径向水平井换向短节井下用清洗装置的制作方法

文档序号:15816257发布日期:2018-11-02 22:40阅读:164来源:国知局

本发明涉及石油天然气井下作业技术领域,特别涉及一种径向水平井换向短节井下用清洗装置。



背景技术:

在石油天然气领域中,径向水平井技术的应用是一项有效恢复或提高单井产能的增产措施。在作业中,先由开窗工具在高压水力驱动下切削套管实现开窗,随后换向将连接在软轴上的微型钻头对准开窗孔,然后通过高压水力驱动软轴传递钻压和扭矩,实现对地层的钻进。最终在不同层位或同一层位不同角度上,钻出一定长度的孔眼,建立油气流通道,增大泄油面积,实现增产。

换向是径向井水平井施工过程中一个非常关键的环节,通过该环节,能够将微型钻头对准前期的开窗孔眼。连接在定位锚和开窗工具之间的换向短节是实现换向的关键工具。

径向水平井施工过程中套管开窗和地层钻进,都需要高压水力驱动,井下工具极易因为水中的杂质下行而出现堵塞。因为工具结构的特殊性,换向短节在堵塞情形发生后,不影响主流道高压流体的下行,地面泵压往往没有显示,侧面换向部位不能上下移动,换向过程难以实现,钻头不能从开窗口伸出,后续地层钻进难以进行。生产中在该情况发生后,通常解决办法是起出油管和井下工具,在地面用高压射流清洗换向短节后,再将油管和工具顺次下放到井底。该方法需要起出管柱,耽误作业时间,增加作业人员的劳动强度和甲方的作业成本,严重影响了施工效率。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是提供一种径向水平井换向短节井下用清洗装置,该装置实现了能够在井下对堵塞的换向短节清洗,清洗效果好,无需起出管柱,大幅度的提高工作效率,缩短作业时间,降低作业成本,降低作业人员劳动强度。克服了现有换向短节堵塞后需要起出管柱进行清洗,工作效率低,作业时间长,作业人员劳动强度大,作业成本高的不足。

本发明所采取的技术方案是:一种径向水平井换向短节井下用清洗装置,包括上接头、外套筒和清洗接头;上接头、外套筒和清洗接头顺次连接,上接头内部设计有储流腔,外套筒内壁上设计有过流板,过流板下端设计有增压腔,过流板下端连接有弹簧套筒,弹簧套筒外侧的过流板上开有过流孔,弹簧套筒内安装弹簧,弹簧上端连接过流板,弹簧下端连接阀芯,阀芯上端外壁与弹簧套筒之间密封,阀芯下端外壁设计为倒锥面,阀芯中心开有泄压流道;

清洗接头上端内壁上设计有过流座,过流座中心开有泄流孔,阀芯下端的锥面外壁能够伸入泄流孔并封堵泄流孔,泄流孔外侧的过流座上对称开有节流孔,过流板的所有过流孔横截面总和大于过流座的所有节流孔的横截面总和,过流座下端设计有节流腔,节流腔下端的清洗接头侧壁上安装有多个喷头,喷头上设计有多个喷嘴,清洗接头底部封闭。

阀芯上端外壁与弹簧套筒之间通过密封圈密封。

过流板上过流孔的数量为2个,过流座上节流孔的数量为2个,过流孔的孔径大于节流孔的孔径。

清洗接头侧壁上对称安装有2个喷头,喷头上设计有2个喷嘴。

本发明的有益效果是:本发明实现了能够在井下对堵塞的换向短节清洗,清洗效果好,无需起出管柱,大幅度的提高工作效率,缩短作业时间,降低作业成本,降低作业人员劳动强度。

附图说明:

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式:

如图1所示,一种径向水平井换向短节井下用清洗装置,包括上接头1、外套筒7和清洗接头13;上接头1、外套筒7和清洗接头13顺次连接,上接头1内部设计有储流腔2,外套筒7内壁上设计有过流板,过流板下端设计有增压腔10,过流板下端连接有弹簧套筒6,弹簧套筒6外侧的过流板上开有过流孔3,弹簧套筒6内安装弹簧4,弹簧4上端连接过流板,弹簧4下端连接阀芯8,阀芯8上端外壁与弹簧套筒6之间密封,阀芯8下端外壁设计为倒锥面,阀芯8中心开有泄压流道9;

清洗接头13上端内壁上设计有过流座,过流座中心开有泄流孔11,阀芯8下端的锥面外壁能够伸入泄流孔11并封堵泄流孔11,泄流孔11外侧的过流座上对称开有节流孔12,过流板的所有过流孔3横截面总和大于过流座的所有节流孔12的横截面总和,过流座下端设计有节流腔14,节流腔14下端的清洗接头13侧壁上安装有多个喷头15,喷头15上设计有多个喷嘴16,清洗接头13底部封闭。

阀芯8上端外壁与弹簧套筒6之间通过密封圈5密封。

过流板上过流孔3的数量为2个,过流座上节流孔12的数量为2个,过流孔3的孔径大于节流孔12的孔径。

清洗接头13侧壁上对称安装有2个喷头15,喷头15上设计有2个喷嘴16。

使用时,上接头1上端连接在径向井钻进空心杆下部,通过电缆将其下放到换向短节所在的位置时,密封井口,开泵打压。高压流体通过空心杆进入上接头1的储流腔2内,并通过过流板的过流孔3快速下行,由于阀芯8在重力作用下堵住了泄流孔11,且节流孔12孔眼直径小于过流孔3孔眼直径,增压腔10内压力迅速升高。由于泄压流道9的存在,且高压流体在节流孔12处有压力降,使得泄流孔11未打开时,增压腔10内压力远高于节流腔14内压力。高压流体作用于阀芯8锥面上,推动阀芯8上行,使得弹簧4处于压缩状态。阀芯8上行一段距离后,泄流孔11打开,流体通过11泄流孔、节流孔12快速进入清洗接头13内节流腔14,从而增压腔10内压力迅速下降,阀芯8急速下行至堵塞泄流孔11,增压腔10内压力再次急剧升高。如此往复,由于阀芯8的上下运动,在节流腔14内形成激荡波。高压流体通过喷头15,在喷嘴16处形成激荡射流,对换向短节局部依次进行高压射流清洗,清洗效果好。清洗完成后,通过电缆将本发明和钻进空心杆提起,进行换向和后续的地层钻进。

可以理解的是,以上关于本发明的具体描述,仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案,本领域的普通技术人员应当理解,仍然可以对本发明进行修改或等同替换,以达到相同的技术效果;只要满足使用需要,都在本发明的保护范围之内。



技术特征:

技术总结
本发明涉及石油天然气井下作业技术领域,特别涉及一种径向水平井换向短节井下用清洗装置。该装置的上接头、外套筒和清洗接头顺次连接,上接头内部设计有储流腔,外套筒内壁上设计有过流板,过流板下端设计有增压腔,过流板下端连接有弹簧套筒,弹簧套筒外侧的过流板上开有过流孔,弹簧套筒内安装弹簧,弹簧上端连接过流板,弹簧下端连接阀芯,阀芯上端外壁与弹簧套筒之间密封,阀芯下端外壁设计为倒锥面,阀芯中心开有泄压流道。本发明实现了能够在井下对堵塞的换向短节清洗,清洗效果好,无需起出管柱,大幅度的提高工作效率,缩短作业时间,降低作业成本,降低作业人员劳动强度。

技术研发人员:王西贵;邹德永;刘笑傲;王高明;崔煜东
受保护的技术使用者:中国石油大学(华东)
技术研发日:2018.05.23
技术公布日:2018.11.02
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