CN206860122U - 连续油管用可转向式水平井水力旋流冲砂工具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种连续油管用可转向式水平井水力旋流冲砂工具，包括筒形壳体和套装在壳体内侧的内滑套；其中，在壳体前部侧壁上和后部侧壁上各开设有两排沿圆周方向均布且交错设置的多个前射喷嘴和多个后射喷嘴；多个前射喷嘴自壳体前部内壁斜向向壳体前端开设，且多个前射喷嘴沿壳体周向上的偏转方向一致；多个后射喷嘴自壳体后部内壁斜向向壳体后端开设，且多个后射喷嘴沿壳体周向上的偏转方向与前射喷嘴沿壳体周向上的偏转方向一致；内滑套固定在壳体后部内壁处封堵全部后射喷嘴；该冲砂工具随连续油管下入和上提时均能使井筒中的冲砂液绕着井筒轴线产生旋流效应，实现彻底解决连续油管水平井冲砂不彻底、效率低的问题发生。
Description
技术领域
本实用新型涉及油气田井下作业技术领域，特别涉及一种连续油管用可转向式水平井水力旋流冲砂工具。
背景技术
在当前的油气田勘探开发领域内，水平井井数日益增多，同时随着储层改造规模的不断提升，水平井出砂问题日益凸显，井内砂堵、管柱被卡严重影响水平井的正常生产，甚至造成油气井停产，可以说出砂已逐渐成为影响水平井产能发挥和后期作业的主要因素。
连续油管依靠其机动性强、自动化程度高、安全可靠、可带压连续作业等优点已取代普通油管成为水平冲砂作业的主力军。连续油管冲砂效果的好坏主要取决于冲砂工具，但现有技术中的连续油管用水平井冲砂工具，由于其结构的原因，存在如下问题：1、使用类似于笔尖式的冲砂工具进行作业时，只能对冲砂工具正前方的沉砂进行水平冲扫；2、当冲砂工具进入水平段时，存在冲砂工具贴在砂面上面前行的情况，无法对冲砂工具腹部下面的砂床进行有效的冲扫；3、水平段如果过长，水平段被冲起的砂粒会在重力的作用下产生二次沉降现象，在上提连续油管进行二次冲扫时，由于冲砂液依旧是水平方向向前冲击，仍会有部分砂粒被推向井底，而无法被冲返出井口。由于这些问题的存在常常导致连续油管水平井冲砂不彻底，且效率低。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种解决目前连续油管水平井冲砂不彻底、效率低的问题的连续油管用可转向式水平井水力旋流冲砂工具。
为此，本实用新型技术方案如下：
一种连续油管用可转向式水平井水力旋流冲砂工具，包括筒形壳体和套装在所述壳体内侧的内滑套；其中，
在所述壳体前部侧壁上和后部侧壁上各开设有两排沿圆周方向均布且交错设置的多个前射喷嘴和多个后射喷嘴；
多个所述前射喷嘴自所述壳体前部内壁斜向壳体前端开设；所述前射喷嘴的开设方向与所述壳体轴线方向之间所成夹角为60～65°、与其在壳体内壁上的开设点所在径向线之间所成夹角为25～35°，且多个所述前射喷嘴沿所述壳体周向上的偏转方向一致；
多个所述后射喷嘴自所述壳体后部内壁斜向壳体后端开设；所述后射喷嘴的开设方向与所述壳体轴线之间所成夹角为55～60°、与其在壳体内壁上的开设点所在径向线之间所成夹角为30～35°，且多个所述后射喷嘴沿所述壳体周向上的偏转方向与所述前射喷嘴沿所述壳体周向上的偏转方向一致；
所述内滑套通过沿圆周方向设置的多个定位销钉固定在所述壳体后部内壁处，封堵开设在所述壳体后部侧壁上的全部后射喷嘴；在邻近所述壳体前端内壁上设有限位的环形台阶。
进一步地，所述前射喷嘴的开设方向与所述壳体轴线方向之间所成夹角为65°、与其在壳体内壁上的开设点所在径向线之间所成夹角为25°；所述后射喷嘴的开设方向与所述壳体轴线之间所成夹角为55°、与其在壳体内壁上的开设点所在径向线之间所成夹角为35°。
进一步地，在邻近所述内滑套两端端部的外壁上各设有一道密封圈，使所述内滑套与所述壳体之间形成密封。
进一步地，所述内滑套的后端端面加工为锥形凹面。
进一步地，该工具还包括一个与所述内滑套后端锥形凹面相适应的密封球。
进一步地，所述壳体后端端部螺纹连接有后接头；在所述后接头后端内壁上 开设有用于与上方连续油管连接的连接内螺纹。
进一步地，所述壳体前端端部外壁加工为外径逐渐减小的锥形，保证下入水平井段时无卡阻。
该连续油管用可转向式水平井水力旋流冲砂工具结构设计简单，加工制造可行，实用性强，效果显著，随连续油管下入时能够使井筒中的冲砂液绕着井筒轴线产生旋流效应，并向井底运动，更好的清洗工具正前方的砂床；上提时可对砂粒进行反向二次冲扫并可对砂粒及冲砂液上返进行二次加速，加快上返速度同时节约占井施工周期，可彻底解决连续油管水平井冲砂不彻底、效率低的问题发生。
附图说明
图1为本实用新型的连续油管用可转向式水平井水力旋流冲砂工具的结构示意图；
图2为图1的A-A’剖视图；
图3为图1的B-B’剖视图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明，但下述实施例绝非对本实用新型有任何限制。
需要说明的是，在本申请文件中出现的“前端”、“后端”、“前部”和“后部”这些方位名词均是依据该连续油管用可转向式水平井水力旋流冲砂工具下入水平井下后相对于井下的方位进行描述的。具体地，“前”对应指靠近井底或朝向井底的方向，“后”对应指靠近地面或朝向地面的方向。
如图1所示，该连续油管用可转向式水平井水力旋流冲砂工具，包括筒形壳体6和套装在所述壳体6内侧的内滑套4；其中，
所述壳体6后端螺纹连接有后接头1，且在所述后接头1的后端内壁上开设有用于与上方连续油管连接的连接内螺纹；所述壳体6底端外壁加工为外径逐渐 减小的锥形；
如图1和图3所示，在所述壳体6前部侧壁上开设有两排沿圆周方向均布且交错设置的八个前射喷嘴7；具体地，每排各开设有四个前射喷嘴7，且前排的四个前射喷嘴7的开设位置刚好位于后排的两个相邻前射喷嘴7之间连线的中点的正下方，即使八个前射喷嘴7在壳体6上呈45°相位角分布；多个所述前射喷嘴7自所述壳体6前部内壁斜向壳体6顶端开设，所述前射喷嘴7的开设方向与所述壳体6轴线方向之间所成夹角为65°、与其在壳体6内壁上的开设点所在径向线之间所成夹角β为25°，且多个所述前射喷嘴7沿所述壳体6周向上的偏转方向一致；该前射喷嘴7的设置方向和射流角度使得射流到达井壁时形成沿着井壁不对称的流量分布，从而使井筒中的冲砂液绕着井筒轴线产生旋流效应，并向井底运动，更好的清洗工具前方的砂床；
如图1和图2所示，在所述壳体6后部侧壁上开设有两排沿圆周方向均布且交错设置的八个后射喷嘴2；具体地，每排各开设有四个后射喷嘴2，且前排的四个后射喷嘴2的开设位置刚好位于后排的两个相邻后射喷嘴2之间连线的中点的正下方，即使八个后射喷嘴2在壳体6上呈45°相位角分布；多个所述后射喷嘴2自所述壳体6后部内壁斜向壳体6顶端开设；具体地，所述后射喷嘴2的开设方向与所述壳体6轴线方向之间所成夹角为55°、与其在壳体6内壁上的开设点所在径向线之间所成夹角α为35°，且多个所述后射喷嘴2沿所述壳体6周向上的偏转方向与所述前射喷嘴7沿所述壳体6周向上的偏转方向一致，即均向顺时针方向偏转或均向逆时针方向偏转，使自所述后射喷嘴2喷射出的水流最大限度范围冲刷井筒内壁，并在井筒内形成环形流动方式，对井筒内壁进行冲洗，由于其孔道内的水流喷射方向向着地面方向，同时对上返的砂粒及冲砂液起到二次加速的作用；
内滑套4通过沿圆周方向设置的多个定位销钉3固定在所述壳体6后部内壁上，封堵开设在所述壳体6上侧侧壁的全部后射喷嘴2，使开设在所述壳体6前 部侧壁上八个前射喷嘴7首先对沉砂进行旋流冲击；在邻近所述壳体6前端内壁上设有限位的环形台阶；当冲到预计深度时，则通过投入与内滑套4相配套的密封球8，升压，剪断定位销钉3，并使内滑套4移动至壳体6前端内壁处设置的环形台阶上，实现对全部前射喷嘴7进行封堵，而全部后射喷嘴2打开，开始对二次沉积的砂床进行反向冲扫，同时对上返的砂粒及冲砂液起到二次加速的作用。相应地，所述内滑套4顶端端面加工有与密封球8球面相适应的锥形凹面，形成相对于密封球8配套的球座。
为保证内滑套4对后射喷嘴2或前射喷嘴7进行封堵时的良好密封性，在邻近内滑套4两端端部外壁上各开设有一条内设有O形密封圈的密封圈座5，使内滑套4与壳体6之间形成密封，防止进入壳体6内的冲砂液通过内滑套4与壳体6之间的缝隙从后射喷嘴2或前射喷嘴7内喷出。
该连续油管用可转向式水平井水力旋流冲砂工具的工作原理：
该冲砂工具通过后接头1与连续油管进行连接，并随连续油管下入井内；此时，内滑套4在定位销钉3的固定下，使全部后射喷嘴2处于封闭状态，冲砂液通过在壳体6前部开设的八个前射喷嘴7射向井底方向并旋转喷射，对水平井段平躺的沉砂进行旋流冲击，并使冲起的砂粒随冲砂液处于旋流状态上返，不易产生二次沉积。当冲到预计深度准备上提连续油管时，投入密封球8，当密封球8被泵送到内滑套4上的球座上时壳体6内侧通道实现密封，当管内压力达到定位销钉3设定的剪切力时，定位销钉3被剪断，内滑套4被推动并下行至靠近壳体6前端内壁上的环形台阶的上端面处停止，封闭八个前射喷嘴7的同时打开八个后射喷嘴2的喷射孔道，此时冲砂液的喷射方向发生改变，通过壳体6后部的八个后射喷嘴2向后旋转喷射，将二次沉积的砂床进行驱扫干净，同时对上返砂粒及冲砂液混合液进行二次加速。进一步具体来说，前射喷嘴7使得射流到达井壁时形成沿着井壁不对称的流量分布，从而使井筒中的冲砂液绕着井筒轴线产生旋流效应，并向井底运动，更好的清洗工具前方的砂床；而后射喷嘴2的主要作用 为在上提连续油管时，对二次沉积的砂床进行冲扫，同时给上返的砂粒及冲砂液进行二次加速，由于二次沉积的砂床形成吋间较短，胶结较弱，所以后射喷嘴2的射流冲击力小于前射喷嘴7的射流冲击力，但射流范围大于前射喷嘴7的射流范围，使二次冲扫时能够最大限度覆盖井筒，并将沉砂驱扫干净。
Claims (7)
1.一种连续油管用可转向式水平井水力旋流冲砂工具，其特征在于，包括筒形壳体(6)和套装在所述壳体(6)内侧的内滑套(4)；其中，
在所述壳体(6)前部侧壁上和后部侧壁上各开设有两排沿圆周方向均布且交错设置的多个前射喷嘴(7)和多个后射喷嘴(2)；
多个所述前射喷嘴(7)自所述壳体(6)前部内壁斜向壳体(6)前端开设；所述前射喷嘴(7)的开设方向与所述壳体(6)轴线方向之间所成夹角为60～65°、与其在壳体(6)内壁上的开设点所在径向线之间所成夹角为25～35°，且多个所述前射喷嘴(7)沿所述壳体(6)周向上的偏转方向一致；
多个所述后射喷嘴(2)自所述壳体(6)后部内壁斜向壳体(6)后端开设；所述后射喷嘴(2)的开设方向与所述壳体(6)轴线之间所成夹角为55～60°、与其在壳体(6)内壁上的开设点所在径向线之间所成夹角为30～35°，且多个所述后射喷嘴(2)沿所述壳体(6)周向上的偏转方向与所述前射喷嘴(7)沿所述壳体(6)周向上的偏转方向一致；
所述内滑套(4)通过沿圆周方向设置的多个定位销钉(3)固定在所述壳体(6)后部内壁处，封堵开设在所述壳体(6)后部侧壁上的全部后射喷嘴(2)；在邻近所述壳体(6)前端内壁上设有限位的环形台阶。
2.根据权利要求1所述的连续油管用可转向式水平井水力旋流冲砂工具，其特征在于，所述前射喷嘴(7)的开设方向与所述壳体(6)轴线方向之间所成夹角为65°、与其在壳体(6)内壁上的开设点所在径向线之间所成夹角为25°；所述后射喷嘴(2)的开设方向与所述壳体(6)轴线之间所成夹角为55°、与其在壳体(6)内壁上的开设点所在径向线之间所成夹角为35°。
3.根据权利要求1所述的连续油管用可转向式水平井水力旋流冲砂工具，其特征在于，在邻近所述内滑套(4)两端端部的外壁上各设有一道密封圈(5)，使所述内滑套(4)与所述壳体(6)之间形成密封。
4.根据权利要求1所述的连续油管用可转向式水平井水力旋流冲砂工具， 其特征在于，所述内滑套(4)的后端端面加工为锥形凹面。
5.根据权利要求4所述的连续油管用可转向式水平井水力旋流冲砂工具，其特征在于，该工具还包括一个与所述内滑套(4)后端锥形凹面相适应的密封球(8)。
6.根据权利要求1所述的连续油管用可转向式水平井水力旋流冲砂工具，其特征在于，所述壳体(6)后端端部螺纹连接有后接头(1)；在所述后接头(1)后端内壁上开设有用于与后方连续油管连接的连接内螺纹。
7.根据权利要求1所述的连续油管用可转向式水平井水力旋流冲砂工具，其特征在于，所述壳体(6)前端端部外壁加工为外径逐渐减小的锥形。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112240187A (zh) * | 2020-08-25 | 2021-01-19 | 克拉玛依红山油田有限责任公司 | 一种冲砂解堵注汽工具 |
| CN114251065A (zh) * | 2020-09-22 | 2022-03-29 | 中国石油天然气集团有限公司 | 可换向冲砂清洗工具 |
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| CN114251065A (zh) * | 2020-09-22 | 2022-03-29 | 中国石油天然气集团有限公司 | 可换向冲砂清洗工具 |
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