反循環沖砂器和沖砂工藝管柱的制作方法

本發明涉及石油開采技術領域，尤其涉及一種反循環沖砂器和沖砂工藝管柱。

背景技術：

砂巖儲層，油水井出砂是一個普遍現象，出砂程度受儲層物性、顆粒膠結狀況、注水強度等諸多因素的影響。隨著油田的開發進程，國內大部分老油田已進入油田開發的中后期，主力生產層段注水時間長，注水強度大，出砂日益嚴重。油井出砂后，如果井內的液流不能將出砂全部帶至地面，井內砂子逐漸沉淀，砂柱增高，堵塞出油通道，增加流動阻力，使油井減產甚至停產。現有技術中，一般向井內高速注入液體，靠水力作用將井底沉沙沖散懸浮，并借助高速上返的液流將沖散的砂子帶到地面，這種施工方法稱為沖砂。

反循環沖砂作為一種沖砂方式是將沖砂工作液沿沖砂管與套管環形空間向下流動，沖擊井底沉沙，沖散的砂子與沖砂工作液混合后，沿沖砂管返至地面。

現有技術中的反循環沖砂器通常具有內中心管和套裝其外部的外中心管，該內中心管的上端與外中心管的上端固定連接，該內中心管的下端與外中心管的下端固定連接。該內、外中心管之間形成有環形空腔，該外管上設置有連通環形空間的過流孔。該外中心管上還設置有用于封隔油管與套管之間的油套環空的封隔件。該外中心管的下端固定連接有射流體。反循環沖砂時，沖砂液從套管環空向下流動，由于外管上設置有封隔件，所以沖砂液從油套環空通過過流孔進入內、外中心管之間的環形空腔，并通過射流體流出從而沖擊井底沉沙，沖散的砂子與沖砂工作液混合后，沿內中心管返至地面。

在大斜度井的沖砂作業中，由于其存在斜井段，所以從井底被攪起的沉沙易在斜井段二次沉積。現有技術中的反循環沖砂器在進行反循環沖砂作業時，井底的沉沙在封隔器以下的部分被攪起，所以當該沉沙發生二次沉積時，現有技術中的反循環沖砂器封隔器以下的部分會被地層砂埋住，從而造成砂卡事故。由于現有技術中的反循環沖砂器的內外中心管固定連接，外中心管與射流體固定連接，所以當沉沙發生二次沉積時，難以解除該反循環沖砂器的砂卡事故，從而影響了后續作業的施工。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種易于解除砂卡事故的反循環沖砂器和沖砂工藝管柱。

本發明的上述目的可采用下列技術方案來實現：一種反循環沖砂器，所述反循環沖砂器包括：組合管體，所述組合管體包括中心管和套設于所述中心管外的外管，所述外管與所述中心管固定連接，所述外管與所述中心管之間形成第一環形空腔，所述外管的管壁上設置有過流孔，所述過流孔與所述第一環形空腔相連通；射流體，所述射流體與所述組合管體可拆卸連接；所述射流體與所述組合管體之間形成第二環形空腔，所述第二環形空腔與所述第一環形空腔相連通，所述射流體的壁上設置有連通所述第二環形空腔的噴射孔；封隔件，所述封隔件套設于所述外管上并與所述外管滑動配合，所述封隔件位于所述過流孔和所述射流體之間；上提所述反循環沖砂器，所述射流體與所述組合管體相分離，所述封隔件與所述外管相分離。

作為一種優選的實施方式，所述射流體套設于所述外管上，所述射流體與所述外管之間形成所述第二環形空腔。

作為一種優選的實施方式，所述可拆卸連接包括螺紋連接、螺釘連接、卡接。

作為一種優選的實施方式，所述射流體具有相背對的上端和下端，所述上端與所述外管可拆卸連接，所述下端與所述中心管滑動配合。

作為一種優選的實施方式，所述射流體包括與所述外管可拆卸連接的第一筒體和與所述中心管滑動配合的第二筒體，所述第二筒體可轉動地連接于所述第一筒體背對所述外管的一端。

作為一種優選的實施方式，所述第二筒體上設置有噴射孔，所述噴射孔的中心線與所述第二筒體的轉動軸線之間形成不為0度、360度或180度的夾角。

作為一種優選的實施方式，其包括：密封接頭，所述密封接頭上設置貫通孔，所述密封接頭通過所述貫通孔套裝固定于所述第一筒體上，所述密封接頭的內壁上間隔設置多個凸起筋，所述凸起筋沿徑向延伸至所述中心管的外壁面并與其抵靠。

作為一種優選的實施方式，所述噴射孔具有相背對的入口端和出口端，所述噴射孔的孔徑自所述入口端至所述出口端變小。

作為一種優選的實施方式，所述過流孔為多個，所述多個過流孔在所述外管的側壁上周向分布和/或軸向分布。

作為一種優選的實施方式，所述中心管背對所述射流體的一端連接有油管，所述油管上安裝有油管扶正器。

根據上述的反循環沖砂器的沖砂工藝管柱，所述沖砂工藝管柱包括：套管；所述中心管設置于所述套管內；所述外管與所述套管之間形成有油套環空，所述封隔件密封所述油套環空。

本發明提供的一種反循環沖砂器的有益效果是：本發明提供的一種反循環沖砂器，在進行反循環沖砂作業時，由于封隔件的阻擋，沖砂工作液沿外管與套管之間的油套環空向下流動，通過過流孔流入第一環形空腔，再流至第二環形空腔中，最后從噴射孔流入井底沖擊井底沉沙，沖散的砂子與沖砂工作液混合后，沿中心管返至地面。在發生砂卡事故時，由于射流體與組合管體可拆卸連接，所以上提該反循環沖砂器，可以使得射流體與組合管體相分離；由于封隔件套設于外管上并與外管滑動配合，所以封隔件與外管相分離，從而將中心管、外管從地層砂中取出，將射流體和封隔件落入井底內，以解除砂卡事故。本發明實現了提供一種易于解除砂卡事故的反循環沖砂器的目的。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明一個實施方式提供的結構示意圖；

圖2是圖1中沿A-A線的截面圖；

圖3是本發明一個實施方式提供的解除砂卡事故的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本申請實施方式中的附圖，對本申請實施方式中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式僅僅是本申請一部分實施方式，而不是全部的實施方式。基于本申請中的實施方式，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬于本申請保護的范圍。

請參閱圖1，本發明提供一種反循環沖砂器。所述反循環沖砂器包括：組合管體15，所述組合管體15包括中心管11和套設于所述中心管11外的外管13，所述外管13與所述中心管11固定連接，所述外管13與所述中心管11之間形成第一環形空腔21，所述外管13的管壁上設置有過流孔25，所述過流孔25與所述第一環形空腔21相連通；射流體17，所述射流體17與所述組合管體15可拆卸連接；所述射流體17與所述組合管體15之間形成第二環形空腔23，所述第二環形空腔23與所述第一環形空腔21相連通，所述射流體17的壁上設置有連通所述第二環形空腔23的噴射孔27；封隔件19，所述封隔件19套設于所述外管13上并與所述外管13滑動配合，所述封隔件19位于所述過流孔25和所述射流體17之間；上提所述反循環沖砂器，所述射流體17與所述組合管體15相分離，所述封隔件19與所述外管13相分離。

本發明提供的一種反循環沖砂器，在進行反循環沖砂作業時，由于封隔件19的阻擋，沖砂工作液沿外管13與套管59之間的油套環空65向下流動，通過過流孔25流入第一環形空腔21，再流至第二環形空腔23中，最后從噴射孔27流入井底沖擊井底沉沙，沖散的砂子與沖砂工作液混合后，沿中心管11返至地面。在發生砂卡事故時，由于射流體17與組合管體15可拆卸連接，上提該反循環沖砂器，可以使得射流體17與組合管體15相分離；由于封隔件19套設于外管13上并與外管13滑動配合，所以封隔件19與外管13相分離，從而將中心管11、外管13從地層砂中取出，將射流體17和封隔件19落入井底內，已解除砂卡事故。本發明實現了提供一種易于解除砂卡事故的反循環沖砂器的目的。

如圖1所示，在本實施方式中，組合管體15用于為反循環作業提供流體通道。該中心管11的一端用于與油管55相連接，另一端用于置于井底中。沖砂作業時，將本實施方式中提供的一種反循環沖砂器下入油井的套管59中，該組合管體15與套管59之間形成油套環空65。外管13具有相背對的頂端29和底端31。該外管13可以是頂端29和底端31中的任一一端與中心管11固定連接，也可以該頂端29和底端31的兩端與中心管11固定連接。該固定連接可以是螺紋連接、螺栓連接、焊接、一體成型。該外管13的管壁上的過流孔25與第一環形空腔21相連通，可以使得油套環空65中的沖砂工作液通過該過流孔25進入第一環形空腔21中。

如圖3所示，射流體17用于使沖砂工作液流入井底并沖擊井底沉沙。射流體17具有相背對的上端35和下端37。射流體17與組合管體15可拆卸連接，以使在發生砂卡事故時，上提該組合管體15，可以使得射流體17與組合管體15相分離，從而將中心管11、外管13從地層砂中取出，而射流體17落入井底內。該可拆卸連接包括螺紋連接、螺釘連接、卡接。當沖砂工作液從油套環空65流入第一環形空腔21中后，由于第二環形空腔23與第一環形空腔21相連通，所以沖砂工作液從第一環形空腔21流入射流體17的第二環形空腔23中，并從射流體17的噴射孔27上流出。

在一個實施方式中，射流體17套設于外管13上，射流體17與外管13之間形成第二環形空腔23。射流體17的上端35和下端37均與外管13相連接，從而將射流體17套設于外管13上。在另一個實施方式中，上端35與外管13可拆卸連接，下端37與中心管11滑動配合。進一步地，上端35與外管13的底端31通過銷釘39相連接。該銷釘39在一定的拉力作用下，將發生斷裂，以使射流體17的上端35與外管13相分離，組合管體15可以從沉沙中取出。

封隔件19用于封隔油套環空65。封隔件19位于過流孔25和射流體17之間，可以使當沖砂工作液從油套環空65向下流動時，封隔件19阻止沖砂工作液在油套環空65中流入井底，沖砂工作液流經過流孔25流入第一環形空腔21中。該封隔件19與外管13滑動配合，可以使得在發生砂卡事故時，上提組合管體15，使得封隔件19與外管13相分離，從而封隔件19從套管59上脫落下來落入井底內，以解除砂卡事故。該封隔件19可以是膠筒，當然封隔件19也可以為本領域技術人員熟悉的其他種類的密封體。具體地，該外管13底端31的外壁上設置有凹槽33，該封隔件19位于該凹槽33內，且封隔件19的底部與射流體17的上端35相抵靠，以使當射流體17與外管13相分離后，該封隔件19易于從外管13上滑落下來，從而有利于解除砂卡事故。封隔件19的個數為兩個，相鄰的封隔件19之間設置有承托隔環45。該封隔件19與射流體17的上端35之間設置有承托環47。該封隔件19與外管13之間設置有墊圈49。

在一個優選的實施方式中，射流體17包括與外管13可拆卸連接的第一筒體41和與中心管11滑動配合的第二筒體43，第二筒體43可轉動地連接于第一筒體41背對外管13的一端，從而在沖砂作業時，第二筒體43能相對于第一筒體41旋轉，以使該射流體17能在井底進行掀砂、攪動沉砂，提高沖砂和攜砂效果；在沖砂作業完成后，上提組合管體15，該第一筒體41與外管13相分離，從而解除砂卡事故。

在一個優選的實施方式中，第二筒體43上設置有噴射孔27，噴射孔27的中心線與第二筒體43的轉動軸線之間形成不為0度、360度或180度的夾角。當沖砂工作液從噴射孔27流出時，噴射孔27噴出的液體噴射在套管59的內壁上，從而該液體與套管59作用產生反作用力，在反作用力下，一方面在力偶的作用下，第二筒體43相對于第一筒體41發生轉動，另一方面井底的沉沙被攪起，從而有利于提高沖砂和攜砂效果。

如圖2所示，在一個優選的實施方式中，密封接頭61，密封接頭61上設置貫通孔，密封接頭61通過貫通孔套裝固定于第一筒體41上，密封接頭61的內壁上間隔設置多個凸起筋63，凸起筋63沿徑向延伸至中心管11的外壁面并與其抵靠。該固定連接可以是螺栓連接、螺釘連接、螺紋連接、焊接、一體成型。該密封接頭61能對第一筒體41和中心管11之間產生支撐，以提高沖砂時的穩定性。密封接頭61可以更方便地安裝于中心管11上，從而降低安裝難度。

在一個優選的實施方式中，噴射孔27具有相背對的入口端51和出口端53，噴射孔27的孔徑自入口端51至出口端53變小，從而可以提高噴射孔27噴射的液流的速度，提高沖砂和攜砂效果。

在一個優選的實施方式中，過流孔25為多個，多個過流孔25在外管13的側壁上周向分布和/或軸向分布，可以提高油套環空65內的沖砂工作液流入第一環形空間中的速度。

在一個優選的實施方式中，中心管11背對射流體17的一端連接有油管55，油管55上安裝有油管扶正器57，可以使組合管體15位于套管59的中心，以對井底內各個位置的沉沙進行沖擊，提高沖砂和攜砂效果。

本發明的一種實施方式提供一種沖砂工藝管柱，該沖砂工藝管柱包括：套管59；中心管11設置于套管59內；外管13與套管59之間形成有油套環空65，封隔件19密封油套環空65。

應該理解，以上描述是為了進行圖示說明而不是為了進行限制。通過閱讀上述描述，在所提供的示例之外的許多實施方式和許多應用對本領域技術人員來說都將是顯而易見的。因此，本教導的范圍不應該參照上述描述來確定，而是應該參照前述權利要求以及這些權利要求所擁有的等價物的全部范圍來確定。出于全面之目的，所有文章和參考包括專利申請和公告的公開都通過參考結合在本文中。在前述權利要求中省略這里公開的主題的任何方面并不是為了放棄該主體內容，也不應該認為申請人沒有將該主題考慮為所公開的申請主題的一部分。