反循环冲砂器和冲砂工艺管柱的制作方法

本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种反循环冲砂器和冲砂工艺管柱。

背景技术：

砂岩储层，油水井出砂是一个普遍现象，出砂程度受储层物性、颗粒胶结状况、注水强度等诸多因素的影响。随着油田的开发进程，国内大部分老油田已进入油田开发的中后期，主力生产层段注水时间长，注水强度大，出砂日益严重。油井出砂后，如果井内的液流不能将出砂全部带至地面，井内砂子逐渐沉淀，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。现有技术中，一般向井内高速注入液体，靠水力作用将井底沉沙冲散悬浮，并借助高速上返的液流将冲散的砂子带到地面，这种施工方法称为冲砂。

反循环冲砂作为一种冲砂方式是将冲砂工作液沿冲砂管与套管环形空间向下流动，冲击井底沉沙，冲散的砂子与冲砂工作液混合后，沿冲砂管返至地面。

现有技术中的反循环冲砂器通常具有内中心管和套装其外部的外中心管，该内中心管的上端与外中心管的上端固定连接，该内中心管的下端与外中心管的下端固定连接。该内、外中心管之间形成有环形空腔，该外管上设置有连通环形空间的过流孔。该外中心管上还设置有用于封隔油管与套管之间的油套环空的封隔件。该外中心管的下端固定连接有射流体。反循环冲砂时，冲砂液从套管环空向下流动，由于外管上设置有封隔件，所以冲砂液从油套环空通过过流孔进入内、外中心管之间的环形空腔，并通过射流体流出从而冲击井底沉沙，冲散的砂子与冲砂工作液混合后，沿内中心管返至地面。

在大斜度井的冲砂作业中，由于其存在斜井段，所以从井底被搅起的沉沙易在斜井段二次沉积。现有技术中的反循环冲砂器在进行反循环冲砂作业时，井底的沉沙在封隔器以下的部分被搅起，所以当该沉沙发生二次沉积时，现有技术中的反循环冲砂器封隔器以下的部分会被地层砂埋住，从而造成砂卡事故。由于现有技术中的反循环冲砂器的内外中心管固定连接，外中心管与射流体固定连接，所以当沉沙发生二次沉积时，难以解除该反循环冲砂器的砂卡事故，从而影响了后续作业的施工。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种易于解除砂卡事故的反循环冲砂器和冲砂工艺管柱。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：一种反循环冲砂器，所述反循环冲砂器包括：组合管体，所述组合管体包括中心管和套设于所述中心管外的外管，所述外管与所述中心管固定连接，所述外管与所述中心管之间形成第一环形空腔，所述外管的管壁上设置有过流孔，所述过流孔与所述第一环形空腔相连通；射流体，所述射流体与所述组合管体可拆卸连接；所述射流体与所述组合管体之间形成第二环形空腔，所述第二环形空腔与所述第一环形空腔相连通，所述射流体的壁上设置有连通所述第二环形空腔的喷射孔；封隔件，所述封隔件套设于所述外管上并与所述外管滑动配合，所述封隔件位于所述过流孔和所述射流体之间；上提所述反循环冲砂器，所述射流体与所述组合管体相分离，所述封隔件与所述外管相分离。

作为一种优选的实施方式，所述射流体套设于所述外管上，所述射流体与所述外管之间形成所述第二环形空腔。

作为一种优选的实施方式，所述可拆卸连接包括螺纹连接、螺钉连接、卡接。

作为一种优选的实施方式，所述射流体具有相背对的上端和下端，所述上端与所述外管可拆卸连接，所述下端与所述中心管滑动配合。

作为一种优选的实施方式，所述射流体包括与所述外管可拆卸连接的第一筒体和与所述中心管滑动配合的第二筒体，所述第二筒体可转动地连接于所述第一筒体背对所述外管的一端。

作为一种优选的实施方式，所述第二筒体上设置有喷射孔，所述喷射孔的中心线与所述第二筒体的转动轴线之间形成不为0度、360度或180度的夹角。

作为一种优选的实施方式，其包括：密封接头，所述密封接头上设置贯通孔，所述密封接头通过所述贯通孔套装固定于所述第一筒体上，所述密封接头的内壁上间隔设置多个凸起筋，所述凸起筋沿径向延伸至所述中心管的外壁面并与其抵靠。

作为一种优选的实施方式，所述喷射孔具有相背对的入口端和出口端，所述喷射孔的孔径自所述入口端至所述出口端变小。

作为一种优选的实施方式，所述过流孔为多个，所述多个过流孔在所述外管的侧壁上周向分布和/或轴向分布。

作为一种优选的实施方式，所述中心管背对所述射流体的一端连接有油管，所述油管上安装有油管扶正器。

根据上述的反循环冲砂器的冲砂工艺管柱，所述冲砂工艺管柱包括：套管；所述中心管设置于所述套管内；所述外管与所述套管之间形成有油套环空，所述封隔件密封所述油套环空。

本发明提供的一种反循环冲砂器的有益效果是：本发明提供的一种反循环冲砂器，在进行反循环冲砂作业时，由于封隔件的阻挡，冲砂工作液沿外管与套管之间的油套环空向下流动，通过过流孔流入第一环形空腔，再流至第二环形空腔中，最后从喷射孔流入井底冲击井底沉沙，冲散的砂子与冲砂工作液混合后，沿中心管返至地面。在发生砂卡事故时，由于射流体与组合管体可拆卸连接，所以上提该反循环冲砂器，可以使得射流体与组合管体相分离；由于封隔件套设于外管上并与外管滑动配合，所以封隔件与外管相分离，从而将中心管、外管从地层砂中取出，将射流体和封隔件落入井底内，以解除砂卡事故。本发明实现了提供一种易于解除砂卡事故的反循环冲砂器的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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是本发明一个实施方式提供的结构示意图；

图2是图1中沿A-A线的截面图；

图3是本发明一个实施方式提供的解除砂卡事故的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，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方式，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种反循环冲砂器。所述反循环冲砂器包括：组合管体15，所述组合管体15包括中心管11和套设于所述中心管11外的外管13，所述外管13与所述中心管11固定连接，所述外管13与所述中心管11之间形成第一环形空腔21，所述外管13的管壁上设置有过流孔25，所述过流孔25与所述第一环形空腔21相连通；射流体17，所述射流体17与所述组合管体15可拆卸连接；所述射流体17与所述组合管体15之间形成第二环形空腔23，所述第二环形空腔23与所述第一环形空腔21相连通，所述射流体17的壁上设置有连通所述第二环形空腔23的喷射孔27；封隔件19，所述封隔件19套设于所述外管13上并与所述外管13滑动配合，所述封隔件19位于所述过流孔25和所述射流体17之间；上提所述反循环冲砂器，所述射流体17与所述组合管体15相分离，所述封隔件19与所述外管13相分离。

本发明提供的一种反循环冲砂器，在进行反循环冲砂作业时，由于封隔件19的阻挡，冲砂工作液沿外管13与套管59之间的油套环空65向下流动，通过过流孔25流入第一环形空腔21，再流至第二环形空腔23中，最后从喷射孔27流入井底冲击井底沉沙，冲散的砂子与冲砂工作液混合后，沿中心管11返至地面。在发生砂卡事故时，由于射流体17与组合管体15可拆卸连接，上提该反循环冲砂器，可以使得射流体17与组合管体15相分离；由于封隔件19套设于外管13上并与外管13滑动配合，所以封隔件19与外管13相分离，从而将中心管11、外管13从地层砂中取出，将射流体17和封隔件19落入井底内，已解除砂卡事故。本发明实现了提供一种易于解除砂卡事故的反循环冲砂器的目的。

如图1所示，在本实施方式中，组合管体15用于为反循环作业提供流体通道。该中心管11的一端用于与油管55相连接，另一端用于置于井底中。冲砂作业时，将本实施方式中提供的一种反循环冲砂器下入油井的套管59中，该组合管体15与套管59之间形成油套环空65。外管13具有相背对的顶端29和底端31。该外管13可以是顶端29和底端31中的任一一端与中心管11固定连接，也可以该顶端29和底端31的两端与中心管11固定连接。该固定连接可以是螺纹连接、螺栓连接、焊接、一体成型。该外管13的管壁上的过流孔25与第一环形空腔21相连通，可以使得油套环空65中的冲砂工作液通过该过流孔25进入第一环形空腔21中。

如图3所示，射流体17用于使冲砂工作液流入井底并冲击井底沉沙。射流体17具有相背对的上端35和下端37。射流体17与组合管体15可拆卸连接，以使在发生砂卡事故时，上提该组合管体15，可以使得射流体17与组合管体15相分离，从而将中心管11、外管13从地层砂中取出，而射流体17落入井底内。该可拆卸连接包括螺纹连接、螺钉连接、卡接。当冲砂工作液从油套环空65流入第一环形空腔21中后，由于第二环形空腔23与第一环形空腔21相连通，所以冲砂工作液从第一环形空腔21流入射流体17的第二环形空腔23中，并从射流体17的喷射孔27上流出。

在一个实施方式中，射流体17套设于外管13上，射流体17与外管13之间形成第二环形空腔23。射流体17的上端35和下端37均与外管13相连接，从而将射流体17套设于外管13上。在另一个实施方式中，上端35与外管13可拆卸连接，下端37与中心管11滑动配合。进一步地，上端35与外管13的底端31通过销钉39相连接。该销钉39在一定的拉力作用下，将发生断裂，以使射流体17的上端35与外管13相分离，组合管体15可以从沉沙中取出。

封隔件19用于封隔油套环空65。封隔件19位于过流孔25和射流体17之间，可以使当冲砂工作液从油套环空65向下流动时，封隔件19阻止冲砂工作液在油套环空65中流入井底，冲砂工作液流经过流孔25流入第一环形空腔21中。该封隔件19与外管13滑动配合，可以使得在发生砂卡事故时，上提组合管体15，使得封隔件19与外管13相分离，从而封隔件19从套管59上脱落下来落入井底内，以解除砂卡事故。该封隔件19可以是胶筒，当然封隔件19也可以为本领域技术人员熟悉的其他种类的密封体。具体地，该外管13底端31的外壁上设置有凹槽33，该封隔件19位于该凹槽33内，且封隔件19的底部与射流体17的上端35相抵靠，以使当射流体17与外管13相分离后，该封隔件19易于从外管13上滑落下来，从而有利于解除砂卡事故。封隔件19的个数为两个，相邻的封隔件19之间设置有承托隔环45。该封隔件19与射流体17的上端35之间设置有承托环47。该封隔件19与外管13之间设置有垫圈49。

在一个优选的实施方式中，射流体17包括与外管13可拆卸连接的第一筒体41和与中心管11滑动配合的第二筒体43，第二筒体43可转动地连接于第一筒体41背对外管13的一端，从而在冲砂作业时，第二筒体43能相对于第一筒体41旋转，以使该射流体17能在井底进行掀砂、搅动沉砂，提高冲砂和携砂效果；在冲砂作业完成后，上提组合管体15，该第一筒体41与外管13相分离，从而解除砂卡事故。

在一个优选的实施方式中，第二筒体43上设置有喷射孔27，喷射孔27的中心线与第二筒体43的转动轴线之间形成不为0度、360度或180度的夹角。当冲砂工作液从喷射孔27流出时，喷射孔27喷出的液体喷射在套管59的内壁上，从而该液体与套管59作用产生反作用力，在反作用力下，一方面在力偶的作用下，第二筒体43相对于第一筒体41发生转动，另一方面井底的沉沙被搅起，从而有利于提高冲砂和携砂效果。

如图2所示，在一个优选的实施方式中，密封接头61，密封接头61上设置贯通孔，密封接头61通过贯通孔套装固定于第一筒体41上，密封接头61的内壁上间隔设置多个凸起筋63，凸起筋63沿径向延伸至中心管11的外壁面并与其抵靠。该固定连接可以是螺栓连接、螺钉连接、螺纹连接、焊接、一体成型。该密封接头61能对第一筒体41和中心管11之间产生支撑，以提高冲砂时的稳定性。密封接头61可以更方便地安装于中心管11上，从而降低安装难度。

在一个优选的实施方式中，喷射孔27具有相背对的入口端51和出口端53，喷射孔27的孔径自入口端51至出口端53变小，从而可以提高喷射孔27喷射的液流的速度，提高冲砂和携砂效果。

在一个优选的实施方式中，过流孔25为多个，多个过流孔25在外管13的侧壁上周向分布和/或轴向分布，可以提高油套环空65内的冲砂工作液流入第一环形空间中的速度。

在一个优选的实施方式中，中心管11背对射流体17的一端连接有油管55，油管55上安装有油管扶正器57，可以使组合管体15位于套管59的中心，以对井底内各个位置的沉沙进行冲击，提高冲砂和携砂效果。

本发明的一种实施方式提供一种冲砂工艺管柱，该冲砂工艺管柱包括：套管59；中心管11设置于套管59内；外管13与套管59之间形成有油套环空65，封隔件19密封油套环空65。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。