CN208473740U - 水平井冲砂笔尖 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种水平井冲砂笔尖，其包括：中心管，其内贯设通孔，其外套设扶正体，所述扶正体的周壁设有回流通道；限速器，其包括壳体和芯轴，所述芯轴的上端能转动的设于所述中心管下端的内壁，所述芯轴内贯设通孔，所述壳体的上端固设于所述中心管下端的外壁，所述壳体的下端设有开孔，所述芯轴的下端穿设于所述壳体的开孔；喷头，其上端与所述芯轴的下端相连，其下端与冲砂笔尖相连，所述喷头的周壁间隔设有多个旋转喷嘴，所述喷头通过所述芯轴的通孔与所述中心管的通孔相连通。本实用新型能对水平井进行全方位的冲砂，冲砂效果好。

Description

水平井冲砂笔尖

技术领域

本实用新型涉及采油工程中的油井冲排砂技术领域，具体是一种水平井冲砂笔尖。

背景技术

随着水平井越来越多的在原油生产领域发挥作用，水平井出砂也成为一个不可避免的生产问题，为保证生产，需对水平井进行防砂、冲砂处理。现有的冲砂笔尖均是为直井冲砂而设计的，并没有针对水平井的专用冲砂笔尖。因水平井的水平井段较长，砂体通常会聚集在油层套管的下半部，而常规冲砂笔尖只能对笔尖前方的砂进行有效冲出，但对笔尖下部砂体作用效果并不理想。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种水平井冲砂笔尖，其能对水平井进行全方位的冲砂，冲砂效果好。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本实用新型提供一种水平井冲砂笔尖，其中，所述水平井冲砂笔尖包括：中心管，其内贯设通孔，其外套设扶正体，所述扶正体的周壁设有回流通道；限速器，其包括壳体和芯轴，所述芯轴的上端能转动的设于所述中心管下端的内壁，所述芯轴内贯设通孔，所述壳体的上端固设于所述中心管下端的外壁，所述壳体的下端设有开孔，所述芯轴的下端穿设于所述壳体的开孔；喷头，其上端与所述芯轴的下端相连，其下端与冲砂笔尖相连，所述喷头的周壁间隔设有多个旋转喷嘴，所述喷头通过所述芯轴的通孔与所述中心管的通孔相连通。

在优选的实施方式中，所述旋转喷嘴的喷射方向与所述喷头的轴向垂直，且与所述喷头的径向形成旋喷夹角。

在优选的实施方式中，所述喷头的周壁还间隔的设有多个冲洗喷嘴，所述冲洗喷嘴与所述旋转喷嘴沿所述喷头的周向交错设置。

在优选的实施方式中，所述冲洗喷嘴的喷射方向与所述喷头的轴向形成冲洗夹角。

在优选的实施方式中，所述旋转喷嘴和所述冲洗喷嘴均为两个，两个所述旋转喷嘴径向对称设置，两个所述冲洗喷嘴分别朝上游和朝下游倾斜延伸设置。

在优选的实施方式中，所述中心管的外壁螺接压环，所述中心管的外壁凸设凸台，所述扶正体抵接于所述压环与所述凸台之间。

在优选的实施方式中，所述芯轴的周壁等间隔凹设多个容纳部，所述容纳部内设有摩擦体，所述摩擦体能在所述芯轴旋转离心力的作用下径向向外运动并与所述壳体的内壁摩擦接触。

在优选的实施方式中，所述容纳部的开口的宽度大于所述摩擦体的直径，所述摩擦体的直径大于所述壳体的内壁与所述芯轴的周壁之间的距离。

在优选的实施方式中，所述容纳部的开口的宽度小于所述摩擦体的直径，所述摩擦体能伸出所述容纳部的开口的径向长度大于或等于所述壳体的内壁与所述芯轴的周壁之间的距离。

在优选的实施方式中，所述中心管的下端的内壁固设轴承，所述芯轴的上端通过所述轴承与所述中心管相连。

本实用新型水平井冲砂笔尖的特点及优点是：

本实用新型在中心管的下端依次设置限速器、喷头和冲砂笔尖，以通过限速器限制喷头的转动速度，并实现喷头的可转动连接，通过喷头的旋转喷嘴喷出的冲砂液带动喷头、冲砂笔尖和芯轴同步旋转，同时其喷出的冲砂液也会对水平井周边进行冲砂，通过喷头的冲洗喷嘴喷出的冲砂液直接对水平井周边的砂(特别是水平井下部的砂)进行冲击破坏，实现对水平井进行全方位的冲砂，冲砂速度快，冲砂效果好，能满足水平井的冲砂需要，另外，还通过套设于中心管外的扶正体保证中心管居中，且还能使冲砂液携带冲出的砂经扶正体的回流通道返回地面。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型水平井冲砂笔尖的结构示意图。

图2为本实用新型水平井冲砂笔尖的扶正体的截面示意图。

图3为本实用新型水平井冲砂笔尖的限速器的截面示意图。

图4为本实用新型水平井冲砂笔尖的喷头的截面示意图。

附图标号说明：

1、中心管；11、通孔；12、凸台；

2、压环；

3、扶正体；31、凹槽；

4、限速器；41、壳体；42、芯轴；43、摩擦体；

5、喷头；51、旋转喷嘴；52、冲洗喷嘴；

6、冲砂笔尖。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图4所示，本实用新型提供一种水平井冲砂笔尖，其中，所述水平井冲砂笔尖包括：中心管1，其内贯设通孔11，其外套设扶正体3，所述扶正体3的周壁设有回流通道；限速器4，其包括壳体41和芯轴42，所述芯轴42的上端能转动的设于所述中心管1下端的内壁，所述芯轴42内贯设通孔，所述壳体41的上端固设于所述中心管1下端的外壁，所述壳体41的下端设有开孔，所述芯轴42的下端穿设于所述壳体41的开孔；喷头5，其上端与所述芯轴42的下端相连，其下端与冲砂笔尖6相连，所述喷头5的周壁间隔设有多个旋转喷嘴51，所述喷头5通过所述芯轴42的通孔与所述中心管1的通孔11相连通。

具体的，如图1所示，中心管1大体呈空心管状，其内通孔11用于注入冲砂液，其外套设的扶正体3用于扶正中心管1，保持其居中状态，中心管1的上端和下端均设有外螺纹(其中上端指的是中心管1远离冲砂笔尖6的一端，也即图1示出的左端，下端指的是中心管1靠近冲砂笔尖6的一端，也即图1示出的右端)，便于与其他各部件连接在一起，扶正体3周壁的回流通道用于供冲砂液将砂携带出地面，较佳的，扶正体3周壁可间隔的设有多个上下贯通的凹槽以形成回流通道(如图2所示)，当然也可采用其他方式形成回流通道，限速器4的壳体与中心管1下端的外螺纹螺纹连接，以将芯轴42罩设于其内部，芯轴42用于实现中心管1和喷头5的连接，喷头5用于将来自中心管1的冲砂液经冲砂笔尖6和各喷嘴喷出，实现全方位的冲砂，通过喷头5的旋转喷嘴51喷出的冲砂液，产生扭矩，带动喷头5和芯轴42转动，同时还能对周围区域起到一定的冲砂作用，冲砂笔尖6通过丝扣与喷头5连接，通过冲砂笔尖6对水平井下游的砂直接冲击，实现冲砂，同时其还能起到一定的探砂作用，冲砂笔尖6的出口的直径大约为10mm～15mm。

进一步的，如图1和图4所示，所述旋转喷嘴51的喷射方向与所述喷头5的轴向垂直，且与所述喷头5的径向形成旋喷夹角，以利用旋转喷嘴51喷出的冲砂液，产生扭矩，实现喷头5的转动，进而使芯轴42转动起来，较佳的，旋喷夹角为45度，其中，旋转喷嘴51的喷射方向即从旋转喷嘴51出口喷出的冲砂液的方向，喷头5的轴向即中心管1的轴向(也即图1示出的左右方向)，喷头5的径向即垂直于喷头5的轴向的横截面上且通过喷头5中心的方向。

进一步的，如图1和图4所示，所述喷头5的周壁还间隔的设有多个冲洗喷嘴52(即喷头5的周壁间隔的设有多个喷嘴，该喷嘴包括旋转喷嘴51和冲洗喷嘴52)，所述冲洗喷嘴52与所述旋转喷嘴51沿所述喷头5的周向交错设置，以保证喷头5稳定旋转的同时，实现彻底冲砂，冲砂效果好，工作效率高，即冲洗喷嘴52主要作用是冲砂。更进一步的，所述冲洗喷嘴52的喷射方向与所述喷头5的轴向形成冲洗夹角，即冲洗喷嘴52相对于喷头5的轴向，朝向上游倾斜喷出或朝向下游倾斜喷出，较佳的，冲洗夹角为45度，其中，冲洗喷嘴52的喷射方向即为冲洗喷嘴52的出口喷出的冲砂液的方向。

在一较佳实施例中，如图4所示，所述旋转喷嘴51和所述冲洗喷嘴52均为两个，两个所述旋转喷嘴51径向对称设置，使喷头5稳定旋转，两个所述冲洗喷嘴52分别朝上游和朝下游倾斜延伸设置，使一冲洗喷嘴的喷射方向与喷头的轴向形成朝向上游的冲洗夹角，而另一冲洗喷嘴的喷射方向与喷头的轴向形成朝向下游的冲洗夹角，以对喷头5周边的区域彻底冲砂。

进一步的，如图1所示，所述中心管1的外壁螺接压环2，所述中心管1的外壁凸设凸台12，所述扶正体3抵接于所述压环2与所述凸台12之间，具体的，中心管1的下端外螺纹的上方凸设凸台，中心管1的上端外螺纹的下方设有供压环2螺接的螺纹段，在扶正体3套设于中心管1上且其下端抵接于凸台12后，通过将压环2螺接于中心管1的螺纹段，以抵接于扶正体3的上端，保证扶正体3稳固的套设于中心管1外。

进一步的，如图3所示，所述芯轴42的周壁等间隔凹设多个容纳部，所述容纳部内设有摩擦体43，所述摩擦体43能在所述芯轴42旋转离心力的作用下径向向外运动并与所述壳体41的内壁摩擦接触，以限制芯轴42的转速，且摩擦体43径向向外运动的距离与离心力的大小呈正相关，即选择速度越大，摩擦体43伸出芯轴42的部分越大，摩擦力越大，具体的，芯轴42大体呈圆筒状，其中部的外壁设有环形凸出部，环形凸出部上沿周向边缘等间隔的凹设多个容纳部，容纳部大体呈半圆柱形，容纳部的开口径向朝外，以利于摩擦体43的径向向外移动，摩擦体43可为表面粗糙的柱状体，也可为表面粗糙的圆球体，只要能在离心力作用下于容纳部内径向向外移动，并与壳体41接触产生摩擦，实现限速即可。

在一实施例中，所述容纳部的开口的宽度大于所述摩擦体43的直径，所述摩擦体43的直径大于所述壳体41的内壁与所述芯轴42的周壁之间的距离，避免摩擦体43从壳体41与芯轴42之间的缝隙掉落。在另一实施例中，所述容纳部的开口的宽度小于所述摩擦体43的直径，避免摩擦体43完全脱出容纳部，所述摩擦体43能伸出所述容纳部的开口的径向长度大于或等于所述壳体41的内壁与所述芯轴42的周壁之间的距离，确保摩擦体43能接触壳体41提供摩擦力。

进一步的，所述中心管1的下端的内壁固设轴承(图中未示出)，所述芯轴42的上端通过所述轴承与所述中心管1相连，实现芯轴42能转动的与中心管1连接，实现芯轴42绕轴向的自由转动，其中，壳体41大体呈筒状，其上端敞口与中心管1螺接，其下端的中心设置的开孔用于供芯轴42穿设，中心管1的内径小于芯轴42的外径，在中心管1的下端内壁环设凹陷部，以设置轴承并连接芯轴42。

下面以设置两个旋转喷嘴51和两个冲洗喷嘴52为例，对本实用新型应用于水平井的具体工作过程进行说明：

本实用新型的水平井冲砂笔尖在工作时，随管柱下入目的层位置后，其大体呈水平状态，在扶正体3作用下，水平井冲砂笔尖位于水平井通道的中间位置，通过管柱注入冲砂液，冲砂液依次经中心管1的通孔11、限速器的芯轴42的通孔进入喷头5内后，分为五路液流通道，一路冲砂液经冲砂笔尖6喷出水平冲砂，两路冲砂液沿喷头5的径向经两个旋转喷嘴51分别喷出，并带动喷头5旋转，同时也会对水平井周边进行冲砂，另两路冲砂液经两个冲洗喷嘴52分别超喷头5的上游和下游倾斜喷出，以对冲砂笔尖6无法冲砂的喷头5的周边(特别是冲砂笔尖的下部区域)进行冲砂，喷出的冲砂液能携带砂从环空区域经扶正体3的回流通道返回地面。在此过程中，喷头5、芯轴42和冲砂笔尖6在旋转喷嘴51作用下同步旋转，芯轴42上嵌设的摩擦体43在芯轴42旋转离心力的作用下径向向外运动，并与壳体41相接触而产生摩擦力，且随着芯轴42转速的增加，摩擦体43所受离心力增大，与壳体41产生的接触摩擦力也增加，使芯轴42在预定转速范围内旋转，防止转速过快造成雾化现象而对冲砂产生不利影响，保证冲砂工作顺利进行。当然，本实用新型也可用于竖直井或倾斜井，其在不增加作业费用的前提下冲砂效果好，作业难度低，利于推广应用。

本实用新型在中心管1的下端依次设置限速器4、喷头5和冲砂笔尖6，以通过限速器4限制喷头5的转动速度，并实现喷头5的可转动连接，通过喷头5的旋转喷嘴51喷出的冲砂液带动喷头5、冲砂笔尖6和芯轴42同步旋转，同时其喷出的冲砂液也会实现对水平井周边进行冲砂，通过喷头5的冲洗喷嘴52喷出的冲砂液直接对水平井周边的砂(特别是水平井下部的砂)进行冲击破坏，实现对水平井进行全方位的冲砂，冲砂速度快，冲砂效果好，能满足水平井的冲砂需要，另外，还通过套设于中心管1外的扶正体3保证中心管1居中，且还能使冲砂液携带冲出的砂经扶正体3的回流通道(例如凹槽31)返回地面。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限制本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的原则和构思的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种水平井冲砂笔尖，其特征在于，所述水平井冲砂笔尖包括：

中心管，其内贯设通孔，其外套设扶正体，所述扶正体的周壁设有回流通道；

限速器，其包括壳体和芯轴，所述芯轴的上端能转动的设于所述中心管下端的内壁，所述芯轴内贯设通孔，所述壳体的上端固设于所述中心管下端的外壁，所述壳体的下端设有开孔，所述芯轴的下端穿设于所述壳体的开孔；

喷头，其上端与所述芯轴的下端相连，其下端与冲砂笔尖相连，所述喷头的周壁间隔设有多个旋转喷嘴，所述喷头通过所述芯轴的通孔与所述中心管的通孔相连通。

2.根据权利要求1所述的水平井冲砂笔尖，其特征在于，所述旋转喷嘴的喷射方向与所述喷头的轴向垂直，且与所述喷头的径向形成旋喷夹角。

3.根据权利要求1所述的水平井冲砂笔尖，其特征在于，所述喷头的周壁还间隔的设有多个冲洗喷嘴，所述冲洗喷嘴与所述旋转喷嘴沿所述喷头的周向交错设置。

4.根据权利要求3所述的水平井冲砂笔尖，其特征在于，所述冲洗喷嘴的喷射方向与所述喷头的轴向形成冲洗夹角。

5.根据权利要求4所述的水平井冲砂笔尖，其特征在于，所述旋转喷嘴和所述冲洗喷嘴均为两个，两个所述旋转喷嘴径向对称设置，两个所述冲洗喷嘴分别朝上游和朝下游倾斜延伸设置。

6.根据权利要求1所述的水平井冲砂笔尖，其特征在于，所述中心管的外壁螺接压环，所述中心管的外壁凸设凸台，所述扶正体抵接于所述压环与所述凸台之间。

7.根据权利要求1所述的水平井冲砂笔尖，其特征在于，所述芯轴的周壁等间隔凹设多个容纳部，所述容纳部内设有摩擦体，所述摩擦体能在所述芯轴旋转离心力的作用下径向向外运动并与所述壳体的内壁摩擦接触。

8.根据权利要求7所述的水平井冲砂笔尖，其特征在于，所述容纳部的开口的宽度大于所述摩擦体的直径，所述摩擦体的直径大于所述壳体的内壁与所述芯轴的周壁之间的距离。

9.根据权利要求7所述的水平井冲砂笔尖，其特征在于，所述容纳部的开口的宽度小于所述摩擦体的直径，所述摩擦体能伸出所述容纳部的开口的径向长度大于或等于所述壳体的内壁与所述芯轴的周壁之间的距离。

10.根据权利要求1所述的水平井冲砂笔尖，其特征在于，所述中心管的下端的内壁固设轴承，所述芯轴的上端通过所述轴承与所述中心管相连。