技术领域
本实用新型涉及油井解堵技术领域,特别是一种在油井解堵中使用的旋转射流负压抽吸复合解堵装置。
背景技术:
在石油开采的过程中,防砂是出砂油气藏开采中不可缺少的环节,筛管防砂是当今油田最常用的一种油井防砂方法。油井生产一段时间后,地层产出液中的细砂、泥质和沥青胶质,以及钻井液中残留的固相颗粒等堵塞物会堵塞筛管以及筛管外的环空砂层,造成油井堵塞,产量严重下降。
现有的冲砂解堵装置只能冲洗筛管内部的砂粒,而不能冲洗筛管和筛管外环空砂层中的堵塞物。中国专利CN2226140Y,公开日期1996年5月1日,公开了一种《水射流井下清洗解堵装置》,该装置由过滤器、扶正器、阻尼旋转器和旋转喷嘴组成,该装置在井下可产生高压水射流直接冲洗筛管和筛管外的环空砂层,同时产生高频振荡水力波、空化噪声,即超声波进行综合物理解堵,使筛管和筛管外环空砂层中的细砂和泥质松动、脱落、排出,实现解堵的目的,该解堵装置对筛管及筛管外环空砂层堵塞,具有较好的解堵效果。但是该方法也存在一定的局限性:高压水射流将流体及堵塞物推入油层,对油层造成伤害;并且筛管外环空砂层中的堵塞物不能被充分排出,影响最终的解堵效果。
技术实现要素:
为了解决现有技术中解堵装置不能将堵塞物充分排出的技术问题,本实用新型提供了一种旋转射流负压抽吸复合解堵装置,该旋转射流负压抽吸复合解堵装置首先采用高压水射流方式使堵塞物松动、脱落;然后再采用水力喷射泵的负压抽吸作用,将堵塞物充分排出,不但可以有效减少流体及堵塞物侵入油层,且解堵效果好,持久有效。
本实用新型为解决其技术问题采用的技术方案是:一种旋转射流负压抽吸复合解堵装置,所述旋转射流负压抽吸复合解堵装置包括从上向下内部依次连通的水力喷射泵、皮碗封隔器、井下过滤器、扶正装置、用于控制旋转喷头旋转速度的阻尼旋转器和旋转喷头,水力喷射泵包括外管和套设于外管内的内管,外管和内管之间形成环形空间,外管和内管之间设置有用于连通内管内部和外管外部的连接管,外管的下端与内管密封连接,内管的侧壁设置有连通环形空间与内管内部的进液孔,进液孔位于连接管与外管的下端之间,内管的内部设置有用于将从进液孔进入的液体向上喷射的喷射嘴,旋转喷头能够将从进液孔进入并依次流经皮碗封隔器、井下过滤器、扶正装置、阻尼旋转器和旋转喷头的所述液体喷出,喷射嘴的喷射口的位置与连接管的位置相对应,在喷射嘴的上方,内管的内部还套接有筒形的变径管,变径管的外壁与内管的内壁密封连接,变径管包括从下向上依次连接的内径不变的喉管段和内径逐渐变大的扩散段,内管的下端与皮碗封隔器连接。
喉管段的下端设置有内倒角。
旋转喷头包括位于同一水平面的第一组喷嘴和第二组喷嘴,第一组喷嘴包括喷射方向为沿着喷头径向的多个直喷嘴,第二组喷嘴包括喷射方向与所述直喷嘴的喷射方向倾斜设置并更能使旋转喷头旋转的多个斜喷嘴。
旋转喷头还包括设置在第一组喷嘴上方的第三组喷嘴,第三组喷嘴包括喷射方向朝向斜上方的多个喷嘴。
扶正装置为弓形扶正器。
水力喷射泵的内管与井下过滤器通过衬管连通、两个皮碗封隔器密封套接于衬管外。
本实用新型的有益效果是:1、旋转射流的综合物理解堵能力强,使堵塞物更容易松动、脱落;2、水力喷射泵的负压抽吸作用,能够有效减少流体及堵塞物侵入油层;3、旋转射流及负压抽吸之间安装皮碗封隔器,建立了经过环空砂层的循环流动通道,使环空砂层中的堵塞物更容易排出。
附图说明
下面结合附图对本实用新型所述的旋转射流负压抽吸复合解堵装置作进一步详细的描述。
图1是本实用新型所述的旋转射流负压抽吸复合解堵装置的结构示意图。
图2是本实用新型所述的旋转射流负压抽吸复合解堵装置的使用状态示意图。
图3是图1中A-A方向的剖视示意图。
其中1.水力喷射泵,2.皮碗封隔器,3.井下过滤器,4.扶正装置,5.阻尼旋转器,6.旋转喷头,7.内管,8.外管,9.喷射嘴,91.喷射口,10.喉管段,11.扩散段,12.连接管,13.进液孔,15.第一组喷嘴,16.第二组喷嘴,17.第三组喷嘴,18.筛管,19.井壁,20.环形空间,21.变径管,22.衬管,23.混合腔。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型所述的旋转射流负压抽吸复合解堵装置详细说明。一种旋转射流负压抽吸复合解堵装置,所述旋转射流负压抽吸复合解堵装置包括从上向下内部依次连通的水力喷射泵1、皮碗封隔器2、井下过滤器3、扶正装置4、用于控制旋转喷头6旋转速度的阻尼旋转器5和旋转喷头6,水力喷射泵1包括外管8和套设于外管8内的内管7,外管8和内管7之间形成环形空间20,外管8和内管7之间设置有用于连通内管7内部和外管8外部的连接管12,外管8的下端与内管7密封连接,内管7的侧壁设置有连通环形空间20与内管7内部的进液孔13,进液孔13位于连接管12与外管8的下端之间,内管7的内部设置有用于将从进液孔13进入的液体向上喷射的喷射嘴9,旋转喷头6能够将从进液孔13进入并依次流经皮碗封隔器2、井下过滤器3、扶正装置4、阻尼旋转器5和旋转喷头6的所述液体喷出,喷射嘴9的喷射口91的位置与连接管12的位置相对应,在喷射嘴9的上方,内管7的内部还套接有筒形的变径管21,变径管21的外壁与内管7的内壁密封连接,变径管21包括从下向上依次连接的内径不变的喉管段10和内径逐渐变大的扩散段11,内管7的下端与皮碗封隔器2连接,如图1、图2所示。
地面泵组通过同心双管冲砂管柱与本实用新型所述的旋转射流负压抽吸复合解堵装置的上部连接,皮碗封隔器2用来将水力喷射泵1与旋转喷头6隔开,从而保证从旋转喷头6上喷嘴喷出的流体进入筛管18外的环空砂层,再从环空砂层中向上越过皮碗封隔器2,返回筛管内,最后从水力喷射泵1排出。衬管22下端与井下过滤器3连接,井下过滤器3用来防止污染物堵塞喷嘴。井下过滤器3的下端再与另一段衬管连接,该衬管外壁安装弓形扶正器,用来保证旋转喷头6在筛管18内居中。衬管下端与阻尼旋转器5连接,阻尼旋转器5用来控制旋转喷头6的旋转速度,阻尼旋转器5与旋转喷头6连接。
地面泵组泵送的解堵液从水力喷射泵1的外管8和内管7之间形成的环形空间20进入,如图2中箭头C所示,该解堵液越过连接管12经过进液孔13进入内管7。然后其中一部分解堵液往上流动,如图2中箭头B所示,该部分解堵液经过喷射嘴9喷出后依次进入变径管21的喉管段10和扩散段11继续向上,喷射嘴9喷出的流体在喷射口91与喉管段10之间形成的混合腔23中形成负压,该负压可以产生抽吸力;另一部分解堵液向下流动,如图2中箭头D所示,该部分解堵液会依次流经皮碗封隔器2内的衬管22、井下过滤器3、扶正装置4、阻尼旋转器5,最后进入旋转喷头6并由旋转喷头6的喷嘴喷出。喷出后的解堵液冲击筛管18并进入筛管18与井壁19之间的环空砂层,如图2中箭头A所示,筛管18及筛管外环空砂层中的堵塞物在解堵液的冲击下松动、脱落,堵塞物随着流体在环空砂层中向上流动,在水力喷射泵1中混合腔23的抽吸作用下,混有堵塞物的流体从筛管18外进入筛管18内,再经过连接管12,进入水力喷射泵1的内管7内,然后继续向上流动并从内管的上部排出,从而实现了旋转射流与负压抽吸相结合的方式来解堵。
为了使混合腔23中更好的形成负压,优选喉管段11的下端设置有内倒角。
旋转喷头6包括位于同一水平面的第一组喷嘴15和第二组喷嘴16,第一组喷嘴15包括喷射方向为沿着喷头6径向的多个直喷嘴,第二组喷嘴16包括喷射方向与所述直喷嘴的喷射方向倾斜设置并更能使旋转喷头6旋转的多个斜喷嘴。旋转喷头6还包括设置在第一组喷嘴15上方的第三组喷嘴17,第三组喷嘴17包括喷射方向朝向斜上方的多个喷嘴,如图1和图3所示。
第三组喷嘴17,用于使流体斜射进入筛管18外的环空砂层,在水力喷射泵1的抽吸作用下,在筛管18外的环空砂层建立一个循环流动通道,主要用来清洗筛管外环空砂层中的堵塞物;第一组喷嘴15喷出的流体径向冲击筛管18,主要用来清除筛管内的堵塞物;第二组喷嘴16相对于第一组喷嘴15斜向设置,使流体从旋转喷头6喷出后给旋转喷头6一个切向力,驱动旋转喷头6在流体反作用力下旋转,主要用来提供旋转动力,实现对筛管18的全方位喷射。
扶正装置4为弓形扶正器,弓形扶正器可根据筛管内径大小进行调节,适应能力强。另外,水力喷射泵1的内管7与井下过滤器3通过衬管22连通、两个皮碗封隔器2密封套接于衬管22外。
本实用新型所述的旋转射流负压抽吸复合解堵装置的使用方法是:按图1中从上向下的顺序组装旋转射流负压抽吸复合解堵装置;将如图1所示旋转射流负压抽吸复合解堵装置的上部与同心双管冲砂管柱相连;将旋转射流负压抽吸复合解堵装置下入已经经过冲砂处理的水平井油层段顶部;地面泵组从同心双管冲砂管柱外管注入解堵液;多次来回下放、上提管柱,对一个处理层进行多次解堵,直到返出来的液体不含堵塞物;接油管进入下一个处理层,重复解堵作业;从上到下依次对整个油层段进行解堵。该旋转射流负压抽吸复合解堵装置可以应用与水平井或直井的解堵,应用范围广泛。
以上所述,仅为本实用新型的具体实施例,不能以其限定实用新型实施的范围,所以其等同组件的置换,或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰,都应仍属于本专利涵盖的范畴。