一种用于水平井的水力振荡冲砂工具制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于水平井的水力振荡冲砂工具，属井下钻井工具技术领域。外壳一端装有上接头，外壳另一端通过连接套筒装有冲洗头，外壳内通过左、右两个扶正轴承装有芯轴，芯轴中心位置与外壳之间设置有止推轴承，止推轴承与左扶正轴承之间的芯轴上装有涡轮驱动机构，止推轴承与右扶正轴承之间的芯轴上通过缓冲机构装有振荡环。该水力振荡冲砂工具通过涡轮驱动机构带动芯轴转动，芯轴转动时芯轴的旁通孔与振荡环的径向通孔间歇连通，从而使得冲洗液进入至振荡环的振荡涡腔内产生冲击力使得振荡环发振荡，复位弹簧能对振荡环起到缓冲复位作用，振荡环保证了在不影响冲砂效率的前提下可使得冲砂工具在水平井造斜段不易卡塞。塞。塞。

【技术实现步骤摘要】
一种用于水平井的水力振荡冲砂工具


[0001]本技术涉及一种用于水平井的水力振荡冲砂工具，属井下钻井工具


技术介绍

[0002]目前水平井常用于高渗透疏松砂岩油气藏的开发，在高渗透疏松砂岩油气藏的开发过程中常常面临出砂问题，即当油层出砂之后，砂子会紧跟原油流进井筒中，随后逐渐沉降在水平段的较低位置处而产生砂床，砂床的存在会影响石油的开采，堵塞出油通道，增加流动阻力，甚至会损坏井下设备造成井下砂卡事故。
[0003]为了解决水平井开采过程中出现出砂的问题，因此有必要采用冲砂设备对水平井进行冲砂处理，现有的冲砂设备由冲砂工具本体和安装在冲砂工具本体上的喷头构成，冲砂设备通过喷射洗井液清理沉在井中的砂石，而现有冲砂设备由于喷射速度低，导致了冲砂效率低以及冲砂效果差，不能很好的清理并带走井中砂石，虽然通过加大冲洗量能提高冲洗能力，但是冲洗量的增加会导致人力物力消耗提高。
[0004]另一方面，在井筒造斜段的冲洗过程中，砂粒经过时更容易在此沉积形成砂床，从而导致管柱经过造斜段时经常容易在此发生卡涩。并且冲洗工具由于自身重力常常会与井筒呈偏心状态，在呈偏心时冲洗工具与井筒的偏心环空必然导致冲洗液流速不均匀从而降低冲砂效率，与此同时砂子也容易吸附在工具表面，堵塞喷嘴，不但洗不出砂反而会引起新的沉积造成事故，直接影响冲洗效果和效率的问题。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于：提供一种带有振荡功能有效避免砂粒在井筒沉积形成砂床，从而以解决常规水平井冲砂效率低、效果差易发生堵塞问题的用于水平井的水力振荡冲砂工具。
[0006]本技术的技术方案是：
[0007]一种用于水平井的水力振荡冲砂工具，它由外壳、上接头、芯轴、涡轮驱动机构、振荡环、缓冲机构、导流环和冲洗头构成，其特征在于：外壳一端装有上接头，外壳另一端通过连接套筒装有冲洗头，外壳内通过左、右两个扶正轴承装有芯轴，芯轴中心位置与外壳之间设置有止推轴承，止推轴承与左扶正轴承之间的芯轴上装有涡轮驱动机构，止推轴承与右扶正轴承之间的芯轴上通过缓冲机构装有振荡环，右扶正轴承与冲洗头之间的外壳内装有导流环。
[0008]所述的芯轴两端端头分别设置有阶梯状的凸台，芯轴一端凸台上装有分流帽，芯轴另一端凸台内设置有流道孔，两个凸台之间的芯轴内设置有轴芯孔，轴芯孔两端端头的芯轴上径向设置有旁通孔，旁通孔与轴芯孔连通，流道孔通过旁通孔与轴芯孔连通。
[0009]所述的流道孔为变径孔。
[0010]所述的缓冲机构由左密封板、右密封板和复位弹簧构成，左密封板和右密封板套
装在芯轴上设置在芯轴与外壳之间，左密封板和右密封板分别与芯轴和外壳内壁滑动密封连接，左密封板和右密封板之间的芯轴上套装有复位弹簧。
[0011]所述的振荡环为圆环状，振荡环中心孔两侧的振荡环内对称设置有振荡涡腔，振荡涡腔与振荡环的中心孔通过径向通孔连通，振荡环一端端面上与振荡涡腔对应的位置上开设有前向通孔，前向通孔与振荡涡腔连通。
[0012]所述的振荡环圆周上设置有凸键，凸键对应的外壳内壁上设置有凹槽，凸键与凹槽配合滑动卡接，使用时外壳通过凸键与凹槽配合对振荡环形成径向限位。
[0013]本技术的优点在于：
[0014]该用于水平井的水力振荡冲砂工具通过涡轮驱动机构带动芯轴转动，芯轴转动时芯轴的旁通孔与振荡环的径向通孔间歇连通，从而使得冲洗液进入至振荡环的振荡涡腔内产生冲击力使得振荡环发振荡，复位弹簧能对振荡环起到缓冲复位作用，振荡环使得该冲砂工具整体发生振荡，保证了在不影响冲砂效率的前提下可使得冲砂工具在水平井造斜段不易卡塞；通过振荡、旋转方式破砂使砂粒不易在井筒沉积形成砂床，冲洗效果更为显著。
附图说明
[0015]图1为本技术的结构示意图；
[0016]图2为图1中A
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A方向的剖视结构示意图；
[0017]图3为图1中B
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B方向的剖视结构示意图；
[0018]图4为图1中C
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C方向剖视结构示意图；
[0019]图5为图1中D
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D方向剖视结构示意图；
[0020]图6为本技术中振荡环的剖视结构示意图；
[0021]图7为本技术中振荡环的半剖视立体结构示意图；
[0022]图8为本技术中导流环的立体结构示意图；
[0023]图9为本技术中芯轴的结构示意图。
[0024]图中：1、外壳；2、上接头；3、芯轴；4、振荡环；5、导流环；6、冲洗头；7、左扶正轴承；8、右扶正轴承；9、止推轴承；10、定位套筒；11、分流帽；12、流道孔；13、轴芯孔；14、旁通孔；15、左密封板；16、右密封板；17、复位弹簧；18、振荡涡腔；19、径向通孔；20、前向通孔；21、凸键；22、导流槽；23、侧孔；24、出液孔；25、连接套筒；26、锥形喷嘴；27、环向喷嘴；28、驱动孔；29、涡轮驱动机构；30、斜孔。
具体实施方式
[0025]该用于水平井的水力振荡冲砂工具由外壳1、上接头2、芯轴3、涡轮驱动机构29、振荡环4、缓冲机构、导流环5和冲洗头6构成，外壳1为圆筒状，外壳1一端端头上通过螺纹安装有上接头2，上接头2为变径状，外壳1内间隔设置有左扶正轴承7和右扶正轴承8，左扶正轴承7和右扶正轴承8之间活动安装有芯轴3，芯轴3中心位置上与外壳1之间套装有止推轴承9，止推轴承9与扶正轴承之间的芯轴3上通过套装有涡轮驱动机构29，涡轮驱动机构29由定子和转子构成，定子固定安装在外壳1内壁上，转子固定安装在芯轴3的外圆上，使用时，当芯轴3与外壳1之间流动的液体冲击涡轮驱动机构29的定子和转子时，为芯轴3提供一个动力，芯轴3相对于外壳1沿轴心发生自转。
[0026]外壳1和芯轴3的环腔中位于涡轮驱动机构29与止推轴承9之间设置有定位套筒10，定位套筒10套装在芯轴3上，定位套筒10与外壳1内壁紧贴，定位套筒10与芯轴3之间设置有环腔。
[0027]芯轴3两端端头分别设置有阶梯状的凸台，芯轴3一端凸台上装有分流帽11，分流帽11呈锥型结构，如此设置分流帽11的目的是：以使工作时，进入外壳1内的高压冲洗液，能够沿着分流帽11的锥型面均匀进入到芯轴3和外壳1之间的环腔中。
[0028]芯轴3另一端凸台内设置有流道孔12，两个凸台之间的芯轴3内设置有轴芯孔13，轴芯孔13两端端头的芯轴3上径向设置有旁通孔14，旁通孔14与轴芯孔13连通，芯轴3左端的旁通孔14与定位套筒10和芯轴3之间的环腔对应设置，如此设置旁通孔14的目的是，方便高压冲洗液从定位套筒10和芯轴3之间的环腔通过轴芯孔13左端的旁通孔14进入至轴芯孔13内，流道孔12为变径孔，流道孔12通过轴芯孔13右端的旁通孔14与轴芯孔13连通，进入至轴芯孔13内的高压冲洗液一部分进入至轴芯孔13右端的旁通孔14，还有一部分进入至流道孔12内沿着流道孔12继续向前流动。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于水平井的水力振荡冲砂工具，它由外壳（1）、上接头（2）、芯轴（3）、涡轮驱动机构（29）、振荡环（4）、缓冲机构、导流环（5）和冲洗头（6）构成，其特征在于：外壳（1）一端装有上接头（2），外壳（1）另一端通过连接套筒（25）装有冲洗头（6），外壳（1）内通过左、右两个扶正轴承装有芯轴（3），芯轴（3）中心位置与外壳（1）之间设置有止推轴承（9），止推轴承（9）与左扶正轴承（7）之间的芯轴（3）上装有涡轮驱动机构（29），止推轴承（9）与右扶正轴承（8）之间的芯轴（3）上通过缓冲机构装有振荡环（4），右扶正轴承（8）与冲洗头（6）之间的外壳（1）内装有导流环（5）。2.根据权利要求1所述的一种用于水平井的水力振荡冲砂工具，其特征在于：所述的芯轴（3）两端端头分别设置有阶梯状的凸台，芯轴（3）一端凸台上装有分流帽（11），芯轴（3）另一端凸台内设置有流道孔（12），两个凸台之间的芯轴（3）内设置有轴芯孔（13），轴芯孔（13）两端端头的芯轴（3）上径向设置有旁通孔（14），旁通孔（14）与轴芯孔（13）连通，流道孔（12）通过旁通孔（14）与轴芯孔（13）连通。3.根据权利要求2所述的一种用于水平井的水力振荡冲砂工具，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪海涛，冯定，孙巧雷，周斩，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：新型
国别省市：