一种水平井捞砂装置的制作方法

本发明涉及一种捞取油田井下套管内积砂的捞砂装置，尤其是一种对油井水平段套管进行捞砂作业的水平井捞砂装置。

背景技术：

1、油井开采一段时间后，水平段套管内就会发生积砂现象，当套管内积砂到一定程度，不但会影响产量，还增加设备损坏的风险，因此，需要定期对油井水平段套管内的积砂进行捞取作业。现有技术中的水平井捞砂装置不具有旋转能力，多采用依靠砂铲的水平推力使套管内的积砂进入砂管，再由砂管将这些积砂带出油井，采用这种结构的捞砂装置作业时，由于积砂进入砂管后会逐渐积聚在砂管内，当积聚到一定程度时砂管内的积砂会将砂管的进砂口堵塞，致使套管内的积砂不能再进入到砂管内，此时，砂铲只会将套管内的积砂向前推、使积砂在套管内积聚，甚至会将套管完全堵塞，需要将捞砂装置提出油井，清除砂管内的积砂后再将捞砂装置重新投放到油井内进行捞砂作业。因此，现有技术中的捞砂装置单次作业携砂量有限，需要多次重复作业才能将套管内的积砂捞取干净，施工作业时间长，捞砂成本高。

技术实现思路

1、发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的上述不足，提供一种水平井捞砂装置，该水平井捞砂装置作业时积砂进入砂管后不会在砂管进砂口部积聚堵塞，积砂在砂管内移动的距离远，沉淀分布区域长，砂管携砂能力强，单次捞砂作业携砂量大。

2、解决技术问题所采取的技术方案：一种水平井捞砂装置，包括安装在螺杆钻输出轴端部、由螺杆钻驱动旋转的转子组件，在转子组件上套装有可以与转子组件沿圆周方向相对旋转的砂管组件，从而在砂管组件与转子组件之间形成环形沉砂空间，所述水平井捞砂装置还包括将螺杆钻输出轴泵出的水流射入油套环空、由砂管组件前端进入环形沉砂空间、再由环形沉砂空间后端排入油套环空的水冲砂系统，在转子组件的前端装有可以将套管内的积砂与水混合送入环形沉砂空间的螺旋绞刀，在螺旋绞刀后方的砂管组件上装有防止环形沉砂空间内的积砂反向流出的单向阻砂阀。

3、作为本发明的进一步改进方案：所述水冲砂系统包括与螺杆钻输出轴出水口连通的冲水轴管和旋转配水器，所述旋转配水器包括与砂管内壁滑动密封配合的柱状体，在柱状体内设有与冲水轴管连通的冲水轴孔和与冲水轴孔连通的径向配水口，在径向配水口对应的柱状体外壁开有环形配水槽，在环形配水槽对应的砂管管壁开有使环形配水槽内的水流射入油套环空的射水孔，在柱状体内还设有使柱状体两端的环形沉砂空间导通的轴向导流孔。

4、作为本发明的进一步改进方案：在旋转配水器后方的砂管管壁开有使环形沉砂空间内的水排放至油套环空的排水孔。

5、作为本发明的进一步改进方案：所述单向阻砂阀包括两端与砂管连接的阀体，在阀体的中心设有转子轴孔，在转子轴孔的周围设有多个连通阀体两端环形沉砂空间的阀孔，在远离螺旋绞刀侧的阀体内装有可以靠重力沿轴向移动、将阀孔封闭的环形单向挡砂阀板。

6、作为本发明的进一步改进方案：在砂管组件内设有多个用于减小转子组件与砂管组件之间摩擦力的滑环和/或滑套。

7、作为本发明的进一步改进方案：所述转子组件包括一个连接螺杆钻输出轴和冲水轴管的空心轴节，以及与旋转配水器连接的若干轴杆、将相临轴杆连接起来的连接杆，空心轴节与冲水轴管通过螺纹连接，在空心轴节的外壁设有突出于空心轴节外壁的限位环台。

8、作为本发明的进一步改进方案：所述砂管组件包括若干通过螺纹首尾顺次连接的砂管，在单向阻砂阀前方的砂管前端设有将套管内的积砂铲起的砂铲。

9、作为本发明的进一步改进方案：在环形沉砂空间内至少一根轴杆上设有使环形沉砂空间内的砂水混合物作螺旋运动的搅拌浆叶。

10、有益效果：本发明的水平井捞砂装置，由于采用了在水平井捞砂装置中设置水冲砂系统和由螺杆泵驱动旋转的螺旋绞刀，使得工作时套管内的积砂在水流和螺旋绞刀的作用下形成砂水混合物进入砂管的环形沉砂空间，积砂在套管内残留少，并且，积砂在水的带动下沿环形沉砂空间行走进入砂管深处，可以有效防止积砂进入砂管后在砂管进砂口部积聚堵塞，延长了积砂在环形沉砂空间内沉淀分布区域的长度，从而提高了砂管的携砂能力，该水平井捞砂装置作业时，单次捞砂作业携砂量大，可以减少捞砂装置提放次数，缩短捞砂作业时间，降低捞砂作业成本。由于采用了所述水冲砂系统包括与螺杆钻输出轴出水口连通的冲水轴管和旋转配水器，并在柱状体外壁开有环形配水槽、在砂管管壁开有使环形配水槽内的水流射入油套环空的射水孔，在柱状体内还设有使柱状体两端的环形沉砂空间导通的轴向导流孔的技术特征，实现在转子组件正常旋转的情况下，从螺杆钻输出、进入油套环空水流与从环形沉砂空间流出、进入油套环空的水流互不干扰。由于采用了在旋转配水器后方的砂管管壁开有使由砂管前端进入环形沉砂空间内的水流排放至油套环空的排水孔的技术特征，使从砂水混合物中分离出的水可以顺利排放到油套环空，为砂水混合物连续进入环形沉砂空间创造条件。由于采用了所述单向阻砂阀包括两端与砂管连接的阀体，在阀体的中心设有转子轴孔，在转子轴孔的周围设有多个连通阀体两端环形沉砂空间的阀孔，在远离螺旋绞刀侧的阀体内装有可以靠重力将阀孔封闭的环形单向挡砂阀板的技术特征，在保证上提管柱时将积砂封存在环形沉砂空间内的同时，单向阻砂阀不会干扰转子组件的正常旋转。由于采用了在砂管组件内设有多个用于减小转子组件与砂管组件之间摩擦力的滑环和/或滑套的技术特征，不但可以降低了转子组件的工作阻力，还可以防止转子组件偏心运转，延长了设备的使用寿命。由于采用了所述转子组件包括一个连接螺杆钻输出轴和冲水轴管的空心轴节，以及与旋转配水器连接的若干轴杆、将相临轴杆连接起来的连接杆，空心轴节与冲水轴管通过螺纹连接，在空心轴节的外壁设有突出于空心轴节外壁的限位环台，以及所述砂管组件包括若干通过螺纹首尾顺次连接的砂管，在单向阻砂阀前方的砂管前端设有使套管内的积砂铲起的砂铲的技术特征，使得可以方便地根据水平段套管的长度和积砂情况，确定砂管和轴杆的节数，方便地组装成合适长度的水平井捞砂工具，从而使本发明的水平井捞砂装置长度调整更方便、通用性更好。由于采用了在环形沉砂空间内至少一根轴杆上设有使环形沉砂空间内的砂水混合物作螺旋运动的搅拌浆叶的技术特征，可以有效防止积砂在环形沉砂空间内提前沉淀，使积砂均匀地沉降在环形沉砂空间内，进一步提高了砂管的携砂能力，使得单次捞砂作业的有效距离更长。

技术特征：

1.一种水平井捞砂装置，包括安装在螺杆钻输出轴端部、由螺杆钻驱动旋转的转子组件，在转子组件上套装有可以与转子组件沿圆周方向相对旋转的砂管组件，从而在砂管组件与转子组件之间形成环形沉砂空间，所述水平井捞砂装置还包括将螺杆钻输出轴泵出的水流射入油套环空、由砂管组件前端进入环形沉砂空间、再由环形沉砂空间后端排入油套环空的水冲砂系统，在转子组件的前端装有可以将套管内的积砂与水混合送入环形沉砂空间的螺旋绞刀，在螺旋绞刀后方的砂管组件上装有防止环形沉砂空间内的积砂反向流出的单向阻砂阀。

2.根据权利要求1所述的水平井捞砂装置，其特征是：所述水冲砂系统包括与螺杆钻输出轴出水口连通的冲水轴管和旋转配水器，所述旋转配水器包括与砂管内壁滑动密封配合的柱状体，在柱状体内设有与冲水轴管连通的冲水轴孔和与冲水轴孔连通的径向配水口，在径向配水口对应的柱状体外壁开有环形配水槽，在环形配水槽对应的砂管管壁开有使环形配水槽内的水流射入油套环空的射水孔，在柱状体内还设有使柱状体两端的环形沉砂空间导通的轴向导流孔。

3.根据权利要求2所述的水平井捞砂装置，其特征是：在旋转配水器后方的砂管管壁开有使环形沉砂空间内的水排放至油套环空的排水孔。

4.根据权利要求1至3任一项所述的水平井捞砂装置，其特征是：所述单向阻砂阀包括两端与砂管连接的阀体，在阀体的中心设有转子轴孔，在转子轴孔的周围设有多个连通阀体两端环形沉砂空间的阀孔，在远离螺旋绞刀侧的阀体内装有可以靠重力沿轴向移动、将阀孔封闭的环形单向挡砂阀板。

5.根据权利要求4所述的水平井捞砂装置，其特征是：在砂管组件内设有多个用于减小转子组件与砂管组件之间摩擦力的滑环和/或滑套。

6.根据权利要求5所述的水平井捞砂装置，其特征是：所述转子组件包括一个连接螺杆钻输出轴和冲水轴管的空心轴节，以及与旋转配水器连接的若干轴杆、将相临轴杆连接起来的连接杆，空心轴节与冲水轴管通过螺纹连接，在空心轴节的外壁设有突出于空心轴节外壁的限位环台。

7.根据权利要求6所述的水平井捞砂装置，其特征是：所述砂管组件包括若干通过螺纹首尾顺次连接的砂管，在单向阻砂阀前方的砂管前端设有将套管内的积砂铲起的砂铲。

8.根据权利要求7所述的水平井捞砂装置，其特征是：在环形沉砂空间内至少一根轴杆上设有使环形沉砂空间内的砂水混合物作螺旋运动的搅拌浆叶。

技术总结
本发明公开了一种水平井捞砂装置，包括安装在螺杆钻输出轴端部的转子组件，在转子组件上套装有砂管组件，从而在砂管组件与转子组件之间形成环形沉砂空间，所述水平井捞砂装置还包括将螺杆钻输出轴泵出的水流射入油套环空、由砂管组件前端进入环形沉砂空间、再由环形沉砂空间后端排入油套环空的水冲砂系统，在转子组件的前端装有可以将套管内的积砂与水混合送入环形沉砂空间的螺旋绞刀，在螺旋绞刀后方的砂管组件上装有防止环形沉砂空间内的积砂反向流出的单向阻砂阀。该水平井捞砂装置作业时积砂进入砂管后不会在砂管进砂口部积聚堵塞，积砂在砂管内移动的距离远，沉淀分布区域长，砂管携砂能力强，单次捞砂作业携砂量大。

技术研发人员：廉军,赵元,朱思言,李岩鹏,徐峰阳,刘客
受保护的技术使用者：沈阳华威石油机械制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15