一種三向旋流衝砂導錐的製作方法
2023-12-02 06:05:16 1
一種三向旋流衝砂導錐的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種三向旋流衝砂導錐，特別涉及一種應用於直井、大斜度井、側鑽井和水平井的衝砂導錐，其包括導錐主體，導錐主體呈筒狀且具有用於循環過水的內腔，其中，導錐主體的頂端開放並與衝砂管柱連接，導錐主體的底面設有過水底孔，導錐主體的側壁上開設有過水側孔組，本實用新型能夠滿足直井、大斜度井和水平井的衝砂要求，有利於現場管理與生產需求。
【專利說明】一種三向旋流衝砂導錐
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種油田井下作業用衝砂導錐，特別涉及一種應用於直井、大斜度井、側鑽井和水平井的衝砂導錐。
【背景技術】
[0002]目前，各大油田修井作業用於衝砂的專用筆尖種類較多，而針對井型和井礦的不同，使用上受其限制。目前修井作業中常用的主要有三種:切口式常規筆尖、旋轉衝砂筆尖和水平井專用筆尖(導錐)等。第一種筆尖的結構特點為只有一個循環過水通道，尖端切口角度大約為30°至45°，衝砂時筆尖的尖端易損壞或刮碰到井下套管，不適用於大斜度井、側鑽井和水平井的衝砂作業。第二種筆尖的結構採用渦輪設計，衝砂時可以在筆尖軸向和徑向上對井底的砂進行衝擊，衝砂效果較好，但是筆尖加工製作複雜、價格較貴，且在現場應用中採用熱汙水衝砂時，受修井液雜質影響，旋轉裝置經常失靈，現場維修較難，目前此類筆尖在現場應用較少。最後一種筆尖目前主要應用在水平井中，它的特別之處在於筆尖前端設計成球型或者橄欖型，該設計有利於在水平井水平段的下入或起出作業，不易損壞井下套管和篩管等，但此種筆尖在水平井反循環衝砂時，排砂能力較差。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的是提供一種衝砂效果好，不易發生故障且能滿足現場各種不同井型的需要的衝砂導錐。
[0004]為達到上述目的，本實用新型提出一種三向旋流衝砂導錐，包括導錐主體，所述導錐主體呈筒狀且具有用於循環過水的內腔，其中，所述導錐主體的頂面開放並與衝砂管柱連接，所述導錐主體的底面設有過水底孔，所述導錐主體的側壁上開設有過水側孔組。
[0005]如上所述的三向旋流衝砂導錐，其中，所述過水側孔組包括向下過水側孔和向上過水側孔，所述向下過水側孔的出水方向為斜向下，所述向上過水側孔的出水方向為斜向上，所述向上過水側孔距所述導錐主體的底面的距離大於所述向下過水側孔距所述導錐主體的底面的距離。
[0006]如上所述的三向旋流衝砂導錐，其中，所述過水側孔組包括對稱設置的兩個所述向下過水側孔和對稱設置的兩個所述向上過水側孔，兩個所述向上過水側孔間的連線垂直於兩個所述向下過水側孔間的連線。
[0007]如上所述的三向旋流衝砂導錐，其中，所述過水側孔組包括沿周向截面均勻分布的多個所述向下過水側孔和沿周向截面均勻分布的多個所述向上過水側孔。
[0008]如上所述的三向旋流衝砂導錐，其中，所述向下過水側孔的出水方向與所述導錐主體的軸線的夾角為45度，所述向上過水側孔的出水方向與所述導錐主體的軸線的夾角為135度。
[0009]如上所述的三向旋流衝砂導錐，其中，所述導錐主體的底部具有呈縮徑狀的過渡部分，所述向下過水側孔設置於所述過渡部分。[0010]如上所述的三向旋流衝砂導錐，其中，所述過渡部分的錐度為1: 1.4，所述過渡部分的長度為4cm。
[0011]如上所述的三向旋流衝砂導錐，其中，所述向下過水側孔與所述導錐主體的底面的距離為2cm，所述向上過水側孔與所述導錐主體的底面的距離為19cm至24cm。
[0012]如上所述的三向旋流衝砂導錐，其中，所述過水底孔的直徑為24mm，所述向下過水側孔的直徑和所述向上過水側孔的直徑均為10mm。
[0013]如上所述的三向旋流衝砂導錐，其中，所述過水底孔設置於所述底面的中心，且所述過水底孔沿所述導錐本體的軸線方向開設。
[0014]與現有技術相比，本實用新型具有以下特點和優點:
[0015]本實用新型提出的三向旋流衝砂導錐能夠產生三個方向的旋流水力衝擊力，可以高效的衝開井筒砂、套管壁殘留砂和大粒沉降砂，提高衝砂質量，防止砂卡事故的發生。
[0016]本實用新型提出的三向旋流衝砂導錐可以在井下形成三向五股的水流適用井型較廣，能夠滿足直井、大斜度井和水平井的衝砂要求，有利於現場管理與生產需求。
[0017]本實用新型提出的三向旋流衝砂導錐採用一體化切削加工，結構簡單，便於加工製作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]在此描述的附圖僅用於解釋目的，而不意圖以任何方式來限制本實用新型公開的範圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用於幫助對本實用新型的理解，並不是具體限定本實用新型各部件的形狀和比例尺寸。本領域的技術人員在本實用新型的教導下，可以根據具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來實施本實用新型。
[0019]圖1，為本實用新型三向旋流衝砂導錐的結構示意圖。
[0020]10-導錐主體；11_內腔；12-過渡部分；13_底面；20_過水底孔；30_過水側孔組；31-向下過水側孔；32_向上過水側孔。
【具體實施方式】
[0021]結合附圖和本實用新型【具體實施方式】的描述，能夠更加清楚地了解本實用新型的細節。但是，在此描述的本實用新型的【具體實施方式】，僅用於解釋本實用新型的目的，而不能以任何方式理解成是對本實用新型的限制。在本實用新型的教導下，技術人員可以構想基於本實用新型的任意可能的變形，這些都應被視為屬於本實用新型的範圍。
[0022]請參考圖1，為本實用新型三向旋流衝砂導錐的結構示意圖，如圖1所示，本實用新型提出的三向旋流衝砂導錐，包括導錐主體10，導錐主體10呈筒狀且具有用於循環過水的內腔11，導錐主體10的頂面開放並與衝砂管柱連接，導錐主體10的底面13設有過水底孔20，導錐主體的側壁上開設有過水側孔組30。導錐主體10的頂端可以設置有用以與衝砂管柱連接的螺紋。導錐主體10可以採用一體化切削加工。
[0023]進一步的，過水側孔組30包括向下過水側孔31和下上過水側孔32，向下過水側孔31的出水方向為斜向下，向上過水側孔32的出水方向為斜向上，向上過水側孔32距底面13的距離大於向下過水側孔31距底面13的距離。
[0024]這樣，本實用新型提出的三向旋流衝砂導錐能夠在井下產生三種不同方向的衝擊力，過水底孔20能夠產生垂直於砂面的主衝擊力，並且其衝擊力較強，能用於衝散井筒內的沉砂；向下過水側孔31能夠產生斜向下的衝擊力，主要衝擊套管壁上的殘砂或形成的砂橋；向上過水側孔32能夠產生斜向上的刺力，能夠攪動下沉的浮砂，主要防止衝砂過程中由於沒有經常活動管柱，容易造成的在導錐主體10的上部形成大砂粒橋卡管柱事故。
[0025]在本實用新型中，過水側孔組30包括對稱設置的兩個向下過水側孔31和對稱設置的兩個向上過水側孔32，兩個向上過水側孔32之間的連線垂直於兩個向下過水側孔31之間的連線。這樣，向下過水側孔31和向上過水側孔32沿導錐主體10的周向均勻分布，每90度分布一個，其所形成的衝擊水流能夠將導錐主體10的外周全部覆蓋到，同時，由於本實施例中，採用了具有一個過水底孔20,兩個向下過水側孔31,兩個向上過水側孔32的設計，其中這樣的分布設計是在地面循環設備同等條件下，可使經由過水底孔20形成的水流具有較大的衝擊力，保證其能將井筒內的沉砂衝起，達到最佳的衝砂效果。
[0026]進一步的，向下過水側孔31的出水方向與導錐主體10的軸線的夾角為45度，向上過水側孔32的出水方向與導錐主體10的軸線的夾角為135度。經過排量、泵壓和室內模擬實驗，當向下過水側孔31及向上過水側孔32具有上述結構時，其衝砂、排砂效果較好。
[0027]進一步的，導錐主體10的底部具有呈縮徑狀的過渡部分12，向上過水側孔31設置於過渡部分12上。優選的，過渡部分12的錐度為1:1.4，這樣，在開設向下過水側孔31時，可以垂直於過渡部分的表面鑽孔，簡化了製造工藝，提高了製造效率。並且，過渡部分12的長度優選為4cm。
[0028]進一步的，向下過水側孔31與導錐主體10的底面13的距離為2cm，向上過水側孔32與導錐主體10的底面13的距離為19cm至24cm。
[0029]進一步的，過水底孔20的直徑為24mm，向下過水側孔31的直徑和向上過水側孔32的直徑均為10mm。這樣，能夠保持經過水底孔20形成的垂直於砂面的水流具有最大的衝擊力，同時，經由向下過水側孔31及向上過水側孔32形成的衝擊套管壁及擾動浮砂的水流也具有一定的水量強度，保證衝砂的整體質量。這樣，衝砂水流的強度及效果僅決定於其所通過的過水孔的直徑的大小，而較少受重力的影響，對於大斜度井及水平井也具有同樣的衝砂效果。
[0030]進一步的，過水底孔20設置於底面13的中心，且過水底孔20沿導錐本體10的軸
線方向開設。
[0031]作為本實用新型的另一種實施方式，可以設置有多個向下過水側孔31和多個向上過水側孔32，並且，多個向下過水側孔31沿導錐主體10的周向截面均勻分布，同樣的，多個向上過水側孔32沿導錐主體10的周向截面均勻分布，向上過水側孔32距底面13的距離大於向下過水側孔31離底面13的距離。
[0032]本實用新型在使用時，首先，現將27/8平式油管公扣上塗好密封脂，將導錐主體10的頂端連接在上述油管上，上緊絲扣，保證連接緊固。之後，現將管柱下至位於砂面以上3m至5m的位置，打開設置於地面上的泵，開始洗井循環；待出口的返出物正常後緩慢放下管柱，進行衝砂作業。在正循環衝砂時，水流由導錐主體10的內腔11經由過水底孔20、向下過水側孔31和向上過水側孔32流出，產生三種不同方向的衝擊力，有效衝開位於井筒內的沉砂、管套壁上的殘砂和大粒的沉降砂，並將其排出地面。在反循環衝砂時，井筒內的砂子將從導錐主體10的過水底孔20、兩個向下過水側孔31及兩個向上過水側孔32進入導錐主體10的內腔11中，並經由內腔11及油管將其排出地面。
[0033]並且，對於大斜度井和水平井，本實用新型提出的三向旋流衝砂管柱也具有很好的衝砂、排砂效果，可以進行正循環衝砂和反循環衝砂，並且當對水平段井筒進行徹底衝砂、排砂作業時，當出口含砂比小於0.2%時，可以將管柱下至距離人工井底3m至5π!處，進行大排量洗井，衝砂效果很好。
[0034]針對上述各實施方式的詳細解釋，其目的僅在於對本實用新型進行解釋，以便於能夠更好地理解本實用新型，但是，這些描述不能以任何理由解釋成是對本實用新型的限制，特別是，在不同的實施方式中描述的各個特徵也可以相互任意組合，從而組成其他實施方式，除了有明確相反的描述，這些特徵應被理解為能夠應用於任何一個實施方式中，而並不僅局限於所描述的實施方式。
【權利要求】
1.一種三向旋流衝砂導錐，包括導錐主體，所述導錐主體呈筒狀且具有用於循環過水的內腔，其特徵在於，所述導錐主體的頂面開放並與衝砂管柱連接，所述導錐主體的底面設有過水底孔，所述導錐主體的側壁上開設有過水側孔組，所述過水側孔組包括向下過水側孔和向上過水側孔，所述向下過水側孔的出水方向為斜向下，所述向上過水側孔的出水方向為斜向上，所述向上過水側孔距所述導錐主體的底面的距離大於所述向下過水側孔距所述導錐主體的底面的距離。
2.如權利要求1所述的三向旋流衝砂導錐，其特徵在於，所述過水側孔組包括對稱設置的兩個所述向下過水側孔和對稱設置的兩個所述向上過水側孔，兩個所述向上過水側孔間的連線垂直於兩個所述向下過水側孔間的連線。
3.如權利要求1所述的三向旋流衝砂導錐，其特徵在於，所述過水側孔組包括沿周向截面均勻分布的多個所述向下過水側孔和沿周向截面均勻分布的多個所述向上過水側孔。
4.如權利要求1所述的三向旋流衝砂導錐，其特徵在於，所述向下過水側孔的出水方向與所述導錐主體的軸線的夾角為45度，所述向上過水側孔的出水方向與所述導錐主體的軸線的夾角為135度。
5.如權利要求1所述的三向旋流衝砂導錐，其特徵在於，所述導錐主體的底部具有呈縮徑狀的過渡部分，所述向下過水側孔設置於所述過渡部分。
6.如權利要求5所述的三向旋流衝砂導錐，其特徵在於，所述過渡部分的錐度為1:1.4,所述過渡部分的長度為4cm。
7.如權利要求1至6中任意一項所述的三向旋流衝砂導錐，其特徵在於，所述向下過水側孔與所述導錐主體的底面的距離為2cm，所述向上過水側孔與所述導錐主體的底面的距離為19cm至24cm。
8.如權利要求1至6中任意一項所述的三向旋流衝砂導錐，其特徵在於，所述過水底孔的直徑為24mm，所述向下過水側孔的直徑和所述向上過水側孔的直徑均為10mm。
9.如權利要求1所述的三向旋流衝砂導錐，其特徵在於，所述過水底孔設置於所述底面的中心，且所述過水底孔沿所述導錐本體的軸線方向開設。
【文檔編號】E21B21/00GK203729915SQ201320752404
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年11月25日 優先權日:2013年11月25日
【發明者】賈財華, 馬春寶, 王德偉, 程彥符, 蔡德軍, 黃延峰, 汪海林, 陳啟霖, 吳鵬, 朱廣東, 呂巖, 張威, 李志龍, 馬崇軍, 楊曉軍 申請人:中國石油天然氣股份有限公司