本發(fā)明涉及一種用于氣井的雙層連續(xù)油管抽砂裝置及工藝。

背景技術(shù)：

用于開采天然氣的氣井在使用一段時(shí)間后，由于井內(nèi)的砂子沉積、結(jié)晶形成砂橋及沉砂堵塞井道，影響產(chǎn)氣量、甚至完全不產(chǎn)氣，此時(shí)需要抽出沉砂，以保證采氣的順利進(jìn)行；以前，用于氣井的抽砂方式主要有氣舉抽砂和泡排抽砂兩種，前者通過節(jié)流管匯在井內(nèi)打入液氮和壓縮氣體，氣體膨脹后從油管帶出砂子；后者通過連續(xù)油管滾筒及驅(qū)動(dòng)裝置、連續(xù)油管、水泵、注入頭等將連續(xù)油管送入井內(nèi)，在井內(nèi)注入泡排劑，形成泡沫后，通過空壓機(jī)將泡沫吹出，達(dá)到排砂的目的；這兩種方式均存在介質(zhì)膨脹，對(duì)地層有破壞，不利于后續(xù)的生產(chǎn)，且排沙量不可控，排砂效率有限、能耗高；后來出現(xiàn)了雙層連續(xù)油管抽砂，如申請(qǐng)?zhí)枮?01610366691公開的而一種，它將沖堵噴頭送入井下，通過高壓水沖散沉砂，同時(shí)也推動(dòng)沖堵噴頭上的進(jìn)液套向后移動(dòng)，利用井內(nèi)的含水砂液在井內(nèi)高壓氣體的作用下沖開沖堵噴頭內(nèi)的止回閥、進(jìn)入內(nèi)管與外管之間的環(huán)空，再提升連續(xù)油管，利用井中氣壓使得環(huán)空中的砂液從排砂管排出；但該裝置沖堵噴頭的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、安裝困難，成本高，且進(jìn)液套等運(yùn)動(dòng)部件多，易磨損、工況穩(wěn)定性也較差，加上需往復(fù)提升連續(xù)油管，而井深都在千米以上，也影響抽砂效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種便捷式雙層連續(xù)油管抽砂裝置及工藝，它具有結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單、安裝使用方便，成本低的優(yōu)點(diǎn)，且不易磨損、工況穩(wěn)定性好、抽砂效率高。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的便捷式雙層連續(xù)油管抽砂裝置，包括滾筒及驅(qū)動(dòng)裝置、繞于滾筒上的連續(xù)油管、輸送連續(xù)油管的注入頭、置于井口的防噴器、沖砂噴頭；連續(xù)油管包括內(nèi)管和外管，內(nèi)管與外管之間為環(huán)空，環(huán)空的后端封閉；其特征在于內(nèi)管的后端聯(lián)有三通接頭，三通接頭的兩進(jìn)管上均設(shè)有控制閥，一進(jìn)管與沖砂介質(zhì)泵相連，另一進(jìn)管與排砂氣泵相連；沖砂噴頭包括均設(shè)有內(nèi)孔并依次固聯(lián)的上接管、連接管、套管、進(jìn)砂管、過渡管及噴頭座，在上接管內(nèi)設(shè)有內(nèi)管接頭，外管前端與上接管聯(lián)接，內(nèi)管前端與內(nèi)管接頭聯(lián)接；進(jìn)砂管的內(nèi)孔為前小后大的階梯孔，一中心連接管穿過套管連接內(nèi)管接頭的內(nèi)孔和進(jìn)砂管階梯孔的小徑端，套管還設(shè)有軸向的過砂孔，在套管后方的連接管內(nèi)設(shè)有與過砂孔對(duì)應(yīng)的單向閥芯及彈簧，在單向閥芯后方的中心連接管內(nèi)設(shè)有徑向的排砂孔，在進(jìn)砂管的階梯孔的大徑端設(shè)有徑向的砂液孔；在噴頭座內(nèi)滑動(dòng)的設(shè)有活塞柱，活塞柱上設(shè)有活塞，活塞柱設(shè)有軸向的前盲孔和后盲孔，后盲孔與階梯孔小徑端相通，活塞柱內(nèi)設(shè)有連通后盲孔與活塞外圓周的后過流孔，在后過流孔前方的噴頭座內(nèi)孔設(shè)有一段連接環(huán)槽，活塞柱內(nèi)設(shè)有連通前盲孔與連接環(huán)槽對(duì)應(yīng)處活塞外圓周的前過流孔，在活塞柱前方的噴頭座內(nèi)設(shè)有復(fù)位彈簧；噴頭座前端聯(lián)接有與其內(nèi)孔相通的噴頭；在高于井口的外管上連有與環(huán)空相通的排砂管，排砂管上設(shè)有閥門；

作為本發(fā)明便捷式雙層連續(xù)油管抽砂裝置的進(jìn)一步改進(jìn)，在活塞后方的活塞柱內(nèi)設(shè)有連通后盲孔與外圓周的徑向增壓孔；可快速推動(dòng)活塞柱前行；

作為本發(fā)明便捷式雙層連續(xù)油管抽砂裝置的進(jìn)一步改進(jìn)，在上接管的內(nèi)孔和內(nèi)管接頭的外圓均設(shè)有臺(tái)階，一支撐套置于兩臺(tái)階之間，支撐套還設(shè)有軸向通孔；可方便的對(duì)內(nèi)管接頭進(jìn)行軸向定位；

本發(fā)明適用于上述便捷式雙層連續(xù)油管抽砂裝置的一種工藝，該工藝用于井內(nèi)積水少的工況，包括以下步驟：1）關(guān)閉閥門，通過滾筒及驅(qū)動(dòng)裝置、注入頭將連續(xù)油管及沖砂噴頭送入井下；2）將沖砂介質(zhì)泵與內(nèi)管接通，啟動(dòng)沖砂介質(zhì)泵, 將液體沖砂介質(zhì)經(jīng)內(nèi)管送入內(nèi)管接頭、中心連接管、進(jìn)砂管階梯孔的小徑端及活塞柱的后盲孔，同時(shí)推動(dòng)活塞柱前行，直到后過流孔與前過流孔均與連接環(huán)槽相通，液體沖砂介質(zhì)經(jīng)噴頭座和噴頭向前噴射、沖散沉砂，形成砂液，此時(shí)液體沖砂介質(zhì)也經(jīng)排砂孔進(jìn)入環(huán)空，單向閥芯封閉過砂孔；3）液體沖砂介質(zhì)噴射一段時(shí)間后，關(guān)閉沖砂介質(zhì)泵，液體沖砂介質(zhì)壓力消失，活塞柱在復(fù)位彈簧的作用下復(fù)位，后過流孔與前過流孔斷開；4）打開閥門，將排砂氣泵與內(nèi)管接通，啟動(dòng)排砂氣泵，向內(nèi)管接頭及中心連接管通入氣體，該氣壓低于液體沖砂介質(zhì)的液壓，活塞柱保持靜止，氣體經(jīng)排砂孔進(jìn)入環(huán)空、將環(huán)空內(nèi)的液體沖砂介質(zhì)由排砂管排出，關(guān)閉排砂氣泵；5）環(huán)空內(nèi)的液體沖砂介質(zhì)排出后，環(huán)空內(nèi)的液壓消失，環(huán)空內(nèi)的壓力低于井內(nèi)氣壓，井內(nèi)的砂液在井內(nèi)氣壓的作用下經(jīng)砂液孔、套管的過砂孔推開單向閥芯，進(jìn)入環(huán)空，直至環(huán)空內(nèi)的壓力關(guān)閉單向閥芯；6）再啟動(dòng)排砂氣泵，向內(nèi)管接頭及中心連接管通入氣體，該氣壓低于液體沖砂介質(zhì)的液壓，活塞柱保持靜止，氣體經(jīng)排砂孔進(jìn)入環(huán)空、將環(huán)空內(nèi)的砂液由排砂管排出；重復(fù)上述步驟，可將連續(xù)油管下放到井底再次抽砂,直至砂液排盡。

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有的連續(xù)油管抽砂裝置，其沖砂噴頭無進(jìn)液套等運(yùn)動(dòng)部件，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單、安裝使用方便，成本低，且只有活塞柱一個(gè)運(yùn)動(dòng)部件，運(yùn)動(dòng)部件少，磨損小，不易發(fā)生卡澀等現(xiàn)象，工況穩(wěn)定性好，加上通過排砂氣泵注氣排砂，無需往復(fù)提升連續(xù)油管，抽砂效率大幅提高；

本發(fā)明適用于上述便捷式雙層連續(xù)油管抽砂裝置的另一種工藝，該工藝用于井內(nèi)積水多的工況，包括以下步驟：1）關(guān)閉閥門，通過滾筒及驅(qū)動(dòng)裝置、注入頭將連續(xù)油管及沖砂噴頭送入井下；2）將沖砂介質(zhì)泵與內(nèi)管接通，啟動(dòng)沖砂介質(zhì)泵, 將氣體沖砂介質(zhì)經(jīng)內(nèi)管送入內(nèi)管接頭、中心連接管、進(jìn)砂管階梯孔的小徑端及活塞柱的后盲孔，同時(shí)推動(dòng)活塞柱前行，直到后過流孔與前過流孔均與連接環(huán)槽相通，氣體沖砂介質(zhì)經(jīng)噴頭座和噴頭向前噴射、沖散沉砂，與井內(nèi)的積液混合形成砂液，此時(shí)氣體沖砂介質(zhì)也經(jīng)排砂孔進(jìn)入環(huán)空，單向閥芯封閉過砂孔；3）氣體沖砂介質(zhì)噴射一段時(shí)間后，關(guān)閉沖砂介質(zhì)泵，氣體沖砂介質(zhì)壓力消失，活塞柱在復(fù)位彈簧的作用下復(fù)位，后過流孔與前過流孔斷開；4）打開閥門，將環(huán)空內(nèi)的氣體沖砂介質(zhì)由排砂管排出；5）環(huán)空內(nèi)的氣體沖砂介質(zhì)排出后，環(huán)空內(nèi)的壓力低于井內(nèi)氣壓，井內(nèi)的砂液在井內(nèi)氣壓的作用下經(jīng)砂液孔、套管的過砂孔推開單向閥芯，進(jìn)入環(huán)空，直至環(huán)空內(nèi)的壓力關(guān)閉單向閥芯；6）將排砂氣泵與內(nèi)管接通，啟動(dòng)排砂氣泵，向內(nèi)管接頭及中心連接管通入氣體，該排砂氣壓低于氣體沖砂介質(zhì)的氣壓，活塞柱保持靜止，氣體經(jīng)排砂孔進(jìn)入環(huán)空、將環(huán)空內(nèi)的砂液由排砂管排出；

該工藝?yán)镁畠?nèi)的較多的積液，采用氣體作為沖砂介質(zhì)，可同樣在井內(nèi)形成流動(dòng)性較好的砂液；打開閥門，將環(huán)空與大氣相通即可實(shí)現(xiàn)環(huán)空內(nèi)的壓力低于井內(nèi)氣壓，操作更為簡(jiǎn)單、方便，工序少，可進(jìn)一步提高抽砂效率；

作為本發(fā)明便捷式雙層連續(xù)油管抽砂工藝的進(jìn)一步改進(jìn)，將從排砂管排出的砂液引至儲(chǔ)液罐；可防止污染環(huán)境。

綜上所述，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單、安裝使用方便，成本低的優(yōu)點(diǎn)，且不易磨損、工況穩(wěn)定性好、抽砂效率高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明便捷式雙層連續(xù)油管抽砂裝置實(shí)施例的主視圖。

圖2為圖1中沖砂噴頭的主視圖。

圖3為圖2中支撐套的俯視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

如圖1至圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例的便捷式雙層連續(xù)油管抽砂裝置，包括滾筒1、作為驅(qū)動(dòng)裝置的電機(jī)和減速器（未示出）、繞于滾筒1上的連續(xù)油管2、輸送連續(xù)油管的注入頭4、置于井口的防噴器5、沖砂噴頭3；連續(xù)油管2包括內(nèi)管7和外管8，內(nèi)管7與外管8之間為環(huán)空，環(huán)空的后端通過外管8包覆內(nèi)管7封閉；內(nèi)管7的后端位于外管8外，內(nèi)管7的后端聯(lián)有三通接頭6，三通接頭6的兩進(jìn)管上均設(shè)有控制閥9和10，一進(jìn)管與沖砂介質(zhì)泵11相連，另一進(jìn)管與排砂氣泵12相連；沖砂噴頭3包括均設(shè)有內(nèi)孔并依次通過螺紋固聯(lián)的上接管13、連接管14、套管15、進(jìn)砂管16、過渡管17及噴頭座18，在上接管13內(nèi)設(shè)有內(nèi)管接頭19，外管8前端與上接管13聯(lián)接，內(nèi)管7前端與內(nèi)管接頭19聯(lián)接，在上接管13的內(nèi)孔和內(nèi)管接頭19的外圓均設(shè)有臺(tái)階，一支撐套35置于兩臺(tái)階之間，支撐套35還設(shè)有三個(gè)軸向通孔36；進(jìn)砂管16的內(nèi)孔為前小后大的階梯孔，一中心連接管20穿過套管15連接內(nèi)管接頭19的內(nèi)孔和進(jìn)砂管16階梯孔的小徑端，套管15還設(shè)有數(shù)個(gè)軸向的過砂孔21，在套管15后方的連接管14內(nèi)設(shè)有與過砂孔21對(duì)應(yīng)的單向閥芯22及彈簧23，在單向閥芯22后方的中心連接管20內(nèi)設(shè)有徑向的數(shù)個(gè)排砂孔24，在進(jìn)砂管16的階梯孔的大徑端設(shè)有徑向的數(shù)個(gè)砂液孔25；在噴頭座18內(nèi)滑動(dòng)的設(shè)有活塞柱26，活塞柱26上設(shè)有活塞27，活塞柱26設(shè)有軸向的前盲孔28和后盲孔29，在活塞27后方的活塞柱26內(nèi)設(shè)有連通后盲孔29與外圓周的數(shù)個(gè)徑向增壓孔34，后盲孔29與進(jìn)砂管16階梯孔小徑端相通，活塞柱26內(nèi)設(shè)有連通后盲孔29與活塞27外圓周的數(shù)個(gè)后過流孔30，在后過流孔30前方的噴頭座18的內(nèi)孔設(shè)有一段連接環(huán)槽31，活塞柱26內(nèi)設(shè)有連通前盲孔28與連接環(huán)槽31對(duì)應(yīng)處活塞外圓周的前過流孔32，在活塞柱26前方的噴頭座18內(nèi)設(shè)有復(fù)位彈簧33；噴頭座18前端聯(lián)接有與其內(nèi)孔相通的噴頭（未示出）；在高于井口的外管8上連有與環(huán)空相通的排砂管37，排砂管37與儲(chǔ)液罐（未示出）相連，排砂管37上設(shè)有閥門38；

對(duì)于井內(nèi)積水少的工況，上述便捷式雙層連續(xù)油管抽砂裝置可實(shí)施的一種工藝，包括以下步驟：1）關(guān)閉閥門38，通過滾筒1及驅(qū)動(dòng)裝置、注入頭4將連續(xù)油管2及沖砂噴頭3送入井下；2）通過打開控制閥9，將沖砂介質(zhì)泵11（液泵）與內(nèi)管7接通，啟動(dòng)沖砂介質(zhì)泵11，將清水等液體沖砂介質(zhì)經(jīng)內(nèi)管7送入內(nèi)管接頭19、中心連接管20、進(jìn)砂管16階梯孔的小徑端及活塞柱26的后盲孔29，推動(dòng)活塞柱26前行，直到后過流孔30與前過流孔32均與連接環(huán)槽31相通，液體沖砂介質(zhì)經(jīng)前盲孔28、噴頭座18和噴頭向前噴射、沖散井內(nèi)的沉砂，形成砂液，此時(shí)液體沖砂介質(zhì)也經(jīng)排砂孔24、軸向通孔36進(jìn)入環(huán)空，單向閥芯22封閉過砂孔21；3）液體沖砂介質(zhì)噴射一段時(shí)間后，關(guān)閉沖砂介質(zhì)泵11，液體沖砂介質(zhì)壓力消失，活塞柱26在復(fù)位彈簧33的作用下復(fù)位，后過流孔30與前過流孔32斷開；4）關(guān)閉控制閥9，打開閥門38，通過打開控制閥10將排砂氣泵12與內(nèi)管7接通，啟動(dòng)排砂氣泵12，向內(nèi)管接頭19及中心連接管20通入氣體，該氣壓低于液體沖砂介質(zhì)的液壓，復(fù)位彈簧33的作用使得活塞柱26保持靜止，氣體經(jīng)排砂孔24、軸向通孔36進(jìn)入環(huán)空、將環(huán)空內(nèi)的液體沖砂介質(zhì)由排砂管37排出，再關(guān)閉排砂氣泵12；5）環(huán)空內(nèi)的液體沖砂介質(zhì)排出后，環(huán)空內(nèi)的液壓消失，環(huán)空內(nèi)的壓力（氣壓）低于井內(nèi)氣壓，井內(nèi)的砂液在井內(nèi)氣壓的作用下經(jīng)砂液孔25、套管15的過砂孔21推開單向閥芯22，再經(jīng)排砂孔24、軸向通孔36進(jìn)入環(huán)空，直至環(huán)空內(nèi)的砂液壓力加大氣壓和彈簧23的作用力大于井內(nèi)氣壓，將單向閥芯22自動(dòng)關(guān)閉；6）再啟動(dòng)排砂氣泵12，向內(nèi)管接頭19及中心連接管20通入氣體，該氣壓仍低于液體沖砂介質(zhì)的液壓，活塞柱26保持靜止，氣體經(jīng)排砂孔24、軸向通孔36進(jìn)入環(huán)空、將環(huán)空內(nèi)的砂液由排砂管37排出；重復(fù)上述步驟，可實(shí)現(xiàn)再次抽砂,直至井內(nèi)砂液基本排盡。

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有的連續(xù)油管抽砂裝置，其沖砂噴頭3無進(jìn)液套等運(yùn)動(dòng)部件，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單、安裝使用方便，成本低，且只有活塞柱26一個(gè)運(yùn)動(dòng)部件，運(yùn)動(dòng)部件少，磨損小，不易發(fā)生卡澀等現(xiàn)象，工況穩(wěn)定性好，加上通過排砂氣泵12注氣排砂，無需往復(fù)提升連續(xù)油管2，抽砂效率大幅提高；

對(duì)于井內(nèi)積水多的工況，上述便捷式雙層連續(xù)油管抽砂裝置可實(shí)施另一種工藝，包括以下步驟：1）關(guān)閉閥門38，通過滾筒1及驅(qū)動(dòng)裝置、注入頭4將連續(xù)油管2及沖砂噴頭3送入井下；2）打開控制閥9，將沖砂介質(zhì)泵11（為氣泵）與內(nèi)管7接通，啟動(dòng)沖砂介質(zhì)泵11，將氣體類沖砂介質(zhì)經(jīng)內(nèi)管7送入內(nèi)管接頭19、中心連接管20、進(jìn)砂管16階梯孔的小徑端及活塞柱26的后盲孔29，同時(shí)推動(dòng)活塞柱26前行，直到后過流孔30與前過流孔32均與連接環(huán)槽31相通，氣體沖砂介質(zhì)經(jīng)噴頭座18和噴頭向前噴射、沖散沉砂，與井內(nèi)的積液混合形成砂液，此時(shí)氣體沖砂介質(zhì)也經(jīng)排砂孔24進(jìn)入環(huán)空，單向閥芯22封閉過砂孔21；3）氣體沖砂介質(zhì)噴射一段時(shí)間后，關(guān)閉沖砂介質(zhì)泵11，氣體沖砂介質(zhì)壓力消失，活塞柱26在復(fù)位彈簧33的作用下復(fù)位，后過流孔29與前過流孔28斷開；4）打開閥門38，將環(huán)空內(nèi)的氣體沖砂介質(zhì)由排砂管37排出；5）環(huán)空內(nèi)的氣體沖砂介質(zhì)排出后，環(huán)空內(nèi)的壓力低于井內(nèi)氣壓，井內(nèi)的砂液在井內(nèi)氣壓的作用下經(jīng)砂液孔25、過砂孔21推開單向閥芯22，進(jìn)入環(huán)空，直至環(huán)空內(nèi)的壓力關(guān)閉單向閥芯22；6）關(guān)閉控制閥9，打開控制閥10，將排砂氣泵12與內(nèi)管接通，啟動(dòng)排砂氣泵12，向內(nèi)管接頭19及中心連接管20通入氣體，該排砂氣壓低于氣體沖砂介質(zhì)的氣壓，活塞柱26保持靜止，氣體經(jīng)排砂孔24進(jìn)入環(huán)空、將環(huán)空內(nèi)的砂液由排砂管37排出；本實(shí)施例的工藝，利用井內(nèi)的積液，通過噴氣沖散沉砂，可同樣在井內(nèi)形成流動(dòng)性較好的砂液；只需打開閥門38即可降低環(huán)空內(nèi)的氣壓，操作更為簡(jiǎn)單、方便，工序少，可進(jìn)一步提高抽砂效率；徑向增壓孔34可快速推動(dòng)活塞柱26前行；支撐套35可方便的對(duì)內(nèi)管接頭19進(jìn)行軸向定位；作為本工藝的一種特例，由于介質(zhì)都為氣體，沖砂介質(zhì)泵11與排砂氣泵12可合二為一，只是輸出介質(zhì)的壓力不同；

本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，如驅(qū)動(dòng)裝置也可由液壓馬達(dá)代替，砂液孔、排砂孔等的數(shù)量可以是多個(gè)。