专利名称：一种油水井水力冲击解堵方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明是石油工业的采油方法和采油设备，特别是一种油水井水力冲击解堵方法及装置，适用于各种注水井和油井，对堵塞的注水地层和油层进行冲击解堵。
背景技术：
在油田的注水开发过程中，油、水井在长期开采和注水后，由于水质及作业措施等原因的影响，造成地层污染使油、水井在近井地带或注水孔附近逐渐堵塞，导致注水压力不断上升，直至注不进水，不能发挥注水驱油的作用，油井因堵塞造成渗透率下降，供液不足产能下降。为了回复水井的注水能力和油井的采油能力，必须对堵塞的地层进行解堵，目前的解堵方法主要有化学和物理两种方法。化学方法一般投资较大、工艺复杂、易对地层造成二次污染，在生产中已极少应用。目前，水力冲击解堵技术是利用地面泵车向井下解堵装置泵入地面水，解堵装置将地面水瞬间释放，使高速流体突然遇阻而形成水力冲击的一种物理方法。冲击产生瞬时高压，此压力波在井筒及油层孔隙中传递，产生机械作用和水力作用进行解堵。机械作用是压力作用在岩石上，使其破碎产生裂缝；水力作用是指压力波的传递、反射和叠加所形成的压力脉动地层的震动作用，它可破坏堵塞颗粒与储层岩石之间的凝聚力，并能使输油孔道毛细管径发生变化，导致毛细管的周期性张缩，提高油层的孔隙度和渗透率。由于水力解堵方法一般工艺简单、投资少、对单井可随时实施，应用呈逐步扩大趋势。中国专利99243846.2“油水井负压解堵增产器”介绍了一种改善油层近井地带渗流性能的冲击解堵装置，其工作原理是利用装置腔体产生的真空负压使地层液流从地层内流向管柱内，再从下向上将堵塞地层和油流孔道的污物通过油管排出至地面。利用水力进行解堵较为典型的还有高压水射流解堵和逐级投球解堵方法。高压水射流解堵增产增注技术刊登于1997年11月《断块油气藏》第39页-42页，其方法主要通过一种可控转速的高压旋转射流工具实现，该工具沿径向布置有若干个自激震动式射流喷嘴，利用喷嘴喷出的高压水流驱动工具旋转。作业时通过油管将该工具连同过滤器、单向阀、扶正器一起送至井下射孔段顶部后，在地面用水泥车将高压水通过油管、单向阀、过滤器泵入旋转射流发生器，喷嘴产生多股径向高压水射流，驱动工具旋转，同时地面车缓缓下放油管，使工具在射孔段边下行边旋转，径向喷出的多股旋转射流不断冲击炮眼并作用于地层，起到解堵的作用。在《石油钻采工艺》1999年第五期100页-103页刊登的“水力冲击法解堵的研究及应用”，介绍了逐级投球解堵方法，其工具主要由多级冲击片构成，其操作过程是将解堵工具安装在油管下部下入井内，对准需解堵地层，并在上部安装封隔器，下部用油管支撑在井底。在地面用泵车向油管中灌注液体至井口，投放第一个小球，封严一级冲击片后泵车开始加压，当液压升高到封隔器坐封压力时，封隔器坐封，并在封隔器下部油、套环空中形成一个密封的液体流动空间，当压力继续升高到冲击片爆破阀的强度极限时，冲击片突然打开，使油管中静止的液体突然加速进入套管空间，产生一定的压力直接作用在储层岩石上，同时驱动套管内液体流动，作用到管壁和储层上，起到冲刷和携带作用。待一级压力冲击波衰减后，再投第二个小球，进行第二次冲击，直至最末级冲击结束，完成一次解堵作业。上述水力解堵技术能有效疏通射孔部位和其近部的堵塞，缺陷是冲击力不足，地层解堵径向半径小，且真空负压的作用极易破坏井筒附近地层的骨架。油水井的水力解堵装置和方法尚需进一步改进。
发明内容
本发明的目的是设计一种操作简单，效果显著的油水井水力冲击解堵方法及装置，克服现有技术中的缺陷，加大冲击力，使地层的解堵径向范围增大，即能有效疏通地层射孔部位及其周围地带的堵塞，又最大限度地保护附近地层的骨架不受破坏。
本技术解决方案可达上述目的一种油水井水力冲击解堵方法，将解堵装置连接在油管上，下入井内，对准需解堵的地层，并于解堵器上部安装封隔器。本发明冲击地层是利用修井设备提升井下解堵装置中的柱塞，抽吸油、套环空中的地层水，瞬时自解堵装置腔体中下落释放。
一种用于上述方法的油水井水力冲击解堵装置，具有游动阀，由进液总成和出液总成组成，进液总成和出液总成由内筒连接装配。水从进液总成进入，自出液总成喷出，对地层进行水力冲击解堵。
本发明与现有技术相比具有如下优点和效果本发明的水力冲击能量是由管柱内自有的液体产生的液柱压力以及提升管柱时液体迅速下落由速能转化成的压力能所构成。与其它水力解堵方法通过地面泵车向管柱内灌注液体并加压产生的压力能相比，冲击力大增。当装置被上提形成一股向下冲击的液流，将出液总成中的弹簧压缩，打开固定阀，强大的液流通过固定阀、出液孔和射孔段，瞬时冲击地层，对地层形成锤击，加大了油水井的径向波及面积。这股瞬时液流的压力足以将堵塞的地层压开一定的微网裂缝，从而增加地层孔隙度，提高渗透率，解堵效果好且有效期长。本发明的解堵工具结构简单，地面作业操作简便，具有一次作业可进行的水力冲击次数不受限制等优点。
附图为本发明中解堵装置的结构示意图。
具体实施例方式
以下结合附图对发明做进一步的详述一种油水井水力冲击解堵方法，将解堵装置连接在油管上，下入井内，对准需解堵的地层，并于解堵器上部安装封隔器。本发明冲击地层是利用修井设备提升井下解堵装置中的柱塞，抽吸油、套环空中的地层水，瞬时自解堵装置腔体中下落释放。解堵装置一次下井后的水力冲击次数为1次、2次或无数次，不受限制。使用本方法可利用修井设备通井机通过油管与解堵装置连接，下入井内，对准油层或注水层段，上、下用封隔器坐封，如下部无其它层位，也可不用封隔器。通井机上提油管达到一定高度时，井内油、套环空中的液体便进入解堵装置腔体内，形成一股液流迅速下落，由于上部油管中液柱压力及通井机上提过程中解堵装置腔体中形成的真空负压的作用，液体下落过程中形成的冲击力将解堵装置内置弹簧压缩，打开固定阀，由速能转化的压力能直接作用在射孔层段形成压力冲击波，对地层岩石和液体起到锤击破碎、剪切、冲刷和携带作用，并使岩石产生新的微网裂缝，实现解堵。该方法产生的落差和真空负压以及上部油管中的液柱压力对地层形成的冲击力大增。通井机下放油管时，解堵装置内弹簧复位，出液孔关闭，腔体内液体排入油、套环空内，完成一次操作过程，反复上提、下放管柱，可实现多次水力冲击，对地层进行解堵，达到增产增注的目的。为实现上述水力解堵方法，制造一种用于上述方法的油水井水力冲击解堵装置，参见附图，本装置由进液总成和出液总成组成，设有游动阀8，进液总成和出液总成由内筒5连接装配。内筒5为分体结构，分为上下两部分，用丝扣装配连接。进液总成由外筒2、连接管3、内筒5的上分体、柱塞7和游动阀8组成，游动阀8装于柱塞7内，柱塞7安装于内筒5的上分体内，连接管3将柱塞7与油管接头1连接起来。在连接管3和内筒5的外面安装外筒2，外筒2、连接管3、柱塞7、内筒5均为空心管状结构。外筒2的管壁上设有进液孔或进液槽4，在柱塞7与内筒5上分体之间设有密封圈6数道。出液总成由内筒5的下分体、固定阀9、弹簧10组成，固定阀9及弹簧10安装于内筒5下分体的上部，内筒5的下部管壁上设有出液孔或出液槽11。用修井设备通井机，将本装置与油管连接下井，用封隔器定位于油水井的射孔段。通井机上提油管时，通过油管接头1带动连接管3所连接的柱塞7在内筒5中上行，此时游动阀8和固定阀9关闭，当柱塞7下端的游动阀8上行通过外筒2与内筒5的连接处时，油管和套管环空中的液体由外筒2上的多个径向进液孔4流入内筒5中，并形成一股向下冲击的液流，将弹簧10压缩，打开固定阀9，从而打开出液孔11，液流通过固定阀9、出液孔11和射孔段，瞬时冲击地层，这股瞬时液流的压力将堵塞的地层压开一定的裂缝，从而增加地层孔隙度，提高渗透率。当通井机下放油管柱时，通过连接管3，使柱塞7在内筒5中下行，当柱塞7通过外筒2的径向进液孔4以后，进液孔4被关闭，此时，柱塞7下端的游动阀8打开，内筒5中的压力迅速下降，弹簧10复位将固定阀9关闭，出液孔11随即关闭，在柱塞7下部内筒5中的残留的液体通过打开的游动阀8进入柱塞7的腔体内上排至油管内，流入油、套管环空内，完成一次操作。反复上述过程，可实现对堵塞地层的多次水力冲击解堵。
权利要求
1.一种油水井水力冲击解堵方法，将解堵装置连接在油管上，下入井内，对准需解堵的地层，并于解堵器上部安装封隔器，其特征在于本发明冲击地层是利用修井设备提升井下解堵装置中的柱塞，抽吸油、套环空中的地层水，瞬时自解堵装置腔体中下落释放。
2.根据权利要求1所述的一种油水井水力冲击解堵方法，其特征在于解堵装置一次下井后的水力冲击次数不受限制。
3.一种用于权利要求1的水力冲击解堵装置，具有游动阀(8)，其特征在于本装置由进液总成和出液总成组成，进液总成和出液总成由内筒(5)连接装配。
4.根据权利要求3所述的水力冲击解堵装置，其特征在于内筒(5)为分体结构，分为上下两部分，用丝扣装配连接。
5.根据权利要求3所述的水力冲击解堵装置，其特征在于进液总成由外筒(2)、连接管(3)、内筒(5)的上分体、柱塞(7)和游动阀(8)组成，游动阀(8)装于柱塞(7)内，柱塞(7)安装于内筒(5)的上分体内，连接管(3)将柱塞(7)与油管接头(1)连接起来；于连接管(3)和内筒(5)外安装外筒(2)。
6.根据权利要求5所述的一种油水井水力冲击解堵装置，其特征在于上外筒(2)、连接管(3)、柱塞(7)、内筒(5)均为空心管状结构，外筒(2)的管壁上设有进液孔或进液槽(4)；于柱塞(7)与内筒(5)上分体之间设密封圈(6)数道。
7.根据权利要求3所述的一种油水井水力冲击解堵装置，其特征在于出液总成由内筒(5)下分体、固定阀(9)、弹簧(10)组成，固定阀(9)及弹簧(10)安装于内筒(5)下分体的上部，内筒(5)的下部管壁上设有出液孔或槽(11)。
全文摘要
本发明公开了石油工业使用的一种油水井水力冲击解堵方法及装置，适用于石油工业的各种油井和注水井。其方法是将解堵装置连接在油管上，下入井内，对准需解堵的地层，并于解堵器上部安装封隔器，本发明冲击地层是利用修井设备提升井下解堵装置中的柱塞，抽吸油、套环空中的地层水，瞬时自解堵装置腔体中下落释放。该方法产生的落差和真空负压以及上部油管中的液柱压力对地层形成的冲击力大增。其装置设有游动阀，由进液总成和出液总成组成，进液总成和出液总成由内筒连接装配。本装置结构简单，地面作业操作简便，一次作业可进行的水力冲击次数不受限制，解堵冲击力大效果好。
文档编号E21B43/26GK1401879SQ02135479
公开日2003年3月12日 申请日期2002年9月13日 优先权日2002年9月13日
发明者宋开利, 徐建礼, 徐文庆, 赵明宸 申请人:中国石化胜利油田有限公司采油工艺研究院