專(zhuān)利名稱(chēng)：一種水平井沖砂裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油開(kāi)采中的沖砂技術(shù)，尤其涉及一種水平井沖砂裝置。
背景技術(shù)：
目前水平井沖砂基本上采用常規(guī)沖砂方式，這種沖砂方式存在著嚴(yán)重問(wèn)題，均達(dá) 不到理想效果，嚴(yán)重影響后續(xù)舉升等工藝的進(jìn)行。對(duì)于大量出現(xiàn)的出砂水平井，水平井沖砂 已經(jīng)成為瓶徑技術(shù)，必須加以解決，否則將嚴(yán)重制約水平井技術(shù)在出砂區(qū)塊的應(yīng)用。水平井沖砂主要存在如下兩個(gè)問(wèn)題(1)井底沉砂的攪動(dòng)及懸浮豎直井段沖砂，沖砂筆尖推進(jìn)的方向垂直于井底砂 面，井底砂可以被充分?jǐn)噭?dòng)起來(lái)，懸浮于沖砂液中。但對(duì)于大斜度井及水平井，用常規(guī)沖砂 方式?jīng)_砂時(shí)，沖砂筆尖推進(jìn)的方向趨于與井底砂面平行，沖砂液不能直接垂直作用于井底 砂面，井底沉砂不能被充分?jǐn)噭?dòng)起來(lái)并懸浮于沖砂液中，造成砂沖不出來(lái)。(2)井底砂的水平運(yùn)移各種井斜角情況下都有重力影響存在，相關(guān)試驗(yàn)及資料 表明，井斜角在0 30°之間，液流中的砂粒有足夠長(zhǎng)的沉降距離，而且砂和井壁的摩擦力 也非常小，因此當(dāng)液流流速高于砂粒的沉降速度就可將之?dāng)y出。隨著井斜角增加，砂粒沉降 到井壁的距離在縮短，而且砂和井壁的摩擦力也在增加，給砂的運(yùn)移帶來(lái)困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種水平井沖砂裝置，以解決嚴(yán)重制約水平井技術(shù)應(yīng)用的水平 井沖砂問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種水平井沖砂裝置，所述水平井沖砂裝置的 井下管柱為同心雙管沖砂管柱，所述同心雙管沖砂管柱分為上部豎直井段部分和下部水平 井段部分，包括外層管柱4與內(nèi)層管柱5 ；其中，所述上部豎直井段部分設(shè)交叉流道密封器 3以實(shí)現(xiàn)流道轉(zhuǎn)換，在所述上部豎直井段部分沖砂動(dòng)力液由沖砂管2輸入，通過(guò)所述交叉流 道密封器3后轉(zhuǎn)換到外層管柱4與內(nèi)層管柱5之間的環(huán)形流道內(nèi)，驅(qū)動(dòng)所述下部水平井段 部分的反循環(huán)水力噴射泵7工作，在所述下部水平井段部分乏動(dòng)力液與高含砂液的混合液 經(jīng)所述反循環(huán)水力噴射泵7吸入后，由所述內(nèi)層管柱5輸出，然后通過(guò)所述交叉流道密封器 3后轉(zhuǎn)換到?jīng)_砂管2和襯管1之間的環(huán)空輸出，實(shí)現(xiàn)與地面常規(guī)沖砂流程的對(duì)接?？蛇x的，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述反循環(huán)水力噴射泵7包括沖砂噴嘴9和泵吸 入口 8?？蛇x的，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述沖砂動(dòng)力液輸入井下后分為兩部分一部分 經(jīng)所述沖砂噴嘴9以100m/S以上的流速正向噴出，射流在井筒內(nèi)呈扇形擴(kuò)散，使水平段沉 砂懸浮于所述沖砂動(dòng)力液中，形成所述乏動(dòng)力液與高含砂液的混合液；另一部分驅(qū)動(dòng)所述 反循環(huán)水力噴射泵7工作，所述乏動(dòng)力液與高含砂液的混合液通過(guò)所述反循環(huán)水力噴射泵 7的泵吸入口 8吸入后，由所述內(nèi)層管柱5輸出，并在井底形成負(fù)壓?？蛇x的，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述乏動(dòng)力液與高含砂液的混合液在所述內(nèi)層管柱5內(nèi)高速流動(dòng)，流速達(dá)2m/s以上，液體流動(dòng)狀態(tài)由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪?。上述技術(shù)方案具有如下有益效果因?yàn)榫鹿苤捎猛碾p管沖砂管柱，井下泵 采用反循環(huán)水力噴射泵，并設(shè)計(jì)沖砂噴嘴，使沖砂、排砂相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)水平井負(fù)壓沖砂。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明 實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實(shí)施例一種水平井沖砂裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例一種反循環(huán)水力噴射泵外工作筒示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于 本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。(1)地面配套設(shè)備與常規(guī)沖砂相同。(2)井下管柱采用同心雙管沖砂管柱。整個(gè)管柱分為上部豎直井段部分和下部水 平井段部分，設(shè)交叉流道密封器以實(shí)現(xiàn)流道轉(zhuǎn)換，由交叉流道密封器在襯管內(nèi)的滑動(dòng)實(shí)現(xiàn) 沖砂管柱在井筒中的移動(dòng)。在水平井段部分乏動(dòng)力液與高含砂液的混合液由同心管柱的內(nèi) 層管輸出，混合液在噴射泵驅(qū)動(dòng)下在圓柱形管內(nèi)高速流動(dòng)，流速可達(dá)2m/s以上，液體流動(dòng) 狀態(tài)由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪?，可以徹底解決水平段砂運(yùn)移的問(wèn)題；在豎直井段部分高壓沖砂動(dòng) 力液由沖砂管內(nèi)輸入井下，高含砂混合液由沖砂管和襯管之間的環(huán)空輸出，實(shí)現(xiàn)與地面常 規(guī)沖砂流程的對(duì)接。(3)井下泵采用反循環(huán)水力噴射泵，并設(shè)計(jì)沖砂噴嘴，使沖砂、排砂相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)水 平井負(fù)壓沖砂。動(dòng)力液由雙管環(huán)空輸入井下后分為兩部分一部分經(jīng)沖砂噴嘴以100m/S以 上的流速正向噴出，射流在井筒內(nèi)充分?jǐn)U散，使水平段沉砂充分懸浮于沖砂液中；另一部分 驅(qū)動(dòng)井下反循環(huán)水力噴射泵工作將高含砂液排出，并在井底形成負(fù)壓。乏動(dòng)力液與高含砂 液的混合液在下部水平井段部分通過(guò)所述反循環(huán)水力噴射泵吸入后，在水平井段部分由同 心管柱的內(nèi)層管內(nèi)輸出井筒，內(nèi)層管內(nèi)液體在井下噴射泵驅(qū)動(dòng)下高速流動(dòng)，流速可達(dá)2m/s 以上，可以徹底解決水平井段砂運(yùn)移的問(wèn)題。如圖1所示，是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖，其中1_襯管；2-沖砂管；3-交叉流道密封器； 4_外層管柱；5-內(nèi)層管柱；6-套管；7-反循環(huán)水力噴射泵；8-泵吸入口 ；9-沖砂噴嘴。下 面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明。參看圖1，高壓沖砂動(dòng)力液由豎直井段部分的沖砂管2內(nèi)輸入井下，通過(guò)交叉流道 密封器3轉(zhuǎn)換到外層管柱4與內(nèi)層管柱5之間的環(huán)形流道內(nèi)，驅(qū)動(dòng)井下反循環(huán)水力噴射泵 7工作；乏動(dòng)力液與高含砂液的混合液由水平井段部分的內(nèi)層管柱5輸出，混合液在反循環(huán) 水力噴射泵7驅(qū)動(dòng)下在圓柱形管內(nèi)高速流動(dòng)，流速可達(dá)2m/s以上，可以徹底解決水平段砂運(yùn)移的問(wèn)題，之后經(jīng)3轉(zhuǎn)換流道后，由襯管1和沖砂管2之間的環(huán)空輸出，實(shí)現(xiàn)與地面常規(guī) 沖砂流程的對(duì)接。井下采用反循環(huán)水力噴射泵7，設(shè)沖砂噴嘴9，如圖2所示，是本發(fā)明實(shí)施例一種反 循環(huán)水力噴射泵外工作筒示意圖，動(dòng)力液由雙管環(huán)空輸入井下后分為兩部分一部分經(jīng)沖 砂噴嘴9以100m/S以上的流速正向噴出，射流在井筒內(nèi)呈扇形擴(kuò)散，使水平段沉砂充分懸 浮于沖砂液中；另一部分經(jīng)水力噴射泵噴嘴驅(qū)動(dòng)井下噴射泵7工作將高含砂液排出，并在 井底形成負(fù)壓。本發(fā)明上述技術(shù)方案具有如下有益效果(1)能夠?qū)崿F(xiàn)常規(guī)出砂井的負(fù)壓沖砂。 (2)沖砂、排砂相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)出砂水平井的負(fù)壓沖砂，徹底解決出砂水平井沖砂、井底沉 砂清理問(wèn)題，并有效避免井底沉砂進(jìn)地層。 以上所述的具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步 詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
而已，并不用于限定本發(fā)明 的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含 在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種水平井沖砂裝置，其特征在于，所述水平井沖砂裝置的井下管柱為同心雙管沖砂管柱，所述同心雙管沖砂管柱分為上部豎直井段部分和下部水平井段部分，包括外層管柱(4)與內(nèi)層管柱(5)；其中，所述上部豎直井段部分設(shè)交叉流道密封器(3)以實(shí)現(xiàn)流道轉(zhuǎn)換，在所述上部豎直井段部分沖砂動(dòng)力液由沖砂管(2)輸入，通過(guò)所述交叉流道密封器(3)后轉(zhuǎn)換到外層管柱(4)與內(nèi)層管柱(5)之間的環(huán)形流道內(nèi)，驅(qū)動(dòng)所述下部水平井段部分的反循環(huán)水力噴射泵(7)工作，在所述下部水平井段部分乏動(dòng)力液與高含砂液的混合液經(jīng)所述反循環(huán)水力噴射泵(7)吸入后，由所述內(nèi)層管柱(5)輸出，然后通過(guò)所述交叉流道密封器(3)后轉(zhuǎn)換到?jīng)_砂管(2)和襯管(1)之間的環(huán)空輸出，實(shí)現(xiàn)與地面常規(guī)沖砂流程的對(duì)接。
2.如權(quán)利要求1所述水平井沖砂裝置，其特征在于，所述反循環(huán)水力噴射泵(7)包括沖 砂噴嘴(9)和泵吸入口(8)。
3.如權(quán)利要求1所述水平井沖砂裝置，其特征在于，所述沖砂動(dòng)力液輸入井下后分為 兩部分一部分經(jīng)所述沖砂噴嘴(9)以100m/S以上的流速正向噴出，射流在井筒內(nèi)呈扇形 擴(kuò)散，使水平段沉砂 懸浮于所述沖砂動(dòng)力液中，形成所述乏動(dòng)力液與高含砂液的混合液；另 一部分驅(qū)動(dòng)所述反循環(huán)水力噴射泵(7)工作，所述乏動(dòng)力液與高含砂液的混合液通過(guò)所述 反循環(huán)水力噴射泵(7)的泵吸入口(8)吸入后，由所述內(nèi)層管柱(5)輸出，并在井底形成負(fù) 壓。
4.如權(quán)利要求1所述水平井沖砂裝置，其特征在于，所述乏動(dòng)力液與高含砂液的混合 液在所述內(nèi)層管柱(5)內(nèi)高速流動(dòng)，流速達(dá)2m/s以上，液體流動(dòng)狀態(tài)由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鳌?br> 全文摘要
本發(fā)明提供一種水平井沖砂裝置，所述水平井沖砂裝置的井下管柱為同心雙管沖砂管柱，所述同心雙管沖砂管柱分為上部豎直井段部分和下部水平井段部分，包括外層管柱4與內(nèi)層管柱5；其中，所述上部豎直井段部分設(shè)交叉流道密封器3以實(shí)現(xiàn)流道轉(zhuǎn)換，在所述上部豎直井段部分沖砂動(dòng)力液由沖砂管2輸入，通過(guò)所述交叉流道密封器3后轉(zhuǎn)換到外層管柱4與內(nèi)層管柱5之間的環(huán)形流道內(nèi)，驅(qū)動(dòng)所述下部水平井段部分的反循環(huán)水力噴射泵7工作，在所述下部水平井段部分乏動(dòng)力液與高含砂液的混合液經(jīng)所述反循環(huán)水力噴射泵7吸入后，由所述內(nèi)層管柱5輸出，然后通過(guò)所述交叉流道密封器3后轉(zhuǎn)換到?jīng)_砂管2和襯管1之間的環(huán)空輸出，實(shí)現(xiàn)與地面常規(guī)沖砂流程的對(duì)接。
文檔編號(hào)E21B21/12GK101967962SQ20101050103
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月9日
發(fā)明者劉占廣, 劉德鑄, 梁興, 王剛, 王文鋼, 羅玉泉, 高蘭 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司