一种水平井连续油管旋转喷射震荡解堵装置及方法与流程

本发明涉及油井解堵，具体地说是一种水平井连续油管旋转喷射震荡解堵装置及方法。

背景技术：

1、近些年，随着钻井技术的进步，各种复杂结构井应时而生，也对解堵技术提高的要求，常规解堵技术已经无法满足要求，如水平井泥浆污染堵塞、滤砂管有机无机复合堵塞等问题，采用常规物理解堵方法无法恢复近井地带渗透率，解放油井产能，导致一批井产能不达标甚至低产报废，造成严重的资源浪费和经济损失。

2、目前的解堵配套的喷射解堵工具主要通过连续油管和喷嘴进行高压液体冲击震荡解堵，传统的喷嘴主要分为固定式多孔喷嘴和旋转式喷嘴，但是固定式喷嘴数量受限，难以实现全截面清理，而传统内旋流式喷嘴的参数设计范围受限，难以起到良好的实用性；而且传统的解堵油管配套的扶正机构难以和水平井壁起到良好的贴合效果，扶正效果有限，解堵清理脱落下的堵塞物也难以得到有效收集，容易随水流移动造成二次堵塞。

3、公开(公告)号：cn108843274a，公开(公告)日：2018-11-20公开了一种水力喷射自旋转刮刀钻头及注二氧化碳井解堵工艺，解决目前冻堵处理方式速度慢、费用高及操作复杂的问题；通过水力喷射自旋转刮刀钻头注入加热加压流体，依靠注入流体的热融作用、刮刀钻头的破碎作用以及注入流体的冲击作用对冻堵层进行破碎、溶解，达到解堵、钻开冻堵层段的目的，同时循环系统将破碎的冻堵物碎屑及时地携带出井筒，保证该装置的连续作业。在注二氧化碳井发生冻堵之后，该钻头及工艺具有操作简单、施工成本低、应用范围广的优点，为二氧化碳驱油技术的大规模应用提供保障。

4、公开(公告)号：cn112240179b，公开(公告)日：2021-05-04涉及一种新型水力喷射解堵装置，包括过滤器、短管、筒体、电机、往复运动机构和旋转盘，过滤器和筒体分别固定连接在短管的上下两端，电机通过一个电机支架固定安装在筒体内，往复运动机构的动力输入端与电机的输出轴连接，往复运动机构的动力输出端与所述旋转盘固定连接。施工工艺简单，施工成本低，处理深度大。同时，通过旋转喷射乳化剂，使乳化剂的射流从径向和切向两个方向对套管内壁上的垢质进行冲击，从而使垢质更容易清除，有效改善了除垢效果。

5、公开(公告)号：cn111005693a，公开(公告)日：2020-04-14公开了一种井下旋流解堵工具，包括从上至下依次连接的旋流体、过流体、连接体和轴承座；在旋流体的主体外侧设有螺旋槽；在过流体的侧壁上设有偏心反循环过流孔；在过流体的外侧设有活塞套，在活塞套的下端连接有弹簧护套，弹簧护套通过安全销钉锁定在连接体上，在弹簧护套内安装有弹簧，弹簧夹压在弹簧护套与连接体之间；在过流体的下部安装有过滤器和单流阀，在轴承座内穿装有旋转轴；在旋转轴的下端连接有旋转喷头，在旋转喷头上设有多个喷嘴。既能用于正循环洗井又能用于反循环洗井，可以一趟管柱实现正循环、反循环洗井作业，正、反循环洗井相结合，可以将井筒清除干净，并且工具自身不易堵塞。

6、公开(公告)号：cn214836200u，公开(公告)日：2021-11-23公开了一种空化水射流除垢解堵返排喷头。包括上接头、本体、扶正器、聚四氟乙烯密封、弹簧挡圈、密封圈、弹簧、缩放型空化喷嘴、喷头主体、配流器、转换接头、转轴、高压密封件、深沟球轴承以及阻尼器；缩放型空化喷嘴通过螺纹与喷头主体连接在一起；配流器通过螺纹安装在所述喷头主体的内部；转换接头的两端分别与喷头主体和转轴相连接；转轴前端与转换接头相连，中部与阻尼器相连，最大轴端的两端安装高压密封件和深沟球轴承；阻尼器是一个内部中空的有一段阶梯的轴段状物体，阻尼器与转轴配合。本种返排喷头可以适用不同环境下的井口，除垢、返排效果好。

7、公开(公告)号：cn101806203b，公开(公告)日：2012-08-01涉及一种高压水力旋转解堵装置，本装置在主轴上装配轴用弹性挡圈、滚针轴承、推力球轴承、外壳，在主轴下端中孔装有预紧弹簧、摩擦副静环，主轴上端有阻力块、阻力调整弹簧、阻力调整螺栓，喷头前部装有轴心喷嘴、周边喷嘴。本发明以高压水为工作介质，周边喷嘴与轴心呈一定的夹角，射流从周边喷嘴射出产生一定的反冲力，推动喷头旋转，形成旋转射流，冲击井底堵塞物，阻力调整螺栓和摩擦副共同实现喷头的旋转限速，利用端面密封等技术解决了油、气井清砂解堵中的问题，具有结构复杂、旋转阻力小、使用寿命长等优点，使高压水力旋转解堵技术在油、气井清砂解堵领域得到广泛的推广应用。

8、公开(公告)号：cn204140022u，公开(公告)日：2015-02-04公开了一种油井套管或筛管用自旋转式水力振荡解堵工具，包括节箍和喷头，所述节箍设有内孔，所述节箍的内孔上部设有与油管连接的管螺纹，在所述节箍的内孔下部安装有轴向固定周向转动的喷头，所述喷头呈椭球形，内设中空容液腔，所述容液腔与所述节箍的内孔连通；在所述喷头的上部设有多个与其轴向垂直的水平出流孔，所有所述水平出流孔沿周向均布，在所述水平出流孔的左右两端各安装有一喷嘴ⅰ；在所述喷头的底部设有一竖直出流孔，在所述竖直出流孔的上下两端各安装有一喷嘴ⅱ，所述竖直出流孔和所述水平出流孔均与所述容液腔连通。水力解堵的效果非常好，并且结构简单，制造简便。

9、以上公开技术的技术方案以及所要解决的技术问题和产生的有益效果均与本发明不相同，或者技术领域或者应用场合不同，针对本发明更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果，以上公开技术文件均不存在技术启示。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种水平井连续油管旋转喷射震荡解堵装置及方法，通过旋转盘转动在离心力的作用下，第一滑块、第一调节块和第二调节块通过固定轴形成一圈大于第一限位滑槽直径的圆环并与水平井的内侧壁相贴合，可以使通过高压喷头清理的堵塞物起到阻隔的效果，防止堵塞物进入第一限位滑槽的另一侧造成二次堵塞，保证了解堵效果，同时也可以保证旋转盘的旋转轴心即高压喷头的位置处于水平井的中心轴线上，可以对高压喷头起到良好的扶正效果。

2、为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种水平井连续油管旋转喷射震荡解堵装置，包括高压喷头，所述高压喷头开设高压喷水孔，为水力旋转式喷头；所述高压喷头的高压喷水孔在高压水通过时产生旋转力；

4、还包括旋转管、离心力变径阻隔机构；

5、所述高压喷头前端口与旋转管末端连接并连通，高压喷头后端口与离心力变径阻隔机构的旋转盘的中心通道连接并连通；所述高压喷头转动带动旋转管和旋转盘同时转动。

6、进一步地，还包括离心力变径扶正机构；所述离心力变径扶正机构包括固定环机构、扶正器机构；所述固定环机构前端与扶正器机构后端接触连接；

7、所述固定环机构套装在旋转管上，能跟随旋转管一起旋转。

8、进一步地，还包括供水管；

9、所述供水管的末端口通过防水密封轴承固定套接所述旋转管前端口。

10、进一步地，所述高压喷头的表侧壁和前轴端面斜角设有至少三组高压喷水孔；高压喷水孔的开设方向不垂直于高压喷头与高压喷水孔相接触的切面，且各组高压喷水孔轴心与高压喷头的切面方向倾斜角相同。

11、进一步地，所述离心力变径阻隔机构包括至少三组离心变径模块单元，多组离心变径模块单元呈环形矩阵设置固定在离心力变径阻隔机构的旋转盘的中心通道外围；

12、所述离心变径模块单元包括第一限位滑槽、第一拉伸弹簧、第一滑块、第一调节块、第二调节块；

13、所述第一滑块滑行于第一限位滑槽内，所述第一拉伸弹簧置于第一限位滑槽内，且第一拉伸弹簧内端连接第一限位滑槽槽底，第一拉伸弹簧外端连接第一滑块滑；所述第一滑块滑外端两侧均设置固定夹板，两侧的固定夹板分别铰接第一调节块、第二调节块；

14、所述两两相邻的离心变径模块单元各自通过相邻的第一调节块、第二调节块相互铰接在一起。

15、进一步地，所述第一滑块、第一调节块、第二调节块外端面均为弧面。

16、进一步地，所述固定环机构包括至少三组离心推动模块单元，多组离心推动模块单元呈环形矩阵设置固定在第一固定环上，第一固定环套装在旋转管上；

17、所述离心推动模块单元包括第二限位滑槽、第二滑块、第二拉伸弹簧、第三限位滑槽、第三滑块；

18、所述第二滑块滑行于第二限位滑槽内，第二拉伸弹簧置于第二限位滑槽内，且第二拉伸弹簧内端连接第二限位滑槽槽底，第二拉伸弹簧外端连接第二滑块；

19、所述第一固定环还开设轴向的第三限位滑槽，且与第二限位滑槽相对应，所述第三滑块滑行于第三限位滑槽内；

20、所述第二滑块外端与第三滑块内端同时开设相配合的斜面，第二滑块通过离心力向外推动第三滑块，第三滑块轴向运行进而推动扶正器机构轴向压缩。

21、进一步地，所述第三滑块上设置防止从第三限位滑槽内脱出的限位块。

22、进一步地，所述扶正器机构包括扶正器固定环、扶正器活动环、螺旋条组；

23、所述扶正器固定环固定套接于供水管的表侧壁，所述扶正器活动环活动套接于供水管的表侧壁，且与限位块相接触；

24、所述扶正器固定环和扶正器活动环之间固定安装有螺旋条组。

25、进一步地，所述扶正器机构静止时最大半径处与旋转盘的半径相等。

26、本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

27、1、工作前供水管的顶端置于油井外部，将高压喷头延伸至需要解堵的水平井处，同时扶正器机构和旋转盘与水平井的内侧壁相接触，可以对供水管和高压喷头起到一定的固定位置作用，使供水管和高压喷头的中心轴线位置大致处于水平井的中心轴线位置相重合，可以保证供水管与高压喷头接触位置发生弯折影响供水管与高压喷头之间的流通性，同时可以保证高压喷头对水平井内壁进行均匀的喷射效果，保证了喷射震荡解堵工作的稳定性。

28、2、工作时通过供水管的顶端对供水管进行供水，水流经过供水管的内腔至高压喷头，通过高压喷水孔喷出，同时由于高压喷水孔的为倾斜方向开设，高压水流由高压喷水孔喷出，高压水流直接冲击油井地层的堵塞物，地层除受到很大的脉动冲击压力外，还受到剪切力作用，这样炮孔中的堵塞物在脉动冲击压力和剪切力的复合作用下，瞬间即松动，可以起到良好的解堵效果，同时水流的反作用力带动高压喷头旋转，高压喷头可以进行旋转喷射，对水平井的内侧壁和上下炮孔均可以起到清理和解堵效果；

29、同时高压喷头转动带动旋转管和旋转盘转动，旋转盘转动带动第一滑块转动，第一滑块在离心力的作用下朝着远离旋转盘的方向运动，第一拉伸弹簧拉伸，同时第一滑块带动第一调节块和第二调节块一起朝远离第一限位滑槽的方向运动，第一滑块、第一调节块和第二调节块通过固定轴形成一圈大于第一限位滑槽直径的圆环并与水平井的内侧壁相贴合，可以使通过高压喷头清理的堵塞物起到阻隔的效果，防止堵塞物进入第一限位滑槽的另一侧造成二次堵塞，保证了解堵效果，同时也可以保证旋转盘的旋转轴心即高压喷头的位置处于水平井的中心轴线上，可以对高压喷头起到良好的扶正效果；

30、同时旋转管转动带动固定环转动，第二滑块在离心力的作用下沿第二限位滑槽的内侧壁朝着远离固定环的方向运动，第二滑块与第三滑块接触，通过第二滑块和第三滑块的斜面设计，带动第三滑块沿第三限位滑槽朝着远离固定环的方向运动，对扶正器活动环起到推动效果，通过扶正器活动环的运动和固定安装的扶正器固定环对螺旋条组起到压缩的作用，此时螺旋条组被压缩，中间处直径变大且与水平井的内侧壁相贴合，通过螺旋条组对供水管起到固定效果和一定的扶正效果，防止扶正器固定环至高压喷头处的供水管发生振动和弯折，保证了供水管对高压喷头起到良好的供水效果，保证了整个装置工作的稳定性。

31、3、工作结束后通过对供水管进行拖拽将整个装置取出，旋转盘沿水平井运动时，可以对水平井内侧壁相接触，可以对水平井内侧壁松动的堵塞物进行刮除处理，同时通过供水管和旋转盘的移动可以带动清理完毕剥落的堵塞物移动至外部，防止在水平井内部再次造成堵塞。