(705)连接，所述第三对轮(705)的内壁与所述电机轴(701)的外壁之间设置有第三定位键(706)，与所述电机轴(701)连接的所述密封轴(603)的端面上开设有第三容置槽，在所述第三容置槽内嵌设有第三缓冲块(604)，所述电机轴(701)的端部与所述第三缓冲块(604)抵接。

23.如权利要求21所述的水平井清砂管柱装置，其特征在于，所述密封轴(603)的外壁上设置有第四紧固螺母(606)，所述密封轴(603)的外侧套设有轴套(605)，所述轴套(605)的内壁与所述密封轴(603)的外壁之间设置有第四定位键(608)，所述轴套(605)的两端分别与所述第四紧固螺母(606)和所述第五轴承(607)抵接，所述轴套(605)的内壁与所述密封轴(603)的外壁之间设置有密封圈(609)，所述密封缸(601)的内壁上沿所述密封缸(601)的周向设置有第五凸台(6011)，所述轴套(605)的外壁与所述第五凸台(6011)之间设置有密封套(610)。

24.如权利要求21所述的水平井清砂管柱装置，其特征在于，所述轴承缸(602)的内壁上沿所述轴承缸(602)的周向设置有第六凸台(6021)，所述第五轴承(607)设置于所述密封轴(603)的外壁与所述第六凸台(6021)之间，所述第六凸台(6021)的顶部和底部分别设置有轴承固定环(6073)，所述密封轴(603)上与所述第六凸台(6021)相对的位置套设有环形顶套(6071)，所述顶套(6071)的上方和下方分别设置有轴承本体(6072)，所述轴承本体(6072)的两端分别与对应的所述轴承固定环(6073)和所述顶套(6071)抵接。

25.如权利要求21所述的水平井清砂管柱装置，其特征在于，所述密封缸(601)的外侧设置有第三扶正器(611)。

26.如权利要求21所述的水平井清砂管柱装置，其特征在于，所述轴承缸(602)的外壁上设置有与外部吊卡(16)相配合的吊卡挂(6022)，所述吊卡挂(6022)为沿所述轴承缸(602)的周向设置的环形凸台状结构。

27.如权利要求1所述的水平井清砂管柱装置，其特征在于，所述驱动电机(7)与所述油管(8)之间设置有连接座(703)，所述连接座(703)为两端开口的筒状结构，所述连接座(703)的一端与所述驱动电机(7)的外壁连接，所述连接座(703)的另一端与所述油管(8)的底端连接，所述油管(8)内设置有电缆(702)，所述电缆(702)的一端与地面的供电设备连接，所述电缆(702)的另一端穿过所述连接座(703)与所述驱动电机(7)的电源端连接。

28.如权利要求27所述的水平井清砂管柱装置，其特征在于，所述连接座(703)的外侧设置有第四扶正器(704)。

29.一种清砂方法，其特征在于，所述清砂方法包括如下步骤：

步骤S1：向油管(8)内通入清水，以对所述油管(8)内的原油进行替除，之后取出位于水平井的油井套管(13)内的作业管柱；

步骤S2：对砂液混合组件(1)、螺杆泵组件(2)和滤砂组件(4)进行连接和组装，将法兰盖子(14)和井口密封件(15)套设于水平井井口处的所述油管(8)的外侧，所述法兰盖子(14)和所述井口密封件(15)位于井口大四通(21)的上方；

步骤S3：将组装好的所述砂液混合组件(1)、所述螺杆泵组件(2)和所述滤砂组件(4)穿过所述井口大四通(21)并下放至油井套管(13)内，并将砂液混合组件(1)、所述螺杆泵组件(2)和所述滤砂组件(4)固定在水平井井口处，从而对所述滤砂组件(4)上方的管柱进行密封处理；

步骤S4：在水平井井口处将驱动电机(7)与所述砂液混合组件(1)、所述螺杆泵组件(2)和所述滤砂组件(4)进行连接和组装，将所述法兰盖子(14)与所述井口大四通(21)连接，所述井口密封件(15)设置于所述法兰盖子(14)与所述井口大四通(21)之间，将砂液混合组件(1)、螺杆泵组件(2)、滤砂组件(4)和驱动电机(7)下放至水平生产段；

步骤S5：启动驱动电机(7)，所述驱动电机(7)的电机轴(701)依次通过第二万向联轴器(5)、连接长轴(405)、第一万向联轴器(3)和螺杆泵转子(2023)将动力传递至搅桨轴(102)，通过搅桨轴(102)的转动使搅桨叶片(103)将水平生产段的地层砂和液体充分混合；

步骤S6：螺杆泵转子(2023)在转动过程中产生抽吸力，地层砂混合于液体中并依次通过所述砂液混合组件(1)的内部、所述螺杆泵组件(2)的内部和所述滤砂组件(4)的内部形成的输液通道进入至所述滤砂组件(4)内，混合在液体中的地层砂被所述滤砂组件(4)滤除并留存于所述滤砂组件(4)内，过滤后的液体被所述滤砂组件(4)排出并回流至水平生产段，完成对水平井的清砂工作。

30.如权利要求29所述的清砂方法，其特征在于，所述步骤S6之后还包括，

步骤S7：在对液体中的地层砂进行过滤的同时，在水平生产段内将水平井清砂管柱装置缓慢向前推进，以对水平生产段内不同位置的地层砂进行清除，当所述驱动电机(7)做功骤降时，为滤砂组件(4)已达到最大容砂值，需停止所述驱动电机(7)并对滤砂组件(4)中滤除的地层砂进行清理。

31.如权利要求30所述的清砂方法，其特征在于，所述步骤S7中对所述滤砂组件(4)中地层砂的清理包括如下步骤：

步骤S701：上提所述水平井清砂管柱装置至所述井口大四通(21)位置后停止，拆除所述法兰盖子(14)和所述井口密封件(15)，继续上提所述水平井清砂管柱装置至所述驱动电机(7)位于所述井口大四通(21)的上方，并拆除所述驱动电机(7)；

步骤S702：继续上提所述砂液混合组件(1)、所述螺杆泵组件(2)和所述滤砂组件(4)至所述井口大四通(21)的上方；

步骤S703：将所述砂液混合组件(1)、所述螺杆泵组件(2)和所述滤砂组件(4)水平放置，并对所述滤砂组件(4)中滤除的地层砂进行清洗；

步骤S704：所述滤砂组件(4)中的地层砂清洗完毕后，按照步骤S1至步骤S4将所述水平井清砂管柱装置组装后重新下放至水平生产段；

步骤S705：重复步骤S5至S6直至水平生产段内的地层砂清除干净。

32.如权利要求29所述的清砂方法，其特征在于，所述步骤S3中对所述滤砂组件(4)上方的管柱进行密封处理为：在所述滤砂组件(4)与所述驱动电机(7)之间顺序连接有密封缸(601)和轴承缸(602)，在所述轴承缸(602)的顶部与所述驱动电机(7)的连接位置装设环形密封垫，并在密封轴(603)的端部设置第三缓冲块(604)，以使所述驱动电机(7)的电机轴(701)的端部与所述第三缓冲块(604)抵接。

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