[实用新型]一种洗井用水力自旋转喷头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种洗井用的水力自旋转喷头，主要用于水平井的冲砂解堵，是一种特殊的井下工具。 

背景技术

水平井是国内新型的采油工艺技术，它可以增大井眼与油藏的接触面积，减少渗流阻力，提高油田的整体开发效果，随着这项技术的推广应用，对水平井段的防砂以及冲砂解堵也变得尤为重要。 

在开发过程中，防止油层出砂是维持油田正常生产的一项关键技术，但是对于严重出砂地层的油水井即使采取防砂措施，也不能保证长期稳定生产。对于防砂失效的井，如果井内的液体不能将砂全部带出地面，井内砂子就会逐渐沉积，砂柱增高，堵塞出油通道，增加流动阻力，使油井减产甚至停产。同时会损坏井下设备造成井下砂卡事故，因此必须采取措施清除积砂。清除积砂通常采用水力冲砂和捞砂两种办法。捞砂一般应用于压力较低的油井，应用最广的是水力冲砂。 

由于水平井井身结构的特殊性，与直井冲砂相比，水平井冲砂工艺存在以下问题：由于需冲洗的井段很长，尤其是洗井液在水平井段及斜井段的携砂能力低，因此砂粒容易沉降，不易被冲起和清除干净，而且在停泵时很容易在大斜度井段形成砂桥，造成冲砂过程中的砂卡事故。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种洗井用的水力自旋转喷头，该喷头利用高压水射流的射流反冲力使喷头旋转，利用摩擦块的离心限速原理来控制喷头的旋转速度，形成良好的旋流场，将砂粒悬浮起来，以此来克服水平井冲砂工艺中存在的问题，大大提高了水平井冲砂洗井的效率。 

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种洗井用水力自旋转喷头，主要由单向阀、中心管、限速机构、喷头总成、独立的喷嘴构成。其特征在于：单向阀与外筒通过螺纹连接在一起，中心管依靠滚动轴承固定于外筒内部，在中心管的端部通过毛毡和油封来形成密封以防止液体的泄漏，限速机构由轴套、四个摩擦块、套筒共同构成，中心管上安装一个开槽的轴套，槽中放摩擦块，套筒依靠过盈配合固定于外筒内部，当喷头带动中心管旋转时，在离心力的作用下，摩擦块与套筒相互摩擦，产生限速作用；喷头也是通过螺纹连接和中心管相连，喷嘴采用独立的喷嘴结构，通过螺纹连接安装在喷头上，在后向喷嘴安装孔所在的圆周位置上安装两个后向喷嘴，使射流沿喷头后方喷出，在侧向喷嘴安装孔所在的圆周位置上安装四个侧向喷嘴，使射流沿喷头切线方向喷出，在前向喷嘴安装孔所在的位置上安装三个前向喷嘴，使射流分别沿喷头的轴向和斜向喷出。 

本实用新型的工作原理，高压液体流入单向阀后阀门打开，然后经过中心管进入喷头，再从各个喷嘴射出，前向喷嘴形成轴向射流和斜向射流，轴向射流用于清除喷头前部的积砂，斜向射流与轴向成一定角度，用于清除前方管壁上的积砂，侧向射流沿喷头的切线方向射出，产生旋转力偶驱动喷头做旋转运动，后向射流在喷头旋转的情形下，在水平井段的一段距离中产生旋流场，这样就可以使砂子和杂质处于悬浮状态，从而大大提高水平井冲砂洗井的效率。限速机构根据离心限速原理控制喷头的旋转速度，摩擦块分为四块，安装在轴套上的槽内，它不与外筒壁直接作用，而是与固定于外筒内部的套筒相互摩擦，这样既可以保护外筒不被磨损，这个套筒又可以固定两端的滚动轴承，喷头转速越高，摩擦块的离心力就越大，摩擦块与套筒之间的摩擦力也就越大，逐渐地与射流反冲力相互平衡，实现控制旋转速度的目的。 

附图说明

图1是本实用新型一种洗井用水力自旋转喷头的结构示意图。 

图2是图1的A—A断面示意图。 

图1中，1单向阀，2毛毡，3油封，4外筒，5套筒，6喷头，7滚动轴承，8轴套，9摩擦块，10中心管，11后向喷嘴安装孔，12侧向喷嘴安装孔，13前向喷嘴安装孔。 

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型结构做进一步的说明，一种洗井用水力自旋转喷头，主要由单向阀、中心管、限速机构、喷头总成、独立的喷嘴构成。其特征在于：单向阀（1）与外筒（4）通过螺纹连接在一起，中心管（10）依靠滚动轴承（7）固定于外筒（4）内部，在中心管（10）的端部通过毛毡（2）和油封（3）来形成密封以防止液体的泄漏，限速机构由轴套（8）、四个摩擦块（9）、套筒（5）共同构成，中心管（10）上安装一个开槽的轴套（8），槽中放摩擦块（9），套筒（5）依靠过盈配合固定于外筒（4）内部，当喷头（6）带动中心管（10）旋转时，在离心力的作用下，摩擦块（9）与套筒（5）相互摩擦，产生限速作用；喷头（6）也是通过螺纹连接和中心管（10）相连，喷嘴采用独立的喷嘴结构，通过螺纹连接安装在喷头（6）上，在后向喷嘴安装孔（11）所在的圆周位置上安装两个后向喷嘴，使射流沿喷头后方喷出，在侧向喷嘴安装孔（12）所在的圆周位置上安装四个侧向喷嘴，使射流沿喷头切线方向喷出，在前向喷嘴安装孔（13）所在的位置上安装三个前向喷嘴，射流分别沿喷头的轴向和斜向喷出。