衝砂方式轉化裝置的製作方法
2023-09-21 19:24:15
本實用新型涉及石油開採技術領域，特別涉及一種衝砂方式轉化裝置。
背景技術：
砂巖儲層，油水井出砂是一個普遍現象，出砂程度受儲層物性、顆粒膠結狀況、注水強度等諸多因素的影響。
隨著油田的開發進程，國內大部分老油田已進入油田開發的中後期，主力生產層段注水時間長、注水強度大，出砂日益嚴重，同時又存在不同程度的欠注，而致使油藏壓力係數低，從而導致衝砂作業時無法將井底沉砂徹底清理乾淨，其直接後果是井底有效沉砂空間不足，頻繁出現砂埋油層，造成檢泵周期縮短，油井頻繁作業。同時，還給常規衝砂作業帶來了極大的施工風險，易造成砂埋油層、砂卡管柱轉大修、衝砂不返等諸多生產不利因素。
油水井衝砂作業為小修作業的常規操作，現階段所用的衝砂管柱、衝砂工具、衝砂設備能基本滿足常規油水井的衝砂操作。
然而，對於低壓漏失油水井，目前常用的做法是採用暫堵衝砂降低地層漏失量的同時增加衝砂液的攜砂能力。上述暫堵衝砂是指在常規衝砂工具及常規衝砂作業的基礎上，改善衝砂液的性能，往衝砂液中添加瓜膠等暫堵劑，起到暫時堵塞漏失油層的作用。但是上述暫堵衝砂的方式由於存在費用較高、對油層汙染較大等缺點，從而直接制約了此種技術在低壓漏失井衝砂作業中的應用。
特別是對於低壓漏失油水井存在大斜度井斜段時，當在上述大斜度井中進行衝砂作業時，由於其斜井段存在「Boycott」效應，使得衝砂過程更為困難，從井底被攪起的沉砂易在斜井段再次沉積，形成砂塞或砂橋而造成管柱砂卡事故。實驗研究證明，同心管衝砂技術可有效解決低壓漏失油水井，特別是在其存在大斜度井斜段時的高效衝砂問題。
在利用同心管衝砂技術進行洗井的過程中，特別是針對大斜度井段，在低排量下傳統的反衝砂方式，無法建立有效的衝砂循環，從井底攪起的沉砂易在斜井段的油套環空再次沉積，形成砂塞或砂橋而造成管柱砂卡事故，且衝砂效果很不理想。
技術實現要素：
本實用新型的目的是提供一種衝砂方式轉化裝置，能夠在同心管反衝砂作業中實現衝砂方式的轉換，以提高大斜度井的衝砂效果。
本實用新型的上述目的可採用下列技術方案來實現：
一種衝砂方式轉化裝置，其設置在油層套管內，與所述油層套管形成有油套環空，所述衝砂方式轉化裝置包括：
內管，其具有相背對的第一端和第二端，所述第一端的外側與上部油管通過油管節箍固定連接，所述第二端的外側固定有內外管安裝副；
套設在所述內管外且通過所述內外管安裝副固定在所述內管上的過流衝砂外管，所述過流衝砂外管與所述內管形成有環形空間；所述過流衝砂外管的管壁上形成有連通所述油套環空和所述環形空間的過流孔。
在優選的實施方式中：所述過流孔的個數為多個，多個所述過流孔沿著所述過流衝砂外管的軸向和/或周向均勻分布。
在優選的實施方式中：所述過流衝砂外管具有相背對的上端和下端，所述過流衝砂外管的上端設置有封堵部，所述封堵部的內徑與所述內管的外徑形同或相接近。
在優選的實施方式中：所述內管外且位於所述過流衝砂外管的上端的端面上方還套設有扶正器。
在優選的實施方式中：所述內管外且位於所述扶正器的上部還設置有安裝臺肩，所述安裝臺肩具有橫截面積最小的上端面和橫截面積最大的下端面，所述安裝臺肩的下端面與所述扶正器相抵接。
在優選的實施方式中：所述安裝臺肩通過可拆卸連接的方式固定在所述內管外，或者所述安裝臺肩與所述內管一體成型。
在優選的實施方式中：所述內管外且位於所述扶正器的下部還設置有安裝墊塊，所述安裝墊塊的一端與所述扶正器相抵接，所述安裝墊塊的另一端與所述過流衝砂外管相抵接。
在優選的實施方式中，所述內外管安裝副包括：與所述內管的外壁相固定的第一圓環、與所述過流衝砂外管的內壁相固定的第二圓環，以及用於將所述第一圓環與所述第二圓環相連接的連接部。
在優選的實施方式中：所述連接部的個數為多個，多個所述連接部沿著周向均勻分布，相鄰兩個連接部之間形成有與所述環形空間相連通的間隙。
在優選的實施方式中：所述衝砂方式轉化裝置的下部還設置有封堵所述油套環空的封隔器。
本實用新型的特點和優點是：本申請所述衝砂方式轉化裝置通過設置的內管與套設在所述內管外的過流衝砂外管，當在大斜度井段利用同心管技術進行反衝砂作業時，相對於傳統的從油套環空注入衝砂液，從油管中反出的衝砂方式，本申請的衝砂液通過油管環空向下流動，衝砂液通過所述過流孔進入所述環形空間內並向下流動至預定出口處向外噴出，能夠對井底砂床進行射流攪砂，實現井底砂床的有效破環，從而有效提高了大斜度井的衝砂效果。
附圖說明
圖1是一種同心衝砂管柱的結構示意圖；
圖2是一種衝砂同心管的結構示意圖；
圖3是本申請實施方式中一種衝砂方式轉化裝置的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合附圖和具體實施方式，對本實用新型的技術方案作詳細說明，應理解這些實施方式僅用於說明本實用新型而不用於限制本實用新型的範圍，在閱讀了本實用新型之後，本領域技術人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落入本申請所附權利要求所限定的範圍內。
需要說明的是，當元件被稱為「設置於」另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是「連接」另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語「垂直的」、「水平的」、「上」、「下」、「左」、「右」以及類似的表述只是為了說明的目的，並不表示是唯一的實施方式。
除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本申請的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本申請的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在於限制本申請。本文所使用的術語「和/或」包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
請參閱圖1，一般的，同心衝砂管柱可以包括套管40和置於套管40內的油管30。套管40與油管30之間形成油套環空32。油管30的下端從上至下依次連接用於液流轉換的衝砂轉換短節20、至少一根衝砂同心管10、衝砂器70和探砂頭80。套管40內設置分別位於衝砂同心管10的上下兩端的上自封式封隔器50和下自封式封隔器60。其中，上自封式封隔器50可以位於目標油層的上方，下自封式封隔器60可以位於目標油層的下方。此外，油管30的下端還可以安裝油管扶正器92，衝砂同心管10的下端也可以安裝同心管扶正器94，用於對同心衝砂管柱進行扶正。
請參閱圖2，一般的，衝砂同心管10可以包括外衝砂管120和置於外衝砂管120內的內衝砂管110。其中，外衝砂管120與內衝砂管110之間形成環形空腔12。內衝砂管110的內腔與油管30的內腔對接。油套環空32通過衝砂轉換短節20與環形空腔12連通，形成自上而下的衝砂通道。油套環空32中的衝砂液經衝砂轉換短節20自上而下流入環形空腔12，再從環形空腔12的下方開口流出。探砂頭80、衝砂器70、內衝砂管110的內腔、油管30的內腔連通，形成自下而上的返流通道。攜砂的衝砂液依次經探砂頭80、衝砂器70、內衝砂管110的內腔、油管30的內腔自下而上流出，從而建立衝砂循環。
整體上，所述利用所述同心衝砂管柱進行衝砂時，上自封式封隔器50和下自封式封隔器60之間形成避免衝砂液進入地層的密封漏失段，衝砂液不直接與長距離的地層接觸，衝砂液僅在下自封式封隔器60與沉砂床100之間的很小距離內接觸地層，有效地控制了衝砂液的漏失量，提高了衝砂效率。
然而，目前，在使用所述同心衝砂管柱的衝砂過程中，針對大斜度井段，在低排量條件下，砂粒容易產生二次沉降，在封隔器周圍及封隔器以上的油套環空內沉積，造成砂橋砂卡事故，且射流攪砂效果不理想。
本實用新型的目的是提供一種衝砂方式轉化裝置，能夠在同心管反衝砂作業中實現衝砂方式的轉換，以提高大斜度井的衝砂效果。
請參閱圖3，本申請的實施方式中提供的衝砂方式轉化裝置可以設置在油層套管40內，與所述油層套管40形成有油套環空32。具體的，所述衝砂方式轉化裝置可以包括：內管9，其具有相背對的第一端和第二端，所述第一端的外側與上部油管2通過油管節箍3固定連接，所述第二端的外側固定有內外管安裝副10；套設在所述內管9外且通過所述內外管安裝副11固定在所述內管9上的過流衝砂外管7，所述過流衝砂外管7與所述內管形成有環形空間97；所述過流衝砂外管7的管壁上形成有連通所述油套環空32和所述環形空間97的過流孔8。
當在大斜度井段，利用同心管技術進行反衝砂作業時，相對於傳統的從油套環空注入衝砂液，從油管中反出的衝砂方式，本申請的衝砂液通過油管環空32向下流動，衝砂液通過所述過流孔8進入所述環形空間97內並向下流動至預定出口處，向外噴出，能夠對井底砂床進行射流攪砂，實現井底砂床的有效破環，從而有效提高了大斜度井的衝砂效果。
在本實施方式中，所述內管9可以為中空的管體，其具有相背對的第一端和第二端。所述第一端的外側可以通過油管節箍3與上部油管2固定連接。具體的，所述內管9的第一端的外側可以設置有外螺紋，相應的，所述油管節箍3的內側可以設置有與所述內管9的外螺紋相匹配的內螺紋。當內外螺紋相配合連接時，實現所述內管9與所述油管節箍3的固定。當然，所述固定連接的方式並部限於上述舉例，還可以為其他方式，本申請在此並不作具體的限定。
此外，所述上部油管2與所述油管節箍3的連接方式也可以為通過螺紋連接的方式，當然，也可以為其他連接方式，本申請在此並不作具體的限定。
在本實施方式中，所述過流衝砂外管7套設在所述內管9外，其整體可以為中空的管體。所述過流衝砂外管7與所述內管形成有環形空間97。所述過流衝砂外管7的管壁上形成有連通所述油套環空32和所述環形空間97的過流孔8。具體的，所述過流孔8的個數為多個，多個所述過流孔8可以沿著所述過流衝砂外管7的軸向和/或周向均勻分布。
在本實施方式中，所述過流衝砂外管7可以通過所述內外管安裝副11固定在所述內管9上。具體的，所述內外管安裝副11包括：與所述內管9的外壁相固定的第一圓環、與所述過流衝砂外管7的內壁相固定的第二圓環，以及用於將所述第一圓環與所述第二圓環相連接的連接部。其中，所述連接部的個數為多個，多個所述連接部沿著周向均勻分布，相鄰兩個連接部之間形成有與所述環形空間相連通的間隙。
進一步的，所述過流衝砂外管7具有相背對的上端和下端，所述過流衝砂外管7的上端設置有封堵部71，所述封堵部71的內徑與所述內管9的外徑形同或相接近。
在本實施方式中，所述過流衝砂外管7的上端形成有封堵部71，所述封堵部71的內徑可以與所述內管9的外徑相同或相接近。具體的，當所述封堵部71的內徑與所述內管9的外徑相接近或者略大於所述內管9的外徑時，可以在所述內管9的外壁上或者所述封堵部71的內壁上開設凹槽，且在所述凹槽內設置密封圈，以保證所述封堵部71與所述內管9配合位置的密封性。
當衝砂液從油套環空32通過所述過流孔8進入內管9和過流衝砂外管7之間的環形空間97後，在所述封堵部71的封堵作用下，會向下沿著預定方向流出。
在所述衝砂方式轉化裝置設置有封隔器，將所述油套環空32進行封堵。當從油套環空32中向下流入的衝砂液在流至所述封隔器位置時，無法再向下流動，從而從油套環空32通過所述過流孔8進入內管9和過流衝砂外管7之間的環形空間97。
當在大斜度井段，利用同心管技術進行反衝砂作業時，相對於傳統的從油套環空注入衝砂液，從油管中反出的衝砂方式，本申請的衝砂液通過油管環空32向下流動，衝砂液通過所述過流孔8進入所述環形空間97內並向下流動至預定出口處，向外噴出，能夠對井底砂床進行射流攪砂，實現井底砂床的有效破環，從而有效提高了大斜度井的衝砂效果。
在一個實施方式中，所述內管9外且位於所述過流衝砂外管7的上端的端面以上還套設有扶正器5。
在本實施方式中，所述衝砂方式轉化裝置還可以包括扶正器5。所述扶正器5可以套設在所述內管9外且位於所述過流衝砂外管7的上端的端面以上，用於對所述內管9起到扶正的作用，保證所述扶正器5以下的內管9、所述過流衝砂外管7與油層套管40之間具有較好的同軸度，進而保證大斜度井底同心管射流衝砂作業的可靠進行。
在一個實施方式中，所述內管9外且位於所述扶正器5的上部還設置有安裝臺肩4，所述安裝臺肩4具有橫截面積最小的上端面和橫截面積最大的下端面，所述安裝臺肩4的下端面與所述扶正器5相抵接。
在本實施方式中，所述內管9外還設置有安裝臺肩4，所述安裝臺肩4的下端面與所述扶正器5相抵接，用於對所述扶正器5的上端進行限位。具體的，所述安裝臺肩4具有橫截面積最小的上端面和橫截面積最大的下端面，所述橫截面積自所述上端面至下端面逐漸增大。
進一步的，所述安裝臺肩4通過可拆卸連接的方式固定在所述內管9外，或者所述安裝臺肩4與所述內管9一體成型。
在本實施方式中，所述安裝臺肩4可以通過可拆卸的連接方式固定在所述內管9的外壁上。具體的，所述可拆卸連接的方式可以為螺紋連接、卡扣連接、螺栓、螺釘連接、鉸接等等，本申請在此並不作具體的限定。
例如，當所述可拆卸連接的方式為螺紋連接時，所述安裝臺肩4可以設置有中空的貫通孔，所述中空的貫通孔的孔壁上設置有內螺紋。相應的，在所述內管9的外壁上設置有與所述內螺紋相匹配的外螺紋。當所述安裝臺肩4與所述內管9的內外螺紋相連接時，可以實現兩者的固定。
在一個實施方式中，所述內管9外且位於所述扶正器5的下部還設置有安裝墊塊6，所述安裝墊塊6的一端與所述扶正器5相抵接，所述安裝墊塊6的另一端與所述過流衝砂外管7相抵接。
在本實施方式中，所述扶正器5的下部還設置有安裝墊塊6。具體的，所述安裝墊塊6可以為圓環形，套設在所述內管9的外部。所述安裝墊塊6的一端面可以與所述扶正器5相抵接，另一端面可以與所述過流衝砂外管7的封堵部71相抵接。所述安裝墊塊6可以為具有彈性的墊圈，用於減緩所述扶正器5、過流衝砂外管7的磨損。相對於所述扶正器5、過流衝砂外管7直接抵靠而言，能夠有效減緩所述扶正器5、過流衝砂外管7的磨損，延長所述衝砂方式轉化裝置的使用壽命。
本說明書中的上述各個實施方式均採用遞進的方式描述，各個實施方式之間相同相似部分相互參照即可，每個實施方式重點說明的都是與其他實施方式不同之處。
以上所述僅為本實用新型的幾個實施方式，雖然本實用新型所揭露的實施方式如上，但所述內容只是為了便於理解本實用新型而採用的實施方式，並非用於限定本實用新型。任何本實用新型所屬技術領域的技術人員，在不脫離本實用新型所揭露的精神和範圍的前提下，可以在實施方式的形式上及細節上作任何的修改與變化，但本實用新型的專利保護範圍，仍須以所附權利要求書所界定的範圍為準。