防漏失补偿式反向冲砂装置及使用方法与流程

本发明涉及油井采油技术领域，尤其涉及一种防漏失补偿式反向冲砂装置及使用方法。

背景技术：

在油水井作业时，用油管冲砂，由于油层漏失，冲砂时，冲砂液和井筒内的地层砂又被冲进漏失的油层内，冲不到地面，作业完井后，又会反吐到井筒内，极易造成抽油泵砂卡，使油井停产，增加作业费用，缩短油井的检泵周期，达不到作业目的。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种防漏失补偿式反向冲砂装置及使用方法，以克服现有技术的缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种防漏失补偿式反向冲砂装置及使用方法，克服现有技术中存在的漏失造成的砂卡、停井等问题，该装置及使用方法能使井筒内的地层砂冲到地面，通过导砂双滑动缸套补偿设计，冲砂时地层砂在可控范围之内，防止冲砂液漏失到油层内，延长油井作业周期。

本发明的目的是这样实现的，一种防漏失补偿式反向冲砂装置，包括能与油管固定连接的中心管，所述中心管的外侧同轴套设连接缸套和外管部，所述外管部的顶部与所述中心管的顶部密封连接，所述外管部的顶部设置进液孔，所述外管部的内壁下部与连接缸套的外壁上部密封连接，所述连接缸套的外壁上设置能封隔连接缸套外环空的封隔部，所述中心管的底部能滑动地套设内导砂滑动缸套，所述内导砂滑动缸套的底部设置直径自上而下渐增的锥管部，所述锥管部的侧壁上贯通设置喷液孔，所述连接缸套的底部能滑动地套设外导砂滑动缸套，所述锥管部的底部与所述外导砂滑动缸套的内壁密封抵靠连接，所述内导砂滑动缸套和所述外导砂滑动缸套构成导砂双滑动缸套；所述外管部的内壁、所述连接缸套的内壁、所述外导砂滑动缸套的内壁和所述中心管的外壁之间构成冲砂进液通道，所述内导砂滑动缸套和所述中心管的内腔连通构成返砂通道。

在本发明的一较佳实施方式中，所述喷液孔的中心轴与所述中心管的中心轴之间呈15°夹角设置。

在本发明的一较佳实施方式中，所述外管部的底端和所述封隔部的顶端之间套设第一弹簧，所述封隔部的底端和所述外导砂滑动缸套的顶端之间套设第二弹簧。

在本发明的一较佳实施方式中，所述外导砂滑动缸套的内壁顶部连接有外导砂滑动缸套接箍，所述连接缸套的外壁底部连接有连接缸套接箍，所述外导砂滑动缸套接箍的底端能轴向顶抵于所述连接缸套接箍的顶端，所述外导砂滑动缸套接箍的内壁与所述连接缸套的外壁密封滑动抵靠，所述连接缸套接箍的外壁与所述外导砂滑动缸套的内壁密封滑动抵靠。

在本发明的一较佳实施方式中，所述中心管的外壁底部连接有中心管接箍，所述内导砂滑动缸套的内壁顶部连接有内导砂滑动缸套接箍，所述内导砂滑动缸套接箍的底端能轴向顶抵于所述中心管接箍的顶端，所述内导砂滑动缸套接箍的内壁与所述中心管的外壁密封滑动抵靠，所述中心管接箍的外壁与所述内导砂滑动缸套的内壁密封滑动抵靠。

在本发明的一较佳实施方式中，所述连接缸套包括上连接缸套和下连接缸套，所述上连接缸套和所述下连接缸套通过隔环接箍连接，所述封隔部的底端与所述隔环接箍的顶端轴向抵靠。

在本发明的一较佳实施方式中，所述封隔部包括上下交错设置的隔环和胶筒，所述胶筒的外壁能与井壁或套管壁之间卡止抵靠，所述隔环接箍的顶端与位于底部的胶筒的底端轴向抵靠。

在本发明的一较佳实施方式中，所述外管部包括顶部密封连接于所述中心管顶部的上接头，所述上接头的侧壁包括直径自上而下渐增的锥壁，所述锥壁上贯通设置所述进液孔，所述上接头的底部密封连接外缸套，所述外缸套的内壁与所述连接缸套的外壁顶部密封连接。

本发明的目的还可以这样实现，前述的防漏失补偿式反向冲砂装置的使用方法，包括以下步骤:

步骤a、完成防漏失补偿式反向冲砂装置的组装，并将其安装于油管上；

步骤b、通过油管将防漏失补偿式反向冲砂装置下到井内地层砂的砂面位置；

步骤c、继续下放油管，内导砂滑动缸套和外导砂滑动缸套坐在地层砂的砂面上，中心管、连接缸套及外管部下移；

步骤d、将冲砂液打入井内环空，冲砂液经过进液孔进入冲砂进液通道内，由喷液孔喷出，在水压作用下封隔部封隔连接缸套外环空；

步骤e、由喷液孔喷出的冲砂液形成旋流，地层砂泛起，和液体一起进入返砂通道经油管排出；

步骤f、地层砂被冲出返排后，砂面下降，外导砂滑动缸套和内导砂滑动缸套自动下行，弥补和罩住冲出地层砂的空间，对冲砂深度进行补偿，使冲砂液始终保持在内循环状态；

步骤g、边冲砂边下放油管，使井内地层砂始终在内导砂滑动缸套和外导砂滑动缸套内，直到人工井底地层砂被完全冲出。

由上所述，本发明提供的防漏失补偿式反向冲砂装置及使用方法具有如下有益效果：

本发明提供的防漏失补偿式反向冲砂装置中，内导砂滑动缸套和外导砂滑动缸套构成导砂双滑动缸套，内导砂滑动缸套和外导砂滑动缸套能滑动下行对冲砂深度进行补偿，使冲砂液始终保持在内循环状态，漏失量很小，冲砂液通过喷液孔喷出后在锥管部内形成旋流使地层砂泛起通过返砂通道排出；冲砂时地层砂在可控范围之内，防止冲砂液漏失到油层内，延长油井作业周期；

本发明提供的防漏失补偿式反向冲砂装置中，封隔部能在水压作用下封隔连接缸套外环空，避免地层砂自环空上返造成漏砂；

本发明的防漏失补偿式反向冲砂装置的使用方法操作简单，避免砂卡停产，有利于推广使用。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1：为本发明的防漏失补偿式反向冲砂装置的结构示意图。

图中：

100、防漏失补偿式反向冲砂装置；

1、中心管；11、中心管接箍；

2、连接缸套；

20、连接缸套接箍；21、上连接缸套；22、下连接缸套；23、隔环接箍；

3、外管部；30、进液孔；31、上接头；32、外缸套；

4、封隔部；41、隔环；42、胶筒；

5、内导砂滑动缸套；50、喷液孔；51、锥管部；52、内导砂滑动缸套接箍；

6、外导砂滑动缸套；61、外导砂滑动缸套接箍；

71、第一弹簧；72、第二弹簧；

8、套管；

9、油管。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本发明提供一种防漏失补偿式反向冲砂装置100，包括能与油管9固定连接的中心管1，中心管1的外侧同轴套设连接缸套2和外管部3，外管部3的顶部与中心管1的顶部密封连接，外管部3的顶部设置进液孔30，外管部3的内壁下部与连接缸套2的外壁上部密封连接，连接缸套2的外壁上设置能封隔连接缸套外环空(油井环空或油套环空)的封隔部4，中心管1的底部能滑动地套设内导砂滑动缸套5，内导砂滑动缸套5的底部设置直径自上而下渐增的锥管部51，锥管部51的侧壁上贯通设置喷液孔50，连接缸套2的底部能滑动地套设外导砂滑动缸套6，锥管部51的底部与外导砂滑动缸套6的内壁密封抵靠连接；内导砂滑动缸套5和外导砂滑动缸套6构成导砂双滑动缸套，将地层砂罩在导砂双滑动缸套内，导砂双滑动缸套可以向下延伸，对冲砂深度自动补偿。外管部3的内壁、连接缸套2的内壁、外导砂滑动缸套6的内壁和中心管1的外壁之间构成冲砂进液通道，内导砂滑动缸套5和中心管1的内腔连通构成返砂通道。冲砂液经进液孔30、冲砂进液通道流入，并经喷液孔50喷向锥管部51的锥形内腔内形成旋流将地层砂泛起，地层砂经返砂通道、油管排出井筒。

本发明提供的防漏失补偿式反向冲砂装置中，内导砂滑动缸套和外导砂滑动缸套构成导砂双滑动缸套，内导砂滑动缸套和外导砂滑动缸套能滑动下行对冲砂深度进行补偿，使冲砂液始终保持在内循环状态，漏失量很小，冲砂液通过喷液孔喷出后在锥管部内形成旋流使地层砂泛起通过返砂通道排出；冲砂时地层砂在可控范围之内，防止冲砂液漏失到油层内，延长油井作业周期。

进一步，如图1所示，喷液孔50的中心轴与中心管1的中心轴之间呈15°夹角α设置(该夹角还可以是其他数值，一般以15°为佳)。喷液孔50数量为多个，沿锥管部51的侧壁呈周向均匀间隔设置。

进一步，如图1所示，外管部3的底端和封隔部4的顶端之间套设第一弹簧71，封隔部4的底端和外导砂滑动缸套6的顶端之间套设第二弹簧72。第一弹簧71能减缓封隔部4与井壁或套管壁之间的摩擦冲击。第二弹簧72能推动外导砂滑动缸套6向下滑动，外导砂滑动缸套6同时带动内导砂滑动缸套5向下滑动，起到轴向补偿作用。

进一步，如图1所示，外导砂滑动缸套6的内壁顶部连接有外导砂滑动缸套接箍61，连接缸套2的外壁底部连接有连接缸套接箍20，外导砂滑动缸套接箍61的底端能轴向顶抵于连接缸套接箍20的顶端，外导砂滑动缸套接箍61的内壁与连接缸套2的外壁密封滑动抵靠，连接缸套接箍20的外壁与外导砂滑动缸套6的内壁密封滑动抵靠。外导砂滑动缸套接箍61的底端能轴向顶抵于连接缸套接箍20的顶端，限制外导砂滑动缸套6相对连接缸套2的滑动距离，实现轴向限位。

进一步，如图1所示，中心管1的外壁底部连接有中心管接箍11，内导砂滑动缸套5的内壁顶部连接有内导砂滑动缸套接箍52，内导砂滑动缸套接箍52的底端能轴向顶抵于中心管接箍11的顶端，内导砂滑动缸套接箍52的内壁与中心管1的外壁密封滑动抵靠，中心管接箍11的外壁与内导砂滑动缸套5的内壁密封滑动抵靠。内导砂滑动缸套接箍52的底端能轴向顶抵于中心管接箍11的顶端，限制内导砂滑动缸套5相对中心管1的滑动距离，实现轴向限位。

进一步，如图1所示，连接缸套2包括上连接缸套21和下连接缸套22，上连接缸套21和下连接缸套22通过隔环接箍23连接，封隔部4的底端与隔环接箍23的顶端轴向抵靠。连接缸套接箍20连接于下连接缸套22的外壁底部。

进一步，如图1所示，封隔部4包括上下交错设置的隔环41和胶筒42，胶筒42的外壁能与井壁或套管壁之间卡止抵靠，隔环接箍23的顶端与位于底部的胶筒42的底端轴向抵靠。胶筒42的侧壁上设置直径自上而下渐缩的锥面，胶筒42顶部的直径尺寸略大于套管内径尺寸或井筒内壁直径尺寸，胶筒42能外胀顶抵于套管或井筒内壁上，封隔连接缸套外的环空(油井环空或油套环空)。隔环41能阻挡胶筒42窜动，受压后压缩胶筒42。隔环接箍23连接上连接缸套21和下连接缸套22，且能起到隔环41的作用。

进一步，如图1所示，外管部3包括顶部密封连接于中心管顶部的上接头31，上接头31的侧壁包括直径自上而下渐增的锥壁，锥壁上贯通设置前述的进液孔30，上接头31的底部密封连接外缸套32，外缸套32的内壁与连接缸套2的外壁顶部密封连接。

本发明的防漏失补偿式反向冲砂装置100的使用方法，包括以下步骤:

步骤a、完成防漏失补偿式反向冲砂装置100的组装，并将其安装于油管9上，中心管1与油管9呈连通状态；

步骤b、通过油管将防漏失补偿式反向冲砂装置100下到井内地层砂面位置。

下入时，胶筒42与套管8(或井筒)的内壁之间摩擦，胶筒42受到向上的摩擦力，第一弹簧71起到缓冲作用，防止胶筒42受到硬卡损伤。

步骤c、继续下放油管9，内导砂滑动缸套5和外导砂滑动缸套6坐在地层砂的砂面上，中心管1、连接缸套2及外管部3下移，第二弹簧72被压缩，中心管1接近砂面。

步骤d、通过泵车将冲砂液打入井内环空(油井环空或油套环空)，冲砂液经过上接头31上的进液孔30进入冲砂进液通道内，由喷液孔50喷出，这时由于水压作用，隔环41受力，压缩胶筒42封隔连接缸套外环空(油井环空或油套环空)。

步骤e、由喷液孔50喷出的冲砂液形成旋流，地层砂泛起，和液体一起进入返砂通道经油管9排出。

步骤f、地层砂被冲出返排后，砂面下降，在重力及第二弹簧72的作用下外导砂滑动缸套6和内导砂滑动缸套5自动下行，弥补和罩住冲出地层砂的空间，对冲砂深度进行补偿，使冲砂液始终保持在内循环状态，漏失量很小，也可以冲砂一段后，快速上提几米，再快速放下，把外导砂滑动缸套6外面的地层砂也瞬间带到下面，一起冲出。

步骤g、边冲砂边下放油管9，使井内地层砂始终在内导砂滑动缸套5和外导砂滑动缸套6内，直到人工井底地层砂被完全冲出。

由上所述，本发明提供的防漏失补偿式反向冲砂装置及使用方法具有如下有益效果：

本发明提供的防漏失补偿式反向冲砂装置中，内导砂滑动缸套和外导砂滑动缸套构成导砂双滑动缸套，内导砂滑动缸套和外导砂滑动缸套能滑动下行对冲砂深度进行补偿，使冲砂液始终保持在内循环状态，漏失量很小，冲砂液通过喷液孔喷出后在锥管部内形成旋流使地层砂泛起通过返砂通道排出；冲砂时地层砂在可控范围之内，防止冲砂液漏失到油层内，延长油井作业周期；

本发明提供的防漏失补偿式反向冲砂装置中，封隔部能在水压作用下封隔连接缸套外环空，避免地层砂自环空上返造成漏砂；

本发明的防漏失补偿式反向冲砂装置的使用方法操作简单，避免砂卡停产，有利于推广使用。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。