【技术实现步骤摘要】
本技术属于管内破碎清堵，涉及一种基于水平井的管内沉砂破碎清堵装置。
技术介绍
1、煤层气是与煤伴生的气体资源，以甲烷为主要成分储存在煤层中的烃类气体，属于一种非常规天然气，煤层气的开采井型主要包括直井、定向井，由于直井产气量低，目前水平井成为煤层气开发的主要井型，但在煤层气排采过程中频繁出现吐砂吐粉现象，吐出的石英砂和煤粉堆积在井筒的底部，长时间的堆积加上储层中水的酸碱度、铁锈离子的影响，给气、水流动造成了很大困难，致使储层中的水不能高效排出，最终导致泄压面积有限，影响煤层气井的产能。目前经常采取的方法为大排量水力冲砂作业，传统的冲砂冲煤粉作业对水平井地层扰动影响巨大，高压水的注入对井筒附近通道造成了极大的危害，导致水平井产量很难恢复到初始水平，同时传统的捞砂工具在煤层气水平段捞砂捞煤粉效率低，成本高，且对胶结砂块作用较弱，急需一种适用于煤层气水平井的施工成本低、实用性强、施工效率高的快速破砂破煤粉结块工具。目前常规的冲砂或者捞砂工具只针对松散的石英砂或者煤粉适用，而针对结块或者胶结砂块的具有一定的局限性。
2、常规的捞砂工艺主要原理通过捞砂泵的工作使捞砂管柱与环空形成负压区域，在压力差的作用下，使水平段的砂和煤粉被吸入沉砂管柱中，但是由于胶结砂块的尺寸较大，硬度较高，针对胶结物冲砂过程中存在盲区，因此在水平井捞砂前应该进行相应的破碎解堵工艺。利用高压水射流破碎管道内的胶结物，需要大量的水才能保证施工，同时由于煤层气储层的敏感性，大量水对储层产生水敏效应，从而影响水平井的产气量。因此，在施工过程中，针对这一现象，需要
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足，本技术的目的在于提供一种基于水平井的管内沉砂破碎清堵装置，克服现有捞砂装置针对煤层气水平井吐砂吐粉造成的大块胶结物破碎难，从而造成沉砂清理难、解堵难、工序复杂、效率低下等缺陷。
2、为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案予以实现：
3、一种基于水平井的管内沉砂破碎清堵装置，包括芯管、水射流解堵机构和脉冲机构；
4、所述水射流解堵机构安装在芯管前端，包括旋转体、转换接头、旋转头和喷嘴；转换接头连接在芯管前端，旋转体一端通过轴承套装在转换接头上，旋转体另一端连接旋转头；转换接头的中心孔、旋转体的中心通道和旋转头的中心孔同轴并均与芯管连通；在旋转体侧壁和旋转头上均设有多个安装槽，在安装槽内嵌入多个所述喷嘴，喷嘴与旋转体的中心通道和旋转头的中心孔均连通；
5、所述脉冲机构包括脉冲装置、高电压储能电容器、电池组、防水外壳和超声波测量仪；脉冲装置、高电压储能电容器和电池组沿芯管轴向依次向后套装在芯管上，且脉冲装置靠近水射流解堵机构；电池组中心通孔与芯管同轴贯通，电池组一端套装在芯管末端，电池组另一端能与油管接通；防水外壳套装在高电压储能电容器和电池组前部外壁；超声波测量仪安装在脉冲装置前段。
6、本技术还包括如下技术特征：
7、具体的，所述旋转体侧壁的多个喷嘴沿旋转体周向布设且均朝向斜前方；
8、所述旋转头上的多个喷嘴中，位于旋转头正前端的喷嘴朝向正前方，旋转头上的其他喷嘴朝向斜前方。
9、具体的，所述转换接头套在芯管前端且二者螺纹连接。
10、具体的，所述旋转体的中心通道直径小于转换接头的中心孔直径以及芯管内径。
11、具体的，所述在脉冲装置上沿周向设有多个脉冲发射孔以作为冲击波向外发射的通道；
12、所述电池组侧壁设有充电孔。
13、具体的，所述脉冲装置与芯轴之间通过螺钉固定；
14、防水外壳与电池组之间通过销钉固定；在电池组外壁与防水外壳内壁之间设有密封圈。
15、具体的，防水外壳外壁设有多个扶正翼，多个扶正翼沿防水外壳周向均布。
16、本技术与现有技术相比，具有如下技术效果：
17、(1)本技术能够满足煤层气水平井水平段胶结物的破碎解堵，实现工具一次入井破碎解堵于一体，实现不同需求的破碎解堵要求。
18、(2)本技术提供的破碎清堵装置可以实现石英砂与煤粉胶结物的破碎与解堵，针对周向的胶结物利用脉冲装置实现胶结物的解堵，针对轴向的胶结物利用高压水射流进行破碎，同时在喷头高速旋转过程中产生涡流，在涡流作用下可以携带破碎砂返排出井筒，脉冲发射装置产生的等离子体及冲击波对胶结物的清理力度可以通过控制脉冲发射时间，可以根据周向胶结物的结固时间随时进行调整，同时脉冲装置的本体因不直接接触管内壁，所以不会使被振打管内壁造成损伤，脉冲装置采用模块化设计，检修维护方便。
19、(3)本技术提供的管内破碎清堵装置具有集成多项功能于一体，实现了多道工序连续作业，多级破碎与解堵的功能，极大提高了煤层气水平井水平段沉砂破碎清堵的效率。
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1.一种基于水平井的管内沉砂破碎清堵装置，其特征在于，包括芯管(1)、水射流解堵机构(2)和脉冲机构(3)；
2.如权利要求1所述的基于水平井的管内沉砂破碎清堵装置，其特征在于，所述旋转体(21)侧壁的多个喷嘴(24)沿旋转体(21)周向布设且均朝向斜前方；
3.如权利要求1所述的基于水平井的管内沉砂破碎清堵装置，其特征在于，所述转换接头(22)套在芯管(1)前端且二者螺纹连接。
4.如权利要求1所述的基于水平井的管内沉砂破碎清堵装置，其特征在于，所述旋转体(21)的中心通道直径小于转换接头(22)的中心孔直径以及芯管(1)内径。
5.如权利要求1所述的基于水平井的管内沉砂破碎清堵装置，其特征在于，所述在脉冲装置(31)上沿周向设有多个脉冲发射孔以作为冲击波向外发射的通道；
6.如权利要求1所述的基于水平井的管内沉砂破碎清堵装置，其特征在于，所述脉冲装置(31)与芯管(1)之间通过螺钉固定；
7.如权利要求1所述的基于水平井的管内沉砂破碎清堵装置，其特征在于，所述防水外壳(34)外壁设有多个扶正翼，多个扶正翼
...【技术特征摘要】
1.一种基于水平井的管内沉砂破碎清堵装置，其特征在于，包括芯管(1)、水射流解堵机构(2)和脉冲机构(3)；
2.如权利要求1所述的基于水平井的管内沉砂破碎清堵装置，其特征在于，所述旋转体(21)侧壁的多个喷嘴(24)沿旋转体(21)周向布设且均朝向斜前方；
3.如权利要求1所述的基于水平井的管内沉砂破碎清堵装置，其特征在于，所述转换接头(22)套在芯管(1)前端且二者螺纹连接。
4.如权利要求1所述的基于水平井的管内沉砂破碎清堵装置，其特征在于，所述旋转体(21)的中心...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭煜敏，杨建超，荚胜丰，唐勇敢，李浩哲，陈波，高腾飞，郑玉岐，
申请(专利权)人：淮南矿业集团煤层气开发利用有限责任公司，
类型：新型
国别省市：
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