[发明专利]水平井旋流冲砂器

说明书

技术领域

    本发明涉及一种冲砂器，尤其是一种水平井旋流冲砂器。

背景技术

在石油开采生产过程中，地层砂会随着地层产出液体的流动被运移到生产套管中，造成砂埋射孔段、卡阻井下工具等生产故障。生产一定周期后，需要对出砂较多的生产井实施冲砂洗井作业，一般是利用冲砂液和冲砂施工管柱，将生产套管中沉积的地层砂冲洗并携带出井筒，恢复地层液体的流通通道，以此保障油井正常生产。但在水平井常规冲砂施工时，由于有水平井段的存在，冲砂液和地层砂在重力作用下分别处于生产套管的上下两层，从而会导致施工液体从上层流动而无法有效携带下层的地层砂一起运移，更无法有效携带地层砂返出井筒，具体表现是施工效率低、用水量巨大、冲砂效果、易砂埋施工管串差等。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在水平井冲砂施工形成井底旋转液流并强制冲洗和携带地层砂返出地面的水平井旋流冲砂器。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种水平井旋流冲砂器，其特别之处在于：包括通过油管接箍连接的矢量冲管和隔离冲管，所述隔离冲管包括油管短接和位于其两端的油管接箍，隔离冲管通过其一端的油管接箍与矢量冲管连接；

所述矢量冲管包括管体上设置有数个矢量喷嘴的油管短接，油管短接的端部设置带喷嘴的母堵；

所述隔离冲管的另一端设置油管接箍，隔离冲管内部沿轴线方向设置有隔离钢板，其将隔离冲管内腔分隔为上行腔和下行腔，上行腔和下 行腔的异侧端部分别设置有挡板，上行腔上的挡板靠近矢量冲管；在上行腔和下行腔的管壁上分别设置数个与外界连通的过流通道，所述上行腔的过流通道和下行腔的过流通道分别靠近其端部的挡板；

所述隔离冲管上套设有与其外壁紧贴的自封胶套，自封胶套的两端分别通过隔环连接限位套，所述限位套上分别设置有与隔离冲管外壁过流通道对应的通孔。

所述矢量喷嘴为柱状喷嘴且按螺旋状排列，每个矢量喷嘴通过圆管设置在管体上，每个矢量喷嘴的轴线与油管短接的轴线成45°，与圆管切线成30°。

与现有技术相比较，本发明具有以下有益效果：

1.本发明解决了现有常规水平井冲砂施工中，冲砂液在水平段内冲击力小、地层砂自然沉降无法有效携带的问题，能有效提高冲砂效率，减少施工周期和用水量，防止冲砂作业卡钻事故发生，极大节约施工成本，在水平井冲砂中能强制携带地层砂返出地面；

2. 本发明能在水平井冲砂中强制产出旋转液流，加强冲砂液冲洗和携带能力，更加高效地完成冲砂任务。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为隔离冲管的结构示意图；

图3为矢量冲管的结构示意图；

图4为自封胶套、隔环及限位套的结构示意图。

其中：1.矢量冲管；2.隔离冲管；3.母堵；4. 油管接箍；5. 隔离钢板；6. 上行腔；7. 下行腔；8. 挡板；9.自封胶套；10. 隔环；11. 限位套；12. 通孔；13. 过流通道；14. 矢量喷嘴；15.喷嘴。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

参见图1，一种水平井旋流冲砂器，包括通过油管接箍连接的矢量冲管1和隔离冲管2，隔离冲管2位于矢量冲管1的上方；

参见图3，矢量冲管1包括管体上设置有数个矢量喷嘴14的油管短接，油管短接的端部设置带喷嘴的母堵3；矢量喷嘴14为柱状喷嘴且按螺旋状排列，每个矢量喷嘴14通过圆管设置在管体上，每个矢量喷嘴14的轴线与油管短接的轴线成45°，与圆管切线成30°。

参见图2，隔离冲管2的另一端设置油管接箍，隔离冲管2内部沿轴线方向设置有与管壁严密配合的隔离钢板5，将隔离冲管2内腔分隔为上行腔6和下行腔7，在上行腔6和下行腔7的一侧分别设置数个与外界连通的过流通道13，所述上行腔6的过流通道13和下行腔7的过流通道13分别靠近异侧的油管接箍4，上行腔6和上行腔7的异侧端部焊接钢板封堵；

本发明采用圆形过流通道。

参见图4，隔离冲管2上套设有与其外壁紧贴的自封胶套9，通过弹性变形与管壁配合形成密封，阻止和迫使反洗井的液流改变方向，从隔离冲管2内进入工具下方；自封胶套9的两端分别设置有隔环10和限位套11，用限位套11和隔环10来限制自封胶套9的位置不能随意移动，限位套11上分别设置有与过流通道13对应的通孔12。

本发明的工作原理是：用常规施工油管将旋流冲砂器携带在管柱下端进入冲砂位置，即水平段，从生产套管与施工油管的环形空间（简称油套环空）中打入冲砂液，冲砂液从油套环空下行到旋流冲砂器的自封胶套（始终处于封隔状态）位置时被阻止前进，冲砂液被迫转向，从限位套11的通孔进入下行腔7的过流通道13然后进入到隔离冲管2的下行腔7，下行腔7靠近矢量冲管1的端部通畅而另一端被钢板封堵，冲砂液进入矢量冲管1内，然后冲砂液从矢量喷嘴14中喷射而出，使冲砂液在水平段形成旋转冲击液流，冲洗和携带地层砂从油套环空上返（向井口方向运动），上返液流上行同样会遇到自封胶套9的阻隔，液流会通过上行腔6的过流通道13进入上行腔6内，上行腔6的靠近矢量冲管1的端部被钢板封堵而另一端通畅，冲砂液携带地层砂将上行进入到上部油管内腔，一直上返到地面，持续泵注冲砂液就能完成冲砂目标。