一种井下捞砂工具的制作方法

文档序号:11754713阅读:1049来源:国知局

本实用新型涉及油田生产管柱,尤其是一种井下捞砂工具。



背景技术:

油田开发进入中后期,一些区块受长期注水或注气开采以及油井不合理的生产制度的影响,储层骨架受到破坏而造成油层出砂,出砂后的地层呈亏空状态,亏空不断扩大会导致油层坍塌,出砂进一步加剧。油井出砂量达到砂埋生产层时,就会造成油井减产或停产。对于油井出砂的处理,油田现有的常规清砂方法主要有水力冲砂和机械捞砂两种。水力冲砂法具有一次冲砂量大、清洗井底完全、工艺简单的特点,但施工成本较高,当地层压力系数低时,冲砂液会大量漏进地层,污染油层;当井很深而地层压力较低时,冲砂液难以返至地面,水力冲砂法失效,易出现砂卡管柱;当地层为水敏性地层时,水力冲砂法易漏入地层,洗井液不同程度的对地层造成伤害,不利于下步油井开采。而常规机械法捞砂虽然不需外来冲砂液,不会污染油层,但又存在一次捞砂量少,井深时起下钻时间长,捞砂效率低,不经济等缺点。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种井下捞砂工具,该井下捞砂工具从保护油层角度出发,不用泵车和其它辅助设备,仅需上下活动管柱即可实现将井内沉砂捞出,避免了入井液对地层的伤害,可有效保护油层。同时,该工具操作简单、工艺可靠,安全性高,可适用于直井、水平井、侧钻井等各种复杂井况,成本低、效益高。

本实用新型的目的可通过如下技术方案来实现:

该井下捞砂工具包括自上而下依次连接的上单向阀、柱塞泵、储砂管、下单向阀、铲头。

本实用新型的目的还可通过如下技术方案来实现:

所述柱塞泵包括外筒以及设置在外筒内部的内柱塞,所述内柱塞包括自上而下依次连接的汲液管、连接头、活塞,所述外筒包括自上而下依次连接的定位套和外管。

所述活塞外壁套有密封环,密封于外管内壁,所述活塞底部连接用来调节密封环松紧的堵头。

所述外管和汲液管之间具有环空,所述汲液管上开设长槽,所述定位套内壁设置卡台,卡台伸入长槽内在长槽内运行,所述定位套开设连通上述环空的径向孔。

所述外管下端依次通过连接套、接箍连接储砂管。

所述上单向阀包括上压环、上弹簧套、弹簧、变扣接头、钢球,所述变扣接头下端连接柱塞泵的汲液管,变扣接头上端连接上接头,所述上弹簧套位于上接头内腔,上弹簧套底部密封固定在变扣接头上端,并且上弹簧套上部与上接头两者之间形成环空,所述上弹簧套和上接头圆周壁均开设径向孔,所述钢球坐落在上弹簧套下内端口,所述弹簧置于上弹簧套内,所述上压环连接在上弹簧套和弹簧的上端。

所述下单向阀包括下压环、下弹簧套、弹簧,所述铲头上端连接下弹簧套和外套,外套上端连接储砂管,所述下弹簧套位于外套内腔,所述弹簧置于下弹簧套内,所述下压环连接在弹簧和下弹簧套的上端,所述钢球坐落在铲头的上端口处。

本实用新型具有以下有益效果:

1、工具设计采用上下抽汲的泵轴相对运动原理,在工具内外部产生最高可达5-8MPa的压差,从而实现井筒砂粒被抽汲到工具内,并储存在储砂管内,待储砂管满了以后通过作业机起出井筒,把砂子排出,达到井筒清砂目的,单次捞出砂柱高度500m;

2、工具上下两端设计了两个相对开关的单向阀,管柱上行时,下部单向阀打开,上部单向阀关闭,井筒砂液被快速抽汲工具内;管柱下行时,下部单向阀关闭,上部单向阀打开,液体从工具上部单向阀缓慢排出,砂子留在储砂管内。该结构保证井筒砂粒从底部顺利汲入工具内筒,并不会从顶部排出而造成砂埋,保证捞砂效果;

3、工具内柱塞和外筒之间设计有槽键结构,保证工具部件之间既能相对运动,又不会相互脱出致使工具毁坏,同时保证管柱进行正转时工具不会相对运动,能够传递动力到井底,安全性高,适用于水平井、大斜度井及侧钻井等复杂井况;

4、工具底部设计成铲状结构,实现探砂面时不会砂埋,同时可有效捣碎砂面,使砂面松软,从而使井底砂粒容易地随水流进入沉砂管柱,提高捞砂效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图中:1-上接头;2-上压环;3-上弹簧套;4、20-弹簧;5、21-钢球;6-变扣接头;7-汲液管;8-定位套;9-外管;10-连接头;11-密封环;12-活塞;13-堵头;14-连接套;15-接箍;16-储砂管;17-外套;18-下弹簧套;19-下压环;22-铲头。

具体实施方式

有关本实用新型的详细说明及技术内容,配合附图说明如下,然而附图仅提供参考与说明之用,并非用来对本实用新型加以限制。

根据图1,井下捞砂工具,包括自上而下依次连接的上单向阀、柱塞泵、储砂管、下单向阀、铲头。

所述柱塞泵包括外筒以及设置在外筒内部的内柱塞,所述内柱塞包括自上而下依次连接的汲液管7、连接头10、活塞12,所述外筒包括自上而下依次连接的定位套8和外管9。所述活塞外壁套有密封环11,密封于外管内壁,所述活塞底部连接用来调节密封环松紧的堵头13。所述外管和汲液管之间具有环空,所述汲液管上开设长槽,所述定位套内壁设置卡台,卡台伸入长槽内在长槽内运行,所述定位套开设连通上述环空的径向孔。所述外管下端依次通过连接套14、接箍15连接储砂管16。

所述上单向阀包括上压环2、上弹簧套3、弹簧4、变扣接头6、钢球5,所述变扣接头6下端连接柱塞泵的汲液管7,变扣接头6上端连接上接头1,所述上弹簧套位于上接头内腔,上弹簧套底部密封固定在变扣接头6上端,并且上弹簧套上部与上接头两者之间形成环空,所述上弹簧套和上接头圆周壁均开设径向孔,所述钢球5坐落在上弹簧套3下内端口,所述弹簧4置于上弹簧套3内,所述上压环2连接在上弹簧套和弹簧的上端。

所述下单向阀包括下压环19、下弹簧套18、弹簧20,所述铲头22上端连接下弹簧套18和外套17,外套17上端连接储砂管16,所述下弹簧套18位于外套17内腔,所述弹簧20置于下弹簧套18内,所述下压环19连接在弹簧和下弹簧套的上端,所述钢球21坐落在铲头22的上端口处。

上接头1上端留有丝扣,下端和变扣接头6丝扣连接,上压环2和上弹簧套3丝扣连接,弹簧4放置在上压环2和上弹簧套3组成的内腔内,钢球5放置在上弹簧套3下内端口,顶部由弹簧4弹性控制,上弹簧套3和变扣接头6连接。上弹簧套3和上接头1圆周开有孔槽,二者液体相通。变扣接头6下端和汲液管7上端丝扣连接,汲液管7通过连接头10和活塞12丝扣连接,活塞12上安装有密封环11,和外管9内腔配合进行密封,堵头13可控制密封环11松紧。定位套8、外管9丝扣连接,并安装在汲液管7上,汲液管7上开设有宽8-10mm、深5-6mm的长槽,通过定位套8上的控制键配合可进行拉伸。外管9、连接套14、接箍15、储砂管16由上至下均丝扣连接,储砂管16通常为常规油管,其长度根据井况设计为50-200m不等,储砂管16下端和外套17丝扣连接,下弹簧套18和铲头22焊接,钢球21放置在下弹簧套18、铲头22组成的内腔里,上部由弹簧20通过下压环19与下弹簧套18的丝扣松紧来控制压力大小。铲头22上端和外套17下端丝扣连接,铲头22下端设计为铲形以便工作时松动下部砂石颗粒提高汲取效率。

工作时,工具通过上部油管的快速抽汲,汲液管7、连接头10、密封环11、活塞12、堵头13组成的内柱塞相对定位套8、外管9组成的外筒进行往复运动。当内柱塞上行时,外筒及下端管柱产生负压差,套管里的砂液混合体就会通过铲头22推开钢球21进入管柱内腔,并充满储砂管16;当内管柱下行时,在液力的作用下,钢球21关闭,而钢球5打开,液体从上接头1上的孔眼排出,砂子储集在储砂管16内。多次抽汲后,待管柱储砂管16充满砂子后起出并清除掉砂子到地面,然后再下入该工具直至井筒砂子得到了彻底清除,即完成了捞砂施工。

该井下捞砂工具从保护油层角度出发,采用全新的设计思路,不用泵车和其它辅助设备,仅需上下活动管柱即可实现将井内沉砂捞出,避免了入井液对地层的伤害,可有效保护油层。同时,该工具操作简单、工艺可靠,安全性高,可适用于直井、水平井、侧钻井等各种复杂井况,成本低、效益高,具有较好的应用前景。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,非用以限定本实用新型的专利范围,其他运用本实用新型的专利精神的等效变化,均应俱属本实用新型的专利范围。

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