冲砂装置的制作方法

本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种冲砂装置。

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。

现有技术中的冲砂装置包括冲砂管和与冲砂管相连接的喷嘴。在进行冲砂作业时，冲砂液从地面冲砂设备进入冲砂管然后通过喷嘴冲击井底砂床。因为喷嘴相对于冲砂管固定不动，所以从喷嘴中射流出的冲砂液只能冲散井底砂床某一恒定位置的沉沙，而不能冲散井底砂床其他位置的沉沙，因此井底砂床没有被冲散的沉沙将不会被高速上返的液流带到地面，从而影响了冲砂效果。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能冲散井底砂床中各个位置的沉沙的冲砂装置。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：一种冲砂装置，所述冲砂装置包括：中心管，其具有入口和出口；所述入口用于与外部冲砂设备相连接；射流体，其套设于所述中心管外，且能相对于所述中心管转动；所述射流体的侧壁或者底端上设置有喷射孔，所述喷射孔与所述出口相连通，所述喷射孔的延伸方向与所述中心管的延伸方向相异，以使所述射流体在冲砂液的反作用力下转动。

作为一种优选的实施方式，所述喷射孔至少为3个。

作为一种优选的实施方式，所述喷射孔为3个，所述3个喷射孔周向间隔设置于所述射流体的壁上；且所述3个喷射孔中各个所述喷射孔的延伸方向与所述中心管的延伸方向之间形成的夹角不同。

作为一种优选的实施方式，所述中心管的外壁设置有凸起部，所述射流体的内壁上设置与所述凸起部相接合的挂接部，所述挂接部能相对于所述凸起部转动。

作为一种优选的实施方式，所述凸起部具有第一锥面，所述第一锥面的横截面积沿背离所述入口的方向增大，所述挂接部具有与所述第一锥面滑动配合的第二锥面，所述第二锥面的横截面积沿背离所述入口的方向减小。

作为一种优选的实施方式，所述第一凸起部与所述射流体之间设置有第一密封件，所述第二凸起部与所述中心管之间设置有第二密封件。

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，所述中心管上设置有油管扶正器。

作为一种优选的实施方式，其包括：穿设在所述中心管内的内管，所述内管与所述中心管之间形成有环形空间，所述射流体的上端与所述中心管可转动连接，下端与所述内管滑动配合；所述环形空间与所述喷射孔相连通。

作为一种优选的实施方式，所述射流体具有沿背离所述中心管的方向内径缩小的收缩部，所述喷射孔设置于所述收缩部的壁上。

本发明提供的一种冲砂装置的有益效果是：本发明提供的一种冲砂装置，在冲砂时，冲砂液从外部冲砂设备通过入口进入中心管内并通过出口流出喷射孔。因为喷射孔的延伸方向与中心管的延伸方向相异，从而冲砂液从喷射孔内射出时，冲砂液冲击井底砂床产生的反作用力能在射流体的周向上产生使射流体转动的分力，从而射流体能在冲砂液的反作用力下转动，冲砂液能对井底砂床进行搅动冲砂，以冲散井底砂床中各个位置的沉沙。本发明实现了提供一种能冲散井底砂床中各个位置的沉沙的冲砂装置的目的。

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是本发明一个实施方式提供的局部放大示意图。

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。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1、图2。本发明一种实施方式提供的一种冲砂装置。所述冲砂装置包括：中心管11，其具有入口15和出口17；所述入口15用于与外部冲砂设备相连接；射流体13，其套设于所述中心管11外，且能相对于所述中心管11转动；所述射流体13的侧壁或者底端上设置有喷射孔19，所述喷射孔19与所述出口17相连通，所述喷射孔19的延伸方向与所述中心管11的延伸方向相异，以使所述射流体13在冲砂液的反作用力下转动。

本发明提供的一种冲砂装置，在冲砂时，冲砂液从外部冲砂设备通过入口15进入中心管11内并通过出口17流出喷射孔19。因为喷射孔19的延伸方向与中心管11的延伸方向相异，从而冲砂液从喷射孔19内射出时，冲砂液冲击井底砂床产生的反作用力能在射流体13的周向上产生使射流体13转动的分力，从而射流体13能在冲砂液的反作用力下转动，冲砂液能对井底砂床进行搅动冲砂，以冲散井底砂床中各个位置的沉沙。本发明实现了提供一种能冲散井底砂床中各个位置的沉沙的冲砂装置的目的。

如图1所示，在本实施方式中，中心管11的入口15用于与外部冲砂设备相连接，从而外部冲砂设备可以向中心管11中输入冲砂液。该连接可以是螺纹连接、螺栓连接、焊接、一体呈型。优选地，该中心管11入口15的内壁或者外壁上设置有螺纹，该螺纹用于与外部冲砂设备相连接。该外部冲砂设备可以包括依次连接的冲砂液源、动力泵以及管柱。该管柱用于与中心管11相连接。

在本实施方式中，射流体13呈筒状。该筒状的射流体13具有开口端，从而射流体13能通过该开口端与中心管11相连接，以使得射流体13的喷射孔19与出口17相连通。冲砂液从外部冲砂设备通过入口15进入中心管11内后能通过出口17流出喷射孔19。该喷射孔19的延伸方向与中心管11的延伸方向相异。该相异是指喷射孔19的延伸方向与中心管11的延伸方向在空间上不共面，从而冲砂液从喷射孔19内射出时，冲砂液冲击井底砂床产生的反作用力能在射流体13的周向上产生使射流体13转动的分力，从而射流体13能在冲砂液的反作用力下转动。

在一个实施方式中，冲砂液从中心管11内通过出口17流出喷射孔19后能通过中心管11与套管之间的环空流出从而将砂颗粒带到地面，以实现正冲砂。

在另一个实施方式中，本发明提供的冲砂装置包括：内管21，内管21外套设有中心管11，内管21与中心管11之间形成有环形空间23，射流体13的上端与中心管11可转动连接，下端与内管21滑动配合；环形空间23与喷射孔19相连通。冲砂时，冲砂液从环形空间23流入射流体13内并通过喷射孔19流处，以对井底砂床的沉沙进行冲击，当井底的沉沙被冲散后，冲散的离散相随冲砂液通过内管21返回到地面，以实现反冲砂。

在一个实施方式中，喷射孔19为3个，3个喷射孔19周向间隔设置于射流体13的壁上；且3个喷射孔19中各个喷射孔19的延伸方向与中心管11的延伸方向之间形成的夹角不同。

在本实施方式中，当喷射孔19为3个时，为了使冲砂液能对井底砂床的不同位置进行搅动以充分冲散井底砂床的沉沙，3个喷射孔19周向间隔设置于射流体13的壁上；且3个喷射孔19中各个喷射孔19的延伸方向与中心管11的延伸方向之间形成的夹角不同。

在一个实施方式中，喷射孔19至少为3个。

在本实施方式中，冲砂液从喷射孔19射出，冲砂液能对井底砂床进行搅动冲砂。但当喷射孔19的数量只为1个时，射流体13受到冲砂液的反作用力相对较小，所以射流体13的转速较慢，因此冲砂液搅动井底砂床的速度较慢，从而在射流体13转动过程中，容易将砂颗粒从一侧冲击至相对侧，而导致砂颗粒难以被高速上返的液流带到地面。为了提高射流体13的转速，以使砂颗粒能被高速上返的液流带到地面，需要增大射流体13受到冲砂液的反作用力，因此需要增加喷射孔19的数量，且该喷射孔19至少为3个。

在一个实施方式中，中心管11的外壁设置有凸起部25，射流体13的内壁上设置与凸起部25相接合的挂接部27，挂接部27能相对于凸起部25转动。

在本实施方式中，凸起部25可以是沿中心管11的外壁周向凸出，也可以包括相对设置在中心管11的外部上的第一凸起和第二凸起。该挂接部27可以是凸出射流体13内壁的凸起。该挂接部27与凸起部25相接合，从而射流体13能通过挂接部27套设于中心管11上。挂接部27能相对于凸起部25转动，从而射流体13能相对于中心管11转动。

在一个实施方式中，凸起部25具有第一锥面29，第一锥面29的横截面积沿背离入口15的方向增大，挂接部27具有与第一锥面29滑动配合的第二锥面31，第二锥面31的横截面积沿背离入口15的方向减小，从而第二锥面31与第一锥面29相接合时，射流体13能套设在中心管11上。

在本实施方式中，挂接部27的第二锥面31与凸起部25的第一锥面29滑动配合，从而将射流体13连接于中心管11上，且使得射流体13能相对于中心管11转动。

在一个实施方式中，凸起部25与射流体13之间设置有第一密封件33，挂接部27与中心管11之间设置有第二密封件35。

在本实施方式中，该第一密封件33能防止射流体13内的冲砂液通过凸起部25与射流体13之间的间隙流出。第二密封件35能防止中心管11外的流体通过挂接部27与中心管11之间的间隙流出。该第一密封件33可以是金属密封圈，也可以是橡胶密封圈。该第二密封件35可以是金属密封圈，也可以是橡胶密封圈。

在一个实施方式中，喷射孔19具有相背对的入口端39和出口端39，喷射孔19的孔径自入口端39至出口端39变小。

在本实施方式中，喷射孔19的孔径自入口15端39至出口端39变小可以加速流经喷射孔19的冲砂液的流速，从而增强冲砂液的冲砂效果。

在一个实施方式中，中心管11上设置有油管扶正器41。

在本实施方式中，该油管扶正器41用于对中心管11进行扶正，以保证冲砂过程的稳定性。

在一个实施方式中，射流体13具有沿背离中心管11的方向内径缩小的收缩部43，喷射孔19设置于收缩部43的壁上。

在本实施方式中，该收缩部43能加速流入喷射孔19内的冲砂液的流速，以增强冲砂液的冲砂效果。

在一个实施方式中，内管21具有相背对的第一端和第二端，该第二端上连接有导锥，该导锥用于引导内管21下入井筒的套管内。

在一个实施方式中，异型接箍45套装固定于中心管11的顶端，密封接头47上设置贯通孔，密封接头47通过贯通孔套装固定于内管21的第一端；密封接头47的外壁上间隔设置多个凸起筋，凸起筋沿径向延伸至异型接箍45的内壁面并与其固定连接；内管21和中心管11通过异性接箍和密封接头47连接成一体。将内管21、中心管11加工形成一体式的冲砂同心管，相比于内管21采用悬挂连接的方式，连接作业简单，内管21和中心管11通过异型接箍45和密封接头47能可靠密封。应用常规修井作业设备即可简单快捷地下入冲砂同心管。

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。