一种水平井冲砂工具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种水平井冲砂工具，包括水力旋转机构、地层砂清扫头；所述地层砂清扫头与水力旋转机构连接，并跟随水力旋转机构一起旋转。所述水力旋转机构为水力螺旋桨。所述水力螺旋桨包括转轴、螺旋桨叶片；螺旋桨叶片固定在短轴套上，短轴套通过轴承安装在转轴上。所述转轴为内部中心管。所述水力螺旋桨整体位于外管内部，所述内部中心管的始端连接支架中心端，所述支架外端固定在外管内壁。所述地层砂清扫头为钢丝刷头。改造了常规冲砂笔尖的结构设计，加入了水力旋转与地层砂清扫头结构，安装在冲砂管柱尾部，冲砂时搅动底部地层砂，将原本沉降在油管下壁的地层砂悬浮于井液中并冲出井筒。实现了水平井高效冲砂。实现了水平井高效冲砂。实现了水平井高效冲砂。

【技术实现步骤摘要】
一种水平井冲砂工具


[0001]本技术涉及油井作业工具领域，具体地说是一种水平井冲砂工具。

技术介绍

[0002]水平井具有油层渗流面积大、单井产量高的特点，但由于水平井没有沉砂口袋，砂粒随产液运移到井筒后，较大颗粒的砂粒直接落在水平段内，逐步形成砂床，在重力、压筹、温度的作用下砂床逐步发生固化胶结，具有一定的硬度；较小颗粒的砂粒随产液进入直井段后，过流面积增大造成流速下降，部分砂粒进一步沉降，易在造斜段处形成砂桥。水平段沉砂厚薄不均，喷点附近沉砂厚度大，甚至堵塞整个通道，离喷点较远处砂床厚度较薄，不同喷点出砂程度不同，整个砂床呈不规则波浪状分布。因此随着生产周期的延长，地层不断出砂，水平段堆积的砂粒越来越多，堵塞了油流通道，甚至部分砂粒固化胶结，严重影响单井产量，传统的反循环冲砂方式胶结砂床不易冲散，冲砂过程中管柱易砂堵，效率低，漏失量大。
[0003]国内外水平井冲砂管柱大多选择连续油管反冲砂方式进行作业，不论冲砂管柱如何移动都能保证冲砂液连续循环，从而达到高效安全的冲砂目的。但是我国使用的连续油管依赖进口，费用高昂，而且随着我国各油田水平井的不断投产，目前所持有的连续油管设备不能满足水平井修井工作量的需求。因此很有必要研发实现连续冲砂的可替代修井技术。
[0004]目前水平井冲砂面临的技术难点：
[0005]1、井内管柱贴近井壁底边，管柱受“钟摆力”和摩擦面积大的双重作用，钻具悬重在拉力计上未能得到真实反映。
[0006]2、钻具轴线偏离井眼曲线的程度随井斜角的增大而增大，最终与井眼底边接触。钻具沿井眼底边移动。冲砂液易在流动阻力小的上部形成循环通道，环空流速偏差大，下部的砂床难以清理十净。
[0007]3、水平段长，因此在冲砂过程中，反循环冲砂混合液必须进入直井段进行垂直悬浮后再接单根。除去井内漏失量，冲砂液量必须大于从井底到直井段油管内容积的2倍以上才能接单根，否则携砂液中的砂粒易沉降造成冲砂管柱砂堵。
[0008]4、水平井射孔段多，冲砂液会携砂漏入地层，无法将砂粒带出井筒，完井后漏入地层的砂粒随产液重新进入井筒，不但造成反复冲砂，而且冲砂液的漏失会造成储层伤害。
[0009]5、通过观察前期冲砂返出物发现，返出胶结砂块硬度较大，不易破碎，严重影响冲砂效率。

技术实现思路

[0010]针对现有技术存在的上述缺陷，本技术的目的是提供一种水平井冲砂工具，改造了常规冲砂笔尖的结构设计，加入了水力旋转与地层砂清扫头结构，安装在冲砂管柱尾部，冲砂时搅动底部地层砂，将原本沉降在油管下壁的地层砂悬浮于井液中并冲出井筒。
实现了水平井高效冲砂。
[0011]为了达成上述目的，本技术采用了如下技术方案：
[0012]一种水平井冲砂工具，包括水力旋转机构、地层砂清扫头；
[0013]所述地层砂清扫头与水力旋转机构连接，并跟随水力旋转机构一起旋转。
[0014]进一步地，所述水力旋转机构为水力螺旋桨。
[0015]进一步地，所述水力螺旋桨包括转轴、螺旋桨叶片；
[0016]所述螺旋桨叶片至少3片，固定在短轴套上，短轴套通过轴承安装在转轴上。
[0017]进一步地，所述转轴为内部中心管。
[0018]进一步地，所述水力螺旋桨整体位于外管内部，所述内部中心管的始端连接支架中心端，所述支架外端固定在外管内壁。
[0019]进一步地，所述支架为至少3根钢筋焊接成的辐射状结构。
[0020]进一步地，所述地层砂清扫头为钢丝刷头。
[0021]进一步地，所述钢丝刷头包括钢圈及在钢圈上布置的钢丝。
[0022]进一步地，所述钢圈通过钢筋与连接杆末端连接，所述连接杆始端连接水力旋转机构的转轴。
[0023]本技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0024]原有水平井冲砂无法较好解决水平井沉降到管柱下壁的地层砂，而本技术安装在冲砂管柱尾部，冲砂时搅动底部地层砂，将原本沉降在油管下壁的地层砂悬浮于井液中并冲出井筒。本技术工具利用水流驱动工具内部动螺旋桨叶片转动，并通过连接杆传递扭矩至工具末端钢丝刷头(可更换不同清扫工具)部分，利用钢丝刷头旋转清扫、破换水平段管柱下部沉降、胶结的地层砂，再通过冲砂液携带地层砂冲出井筒。该工具使冲砂效果大大提高，并可以针对不同地质条件下地层砂沉积结果，更换末端不同清扫头，提高冲砂效率，保障冲砂成功率。
附图说明
[0025]图1为本技术一种水平井冲砂工具的剖面结构示意图；
[0026]图2为本技术一种水平井冲砂工具的螺旋桨结构示意图。
[0027]图中：外管1、内部中心管2、螺旋桨叶片3、钢丝刷头4、连接杆5、支架6。
具体实施方式
[0028]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0029]实施例1：
[0030]如图1至图2所示，本实施例的一种水平井冲砂工具，包括水力旋转机构、地层砂清扫头；
[0031]所述地层砂清扫头与水力旋转机构连接，并跟随水力旋转机构一起旋转。
[0032]进一步地，所述水力旋转机构为水力螺旋桨。
[0033]进一步地，所述水力螺旋桨包括转轴、螺旋桨叶片3；
[0034]所述螺旋桨叶片至少3片，固定在短轴套上，短轴套通过轴承安装在转轴上。
[0035]进一步地，所述转轴为内部中心管2。
[0036]进一步地，所述水力螺旋桨整体位于外管1内部，所述内部中心管的始端连接支架6中心端，所述支架外端固定在外管内壁。
[0037]进一步地，所述支架为至少3根钢筋焊接成的辐射状结构。
[0038]进一步地，所述地层砂清扫头为钢丝刷头4。
[0039]进一步地，所述钢丝刷头包括钢圈及在钢圈上布置的钢丝。
[0040]进一步地，所述钢圈通过钢筋与连接杆5末端连接，所述连接杆始端连接水力旋转机构的转轴。
[0041]结构：由外管、内部中心管、螺旋桨叶片、钢丝刷头、连接杆组成。
[0042](1)外管：采用普通油管本体即可(Φ73mm或Φ89mm油管)，长度控制在500mm以内(长度不影响工具使用，长度缩短便于工具加工)。
[0043](2)内部中心管：采用内通径10mm，外径20mm以内，长度200mm 的钢制中空管，使用三条细钢筋分别在外管出口处及距外管出口处 100mm位置，焊接在外管内部中心部位。
[0044](3)螺旋桨叶片：采用钢制螺旋桨叶片，最大外径控制在55～60mm 或65～70mm(对应外管Φ73mm或Φ89mm，下同)。
[0045](4)钢丝刷头：采用外径Φ60mm或Φ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水平井冲砂工具，包括水力旋转机构、地层砂清扫头；所述地层砂清扫头与水力旋转机构连接，并跟随水力旋转机构一起旋转；所述水力旋转机构为水力螺旋桨；所述水力螺旋桨包括转轴、螺旋桨叶片；所述螺旋桨叶片至少3片，固定在短轴套上，短轴套通过轴承安装在转轴上；所述转轴为内部中心管；其特征在于，所述水力螺旋桨整体位于外管内部，所述内部中心管的始端连接支架中心端，所述支架外端固定在外管内壁。2.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙亮，刘娜娜，刘金明，许和谦，王树立，王洋，王美昕，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：新型
国别省市：