水力喷射自旋转刮刀钻头及注二氧化碳井解堵工艺制造技术

本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
水力喷射自旋转刮刀钻头及注二氧化碳井解堵工艺
本专利技术涉及注气提高采收率的注二氧化碳井中，因天然气与水接触形成的水合物及其他物质在井下产生冻堵现象，为解决该冻堵问题所采用的解堵方法。
技术介绍
目前对于低渗透油藏的开发，很难采用注水开发来补充地层能量，因此部分油田采取了注二氧化碳的开发方式，而单一注二氧化碳在生产一段时间后会造成严重的气窜现象，水气交替注入可大大减少这一状况的发生。但是注二氧化碳井一旦停注则会在井下产生冻堵现象，据调查，大庆某区块注二氧化碳井冻堵时间长达168天，严重影响注气开发效果，抑制了注气开发在油田的广泛应用。对于注气井水合物冻堵现象，非机械式处理方法有加热法、降压法、化学试剂法等。由于冻堵段主要集中在井筒当中，且油管和套管的环形空间中为保证气体的注入下入了封隔器。因此一般的处理方法是注入高温的药剂，利用重力沉降作用使药剂作用在冻堵带，同时药剂携带的热量作用在冻堵带以加快水合物的分解。该方法不仅处理速度慢，并且药剂浪费较为严重。此外还有注入高温蒸汽的方法来强制融解水合物，但此种方法费用较高，且解堵速度慢。而机械式处理方法一般需要起出井口和油管，动用大量人力物力。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种水力喷射自旋转刮刀钻头，并提供使用该钻头进行注二氧化碳井解堵的工艺，解决目前冻堵处理方式速度慢、费用高及操作复杂的问题。第一方面，提供一种水力喷射自旋转刮刀钻头，用于解堵注二氧化碳井内的冻堵物，包括：旋转轴；所述旋转轴上连接自旋转机构和刮刀钻头；所述旋转轴上具有螺旋流道；所述螺旋流道输送的螺旋液流冲击所述自旋转机构旋转；所述自旋转机构旋转，带动所述刮刀钻头切削所述冻堵物。优选地，所述自旋转机构，包括：本体，所述本体与所述旋转轴连接；所述本体内具有叶轮结构；所述叶轮结构受到所述螺旋液流的冲击作用产生旋转扭矩；所述旋转扭矩，驱动所述旋转轴转动。优选地，所述螺旋流道，由螺旋水管构成，所述螺旋水管固定在所述旋转轴上。优选地，所述水力喷射自旋转刮刀钻头，还包括：外筒；所述旋转轴通过轴承固定在所述外筒中心；所述外筒底端连接压盖。第二方面，提供一种注二氧化碳井解堵工艺，包括：（1）、从井口将与连接管可拆卸连接的如上所述的水力喷射自旋转刮刀钻头送入油管内部冻堵层；（2）、向所述水力喷射自旋转刮刀钻头的所述螺旋流道内注入加压液体；（3）、所述加压液体驱动所述钻头的刮刀切削钻进所述冻堵层，并对形成所述冻堵层的冻堵物产生射流冲击作用，水力破碎并溶解所述冻堵物；（4）、所述冻堵物的碎屑随所述加压液体从所述油管与所述连接管之间的环空返排通过所述井口装置。优选地，所述加压液体为热水。优选地，所述连接管，包括：内管；所述内管径向上由内而外依次具有钢丝缠绕层、橡胶中层和金属外壳；所述内管外套有软管；所述软管，由若干软管单节组成；所述软管单节，纵向上依次连接构成所述软管；所述软管短节，用于保证所述软管可以弯曲缠绕，并保持所述连接管的强度。优选地，所述连接管下端连接有液压可变径扶正器；所述液压可变径扶正器，其本体为圆筒，在所述本体的外壁上设置复位元件；在所述连接管及所述水力喷射自旋转刮刀钻头下入过程中，所述复位元件回缩入所述本体内，所述连接管及所述水力喷射自旋转刮刀钻头通过所述井口；在注入加压液体时，所述复位元件伸出并支撑在所述油管的内壁上，扶正所述连接管及所述水力喷射自旋转刮刀钻头下入至所述冻堵层。优选地，所述注二氧化碳井解堵工艺，还具有加压水循环系统，所述加压水循环系统，包括水处理装置、加热机构和泵送机构；所述水处理装置，用于去除所述返排通过所述井口的所述冻堵物的碎屑；所述加热机构，用于所述水处理装置中加压水的加热处理；所述泵送机构，用于建立所述加压水的循环流动。优选地，所述注二氧化碳井解堵工艺，还可以加入药剂。本专利技术的有益效果：①代替传统方法大量的药剂使用；该工艺以机械方式破碎水合物为主，热力循环辅助解堵，无需在药剂方面投入成本。②节约作业时间；所述工艺将机械方法和非机械方法结合使用，使高温液体经旋转钻头喷射在水合物上，同时旋转钻头起到机械破碎作用，可以使水合物快速被破碎分解，大大节省了作业时间。③施工简易便捷；在施工过程中无需重新设立井架，特别是针对复杂地形（高山、丘陵地带），避免了大规模的修井作业，只需利用高压软管作业车等设备即可实施工艺。同时，该工艺在不起出井口的条件下即可进行，只需将高压软管及钻头由井口装置下入到油管中，通过高压泵将加重液体泵注到钻头处即可实现钻进功能，有效地简化了施工步骤。④施工高效可控；传统井口加药方式在药剂输送方面存在着弊端，如：药剂沉降过程中存在损失，仅通过重力沉降药剂不能与冻堵层发生有效接触，致使解堵效率极低。该装置通过高压软管将加压水溶液直接输送到冻堵带，使解堵作业高效可控，避免了井筒加药的二次腐蚀和环境污染问题。⑤加强了热力解堵效果；传统加药方式直接在井口注入高温药剂，在药剂流经油管到达冻堵带的过程中会产生大量的热量损失，使热力解堵效果大打折扣。该装置通过高压软管传送高温液体，可以直达冻堵带，热量损失小，热力解堵效率高。附图说明通过以下参考附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点更为清楚，在附图中：图1是本专利技术实施例的注二氧化碳井解堵工艺装置使用状态图。图2是本专利技术实施例的水力喷射自旋转刮刀钻头的结构示意图。图3是本专利技术实施例的连接管的结构示意图。图4是本专利技术实施例的液压可变径扶正器的结构示意图。图5是本专利技术实施例的液压可变径扶正器的复位元件与本体的装配示意图。具体实施方式以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是值得说明的是，本专利技术并不限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本专利技术。此外，本领域普通技术人员应当理解，所提供的附图只是为了说明本专利技术的目的、特征和优点，附图并不是实际按照比例绘制的。同时，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。图2是本专利技术实施例的水力喷射自旋转刮刀钻头的结构示意图。由图2所示：一种水力喷射自旋转刮刀钻头，包括旋转轴12；旋转轴12下部通过螺丝固定刮刀钻头17；旋转轴12上还连接自旋转机构15，旋转轴12上还具有螺旋流道；向螺旋流道内输送加压液体，在螺旋流道内产生螺旋液流，螺旋液流冲击自旋转机构15旋转；自旋转机构15旋转带动旋转轴12转动，旋转轴12进一步驱动刮刀钻头17旋转切削冻堵层的冻堵物。进一步地，在图2中，自旋转机构15，包括本体，该本体与旋转轴12连接；本体内具有叶轮结构16，叶轮结构16受到螺旋液流的冲击作用产生旋转扭矩，旋转扭矩驱动旋转轴12转动。进一步地，在图2中，螺旋流道由螺旋水管13构成，螺旋水管13固定在旋转轴12内部。进一步地，在图2中，水力喷射自旋转刮刀钻头，还包括外筒，在外筒10与旋转轴12之间过键槽来实现固定，并且在旋转轴12与外筒10和压盖14的接触面之间分别设置轴承11，通过轴承11实现旋转轴12转动，外筒10和压盖14通过螺纹连接。图3是本专利技术实施例的连接管的结构示意图。由图3所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水力喷射自旋转刮刀钻头，用于解堵注二氧化碳井内的冻堵物，其特征在于，包括：旋转轴；所述旋转轴上连接自旋转机构和刮刀钻头；所述旋转轴上具有螺旋流道；所述螺旋流道输送的螺旋液流冲击所述自旋转机构旋转；所述自旋转机构旋转，带动所述刮刀钻头切削所述冻堵物。

【技术特征摘要】
1.一种水力喷射自旋转刮刀钻头，用于解堵注二氧化碳井内的冻堵物，其特征在于，包括：旋转轴；所述旋转轴上连接自旋转机构和刮刀钻头；所述旋转轴上具有螺旋流道；所述螺旋流道输送的螺旋液流冲击所述自旋转机构旋转；所述自旋转机构旋转，带动所述刮刀钻头切削所述冻堵物。2.根据权利要求1所述的水力喷射自旋转刮刀钻头，其特征在于，所述自旋转机构，包括：本体，所述本体与所述旋转轴连接；所述本体内具有叶轮结构；所述叶轮结构受到所述螺旋液流的冲击作用产生旋转扭矩；所述旋转扭矩，驱动所述旋转轴转动。3.根据权利要求1所述的水力喷射自旋转刮刀钻头，其特征在于：所述螺旋流道，由螺旋水管构成，所述螺旋水管固定在所述旋转轴上。4.根据权利要求1所述的水力喷射自旋转刮刀钻头，其特征在于，还包括：外筒；所述旋转轴通过轴承固定在所述外筒中心；所述外筒底端连接压盖。5.一种注二氧化碳井解堵工艺，包括：（1）、从井口将与连接管可拆卸连接的如权1-4中任一所述的水力喷射自旋转刮刀钻头送入油管内部冻堵层；（2）、向所述水力喷射自旋转刮刀钻头的所述螺旋流道内注入加压液体；（3）、所述加压液体驱动所述钻头的刮刀切削钻进所述冻堵层，并对形成所述冻堵层的冻堵物产生射流冲击作用，水力破碎并溶解所述冻堵物；（4）、所述冻堵物的碎屑随所述加压液体从所述油管与所述连接管之间的环空返排通过所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹广胜，白玉杰，左继泽，杜童，鲍春雷，张海翔，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23