專(zhuān)利名稱(chēng)：一種旋轉(zhuǎn)噴射清砂方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田油井井底清砂方法，特別涉及一種旋轉(zhuǎn)噴射清砂方法。
背景技術(shù)：
在油氣井中，由于壓裂增產(chǎn)改造、地層出砂、油管腐蝕的鐵銹和小碎塊和緩蝕劑膠結(jié)物掩埋產(chǎn)層，造成油氣井不能正常生產(chǎn)，要復(fù)產(chǎn)就需要清理井筒，暴露產(chǎn)層。加之油氣井生產(chǎn)一段時(shí)間后，地層壓力低，過(guò)去的井筒清潔方式一般是用刮刀鉆頭或者筆尖鉆頭帶隨鉆撈杯或不帶沉砂筒，這種作業(yè)方式施工成功率和作業(yè)效率都相對(duì)較低。中國(guó)專(zhuān)利公告號(hào)CN201705M9U，提供另一種“水平井連續(xù)射流解堵管柱”，應(yīng)用于水平井連續(xù)射流清砂解堵。在地面井口上固定有自封封井器，在套管內(nèi)并在自封封井器的下部懸掛有密封工作筒。洗井液進(jìn)口聯(lián)通套管與密封工作筒之間的環(huán)形空間。在密封工作筒內(nèi)下入油管，洗井液出口聯(lián)通油管與密封工作筒之間的環(huán)形空間。在每一根油管的上端連接一個(gè)反沖洗閥。反沖洗閥在密封工作筒內(nèi)。在連接反沖洗閥的油管下部連接有井筒液流轉(zhuǎn)換器。在井筒液流轉(zhuǎn)換器的下端連接有油管，油管的下端連接有旋轉(zhuǎn)射流洗井器。效果是能實(shí)現(xiàn)水平井連續(xù)沖砂解堵，在加長(zhǎng)油管向前移動(dòng)旋轉(zhuǎn)射流洗井器時(shí)不停泵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種旋轉(zhuǎn)噴射清砂方法，主要應(yīng)用于油氣井井筒，清潔井底的沉砂、金屬碎塊、金屬銹塊和緩蝕劑膠結(jié)物等，實(shí)現(xiàn)暴露產(chǎn)層。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是旋轉(zhuǎn)噴射清砂方法，包括以下步驟A、連接井筒清砂管柱并下入井內(nèi)，利用井筒清砂管柱探測(cè)到砂面深度?，F(xiàn)場(chǎng)操作人員言旨完成。B、上提井筒清砂管柱1 :3m ；C、從井筒清砂管頂部連接泵并泵入液體，將泵入液體的壓力提高到5 20MPa，排量達(dá)到550 600L/min，井筒清砂管柱下端的水力旋轉(zhuǎn)噴射噴頭旋轉(zhuǎn)并噴射高壓流體，沖擊井底沉砂；D、被沖起砂子隨流體一起在油套環(huán)空內(nèi)向上流動(dòng)，當(dāng)攜砂流體流過(guò)割縫套管到達(dá)割縫套管上部的油套環(huán)形空間后，流速減慢砂向下沉淀并沉入割縫套管與油管之間形成環(huán)形空間內(nèi)沉積下來(lái)，液體經(jīng)割縫套管的孔縫流出。E、下放井筒清砂管柱，連續(xù)沖砂至設(shè)計(jì)施工井深位置，起出井內(nèi)井筒清砂管柱，沉積在割縫套管與油管之間形成環(huán)形空間內(nèi)的砂被撈出，完成旋轉(zhuǎn)噴射清砂作業(yè)。所述的井筒清砂管柱主要由油管、割縫套管、變扣短節(jié)、連接接頭和水力旋轉(zhuǎn)噴射噴頭組成。油管的下端連接變扣短節(jié)；所述的變扣短節(jié)為圓柱體形有中心孔，在變扣短節(jié)的上端有內(nèi)螺紋，在變扣短節(jié)上端外壁有外螺紋，變扣短節(jié)上端連接割縫套管，割縫套管與油管之間形成環(huán)形空間，形成一個(gè)收集砂的空間；變扣短節(jié)下端有內(nèi)螺紋，在變扣短節(jié)的下端連接有連接接頭，連接接頭為圓柱體形有中心孔并且兩端有外螺紋，在連接接頭的下端連接有水力旋轉(zhuǎn)噴射噴頭。將本井筒清砂管柱下入有沉砂的井內(nèi)，從油管的上端泵入高壓液體，水力旋轉(zhuǎn)噴射噴頭進(jìn)行旋轉(zhuǎn)噴射，沖擊井底沉砂，井底沉砂被沖散并隨流體向上流動(dòng)， 當(dāng)攜砂流體流過(guò)割縫套管到達(dá)割縫套管上部的環(huán)形空間后，流速減慢砂向下沉淀進(jìn)入割縫套管與油管之間形成環(huán)形空間內(nèi)沉積下來(lái)，液體經(jīng)割縫套管的孔縫流出。當(dāng)從井中起出井筒清砂管柱時(shí)，沉積在割縫套管與油管之間形成環(huán)形空間內(nèi)的砂被撈出。所述的水力旋轉(zhuǎn)噴射噴頭主要由主軸、旋轉(zhuǎn)頭外殼、滾針軸承、推力球軸承、摩擦副、旋轉(zhuǎn)頭和噴嘴組成，主軸上端有油管內(nèi)螺紋，能連接油管，主軸有中心孔，中心孔是流體通道。主軸下端外壁上有兩道環(huán)形擋圈槽，在兩道環(huán)形擋圈槽內(nèi)分別有一個(gè)軸用擋圈，在兩道軸用擋圈之間并在主軸下端外壁上自上而下有上部滾針軸承、環(huán)形墊片、上部推力球軸承、下部推力球軸承、環(huán)形墊片和下部滾針軸承；在上部滾針軸承、上部推力球軸承、下部推力球軸承和下部滾針軸承的外壁上有一個(gè)旋轉(zhuǎn)外殼；所述的旋轉(zhuǎn)外殼為圓柱體形有中心孔，在旋轉(zhuǎn)外殼中心孔內(nèi)有環(huán)形凸起的臺(tái)階；上部推力球軸承的下平面在旋轉(zhuǎn)外殼中心孔內(nèi)的環(huán)形凸起的上部，下部推力球軸承的上平面在旋轉(zhuǎn)外殼中心孔內(nèi)的環(huán)形凸起的下部； 在旋轉(zhuǎn)外殼下端外壁上有螺紋，旋轉(zhuǎn)頭螺紋固定在旋轉(zhuǎn)外殼的下端；主軸中心孔的下端有臺(tái)階，在主軸中心孔下端的臺(tái)階環(huán)下部有一根壓縮彈簧，壓縮彈簧的下部并在旋轉(zhuǎn)外殼中心孔內(nèi)有環(huán)形摩擦副的靜摩擦片，在旋轉(zhuǎn)頭中心孔上端有環(huán)形摩擦副的動(dòng)摩擦片；旋轉(zhuǎn)頭有中心孔，在旋轉(zhuǎn)頭中心孔的下端螺紋固定有一個(gè)噴嘴，并且在旋轉(zhuǎn)頭下端均勻分布有三個(gè)斜孔，三個(gè)斜孔內(nèi)端與旋轉(zhuǎn)頭中心孔連通，斜孔中心線與旋轉(zhuǎn)外殼中心線的夾角為35 45度之間；三個(gè)斜孔的外端部分別連通有反作用孔，三個(gè)反作用孔的方向相同，三個(gè)反作用孔的端部螺紋固定有一個(gè)噴嘴。流體從三個(gè)反作用孔的噴嘴噴出，產(chǎn)生反作用力(轉(zhuǎn)動(dòng)力矩)推動(dòng)旋轉(zhuǎn)頭和旋轉(zhuǎn)外殼旋轉(zhuǎn)。所述的割縫套管是在套管的壁上均勻分布有孔，所述的套管壁上的孔可以是圓形小孔，圓形小孔的直徑在0. 5 3mm之間；所述的套管壁上的孔也可以是長(zhǎng)方形小孔，長(zhǎng)方形小孔沿套管軸向排列，長(zhǎng)方形小孔的寬度在0. 5 3mm之間。所述的割縫套管的長(zhǎng)度在 10 30m之間。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明旋轉(zhuǎn)噴射清砂方法，在井底形成合理的流場(chǎng)速度、粘性應(yīng)力和雷諾應(yīng)力分布，清砂施工成功率高。且本發(fā)明所述的工藝管柱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易拆卸和組裝，性能可靠，現(xiàn)場(chǎng)清砂效率高。


圖1是本發(fā)明水力旋轉(zhuǎn)噴射噴頭結(jié)構(gòu)剖面示意圖。圖2是本發(fā)明井筒清砂管柱結(jié)構(gòu)剖面示意圖。圖中，1-主軸，2-旋轉(zhuǎn)外殼，3-滾針軸承，4-推力球軸承，5-摩擦副，6-旋轉(zhuǎn)頭， 7-噴嘴，8-軸用擋圈，9-防轉(zhuǎn)螺釘，10-環(huán)形墊片，11-油毛氈，12-螺栓，13-油管，14-割縫套管，15-變扣短節(jié)，16-連接接頭，17-水力旋轉(zhuǎn)噴射噴頭。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 旋轉(zhuǎn)噴射清砂方法，包括以下步驟A、連接井筒清砂管柱并下入井內(nèi)，利用井筒清砂管柱探測(cè)到砂面深度。
B、上提井筒清砂管柱1.5m;C、從井筒清砂管頂部連接泵并泵入液體，將泵入液體的壓力提高到lOMPa，排量達(dá)到550L/min，井筒清砂管柱下端的水力旋轉(zhuǎn)噴射噴頭旋轉(zhuǎn)并噴射高壓流體，沖擊井底沉砂；D、被沖起砂子隨流體一起在油套環(huán)空內(nèi)向上流動(dòng)，當(dāng)攜砂流體流過(guò)割縫套管14 到達(dá)割縫套管14上部的油套環(huán)形空間后，流速減慢砂向下沉淀并沉入割縫套管14與油管 13之間形成環(huán)形空間內(nèi)沉積下來(lái)，液體經(jīng)割縫套管14的孔縫流出。E、下放井筒清砂管柱，連續(xù)沖砂至設(shè)計(jì)施工井深位置，起出井內(nèi)井筒清砂管柱，沉積在割縫套管14與油管13之間形成環(huán)形空間內(nèi)的砂被撈出，完成旋轉(zhuǎn)噴射清砂作業(yè)。噴射清砂各步驟的操作方法，現(xiàn)場(chǎng)操作人員能完成。參閱圖2。井筒清砂管柱，由油管13、割縫套管14、變扣短節(jié)15、連接接頭16和上述的水力旋轉(zhuǎn)噴射噴頭17組成。油管13的下端連接一個(gè)變扣短節(jié)15。所述的變扣短節(jié)15 為圓柱體形有中心孔，在變扣短節(jié)15的上端有內(nèi)螺紋，在變扣短節(jié)15上端外壁有外螺紋， 變扣短節(jié)15上端連接割縫套管14，割縫套管14與油管13之間形成環(huán)形空間。所述的割縫套管14是在套管的壁上均勻分布有長(zhǎng)方形小孔，長(zhǎng)方形小孔沿套管軸向排列，長(zhǎng)方形小孔的寬度為0. 5mm ；所述的割縫套管14的長(zhǎng)度為20m (是兩根普通套管的長(zhǎng)度)。變扣短節(jié)15的下端有內(nèi)螺紋，在變扣短節(jié)15的下端連接有連接接頭16，連接接頭16為圓柱體形有中心孔并且兩端有外螺紋，在連接接頭16的下端連接有一個(gè)水力旋轉(zhuǎn)噴射噴頭17。參閱圖1。水力旋轉(zhuǎn)噴射噴頭，主要由主軸1、旋轉(zhuǎn)頭外殼2、滾針軸承3、推力球軸承4、摩擦副5、旋轉(zhuǎn)頭6和噴嘴7組成，主軸1上端有油管內(nèi)螺紋。主軸1有中心孔，中心孔是流體通道。主軸1下端外壁上有兩道環(huán)形擋圈槽，在兩道環(huán)形擋圈槽內(nèi)分別有一個(gè)軸用擋圈 8，在兩道軸用擋圈8之間并在主軸1下端外壁上自上而下有上部滾針軸承3、環(huán)形墊片10、 上部推力球軸承4、下部推力球軸承4、環(huán)形墊片10和下部滾針軸承3 ；在上部滾針軸承3、 上部推力球軸承4、下部推力球軸承4和下部滾針軸承3的外壁上有一個(gè)旋轉(zhuǎn)外殼2。所述的旋轉(zhuǎn)外殼2為圓柱體形有中心孔，在旋轉(zhuǎn)外殼2中心孔內(nèi)有環(huán)形凸起的臺(tái)階。上部推力球軸承4的下平面在旋轉(zhuǎn)外殼2中心孔內(nèi)的環(huán)形凸起的上部，下部推力球軸承4的上平面在旋轉(zhuǎn)外殼2中心孔內(nèi)的環(huán)形凸起的下部。在旋轉(zhuǎn)外殼2下端外壁上有螺紋，旋轉(zhuǎn)頭6螺紋固定在旋轉(zhuǎn)外殼2的下端。并且在旋轉(zhuǎn)頭6的壁上有螺釘孔，在旋轉(zhuǎn)頭6的螺釘孔內(nèi)有防轉(zhuǎn)螺釘9，防轉(zhuǎn)螺釘9旋緊，防轉(zhuǎn)螺釘9的內(nèi)端部壓緊旋轉(zhuǎn)外殼2下端螺紋。主軸1中心孔的下端有臺(tái)階，在主軸1中心孔下端的臺(tái)階環(huán)下部有一根壓縮彈簧， 壓縮彈簧的下部并在旋轉(zhuǎn)外殼2中心孔內(nèi)有環(huán)形摩擦副5的靜摩擦片，在旋轉(zhuǎn)頭6中心孔上端有環(huán)形摩擦副5的動(dòng)摩擦片。旋轉(zhuǎn)頭6有中心孔，在旋轉(zhuǎn)頭6中心孔的下端螺紋固定有一個(gè)內(nèi)孔直徑為6mm的噴嘴7。并且在旋轉(zhuǎn)頭6下端均勻分布有三個(gè)斜孔，三個(gè)斜孔內(nèi)端與旋轉(zhuǎn)頭6中心孔連通，斜孔中心線與旋轉(zhuǎn)外殼2中心線的夾角為45度。三個(gè)斜孔的外端部分別連通有反作用孔，三個(gè)反作用孔的方向相同，三個(gè)反作用孔的端部螺紋固定有一個(gè)內(nèi)孔直徑為6mm的噴嘴7。
在主軸1的上部臺(tái)階上有斜向螺孔，斜向螺孔的內(nèi)端與主軸1與旋轉(zhuǎn)外殼2之間的環(huán)形空間聯(lián)通；在主軸1下端外壁上套有兩個(gè)環(huán)形的油毛氈11，一個(gè)環(huán)形的油毛氈11在上部軸用擋圈8之上，另一個(gè)環(huán)形的油毛氈11在下部軸用擋圈8之下；在主軸1上部臺(tái)階上的斜向螺孔內(nèi)有固定一個(gè)螺栓12。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)噴射清砂方法，其特征在于包括以下步驟A、連接井筒清砂管柱并下入井內(nèi)，利用井筒清砂管柱探測(cè)到砂面深度；B、上提井筒清砂管柱1 :3m;C、從井筒清砂管頂部連接泵并泵入液體，將泵入液體的壓力提高到5 20MPa，排量達(dá)到550 600L/min，井筒清砂管柱下端的水力旋轉(zhuǎn)噴射噴頭旋轉(zhuǎn)并噴射高壓流體，沖擊井底沉砂；D、被沖起砂子隨流體一起在油套環(huán)空內(nèi)向上流動(dòng)，當(dāng)攜砂流體流過(guò)割縫套管(14)到達(dá)割縫套管(14)上部的油套環(huán)形空間后，流速減慢砂向下沉淀并沉入割縫套管(14)與油管(1 之間形成環(huán)形空間內(nèi)沉積下來(lái)，液體經(jīng)割縫套管(14)的孔縫流出；E、下放井筒清砂管柱，連續(xù)沖砂至設(shè)計(jì)施工井深位置，起出井內(nèi)井筒清砂管柱，沉積在割縫套管(14)與油管(13)之間形成環(huán)形空間內(nèi)的砂被撈出，完成旋轉(zhuǎn)噴射清砂作業(yè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)噴射清砂方法，其特征是采用的井筒清砂管柱，主要由油管(13)、割縫套管(14)、變扣短節(jié)(15)、連接接頭(16)和水力旋轉(zhuǎn)噴射噴頭(17)組成； 油管(1 的下端連接變扣短節(jié)(1 ；所述的變扣短節(jié)(1 為圓柱體形有中心孔，在變扣短節(jié)(1 的上端有內(nèi)螺紋，在變扣短節(jié)(1 上端外壁有外螺紋，變扣短節(jié)(1 上端連接割縫套管(14)，割縫套管(14)與油管(13)之間形成環(huán)形空間；變扣短節(jié)(15)的下端有內(nèi)螺紋，在變扣短節(jié)(1 的下端連接有連接接頭(16)，連接接頭(16)為圓柱體形有中心孔并且兩端有外螺紋，在連接接頭(16)的下端連接有水力旋轉(zhuǎn)噴射噴頭(17)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)噴射清砂方法，其特征是所述的水力旋轉(zhuǎn)噴射噴頭，主要由主軸(1)、旋轉(zhuǎn)頭外殼( 、滾針軸承C3)、推力球軸承(4)、摩擦副( 、旋轉(zhuǎn)頭(6)和噴嘴(7)組成，主軸(1)上端有油管內(nèi)螺紋，主軸(1)有中心孔，中心孔是流體通道；主軸(1) 下端外壁上有兩道環(huán)形擋圈槽，在兩道環(huán)形擋圈槽內(nèi)分別有一個(gè)軸用擋圈(8)，在兩道軸用擋圈(8)之間并在主軸(1)下端外壁上自上而下有上部滾針軸承(3)、環(huán)形墊片(10)、上部推力球軸承G)、下部推力球軸承G)、環(huán)形墊片(10)和下部滾針軸承(3)；在上部滾針軸承(3)、上部推力球軸承G)、下部推力球軸承(4)和下部滾針軸承(3)的外壁上有一個(gè)旋轉(zhuǎn)外殼(2)；所述的旋轉(zhuǎn)外殼( 為圓柱體形有中心孔，在旋轉(zhuǎn)外殼( 中心孔內(nèi)有環(huán)形凸起的臺(tái)階；上部推力球軸承(4)的下平面在旋轉(zhuǎn)外殼( 中心孔內(nèi)的環(huán)形凸起的上部，下部推力球軸承的上平面在旋轉(zhuǎn)外殼O)中心孔內(nèi)的環(huán)形凸起的下部；在旋轉(zhuǎn)外殼(2)下端外壁上有螺紋，旋轉(zhuǎn)頭(6)螺紋固定在旋轉(zhuǎn)外殼( 的下端；主軸(1)中心孔的下端有臺(tái)階，在主軸(1)中心孔下端的臺(tái)階環(huán)下部有一根壓縮彈簧，壓縮彈簧的下部并在旋轉(zhuǎn)外殼 ⑵中心孔內(nèi)有環(huán)形摩擦副(5)的靜摩擦片，在旋轉(zhuǎn)頭(6)中心孔上端有環(huán)形摩擦副(5)的動(dòng)摩擦片；旋轉(zhuǎn)頭(6)有中心孔，在旋轉(zhuǎn)頭(6)中心孔的下端螺紋固定有一個(gè)噴嘴(7)；并且在旋轉(zhuǎn)頭(6)下端均勻分布有三個(gè)斜孔，三個(gè)斜孔內(nèi)端與旋轉(zhuǎn)頭(6)中心孔連通，斜孔中心線與旋轉(zhuǎn)外殼O)中心線的夾角為35 45度之間；三個(gè)斜孔的外端部分別連通有反作用孔，三個(gè)反作用孔的方向相同，三個(gè)反作用孔的端部螺紋固定有一個(gè)噴嘴(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的旋轉(zhuǎn)噴射清砂方法，其特征是所述的割縫套管(14)是在套管的壁上均勻分布有孔，所述的套管壁上的孔是圓形小孔，圓形小孔的直徑在0. 5 3mm之間ο
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的旋轉(zhuǎn)噴射清砂方法，其特征是所述的割縫套管(14)是在套管的壁上均勻分布有孔，所述的套管壁上的孔是長(zhǎng)方形小孔，長(zhǎng)方形小孔沿套管軸向排列，長(zhǎng)方形小孔的寬度在0.5 3mm之間；所述的割縫套管(14)的長(zhǎng)度在10 30m之間。
全文摘要
旋轉(zhuǎn)噴射清砂方法，應(yīng)用于井底清砂。包括以下步驟A、連接井筒清砂管柱并下入井內(nèi)，利用井筒清砂管柱探測(cè)到砂面深度；B、上提井筒清砂管柱1～3m；C、從井筒清砂管頂部連接泵并泵入液體，沖擊井底沉砂；D、被沖起砂子隨流體一起在油套環(huán)空內(nèi)向上流動(dòng)，砂向下沉淀并沉入割縫套管；E、下放井筒清砂管柱，連續(xù)沖砂至設(shè)計(jì)施工井深位置，起出井內(nèi)井筒清砂管柱，完成旋轉(zhuǎn)噴射清砂作業(yè)。能清潔井底的沉砂、金屬碎塊、金屬銹塊和緩蝕劑膠結(jié)物，實(shí)現(xiàn)暴露產(chǎn)層，清砂效率高。
文檔編號(hào)E21B27/00GK102287152SQ20111019861
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者唐庚, 張華禮, 楊云山, 羅偉, 譚宏兵, 賴(lài)杰, 鄧友超, 馬發(fā)明 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司