一种通井冲砂工具的制作方法

文档序号:11601236阅读:379来源:国知局

本实用新型涉及石油设备领域,特别涉及一种通井冲砂工具。



背景技术:

随着油井的长期开采,井下套管内壁会产生变形,出现缩径的问题,对后续下入采油修井工具和生产工具产生阻碍,影响油井的正常生产。并且,油井长期开采也不可避免会出现出砂问题,油井出砂后,如果井内的液流不能将出砂全部带至地面,井内砂子就会逐渐沉淀,形成砂柱,进而堵塞出油通道,增加流动阻力,使油井减产或停产。因此,为了保证油井的正常生产,有必要对油井进行通井检测(对井下套管有无变形进行检测)和冲砂(清除井内的沉砂)。

现有技术通过使用通井规进行通井检测,通井规为空心圆柱体结构,一般包括:管状本体、与该管状本体上端相连通的上接头。应用时,将上接头与通井管柱的下端相连通(通井管柱指的是用于进行通井操作的由多个油管顺次连通组成的管柱),随后将通井管柱下入井下套管内,使通井规到达预定深度或人工井底,期间,通过感应通井规在套管内有无遇阻以及遇阻时上提通井管柱的力是否增加即可实现对套管有无变形的检测(当通井规在套管内下放遇阻时,上提通井管柱,如果此时上提的力增加,就说明套管遇阻是因为套管变形引起的。如果上提的力不变,则说明套管遇阻是因为井下沉砂引起的)。在通井过程中,常因井下的沉砂导致通井作业遇阻,此时,需要上提通井管柱并下放冲砂管柱进行冲砂作业(冲砂管柱指的是用于进行冲砂操作的由多个油管顺次连通组成的管柱),将井下的沉砂排出至地面。具体地,在冲砂管柱的下端连通有冲砂头(一般为空心圆柱体结构),将冲砂管柱下入套管内,使冲砂头下至人工井底,随后进行正冲砂作业(即将冲砂液自地面泵入冲砂管柱和冲砂头的内腔中,使冲砂液快速向下移动,自冲砂头的底端排出,将井下的沉砂冲散,使被冲散的沉砂和冲砂液混合形成混砂溶液,并沿冲砂管柱与套管形成的油套环空自下而上排至地面),即可完成对套管有无变形的检测以及对使通井受阻的沉砂的处理。

设计人发现现有技术至少存在以下问题:

现有技术需要起下两趟管柱,分别进行通井和冲砂两相操作,施工周期长,生产效率低。



技术实现要素:

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于,提供了一种只需要起下一趟管柱,且施工周期短,生产效率高的通井冲砂工具。具体技术方案如下:

一种通井冲砂工具,包括通井规和冲砂头;

所述通井规包括:上端与通井管柱的下端相连通的上接头、上端与所述上接头下端相连通的管状本体;

所述冲砂头为通径管状结构,包括管式本体和设置在所述管式本体下端的笔尖状端部;

所述管式本体套设在所述管状本体内,上端与所述上接头连通;

所述笔尖状端部位于所述管状本体外部。

具体地,作为优选,所述上接头以螺纹连接方式套装在所述管式本体上端外部。

具体地,作为优选,所述管状本体以螺纹连接方式套装在所述上接头下端外部。

具体地,作为优选,所述管状本体的外径为115-120mm,长度为1400-1600mm;

所述管式本体的外径为70-75mm,长度为1500-1700mm;

所述笔尖状端部的长度为150-250mm。

具体地,作为优选,所述管状本体的壁厚为5-7mm。

具体地,作为优选,所述管式本体位于所述管状本体外部的管体长度为80-120mm。

具体地,作为优选,在所述管状本体与所述管式本体之间的间隙中设置有至少一个密封圈。

具体地,作为优选,所述上接头上端的内壁上设置有内螺纹。

具体地,作为优选,所述上接头上部内腔的直径自上而下逐渐减小。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:

本实用新型实施例提供的通井冲砂工具,通过将通井管柱、上接头、管状本体自上而下顺次连通并下入井下套管内(其中,冲砂头的管式本体套设在管状本体内),直至最下端的笔尖状端部到达人工井底或预定深度,期间,通过感应通井规在套管内有无遇阻以及遇阻时上提通井管柱的力是否增加即可实现对套管有无变形的检测(当通井规在套管内下放遇阻时,上提通井管柱,如果此时上提的力增加,就说明套管遇阻是因为套管变形引起的。如果上提的力不变,则说明套管遇阻是因为井下沉砂引起的)。由于井下的沉砂容易使下入通井管柱时遇阻,此时,可以通过冲砂头进行反冲砂作业(即将冲砂液自地面泵入通井管柱与套管形成的油套环空内,使冲砂液快速向下移动,以对沉砂产生较强的冲击力,将沉砂冲散,使被冲散的沉砂与冲砂液形成混砂溶液,自笔尖状端部的底端进入,并沿冲砂头和通井管柱连通所形成的内腔排至地面),随后继续进行通井作业,直至通井完成。如此,在保证油井正常生产的同时,只需要起下一趟通井管柱即可完成通井、冲砂两项操作,缩短了施工周期,进而提高了油井的生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例,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是本实用新型实施例提供的通井冲砂工具的剖面示意图。

附图标记分别表示:

1 通井规,

101 上接头,

102 管状本体,

2 冲砂头,

201 管式本体,

202 笔尖状端部。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型实施例提供了一种通井冲砂工具,如图1所示,该通井冲砂工具包括通井规1和冲砂头2;其中,通井规1包括:上端与通井管柱的下端相连通的上接头101、上端与上接头101下端相连通的管状本体102;冲砂头2为通径管状结构,包括管式本体201和设置在管式本体201下端的笔尖状端部202;管式本体201套设在管状本体102内,上端与上接头101连通;笔尖状端部202位于管状本体102外部。

可以理解的是,管状本体102下入井下以后与套管之间的间隙为本领域所常见的,一般在3-5mm之间。

本实用新型实施例提供的通井冲砂工具的工作原理如下所述:

将通井管柱、上接头101、管状本体102自上而下顺次连通并下入井下套管内(其中,冲砂头2的管式本体201套设在管状本体102内),直至最下端的笔尖状端部202到达人工井底或预定深度,期间,通过感应通井规1在套管内有无遇阻以及遇阻时上提通井管柱的力是否增加即可实现对套管有无变形的检测(当通井规1在套管内下放遇阻时,上提通井管柱,如果此时上提的力增加,就说明套管遇阻是因为套管变形引起的。如果上提的力不变,则说明套管遇阻是因为井下沉砂引起的)。由于井下的沉砂容易使下入通井管柱时遇阻,此时,可以通过冲砂头2进行反冲砂作业(即将冲砂液自地面泵入通井管柱与套管形成的油套环空内,使冲砂液快速向下移动,以对沉砂产生较强的冲击力,将沉砂冲散,使被冲散的沉砂与冲砂液形成混砂溶液,自笔尖状端部202的底端进入,沿冲砂头2和通井管柱连通所形成的内腔排至地面),随后继续进行通井作业。如此,在保证油井正常生产的同时,只需要起下一趟通井管柱即可完成通井、冲砂两项操作,缩短了施工周期,进而提高了油井的生产效率。

其中,冲砂头2的结构可以为多种,举例来说,可以为空心圆柱形结构、空心圆台形结构等,只要满足直径小于通井规1的直径,并且能够与通井规1连通形成空腔,以通过混砂溶液即可。此外,本领域技术人员可以理解的是,冲砂液是指用来解除砂堵的液体,目前常用的冲砂液类型有油、水、乳状液和汽化液等。

在本实用新型实施例中,通过将冲砂头2套设在管状本体102内,并使其上端与上接头101的下端相连通,使冲砂头2穿过管状本体102后直接与管状本体102上端的上接头101连通,在冲砂时,井下的沉砂与冲砂液形成的混砂溶液自冲砂头2的底端进入,顺次流经冲砂头2、上接头101、通井管柱连通所形成的内腔后排出至地面,此时,通井规1与冲砂头2内用于通过混砂溶液的通道的通径保持一致,避免了冲砂过程中沉砂由于通井规1与冲砂头2之间存在变径(直径不同)而发生卡堵现象。

此外,冲砂头2为通径管状结构,包括管式本体201和设置在该管式本体201下端的笔尖状端部202,并且笔尖状端部202位于管状本体102的外部。通过在管式本体201的下端固定笔尖状端部202(管式本体201与笔尖状端部202之间的连接方式可以有多种,举例来说,两者可以通过焊接的方式连接在一起,也可以直接将两者加工为一体),使冲砂头2的底部呈尖状,并位于管状本体102的外部,当下入冲砂头2时既能冲散一些不坚固的沉砂,又能够防止因误操作使通井管柱下放速度过快导致憋泵(如果冲砂头2的底部不是尖状而是平面状,当通井管柱下放速度过快遇到井下沉砂时,沉砂很容易堵死冲砂头2的平面状底端,进而造成憋泵)。可以理解的是,笔尖状端部202的形状类似于普通钢笔的笔尖的形状,尖部朝下(截面的形状为直角三角形)。

进一步地,上接头101以螺纹连接方式套装在管式本体201上端外部。管式本体201与上接头101螺纹连接。如此,保证了上接头101与管式本体201连接紧固,同时便于拆卸,在需要更换冲砂头2时十分方便。其中,管式本体201上端的外壁上设置有外螺纹,上接头201下端的内壁上设置有与该外螺纹相适配的内螺纹。

在本实用新型实施例中,管状本体102以螺纹连接方式套装在上接头101下端外部。如此,保证了管状本体102与上接头101连接紧固,同时便于拆卸,当需要更换管状本体102或上接头101时十分方便。其中,上接头101下端的外壁上设置有外螺纹,管状本体102上端的内壁上设置有与该外螺纹相适配的内螺纹,上接头101的螺纹规格优选为27/8TBG。

在本实用新型实施例中,管状本体102的外径为115-120mm,长度为1400-1600mm。举例来说,作为优选,管状本体102的外径为118mm,长度为1500mm。通过将管状本体102的外径设置为118mm,使管状本体102与下入井下以后与套管之间的间隙较小,便于检测套管有无变形;通过将管状本体102的长度设置为1500mm,保证了管状本体102具有一定长度,检测套管有无变形时范围较大,十分方便。此外,冲砂头2的外径为70-75mm;管式本体201的长度为1500-1700mm,笔尖状端部202的长度为150-250mm。作为优选,冲砂头2的外径为73mm,管式本体201的长度为1600mm,笔尖状端部202的长度为200mm(可以理解的是,此时冲砂头2的长度为1800mm)。通过如此设置,确保了管式本体201位于管状本体102内,笔尖状端部202位于管状本体102的外部,并且管状本体102与冲砂头2的外径相差较大,使冲砂头2在排砂时速度较快,排砂效果较好。

进一步地,管状本体102的壁厚为5-7mm(该壁厚优选为6mm)。通过如此设置,当通井规1下放过程中发生卡钻现象时,可以增大解卡的可能性(在发生卡钻现象时,壁厚较薄可以使管状本体102受外部挤压而发生变形,更容易向上提出通井规1,实现解卡)。

在本实用新型实施例中,管式本体201位于管状本体102外部的管体长度为80-120mm(举例来说,该长度优选为100mm)。通过如此设置,在保证管状本体1下端的笔尖状端部202在进行冲砂作业时更加顺畅的同时,增加了混砂溶液在通井规1和冲砂头2内的流通距离,加快了排砂速度,进而提高了生产效率。

进一步地,为了确保管状本体102与管式本体201之间的密封性,在管状本体102与管式本体201之间的间隙中设置有至少一个密封圈,举例来说,可以为一个、两个、三个、五个等。具体地,在安装密封圈时,在管状本体102的内壁上开设至少一圈凹槽,以用于容纳该密封圈,随后将管式本体201穿过管状本体102与上接头101连通,进而实现管状本体102与管式本体201之间的密封。

在本实用新型实施例中,上接头101上端的内壁上设置有内螺纹;其中,通井管柱下端的外壁上设置有与该内螺纹相适配的外螺纹,上接头101与通井管柱螺纹连接。保证了上接头101与通井管柱连接的紧固性,在通井管柱下端安装或拆卸上接头101时十分方便。

进一步地,作为优选,上接头101上端内壁的直径自上而下逐渐减小。通过如此设置,使上接头101上端的内壁具有一定锥度,可以理解的是,通井管柱下端的结构与上接头101相适配,基于上述的上接头101与通井管柱螺纹连接,通过将上接头101上端内壁的直径设置成自上而下逐渐减小,可以使上接头101与通井管柱连接由上至下越来越紧固,使上接头101与通井管柱之间具有较好的密封性,防止冲砂时冲砂液与井下沉砂形成的混砂溶液在通井管柱与上接头101的连接处发生泄漏。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型的保护范围,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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