双层连续油管抽砂装置及工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种双层连续油管抽砂装置，包括连续油管滚筒及驱动装置、连续油管、水泵、注入头、置于井口的井筒及防喷器；其特征在于连续油管包括内管和外管，内管与外管之间为环空，环空的后端封闭，连续油管的前端设有打堵喷头；在高于井口的外管上连有与环空相通的排砂管，排砂管上设有阀门；本发明还公开了一种双层连续油管抽砂工艺；本发明利用对内管通入高压水，在冲砂的同时开启打堵喷头上的进砂口，使得砂液进入环空，并利用井内高压气体排出砂液；本发明具有对地层破坏小、利于后续的生产、排砂效率高、能耗低的优点。
【专利说明】
双层连续油管抽砂装置及工艺
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于气井的双层连续油管抽砂装置及工艺。
【背景技术】
[0002]用于开采天然气的气井在使用一段时间后，井内的砂子易沉积、堵塞井道，此时需要抽出沉砂，以保证采气的顺利进行；目前，用于气井的抽砂方式主要有气举抽砂和泡排抽砂两种，前者通过节流管汇在井内打入液氮和压缩气体，气体膨胀后从油管带出砂子;后者通过连续油管滚筒及驱动装置、连续油管、水栗、注入头等将连续油管送入井内，在井内注入泡排剂，形成泡沫后，通过空压机将泡沫吹出，达到排砂的目的；这两种方式均存在介质膨胀，对地层有破坏，不利于后续的生产，且排沙量不可控，排砂效率有限、能耗高。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对现有技术存在的上述不足，提供一种双层连续油管抽砂装置及工艺，它具有对地层破坏小、利于后续的生产、排砂效率高、能耗低的优点。
[0004]为达到上述目的，本发明的双层连续油管抽砂装置，包括连续油管滚筒及驱动装置、连续油管、水栗、输送连续油管的注入头、置于井口的井筒及防喷器;其特征在于连续油管包括内管和外管，内管与外管之间为环空，环空的后端封闭，连续油管的前端设有打堵喷头，打堵喷头包括均设有内孔并依次固联的上接管、导管、连接管、过渡管、套管及喷头座，在上接管内固设有中空的内管接头，外管前端与上接管联接，内管前端与内管接头联接，水栗与内管的后端相连;在内管接头外设有位于上接管内的止回阀，内管接头的前端位于导管内，导管设有连通其外圆和上接管内孔前端的砂液孔;一进液套滑动的套于导管前端和过渡管后端外，进液套设有位于砂液孔前方的径向进液孔，过渡管内还设有轴向通孔，在轴向通孔内滑动的设有推杆，在导管与过渡管之间设有与进液套固联的推杆座，在导管与推杆座之间设有复位弹簧;在套管与喷头座之间的内孔中设有单向阀；喷头座上联接有与其内孔相通的喷头;在高于井口的外管上连有与环空相通的排砂管，排砂管上设有阀门；
本发明适用于上述双层连续油管抽砂装置的工艺，其特征在于包括以下步骤:I)关闭阀门，通过连续油管滚筒及驱动装置、注入头将连续油管及打堵喷头送入井下;2)打堵喷头遇到井内的沉砂时，启动水栗，高压水经内管进入内管接头、导管、连接管、过渡管、套管，推开单向阀，经喷头喷射高压水向前冲散沉砂;3)打开阀门，由于单向阀可在套管内形成背压，高压水也推动推杆向后移动，推杆带动推杆座及进液套向后移动，径向进液孔与砂液孔接通，井内的含水砂液在井内高压气体的作用下冲开止回阀、进入内管与外管之间的环空，直至大气压加上环空内砂液高度形成的压力与井内高压气体的压力平衡;4)关闭水栗，套管内的水压消失，单向阀及进液套复位，停止喷射及含水砂液进入环空，止回阀复位，阻止含水砂液从环空中泄漏;5)提升连续油管，使得至少一段盛有砂液的连续油管高于地面并倾斜或水平设置，此时，井内高压气体仍通过导管与进液套之间及止回阀部件之间的间隙作用于环空底部，因此大气压加上环空内砂液高度形成的压力小于井内高压气体的压力，在井中气压的推动下，环空中的砂液从阀门流出；重复上述步骤，可将连续油管下放到井底再次抽砂，直至砂液排净。
[0005]本发明使用清水作为冲排介质，不存在体积膨胀，对地层破坏小、利于后续的生产;且砂液进入环空完全可控，排沙效率高，加上利用井内高压气体排出砂液，具有能耗低的优点。
[0006]作为本发明双层连续油管抽砂装置的进一步改进，所述止回阀包括固设在内管接头外的止回阀座、滑动设于止回阀座后方内管接头上的止回阀芯、设于止回阀芯与内管接头的轴肩之间的压缩弹簧，止回阀座设有轴向的通液孔，止回阀座与止回阀芯设有相配合的密封锥面;该结构止回阀不仅启闭方便，并便于井内高压气体排液时进入止回阀芯后方；
作为本发明双层连续油管抽砂装置的进一步改进，所述单向阀包括固联于套管内的单向阀座、滑动设于单向阀座内孔中的单向阀芯、联于单向阀芯前端的阀盖，阀盖位于单向阀座外，在阀盖前方的喷头座内设有压缩弹簧;在单向阀座内设有连通其后端面与内孔的后进水孔，单向阀芯设有连通其外圆和前端面的前进水孔，后进水孔与前进水孔在轴向上部分重叠;单向阀芯受压向前移动，当后进水孔与前进水孔在径向重合时，水路接通、实现喷射;该结构水路接通后不会出现脉冲现象，可保证连续喷射的压力；
作为本发明双层连续油管抽砂装置的进一步改进，在阀盖前方的压缩弹簧内设有前定位套;可对单向阀芯开启时的行程准确定位；
作为本发明双层连续油管抽砂装置的进一步改进，在推杆座后方的连接管外套有后定位套，所述复位弹簧位于导管与后定位套之间；可对进液套的后移行程准确定位，实现径向进液孔与砂液孔的最大通径；
作为本发明双层连续油管抽砂工艺的进一步改进，将从阀门流出的砂液引至储液罐；可防止污染环境。
[0007]综上所述，本发明具有对地层破坏小、利于后续的生产、排砂效率高、能耗低的优点。
【附图说明】
[0008]图1为本发明双层连续油管抽砂装置实施例的主视图。
[0009]图2为图1中连续油管及冲堵喷头的主视图。
[0010]图3为图2中止回阀座的放大图。
[0011]图4为图2中止回阀芯的放大图。
[0012]图5为图2中导管的放大图。
[0013]图6为图2中进液套的放大图。
[0014]图7为图2中过渡管的放大图。
[0015]图8为图2中推杆的放大图。
[0016]图9为图2中单向阀座的放大图。
[0017]图10为图2中单向阀芯的放大图。
[0018]图11为图2中阀盖的放大图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
[0020]如图1至图11所示，本发明实施例的双层连续油管抽砂装置，包括连续油管滚筒1、作为驱动装置的电机和减速器(未示出)、连续油管2、水栗3、注入头4、置于井口的井筒5及防喷器6;连续油管2包括内管7和外管8，内管7与外管8之间为环空，环空的后端通过外管8包覆内管7封闭，连续油管2的前端设有打堵喷头9，打堵喷头9包括均设有内孔并依次通过螺纹固联的上接管10、导管11、连接管12、过渡管13、套管14及喷头座15，在上接管10内固设有中空的内管接头16，外管8前端与上接管10联接，内管7前端与内管接头16联接，水栗3与内管7的后端相连;在内管接头16外设有位于上接管10内的止回阀，所述止回阀包括固设在内管接头16外的止回阀座17、滑动设于止回阀座17后方内管接头16上的止回阀芯18、设于止回阀芯18与内管接头16的轴肩之间的压缩弹簧19，止回阀座17设有轴向的通液孔20，止回阀座17与止回阀芯18设有相配合的密封锥面；内管接头16的前端位于导管11内，导管11设有连通其外圆和上接管内孔前端的砂液孔21; —进液套22滑动的套于导管11前端和过渡管12后端外，进液套22设有位于砂液孔21前方的径向进液孔23，过渡管13内还设有轴向通孔24，在轴向通孔24内滑动的设有推杆25，在导管11与过渡管13之间设有与进液套22通过螺钉27固联的推杆座26，在推杆座26后方的连接管12外套有后定位套28，在导管11与后定位套28之间设有复位弹簧29;在套管14与喷头座15之间的内孔中设有单向阀，所述单向阀包括固联于套管14内的单向阀座30、滑动设于单向阀座30内孔中的单向阀芯31、通过螺纹联于单向阀芯31前端的阀盖32，阀盖32位于单向阀座30外，在阀盖32前方的喷头座15内设有压缩弹簧33，在阀盖32前方的压缩弹簧33内设有前定位套34;在单向阀座30内设有一段连通其后端面与内孔的后进水孔35，单向阀芯31设有一段连通其外圆和前端面的前进水孔36，后进水孔35与前进水孔36在轴向上部分重叠;喷头座15上联接有与其内孔相通的旋转式喷头37;在高于井口的外管8上连有与环空相通的排砂管38，排砂管38与储液罐相连(未不出)，排砂管38上设有阀门39;
适用于上述双层连续油管抽砂装置的工艺，包括以下步骤:1)关闭阀门39，通过连续油管滚筒I及驱动装置、注入头4将连续油管2及打堵喷头9送入井下;2)打堵喷头9遇到井内的沉砂时，启动水栗3，高压水经内管7进入内管接头16、导管11、连接管12、过渡管13、套管14，单向阀芯31受压向前移动，当单向阀座30的后进水孔35与前进水孔36在径向重合时，水路接通、打开单向阀，经喷头37喷射高压水向前冲散沉砂;3)打开阀门39，由于单向阀可在套管14内形成背压，高压水也推动推杆25向后移动，推杆25带动推杆座26及进液套22向后移动，使得径向进液孔23与砂液孔21接通，井内的含水砂液在井内高压气体的作用下冲开止回阀芯18、进入内管7与外管8之间的环空，直至大气压加上环空内砂液高度形成的压力与井内高压气体的压力平衡;4)关闭水栗3，套管14内的水压消失，在压缩弹簧33和复位弹簧29的作用下使得单向阀芯31及进液套22复位，停止喷射及含水砂液进入环空，止回阀芯18也复位，阻止含水砂液从环空中泄漏;5)通过连续油管滚筒I及驱动装置、注入头4提升连续油管2，使得至少一段盛有砂液的连续油管2高于地面并倾斜或水平设置，此时，井内高压气体仍通过导管11与进液套22之间及止回阀座17与止回阀芯18之间的间隙作用于环空底部，因此大气压加上环空内砂液高度形成的压力小于井内高压气体的压力，在井中气压的推动下，环空中的砂液从阀门39流出，进入储液罐;重复上述步骤，可将连续油管2下放到井底再次抽砂，直至砂液排净;本工艺在水平井、直井都适合，特别是水平井抽砂明显优于其它方法；
本发明使用清水作为冲排介质，不存在体积膨胀，对地层破坏小、利于后续的生产;且砂液进入环空完全可控，排沙效率尚，加上利用远尚于大气压的井内尚压气体排出砂液，节约了排砂能耗，具有能耗低的优点;单向阀的结构在水路接通后不会出现脉冲现象，可保证连续喷射的压力；前定位套34可对单向阀芯31开启时的行程准确定位;后定位套28可对进液套22的后移行程准确定位，实现径向进液孔23与砂液孔21的最大通径；
本发明不限于上述实施方式，如驱动装置也可由液压马达代替，止回阀和单向阀的结构也可有所不同，通液孔20、砂液孔21、径向进液孔23、轴向通孔24、推杆25的数量均可以是多个。
【主权项】
1.一种双层连续油管抽砂装置，包括连续油管滚筒及驱动装置、连续油管、水栗、输送连续油管的注入头、置于井口的井筒及防喷器;其特征在于连续油管包括内管和外管，内管与外管之间为环空，环空的后端封闭，连续油管的前端设有打堵喷头，打堵喷头包括均设有内孔并依次固联的上接管、导管、连接管、过渡管、套管及喷头座，在上接管内固设有中空的内管接头，外管前端与上接管联接，内管前端与内管接头联接，水栗与内管的后端相连;在内管接头外设有位于上接管内的止回阀，内管接头的前端位于导管内，导管设有连通其外圆和上接管内孔前端的砂液孔;一进液套滑动的套于导管前端和过渡管后端外，进液套设有位于砂液孔前方的径向进液孔，过渡管内还设有轴向通孔，在轴向通孔内滑动的设有推杆，在导管与过渡管之间设有与进液套固联的推杆座，在导管与推杆座之间设有复位弹簧；在套管与喷头座之间的内孔中设有单向阀；喷头座上联接有与其内孔相通的喷头;在高于井口的外管上连有与环空相通的排砂管，排砂管上设有阀门。2.如权利要求1所述的双层连续油管抽砂装置，其特征在于所述止回阀包括固设在内管接头外的止回阀座、滑动设于止回阀座后方内管接头上的止回阀芯、设于止回阀芯与内管接头的轴肩之间的压缩弹簧，止回阀座设有轴向的通液孔，止回阀座与止回阀芯设有相配合的密封锥面。3.如权利要求1所述的双层连续油管抽砂装置，其特征在于所述单向阀包括固联于套管内的单向阀座、滑动设于单向阀座内孔中的单向阀芯、联于单向阀芯前端的阀盖，阀盖位于单向阀座外，在阀盖前方的喷头座内设有压缩弹簧;在单向阀座内设有连通其后端面与内孔的后进水孔，单向阀芯设有连通其外圆和前端面的前进水孔，后进水孔与前进水孔在轴向上部分重叠。4.如权利要求3所述的双层连续油管抽砂装置，其特征在于在阀盖前方的压缩弹簧内设有前定位套。5.如权利要求1至4任一所述的双层连续油管抽砂装置，其特征在于在推杆座后方的连接管外套有后定位套，所述复位弹簧位于导管与后定位套之间。6.用于如权利要求1所述双层连续油管抽砂装置的工艺，其特征在于包括以下步骤:I)关闭阀门，通过连续油管滚筒及驱动装置、注入头将连续油管及打堵喷头送入井下;2)打堵喷头遇到井内的沉砂时，启动水栗，高压水经内管进入内管接头、导管、连接管、过渡管、套管，推开单向阀，经喷头喷射高压水向前冲散沉砂;3)打开阀门，由于单向阀可在套管内形成背压，高压水也推动推杆向后移动，推杆带动推杆座及进液套向后移动，径向进液孔与砂液孔接通，井内的含水砂液在井内高压气体的作用下冲开止回阀、进入内管与外管之间的环空，直至大气压加上环空内砂液高度形成的压力与井内高压气体的压力平衡;4)关闭水栗，套管内的水压消失，单向阀及进液套复位，停止喷射及含水砂液进入环空，止回阀复位，防止含水砂液从环空中泄漏;5)提升连续油管，使得至少一段盛有砂液的连续油管高于地面并倾斜或水平设置，此时，井内高压气体仍通过导管与进液套之间及止回阀部件之间的间隙作用于环空底部，因此大气压加上环空内砂液高度形成的压力小于井内高压气体的压力，在井中气压的推动下，环空中的砂液从阀门流出。7.如权利要求6所述的双层连续油管抽砂工艺，其特征在于将从阀门流出的砂液引至储液触。
【文档编号】E21B27/00GK105840127SQ201610366691
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】费克林, 胡梦祈, 成心建
【申请人】泸州长江石油工程机械有限公司