连续冲砂洗井工具及方法技术

本发明专利技术公开了连续冲砂洗井工具及方法，工具包括洗井液换向阀和衬管，所述洗井液换向阀分为正循环换向阀、反循环换向阀，其与油管间隔连接。所述衬管上端通过丝扣与衬管悬挂器连接，再将衬管悬挂器放入井口套管四通内，用井口套管四通的悬挂器顶丝将衬管悬挂器固定；冲砂作业时所述油管及洗井液换向阀间隔连接而成的管柱串在衬管内自上而下穿行，通过洗井液换向阀外管上的密封环与衬管配合实现空间分隔，以及洗井液换向阀的自动流道变化实现连续冲砂作业，接单根时后无需停泵，有效避免砂砾沉积，提高作业效率以及作业安全性。

Continuous sand washing tools and methods

【技术实现步骤摘要】
连续冲砂洗井工具及方法
本专利技术涉及石油行业的修井作业管柱，具体地说是连续冲砂洗井工具及方法。
技术介绍
目前传统的水力冲砂过程中，无论是采用正循环冲砂工艺还是反循环冲砂工艺，接每根冲砂管时都需要停泵——卸弯头和油壬——连油壬和弯头——吊起连接冲砂管——开泵循环——下管冲砂。这种频繁停泵接管冲砂的作业方式存在如下问题：①工人操作麻烦，劳动强度大，操作不顺利时，容易造成上偏扣而导致重复上卸扣；②停泵时不能构成循环洗井，导致环空悬浮的泥沙下沉，从而易造成沉砂卡管事故；同时，每次停泵前要充分循环，冲砂效率也较低。③油壬的频繁装卸可能出现旋转上扣时使上部油壬卸扣的现象，导致泄漏或弯头带着水龙带坠落，造成重新接油壬或高空落物伤人等严重事故。为此，国内相关单位开展了相关研究来实现连续冲砂工艺。辽河油田宋彦武等研究了一套连续正冲砂的工艺，这套工艺技术主要由正冲砂工具、井口流程、井口密封装置等组成，这套工艺技术实现了连续正冲砂功能，同时这套工艺技术存在以下不足：(1)安装的井口密封装置使井口高度增加，增加了井口施工时的难度；(2)接冲砂单根时，虽然不需要停泵，但需要人工调节闸门手轮改变流程，单根连接完后，还需要人工将流程倒回，增加了施工的危险性；(3)这种冲砂工艺只能进行正冲砂，不能进行反冲砂。中石油天然气股份有限股份有限公司的冯振等研究的反循环连续冲砂换向短节能够在反循环冲砂过程中进行液体流向转换，实现连续冲砂。但该技术中进行接单根时还需要人工操作转换液体流向，同时工具中存在弹性元件在冲砂液中易失效影响工具可靠性。吐哈油田的吴剑等研究的连续负压冲砂工艺管柱包括冲砂自封、特殊悬挂器、密封工作筒、反冲洗阀组、液流转换器、负压冲砂泵等。该套工艺能很好的实现负压连续冲砂，但由于其同时配备反向冲洗阀组和液流转换器等多套工具增大的工艺成本。中石油长庆油田分公司研究的水平井正反水力连续循环作业装置利用换向井口和连接在油管上端并坐在井口的换向短节配合工作，实现不停泵的正反水力循环作业，但其水力循环作业时仍需在井口的换向短节的上接头连接出水水龙带或者注水管线，接单根时工作量大，现场冲砂作业的问题①和③并没有得到的很好的解决。因此，针对目前连续冲砂工艺存在的问题，研究了一套适合于目前修井作业，且能进行反冲砂作业，施工工艺简单，成本较低的工艺管柱及其配套装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供连续冲砂洗井工具及方法，实现连续冲砂作业，接单根时后无需停泵，有效避免砂砾沉积，提高作业效率以及作业安全性。为了达成上述目的，本专利技术采用了如下技术方案，连续冲砂洗井工具，包括洗井液换向阀、衬管，所述洗井液换向阀包括正循环换向阀、反循环换向阀，所述正循环换向阀、反循环换向阀相互间隔式连接于油管串之间，共同构成管柱串，所述衬管悬挂器放入井口套管四通内，衬管悬挂器固定在井口套管四通的悬挂器顶丝上，所述管柱串在衬管内自上而下穿行。所述正循环换向阀包括上接头、外管、下接头、中心管，所述上接头内包括上单向阀，所述外管上端连接上接头，下端连接下接头，所述中心管位于外管内部，中心管和外管之间构成环空，所述中心管下半段内设置下单向阀，中心管上端封堵，中心管侧壁开设至少三列流通孔阵，每一列流通孔阵至少开设三个流通孔，所述外管开设连通流道，连通流道与中心管上的流通孔阵对应，中心管内流体通过流通孔和连通流道流往中心管外侧，所述中心管和外管之间形成环空连通上接头和下接头。所述外管的外壁下部装配有密封环，密封环能密封洗井液换向阀与衬管间的环空空间。所述反循环换向阀包括上接头、外管、下接头、中心管、滑阀杆、上阀芯、连接杆、下阀芯，所述上接头内设置上滑阀座，所述外管上端连接上接头，下端连接下接头，所述中心管下半段内壁设置下滑阀座，所述中心管侧壁开设至少三列流通孔阵，每一列流通孔阵至少开设三个流通孔，所述中心管与外管之间构成环空，所述连接杆上端穿过中心管上端口，中心管上端口与连接杆为滑动式密封连接，滑阀杆上端连接上阀芯，上阀芯与上阀座相对应，连接杆下端连接下阀芯，下阀芯与下阀座相对应，滑阀杆上下移动，上阀芯可配合上阀座实现流路的启闭，下阀芯可配合下阀座实现流路的启闭；所述外管的外壁下部装配有密封环，密封环能密封洗井液换向阀与衬管间的环空空间。所述井口套管四通上端连接单闸板防喷器，单闸板防喷器上端连接洗井三通。所述洗井三通上端口内部设置自封胶芯，自封胶芯的上面放置自封压盖，自封压盖与洗井三通采用法兰连接方式通过螺栓连接，从而将自封胶芯压紧。为了达成上述目的，本专利技术采用了如下技术方案，一种连续冲砂洗井方法，其特征在于，当进行正循环冲砂洗井作业时，洗井液通过洗井三通的管口连接洗井液进液管线，同时套管四通的侧翼管口连接水龙带或钢制管线，洗井液从洗井三通进入管柱，位于衬管内正循环换向阀上的密封圈隔离衬管与管柱的上部环空，此时管柱内的洗井液通过上部环空由连通流道、流通孔进入中心管内，下单向阀打开，洗井液流入下方油管，而上单向阀此时保持关闭状态，从而保证上端油管没有压力，而脱出衬管的正循环换向阀的密封环不起作用，从上方油管流来的洗井液直接打开上单向阀通过外管及中心管的之间的环形空间流入下根油管，而此时的下单向阀保持关闭状态，因此洗井液无法从此进入中心管。当进行反循环冲砂洗井作业时，套管四通的侧翼管口连接洗井液进液管线，洗井三通的管口连接水龙带或钢制管线，洗井液从套管四通的侧翼管口进入管柱，洗井液通过油套环空流到井底，携带井底砂砾返回管柱，此时衬管内的反循环换向阀上的密封圈与衬管隔离出与独立的上部环空，上流携砂液推动滑阀杆上移，下滑阀座打开，上滑阀座关闭，因此携砂液进入中心管通过流通孔进入上部环空，而后通过洗井三通流出井口，脱出衬管的反循环换向阀，此时中心管内压力油管内压力，驱动滑阀杆下移，下滑阀座关闭，上打开，因此携砂液经过中心管与外管的环空，通过上滑阀座进入上部油管。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：1.冲砂接单根时不停泵,可有效地避免因停泵接单根而造成的沉砂卡管事故,减少作业处理砂卡及大修解除砂卡作业施工；2.进水管线及水龙带均连接在井口，作业过程中不用频繁拆卸，可降低冲砂作业的劳动强度,并避免弯头脱落造成人身伤害事故；3.流程连接完成后，冲砂洗井过程中无需操作任何流程涉及的装置即可完成冲砂工序。4.连续不停泵冲砂作业效率高，同时可以提高冲砂返出效果，对优化冲砂作业质量,延长油井生产周期,增加原油产量有重要作用；5.工艺管柱结构简单、安装使用方便，同时井口作业高度低。附图说明图1为本专利技术的一种连续冲砂工艺管柱结构示意图；图2为本专利技术的一种连续正循环冲砂工具结构示意图；图3为本专利技术的一种连续反循环冲砂工具结构示意图。图中：1—油管；1a—上油管；1b—中油管；1c—下油管；2—自封压盖；3—自封胶芯；4—洗井三通；5—单闸板防喷器；6—井口套管四通；7—衬管悬挂器；8—衬管；9—洗井液换向阀；9a—上洗井液换向阀；9b—中洗井液换向阀；9c—下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.连续冲砂洗井工具，其特征在于，包括洗井液换向阀、衬管，所述洗井液换向阀包括正循环换向阀、反循环换向阀，所述正循环换向阀、反循环换向阀相互间隔式连接于油管串之间，共同构成管柱串，所述衬管悬挂器放入井口套管四通内，衬管悬挂器固定在井口套管四通的悬挂器顶丝上，所述管柱串在衬管内自上而下穿行。/n

【技术特征摘要】
1.连续冲砂洗井工具，其特征在于，包括洗井液换向阀、衬管，所述洗井液换向阀包括正循环换向阀、反循环换向阀，所述正循环换向阀、反循环换向阀相互间隔式连接于油管串之间，共同构成管柱串，所述衬管悬挂器放入井口套管四通内，衬管悬挂器固定在井口套管四通的悬挂器顶丝上，所述管柱串在衬管内自上而下穿行。


2.根据权利要求1所述的连续冲砂洗井工具，其特征在于，所述正循环换向阀包括上接头、外管、下接头、中心管，所述上接头内包括上单向阀，所述外管上端连接上接头，下端连接下接头，所述中心管位于外管内部，中心管和外管之间构成环空，所述中心管下半段内设置下单向阀，中心管上端封堵，中心管侧壁开设至少三列流通孔阵，每一列流通孔阵至少开设三个流通孔，所述外管开设连通流道，连通流道与中心管上的流通孔阵对应，中心管内流体通过流通孔和连通流道流往中心管外侧，所述中心管和外管之间形成环空连通上接头和下接头。


3.根据权利要求2所述的连续冲砂洗井工具，其特征在于，所述外管的外壁下部装配有密封环，密封环能密封洗井液换向阀与衬管间的环空空间。


4.根据权利要求1所述的连续冲砂洗井工具，其特征在于，所述反循环换向阀包括上接头、外管、下接头、中心管、滑阀杆、上阀芯、连接杆、下阀芯，所述上接头内设置上滑阀座，所述外管上端连接上接头，下端连接下接头，所述中心管下半段内壁设置下滑阀座，所述中心管侧壁开设至少三列流通孔阵，每一列流通孔阵至少开设三个流通孔，所述中心管与外管之间构成环空，所述连接杆上端穿过中心管上端口，中心管上端口与连接杆为滑动式密封连接，滑阀杆上端连接上阀芯，上阀芯与上阀座相对应，连接杆下端连接下阀芯，下阀芯与下阀座相对应，滑阀杆上下移动，上阀芯可配合上阀座实现流路的启闭，下阀芯可配合下阀座实现流路的启闭；所述外管的外壁下部装配有密封环，密封环能密封洗...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐倩雯，苏秋涵，智勤功，付增，郝丽伟，刘常福，张方圆，金鑫，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：山东;37