强制反循环捞砂工具的制作方法

本实用新型涉及捞砂工具技术领域，是一种强制反循环捞砂工具。

背景技术：

在油田开发期间，相当多的区块地层随着产层液体的产出也携带出地层砂，尤其是油井生产的中、后期表现更为突出。油井出砂轻则影响产量，重则堵塞产出通道使油井停产或填埋生产管柱造成井下机械事故；虽然各油田采用了各种主动防砂措施，但收效不是很理想；因此，定期清理井筒内油砂是保证油井正常生产的重要手段；目前各油田使用的捞砂工具主要有捞杯捞砂和负压捞砂；

捞杯捞砂是将井底沉砂冲起至环空后再下沉，部分砂子始终在环空内漩浮难以返至地面和沉入捞杯，捞砂效率低；遇有失返而无法建立循环的井容易形成砂桥造成卡钻事故，在斜井和水平井无法工作，存在使用局限性；

负压捞砂工具是基于活塞原理，利用活塞杆的活塞运动产生负压，将浑浊液抽吸入沉砂管；由于抽吸过程很难将砂粒吸入，且无法打捞井底的沉砂，导致捞砂效率低；整个打捞过程需要反复的对活塞杆进行上提下放动作，操作繁杂。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种强制反循环捞砂工具，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决捞杯捞砂和负压捞砂存在捞砂效率低的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种强制反循环捞砂工具，包括外筒、强制负压发生装置、固液分离沉降装置和捞砂头；在外筒内固定安装强制负压发生装置，强制负压发生装置包括螺杆泵和螺杆泵动力装置：螺杆泵固定在外筒的下部内，外筒的上部内固定安装有能驱动螺杆泵动作的螺杆泵动力装置；螺杆泵动力装置的动力输出端与螺杆泵的动力输入端固定安装在一起；螺杆泵的排出口对应的外筒上设有循环排液孔；在外筒的下端固定安装有固液分离沉降装置；固液分离沉降装置的下端固定安装有捞砂头；在捞砂头上设有循环进液孔；捞砂头和固液分离沉降装置内设有循环通道，循环通道使循环进液孔与螺杆泵吸入口相连通。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述固液分离沉降装置可包括分离接头和沉砂筒；分离接头固定安装在外筒的下端，分离接头的下侧外与沉砂筒的上侧内密封固定安装在一起；在沉砂筒内设有上下贯通的中心管，中心管与沉砂筒之间形成沉砂环腔；在中心管正上方的分离接头下端通过过液颈管固定安装有能完全遮挡中心管的上端口的挡液伞，在过液颈管设有过液孔；在捞砂头内设有使循环进液孔与中心管连通的进液通道，进液通道、中心管、过液孔、分离接头由下至上依次连通并形成循环通道。

上述中心管上部与沉砂筒上部之间可固定安装有扶正环；扶正环上设有过砂孔。

上述螺杆泵动力装置可采用螺杆马达；螺杆马达固定安装在外筒的上部；螺杆马达下端的动力输出旋转体通过中间接头与螺杆泵的动力输入轴连接；动力输出旋转体上设有泵液输出口，泵液输出口与中间接头的上端口相连通；在中间接头外设有环台，环台密封安装在外筒内并将外筒分隔成上排液腔和下排液腔；在环台上方的中间接头上圆周分布有排液侧孔，与排液侧孔对应的外筒上设有泵液出口；循环排液孔位于下排液腔段的外筒上。

上述沉砂筒可包括筒体和筒底环座；筒体为上下连通的管筒，在筒体的下侧内固定有筒底环座；在筒底环座内设有与筒体同轴的环孔，中心管的下端固定在环孔上；中心管、筒底环座和筒体之间形成沉砂环腔；在筒体下侧的筒底环座外设有螺纹，捞砂头通过螺纹固定安装在筒底环座的下部外。

上述分离接头与外筒之间可固定安装有至少一个钻杆。

上述外筒的上侧内可设有螺纹，外筒的上侧通过螺纹固定安装有上接头；或/和，外筒的下侧内设有螺纹，外筒的下侧内与钻杆的上侧外之间通过螺纹固定安装在一起；或/和，钻杆的下侧外设有螺纹，钻杆的下侧内与分离接头的上侧外通过螺纹固定安装在一起。

上述过滤装置可采用滤筒；在滤筒上分布有滤孔，在滤筒的上端外设有环台状的隔离承重环；钻杆内部呈哑铃状，包括上侧的上宽径段、中部的窄径段及下侧的下宽径段；滤筒通过隔离承重环座挂在钻杆上宽径段与窄径段之间的径肩上；隔离承重环和滤筒将钻杆内部分隔成混液腔和滤后腔；或/和，环形的隔离承重环上设有提环。

上述捞砂头可采用能够钻磨的冲洗头；冲洗头采用磨鞋或铣锥或铣齿接头或铣鞋；或/和，外筒的上端固定安装上接头。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便；螺杆泵能够产生负压抽吸力，强行抽吸井底泥砂混合液体并形成局部反循环效果，不受方向限制，可用于斜井或水平井的捞砂作业；螺杆泵的负压大，抽吸更有力，不仅提供高了反循环速度，还能够解决沉砂和堵泥砂入口的问题，提高打捞效率和效果，使用方便、可靠、省力。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例在使用状态下的结构简图。

附图2为沉砂筒和分离接头连接的半剖结构示意图。

附图3为钻杆和滤筒连接的半剖结构示意图。

附图4为中间接头和外筒连接的半剖结构示意图。

附图中的编码分别为：1为外筒，2为螺杆泵，3为循环排液孔，4为分离接头，5为沉砂筒，6为中心管，7为沉砂环腔，8为过液颈管，9为挡液伞，10为捞砂头，11为循环进液孔，12为螺杆马达，13为中间接头，14为环台，15为上排液腔，16为下排液腔，17为排液侧孔，18为泵液出口，19为钻杆，20为滤筒，21为滤孔，22为隔离承重环，23为混液腔，24为滤后腔，25为提环，26为上接头，27为筒底环座，28为筒体，29为扶正环，30为过液孔。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1所示，该强制反循环捞砂工具包括外筒1、强制负压发生装置、固液分离沉降装置和捞砂头10；在外筒1内固定安装强制负压发生装置，强制负压发生装置包括螺杆泵2和螺杆泵动力装置：螺杆泵2固定在外筒1的下部内，外筒1的上部内固定安装有能驱动螺杆泵2动作的螺杆泵动力装置；螺杆泵动力装置的动力输出端与螺杆泵2的动力输入端固定安装在一起；螺杆泵2的排出口对应的外筒1上设有循环排液孔3；在外筒1的下端固定安装有固液分离沉降装置；固液分离沉降装置的下端固定安装有捞砂头10；在捞砂头10上设有循环进液孔11；捞砂头10和固液分离沉降装置内设有循环通道，循环通道使循环进液孔11与螺杆泵2吸入口相连通。

使用时，下放管柱，划眼冲砂，螺杆泵动力装置提供动力，螺杆泵启动并产生负压抽吸力，强行抽吸井底泥砂混合液体，使井底泥砂混合液体从循环进液孔11进入本捞砂工具内，沿循环通道上行至固液分离沉降装置进行固液分离，固体泥砂分离出来并沉降在固液分离沉降装置内，实现打捞目的；混合液体则继续上行，从螺杆泵2吸入口进入到螺杆泵2内，再通过螺杆泵2排出口和循环排液孔3排出外筒1外，在液柱压力及螺杆泵2抽吸的作用下，混合液体下行，形成强制负压下的局部反循环效果；由于反循环动力是由螺杆泵2抽吸产生的，因此不受方向限制，可用于斜井或水平井的捞砂作业；采用的螺杆泵2负压大，抽吸更有力，不仅提高了反循环速度，还能够将井底沉砂冲起，与井下液体之间形成泥砂混合液后，再抽入至该捞砂工具内进行打捞，提高打捞效率和效果；而且相较于现有的基于活塞原理的负压捞砂工具，因自身带有能够提供动力的螺杆泵动力装置，无需其他操作即可实现打捞，使用方便省力。

可根据实际需要，对上述强制反循环捞砂工具作进一步优化或/和改进：

如附图1、2所示，固液分离沉降装置包括分离接头4和沉砂筒5；分离接头4固定安装在外筒1的下端，分离接头4的下侧外与沉砂筒5的上侧内密封固定安装在一起；在沉砂筒5内设有上下贯通的中心管6，中心管6与沉砂筒5之间形成沉砂环腔7；在中心管6正上方的分离接头4下端通过过液颈管8固定安装有能完全遮挡中心管6的上端口的挡液伞9，在过液颈管8设有过液孔30；在捞砂头10内设有使循环进液孔11与中心管6连通的进液通道，进液通道、中心管6、过液孔30、分离接头4由下至上依次连通并形成循环通道。使用时，从循环进液孔11吸入的井底泥砂混合液体，经进液通道和中心管6上行至挡液伞9，挡液伞9能够改变流速，因固体泥砂的重力作用，固体泥砂向下沉积至沉砂环腔7内，实现打捞目的；混合液体则继续上行，从过液孔30进入分离接头4，再沿分离接头4上行，从螺杆泵2吸入口进入到螺杆泵2内，再通过螺杆泵2排出口和循环排液孔3排出外筒1外，实现强制负压下的局部反循环。

如附图2所示，在中心管6上部与沉砂筒5上部之间固定安装有扶正环29；扶正环29上设有过砂孔。

如附图1、4所示，螺杆泵动力装置采用螺杆马达12；螺杆马达12固定安装在外筒1的上部；螺杆马达12下端的动力输出旋转体通过中间接头13与螺杆泵2的动力输入轴连接；动力输出旋转体上设有泵液输出口，泵液输出口与中间接头13的上端口相连通；在中间接头13外设有环台14，环台14密封安装在外筒1内并将外筒1分隔成上排液腔15和下排液腔16；在环台14上方的中间接头13上圆周分布有排液侧孔17，与排液侧孔17对应的外筒1上设有泵液出口18；循环排液孔3位于下排液腔16段的外筒1上。其中，螺杆马达12采用公知设备，能够以液体为动力，把液体压力能转为机械能，为螺杆泵2提供旋转动力；动力通过中间接头13传递给螺杆泵2；其中驱动螺杆马达12的液体，可依次经泵液输出口、中间接头13和泵液出口18排出外筒1外；由于本捞砂工具在打捞时，始终沉在井下混合液中，因此从泵液出口18排出的液体能够上返，并通过管线与地面建立循环，使用更节能，成本低。

如附图2所示，沉砂筒5包括筒体28和筒底环座27；筒体28为上下连通的管筒，在筒体28的下侧内固定有筒底环座27；在筒底环座27内设有与筒体28同轴的环孔，中心管6的下端固定在环孔上；中心管6、筒底环座27和筒体28之间形成沉砂环腔7；在筒体下侧的筒底环座27外设有螺纹，捞砂头10通过螺纹固定安装在筒底环座27的下部外。沉砂筒5能够拆分成筒体28和筒底环座27，方便卸砂和清洗。

如附图1所示，在分离接头4与外筒1之间固定安装有至少一个钻杆19。使用钻杆19可调节本捞砂工具的长度，并通过该方式来增加下深，可用于不同井深的油井进行打捞作业。

如附图1、3所示，在钻杆19内置有过滤装置。过滤装置将经钻杆19的混合液中的泥砂岩屑等杂物过滤掉，避免杂物进入螺杆泵2损坏其内部的橡胶件；提高本捞砂工具的负压抽吸效果，增加使用寿命。

如附图2、3、4所示，为方便拆装，在外筒1的上侧内设有螺纹，外筒1的上侧通过螺纹固定安装有上接头26；或/和，外筒1的下侧内设有螺纹，外筒1的下侧内与钻杆19的上侧外之间通过螺纹固定安装在一起；或/和，钻杆19的下侧外设有螺纹，钻杆19的下侧内与分离接头4的上侧外通过螺纹固定安装在一起。

如附图1、3所示，为增加过滤效果，过滤装置采用滤筒20；在滤筒20上分布有滤孔21，在滤筒20的上端外设有环台状的隔离承重环22；钻杆19内部呈哑铃状，包括上侧的上宽径段、中部的窄径段及下侧的下宽径段；滤筒20通过隔离承重环22座挂在钻杆19上宽径段与窄径段之间的径肩上；隔离承重环22和滤筒20将钻杆19内部分隔成混液腔23和滤后腔24。

如附图3所示，为方便将滤筒20取出，在环形的隔离承重环22上设有提环25。

如附图1所示，捞砂头10采用能够钻磨的冲洗头。通过螺杆泵2负压作用，使冲洗头同时具备通径、引导、钻磨、冲洗的功能，不仅能够防止砂桥卡钻，还能冲开井底沉砂，使沉砂与井下液体混成混合液的状态进入到本捞砂工具内，避免堵死循环进液孔11，提高捞砂的可靠性。

根据需要，冲洗头采用磨鞋或铣锥或铣齿接头或铣鞋。

如附图1所示，为方便本捞砂工具与管柱安装，在外筒1的上端固定安装上接头26。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。