衝砂裝置的製作方法

2023-05-04 07:24:36 2

本發明涉及石油開採技術領域，尤其涉及一種衝砂裝置。

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。油井出砂後，如果井內的液流不能將出砂全部帶至地面，井內砂子逐漸沉澱，砂柱增高，堵塞出油通道，增加流動阻力，使油井減產甚至停產。

現有技術中，一般向井內高速注入液體，靠水力作用將井底沉沙衝散懸浮，並藉助高速上返的液流將衝散的砂子帶到地面，這種施工方法稱為衝砂。

現有技術中的衝砂裝置包括衝砂管和與衝砂管相連接的噴嘴。在進行衝砂作業時，衝砂液從地面衝砂設備進入衝砂管然後通過噴嘴衝擊井底砂床。因為噴嘴相對於衝砂管固定不動，所以從噴嘴中射流出的衝砂液只能衝散井底砂床某一恆定位置的沉沙，而不能衝散井底砂床其他位置的沉沙，因此井底砂床沒有被衝散的沉沙將不會被高速上返的液流帶到地面，從而影響了衝砂效果。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種能衝散井底砂床中各個位置的沉沙的衝砂裝置。

本發明的上述目的可採用下列技術方案來實現：一種衝砂裝置，所述衝砂裝置包括：中心管，其具有入口和出口；所述入口用於與外部衝砂設備相連接；射流體，其套設於所述中心管外，且能相對於所述中心管轉動；所述射流體的側壁或者底端上設置有噴射孔，所述噴射孔與所述出口相連通，所述噴射孔的延伸方向與所述中心管的延伸方向相異，以使所述射流體在衝砂液的反作用力下轉動。

作為一種優選的實施方式，所述噴射孔至少為3個。

作為一種優選的實施方式，所述噴射孔為3個，所述3個噴射孔周向間隔設置於所述射流體的壁上；且所述3個噴射孔中各個所述噴射孔的延伸方向與所述中心管的延伸方向之間形成的夾角不同。

作為一種優選的實施方式，所述中心管的外壁設置有凸起部，所述射流體的內壁上設置與所述凸起部相接合的掛接部，所述掛接部能相對於所述凸起部轉動。

作為一種優選的實施方式，所述凸起部具有第一錐面，所述第一錐面的橫截面積沿背離所述入口的方向增大，所述掛接部具有與所述第一錐面滑動配合的第二錐面，所述第二錐面的橫截面積沿背離所述入口的方向減小。

作為一種優選的實施方式，所述第一凸起部與所述射流體之間設置有第一密封件，所述第二凸起部與所述中心管之間設置有第二密封件。

作為一種優選的實施方式，所述噴射孔具有相背對的入口端和出口端，所述噴射孔的孔逕自所述入口端至所述出口端變小。

作為一種優選的實施方式，所述中心管上設置有油管扶正器。

作為一種優選的實施方式，其包括：穿設在所述中心管內的內管，所述內管與所述中心管之間形成有環形空間，所述射流體的上端與所述中心管可轉動連接，下端與所述內管滑動配合；所述環形空間與所述噴射孔相連通。

作為一種優選的實施方式，所述射流體具有沿背離所述中心管的方向內徑縮小的收縮部，所述噴射孔設置於所述收縮部的壁上。

本發明提供的一種衝砂裝置的有益效果是：本發明提供的一種衝砂裝置，在衝砂時，衝砂液從外部衝砂設備通過入口進入中心管內並通過出口流出噴射孔。因為噴射孔的延伸方向與中心管的延伸方向相異，從而衝砂液從噴射孔內射出時，衝砂液衝擊井底砂床產生的反作用力能在射流體的周向上產生使射流體轉動的分力，從而射流體能在衝砂液的反作用力下轉動，衝砂液能對井底砂床進行攪動衝砂，以衝散井底砂床中各個位置的沉沙。本發明實現了提供一種能衝散井底砂床中各個位置的沉沙的衝砂裝置的目的。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明一個實施方式提供的結構示意圖；

圖2是本發明一個實施方式提供的局部放大示意圖。

具體實施方式

下面將結合本申請實施方式中的附圖，對本申請實施方式中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式僅僅是本申請一部分實施方式，而不是全部的實施方式。基於本申請中的實施方式，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬於本申請保護的範圍。

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」、「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、圖2。本發明一種實施方式提供的一種衝砂裝置。所述衝砂裝置包括：中心管11，其具有入口15和出口17；所述入口15用於與外部衝砂設備相連接；射流體13，其套設於所述中心管11外，且能相對於所述中心管11轉動；所述射流體13的側壁或者底端上設置有噴射孔19，所述噴射孔19與所述出口17相連通，所述噴射孔19的延伸方向與所述中心管11的延伸方向相異，以使所述射流體13在衝砂液的反作用力下轉動。

本發明提供的一種衝砂裝置，在衝砂時，衝砂液從外部衝砂設備通過入口15進入中心管11內並通過出口17流出噴射孔19。因為噴射孔19的延伸方向與中心管11的延伸方向相異，從而衝砂液從噴射孔19內射出時，衝砂液衝擊井底砂床產生的反作用力能在射流體13的周向上產生使射流體13轉動的分力，從而射流體13能在衝砂液的反作用力下轉動，衝砂液能對井底砂床進行攪動衝砂，以衝散井底砂床中各個位置的沉沙。本發明實現了提供一種能衝散井底砂床中各個位置的沉沙的衝砂裝置的目的。

如圖1所示，在本實施方式中，中心管11的入口15用於與外部衝砂設備相連接，從而外部衝砂設備可以向中心管11中輸入衝砂液。該連接可以是螺紋連接、螺栓連接、焊接、一體呈型。優選地，該中心管11入口15的內壁或者外壁上設置有螺紋，該螺紋用於與外部衝砂設備相連接。該外部衝砂設備可以包括依次連接的衝砂液源、動力泵以及管柱。該管柱用於與中心管11相連接。

在本實施方式中，射流體13呈筒狀。該筒狀的射流體13具有開口端，從而射流體13能通過該開口端與中心管11相連接，以使得射流體13的噴射孔19與出口17相連通。衝砂液從外部衝砂設備通過入口15進入中心管11內後能通過出口17流出噴射孔19。該噴射孔19的延伸方向與中心管11的延伸方向相異。該相異是指噴射孔19的延伸方向與中心管11的延伸方向在空間上不共面，從而衝砂液從噴射孔19內射出時，衝砂液衝擊井底砂床產生的反作用力能在射流體13的周向上產生使射流體13轉動的分力，從而射流體13能在衝砂液的反作用力下轉動。

在一個實施方式中，衝砂液從中心管11內通過出口17流出噴射孔19後能通過中心管11與套管之間的環空流出從而將砂顆粒帶到地面，以實現正衝砂。

在另一個實施方式中，本發明提供的衝砂裝置包括：內管21，內管21外套設有中心管11，內管21與中心管11之間形成有環形空間23，射流體13的上端與中心管11可轉動連接，下端與內管21滑動配合；環形空間23與噴射孔19相連通。衝砂時，衝砂液從環形空間23流入射流體13內並通過噴射孔19流處，以對井底砂床的沉沙進行衝擊，當井底的沉沙被衝散後，衝散的離散相隨衝砂液通過內管21返回到地面，以實現反衝砂。

在一個實施方式中，噴射孔19為3個，3個噴射孔19周向間隔設置於射流體13的壁上；且3個噴射孔19中各個噴射孔19的延伸方向與中心管11的延伸方向之間形成的夾角不同。

在本實施方式中，當噴射孔19為3個時，為了使衝砂液能對井底砂床的不同位置進行攪動以充分衝散井底砂床的沉沙，3個噴射孔19周向間隔設置於射流體13的壁上；且3個噴射孔19中各個噴射孔19的延伸方向與中心管11的延伸方向之間形成的夾角不同。

在一個實施方式中，噴射孔19至少為3個。

在本實施方式中，衝砂液從噴射孔19射出，衝砂液能對井底砂床進行攪動衝砂。但當噴射孔19的數量只為1個時，射流體13受到衝砂液的反作用力相對較小，所以射流體13的轉速較慢，因此衝砂液攪動井底砂床的速度較慢，從而在射流體13轉動過程中，容易將砂顆粒從一側衝擊至相對側，而導致砂顆粒難以被高速上返的液流帶到地面。為了提高射流體13的轉速，以使砂顆粒能被高速上返的液流帶到地面，需要增大射流體13受到衝砂液的反作用力，因此需要增加噴射孔19的數量，且該噴射孔19至少為3個。

在一個實施方式中，中心管11的外壁設置有凸起部25，射流體13的內壁上設置與凸起部25相接合的掛接部27，掛接部27能相對於凸起部25轉動。

在本實施方式中，凸起部25可以是沿中心管11的外壁周向凸出，也可以包括相對設置在中心管11的外部上的第一凸起和第二凸起。該掛接部27可以是凸出射流體13內壁的凸起。該掛接部27與凸起部25相接合，從而射流體13能通過掛接部27套設於中心管11上。掛接部27能相對於凸起部25轉動，從而射流體13能相對於中心管11轉動。

在一個實施方式中，凸起部25具有第一錐面29，第一錐面29的橫截面積沿背離入口15的方向增大，掛接部27具有與第一錐面29滑動配合的第二錐面31，第二錐面31的橫截面積沿背離入口15的方向減小，從而第二錐面31與第一錐面29相接合時，射流體13能套設在中心管11上。

在本實施方式中，掛接部27的第二錐面31與凸起部25的第一錐面29滑動配合，從而將射流體13連接於中心管11上，且使得射流體13能相對於中心管11轉動。

在一個實施方式中，凸起部25與射流體13之間設置有第一密封件33，掛接部27與中心管11之間設置有第二密封件35。

在本實施方式中，該第一密封件33能防止射流體13內的衝砂液通過凸起部25與射流體13之間的間隙流出。第二密封件35能防止中心管11外的流體通過掛接部27與中心管11之間的間隙流出。該第一密封件33可以是金屬密封圈，也可以是橡膠密封圈。該第二密封件35可以是金屬密封圈，也可以是橡膠密封圈。

在一個實施方式中，噴射孔19具有相背對的入口端39和出口端39，噴射孔19的孔逕自入口端39至出口端39變小。

在本實施方式中，噴射孔19的孔逕自入口15端39至出口端39變小可以加速流經噴射孔19的衝砂液的流速，從而增強衝砂液的衝砂效果。

在一個實施方式中，中心管11上設置有油管扶正器41。

在本實施方式中，該油管扶正器41用於對中心管11進行扶正，以保證衝砂過程的穩定性。

在一個實施方式中，射流體13具有沿背離中心管11的方向內徑縮小的收縮部43，噴射孔19設置於收縮部43的壁上。

在本實施方式中，該收縮部43能加速流入噴射孔19內的衝砂液的流速，以增強衝砂液的衝砂效果。

在一個實施方式中，內管21具有相背對的第一端和第二端，該第二端上連接有導錐，該導錐用於引導內管21下入井筒的套管內。

在一個實施方式中，異型接箍45套裝固定於中心管11的頂端，密封接頭47上設置貫通孔，密封接頭47通過貫通孔套裝固定於內管21的第一端；密封接頭47的外壁上間隔設置多個凸起筋，凸起筋沿徑向延伸至異型接箍45的內壁面並與其固定連接；內管21和中心管11通過異性接箍和密封接頭47連接成一體。將內管21、中心管11加工形成一體式的衝砂同心管，相比於內管21採用懸掛連接的方式，連接作業簡單，內管21和中心管11通過異型接箍45和密封接頭47能可靠密封。應用常規修井作業設備即可簡單快捷地下入衝砂同心管。

應該理解，以上描述是為了進行圖示說明而不是為了進行限制。通過閱讀上述描述，在所提供的示例之外的許多實施方式和許多應用對本領域技術人員來說都將是顯而易見的。因此，本教導的範圍不應該參照上述描述來確定，而是應該參照前述權利要求以及這些權利要求所擁有的等價物的全部範圍來確定。出於全面之目的，所有文章和參考包括專利申請和公告的公開都通過參考結合在本文中。在前述權利要求中省略這裡公開的主題的任何方面並不是為了放棄該主體內容，也不應該認為申請人沒有將該主題考慮為所公開的申請主題的一部分。