本发明涉及石油工业油水井的井下地层解堵装置，特别是油水井自推进式氮气负压返排免投捞装置及其使用方法，可对地层进行氮气负压返排施工，通过释放液氮实现负压抽吸力，降低井筒内井液的密度，将周边地层中的堵塞物抽吸后带出地面。
背景技术：
随着地面和海上油田油气开发工艺的发展，深部地层改造作业工作量逐年增加，氮气泡沫负压返排是常用的施工技术之一，其工作原理为：从套管环空注入氮气，随压力升高，环空与油管中液体不断排除，当氮气将环空液体全部排出时，达到压力拐点，继续注入氮气，由于油管内为气液混合液，液柱压力逐渐降低。由于压力的降低，在气举过程中出现诱喷现象，可以达到较好的返排效果。适用于油水井，针对钻井过程中的污染，投产过程中射孔炮眼附近的胶质沥青质有机垢、钙镁盐无机垢及粘土微粒运移造成的堵塞,能够有效解除污染及堵塞,提高近井筒附近渗流能力进而改善油水井产能。氮气泡沫负压返排技术在陆地使用，需要车辆拉载制氮设备；在海上石油平台使用，因受到平台座向方位、船舶锚点、潮汐气象等因素的制约，全年施工过程均受影响。
申请号为cn201520626108.1公开了一种油水井用负压返排系统，包括油管、套管，油管置于套管内并有空隙，油管底部有封堵装置，封堵装置上部的油管上设有分流接头，分流接头上设有筛网，筛网上部的油管上设有与套管形成密封结构的封隔器，封隔器上部的油管上设有负压返排器。其有益效果是：对地层进行物理和化学双重作用，解堵前彻底疏通地层孔道，解堵处理后用负压快速彻底返排解堵液，消除二次伤害，从而有效保护储层。但是，由于间接产生负压诱喷导致施工周期长。如果在海上石油平台使用，需要施工船舶和油轮配合施工，不仅使用成本高，还受气象、海况等因素制约，也难以实施。另一方面，该负压返排系统的施工负压值调整困难，容易造成负压值过大，导致近井地带吐砂严重，地层砂体骨架坍塌等负面影响。因此需要发明一种施工周期短、可重复使用、成本低廉的氮气负压返排装置。
技术实现要素：
本发明的目的是提供油水井自推进式氮气负压返排免投捞装置及其使用方法，克服目前地层氮气负压返排施工周期长、成本高以及负压返排值设定困难带来的负面影响，提高施工效率、降低生产成本，提高施工效果。
本发明的技术解决方案是：
油水井自推进式氮气负压返排免投捞装置包括捕捞帽，捕捞帽顶部设有捕捞上锚杆，上部压力控制电磁阀和下部压力控制电磁阀分别连接在本体的上部液氮存储腔和下部液氮存储腔中，本体的两端分别连接捕捞帽和下端帽，上部传压孔和下部传压孔分别与上部液氮存储腔和下部液氮存储腔连通；液氮加注快速接头一和液氮加注快速接头二分别与上部液氮存储腔和下部液氮存储腔连接，在捕捞帽和下端帽上分别设有上部喷射歧孔和下部喷射歧孔。
油水井自推进式氮气负压返排免投捞装置的使用方法，是：
a、根据井斜及井身轨迹设定上部压力控制电磁阀的开启压力，根据地层解堵施工设定本装置的负压返排值并根据本装置的负压返排值设定下部压力控制电磁阀的开启压力；
b、根据上部压力控制电磁阀所需要的开启压力在上部液氮存储腔内加注液氮，根据下部压力控制电磁阀的开启压力在下部液氮存储腔内加注液氮；
c、关闭施工井井口采油树的清蜡阀门，将本装置投入清蜡阀门上连接的防喷立管中，使捕捞上锚杆向上；
d、在防喷立管中安装捕捞器后打开清蜡阀门，本装置靠自重落入施工井的油管中。
e、施工完毕，本装置被防喷立管中的捕捞器捕获后，重新设定上部压力控制电磁阀5和下部压力控制电磁阀10的开启压力、在地面重新加注液氮，进行下次氮气负压返排施工。
与现有技术相比，本发明的显著效果在于：本发明可将液氮罐吊装至施工平台，避免了配合施工船舶的使用，精确对地层产生的负压值，克服恶劣气象下连续施工，达到了提高施工效率、降低生产成本，提高施工效果的目的。本发明的上部喷射歧孔由于具有一定的倾斜角度，可保证本装置在推进过程中稳定工作并产生最大有效推力，使装置加速到达下部压力控制电磁阀所设定的沉没度，缩短单次施工工期。使用本装置施工，施工前仅需要将液氮罐吊运至施工的海上石油平台，进行液氮灌装，不受外界气象环境影响，极大地方便了海上施工。根据施工排液的物性，调节下部压力控制电磁阀的开启压力，可使本装置在不同的沉没度开启，本装置中的上部压力控制电磁阀和下部压力控制电磁阀的开启压力设定方便，可精确控制对地层产生的负压值。本发明无需连接在井下管柱中下入井内，也无需在地面安装氮气发生装置，只需在井口采油树清蜡阀门上连接的防喷立管中安装捕捞器，将本发明投入油管中即可在施工完成后，自动返回地面，被防喷立管中的捕捞器所捕获。本发明可根据施工设计负压返排值设定下部压力控制电磁阀的开启压力，根据井斜及井身轨迹设定上部压力控制电磁阀的开启压力。本发明利用下部压力控制电磁阀将下部液氮存储腔中的液氮通过下部喷射歧管喷出，液氮释放后使井筒内井液密度降低，靠负压返排举升力将本装置举升至井口，被捕捞器捕获，在地面再次灌装液氮后可多次重复使用。本发明具有负压返排值设定方便、见液面后自动推进、免打捞作业、灌装液氮后可重复使用、成本低廉等优点，显著减少了施工工序、减少了施工设备的投入，消除了目前负压返排系统负压值调整困难，容易造成负压值过大，导致近井地带吐砂严重，地层砂体骨架坍塌等负面影响，有效提高了使用效果。如在海上石油平台使用不受平台、船舶、气象等因素的制约，大大方便了海上施工。综上所述，本发明显著降低了施工成本，提高了施工效果，具有显著的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图详述本发明，并非限制本发明的保护范围，凡使用本发明的设计思路得出的改进均属于本发明的保护范畴。
油水井自推进式氮气负压返排免投捞装置包括捕捞帽，捕捞帽顶部设有捕捞上锚杆2，上部压力控制电磁阀5和下部压力控制电磁阀10分别连接在本体1的上部液氮存储腔6和下部液氮存储腔9中，本体1的两端分别连接捕捞帽和下端帽，上部传压孔4和下部传压孔11分别与上部液氮存储腔6和下部液氮存储腔9连通；液氮加注快速接头一7和液氮加注快速接头二8分别与上部液氮存储腔6和下部液氮存储腔9连接，在捕捞帽和下端帽上分别设有上部喷射歧孔3和下部喷射歧孔12。
所述本体1的中部设有隔台、两端设有控制阀安装台，隔台两侧的内径小于上部液氮存储腔6和下部液氮存储腔9的内径，液氮加注快速接头一7和液氮加注快速接头二8分别安装在隔台两侧，使其向本体1两端产生向外的喷射力。
所述上部压力控制电磁阀5和下部压力控制电磁阀10背向安装在上部液氮存储腔6和下部液氮存储腔9中，上部传压孔4和下部传压孔11分别设置在上部压力控制电磁阀5和下部压力控制电磁阀10与控制阀安装台之间的本体1上，使上部传压孔4和下部传压孔11能够进入井液，测量沉没度和压力，通过压力传导能够打开上部压力控制电磁阀5和下部压力控制电磁阀10的压力控制器。上部压力控制电磁阀5和下部压力控制电磁阀10使用市场销售的开启压力可调的压力控制电磁阀即可。
所述本体1两端的捕捞帽和下端帽与控制阀安装台之间设有助推腔，使本装置产生更大的返排举升力。
所述上部喷射歧孔3和下部喷射歧孔12至少设有三个，上部喷射歧孔3是斜孔、与本体1的中心线设有10.8－11.5度之间的向外倾斜角度，可产生更好的喷射力，下部喷射歧孔12与本体1的中心线平行。
所述上部压力控制电磁阀5的开启压力低于下部压力控制电磁阀10的开启压力。
油水井自推进式氮气负压返排免投捞装置的使用方法，是：
a、根据井斜及井身轨迹设定上部压力控制电磁阀5的开启压力，根据地层解堵施工设定本装置的负压返排值并根据本装置的负压返排值设定下部压力控制电磁阀10的开启压力；
b、根据上部压力控制电磁阀5所需要的开启压力在上部液氮存储腔6内加注相应数量的液氮，根据下部压力控制电磁阀10的开启压力在下部液氮存储腔9内加注相应数量的液氮；
c、关闭施工井井口采油树的清蜡阀门，将本装置投入清蜡阀门上连接的防喷立管中，使捕捞上锚杆2向上；
d、在防喷立管中安装捕捞器后打开清蜡阀门，本装置靠自重落入施工井的油管中。
e、施工完毕，本装置被防喷立管中的捕捞器捕获后，重新设定上部压力控制电磁阀5和下部压力控制电磁阀10的开启压力、在地面重新加注液氮，进行下次氮气负压返排施工。
当本体1接触液面，由于井液磨阻的存在使本装置的下落速度减慢，当本体1沉没到液面中，井液压力通过上部压力探测孔4传导至上部压力控制电磁阀5，当沉没度压力达到上部压力控制电磁阀5的开启压力，上部压力控制电磁阀5开启。上部液氮存储腔6内的液氮通过上部喷射歧管3释放，液氮释放体积迅速膨胀，助推本体1、使其加速下移。较高的井液压力通过下部压力探测孔11传导至下部压力控制电磁阀10，当沉没度压力达到下部压力控制电磁阀10的开启压力，下部压力控制电磁阀10开启，下部液氮存储腔9内的液氮通过下部喷射歧管12释放，液氮释放体积迅速膨胀，使井液密度降低。当井液液柱压力低于地层压力，地层液流入井筒，施工管柱内的液体上行，推动本装置随施工管柱内液体上行至井口采油树清蜡阀门上连接的防喷立管内，使本装置的捕捞上锚杆2卡于捕捞器内。关闭采油树的清蜡阀门，防喷立管泄压后拆下捕捞器取出本装置，完成单次氮气负压返排。清洁本体1，重新加注液氮并设定上部压力控制电磁阀5的开启压力和下部压力控制电磁阀10的开启压力，进行二次氮气负压返排，本装置可多次加注液氮重复使用。
上面叙述的实施例仅仅为典型实施例，但本发明不仅限于这些实施例，本领域的技术人员可以在不偏离本发明的精神和启示下做出修改。本文所公开的方案可能存在很多变更、组合和修改，且都在本发明的范围内，因此，保护范围不仅限于上文的说明。