一種油井正反沖砂噴嘴的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種油井正反沖砂噴嘴，其包括：一呈管狀的沖砂本體，沖砂本體的前端口內(nèi)設(shè)有一環(huán)部，環(huán)部上沿周向均布有多個孔道，孔道沿沖砂本體的軸向貫通環(huán)部，其內(nèi)部嵌設(shè)固定有噴嘴；一芯管，位于沖砂本體中，芯管與沖砂本體之間形成有一與噴嘴相連通的環(huán)腔，其前端與環(huán)部相連接，其后端的端口處設(shè)有一止擋件，芯管的內(nèi)表面上環(huán)設(shè)形成有一球座，其側(cè)壁上沿周向另均布有多個通道，通道相鄰于球座的后側(cè)，其對應(yīng)連通環(huán)腔及芯管的內(nèi)腔，芯管中另容置有一能對應(yīng)坐封球座的閥球，閥球能移動的設(shè)置在球座及止擋件之間。本實用新型沖砂能力強，排砂速度快，下入一趟管柱即可實現(xiàn)沖砂排砂作業(yè)，具有正沖砂及反排砂功能。
【專利說明】一種油井正反沖砂噴嘴

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于石油開采領(lǐng)域，具體而言，涉及一種石油開采技術(shù)中的用于油井維護(hù)的沖砂噴嘴，尤其是一種油井正反沖砂噴嘴。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，無論是垂直井、還是水平井，或者加砂壓裂增產(chǎn)措施井，由于時間原因及工藝原因，油井普遍存在砂埋油層現(xiàn)象，有的油井沉砂在液柱壓實作用下，砂面會形成一個堅實的砂帽，影響油井正常生產(chǎn)，需要沖砂。
[0003]常規(guī)的沖砂方法是在73mm油管下端安裝一個筆尖，沖砂液從筆尖噴射到砂面，將砂子懸浮起來，利用流體的攜帶能力，移出井筒。這種方法，由于筆尖的直徑較大，射流沖擊力小，不能有效分散砂帽，需要和螺桿鉆結(jié)合使用，即，沖砂前須用螺桿鉆鉆開砂面，然后提出管柱，再下沖砂管柱進(jìn)行沖砂，然而，采取螺桿鉆鉆砂面需要2次管柱，連續(xù)幾天施工，效率低，費用高，耽誤生產(chǎn)；另外，若是水平井沖砂，由于水平井自身井筒特點，導(dǎo)致砂粒沉積在水平井段，沖砂過程中，由于砂子自然沉降特性，常規(guī)沖砂工具很難將砂子排出地面。
[0004]為此，有人采用油管中下入連續(xù)油管或多噴嘴射流等方法，提高沖砂效果，但是仍然存在各種問題。例如，一項發(fā)明名稱為“多向射流沖砂器”(申請?zhí)?201210252865.8)的中國專利申請，提供了一種多向射流沖砂器，包括沖砂器本體和噴嘴，沖砂器本體末端的外周面上開有若干個循環(huán)孔，循環(huán)孔上安裝噴嘴，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，加工方便、成本低廉、實用可靠、操作方便；缺點是從油管與套管之間的環(huán)形空間排砂，對于177.8mm套管，環(huán)空面積大，排液上返速度低，攜帶砂子能力差。
[0005]有鑒于此，本設(shè)計人根據(jù)多年從事本領(lǐng)域和相關(guān)領(lǐng)域的生產(chǎn)設(shè)計經(jīng)驗，研制出一種油井正反沖砂噴嘴，以期解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的是在于提供一種油井正反沖砂噴嘴，沖砂能力強，排砂速度快，下入一趟管柱即可實現(xiàn)沖砂排砂作業(yè)，具有正沖砂及反排砂功能。
[0007]為此，本實用新型提出一種油井正反沖砂噴嘴，其包括:
[0008]一呈管狀的沖砂本體，所述沖砂本體的前端口內(nèi)設(shè)有一環(huán)部，所述環(huán)部上沿周向均布有多個孔道，所述孔道沿所述沖砂本體的軸向貫通所述環(huán)部，其內(nèi)部嵌設(shè)固定有噴嘴；
[0009]一芯管，位于所述沖砂本體中，所述芯管與所述沖砂本體之間形成有一與所述噴嘴相連通的環(huán)腔，其前端與所述環(huán)部相連接，其后端的端口處設(shè)有一止擋件，所述芯管的內(nèi)表面上環(huán)設(shè)形成有一球座，其側(cè)壁上沿周向另均布有多個通道，所述通道相鄰于所述球座的后側(cè)，其對應(yīng)連通所述環(huán)腔及所述芯管的內(nèi)腔，所述芯管中另容置有一能對應(yīng)坐封所述球座的閥球，所述閥球能移動的設(shè)置在所述球座及止擋件之間。
[0010]如上所述的油井正反沖砂噴嘴，其中，所述孔道由前至后包括有一第一孔道及第二孔道，所述第一孔道的內(nèi)徑小于所述第二孔道的內(nèi)徑，兩者相接處形成一肩部，所述噴嘴對應(yīng)嵌設(shè)固定在所述第二孔道內(nèi)，其前端與所述肩部相抵接，其后端與一嵌設(shè)固定在所述第二孔道內(nèi)的壓環(huán)前側(cè)相接觸，所述第一孔道通過所述噴嘴與所述環(huán)腔相連通。
[0011 ] 如上所述的油井正反沖砂噴嘴，其中，所述芯管包括有一前連接段及后管體段，所述前連接段的外徑小于所述后管體段的外徑，兩者外側(cè)面的相接處形成一擋肩，所述擋肩對應(yīng)頂?shù)钟谒霏h(huán)部的后端面及所述壓環(huán)的后側(cè)，所述前連接段通過外螺紋與所述環(huán)部的內(nèi)環(huán)面螺接固定，所述通道及止擋件位于所述后管體段上。
[0012]如上所述的油井正反沖砂噴嘴，其中，所述前連接段的內(nèi)徑小于所述后管體段的內(nèi)徑，兩者內(nèi)側(cè)面的相接處形成所述球座。
[0013]如上所述的油井正反沖砂噴嘴，其中，所述前連接段與所述后管體段的內(nèi)側(cè)面之間通過一錐形環(huán)面相連接，所述錐形環(huán)面形成為所述球座的內(nèi)側(cè)面，所述閥球能對應(yīng)坐封于所述錐形環(huán)面上。
[0014]如上所述的油井正反沖砂噴嘴，其中，所述止擋件為一圓柱銷，所述圓柱銷沿徑向穿設(shè)于所述芯管，其兩端與所述芯管的側(cè)壁連接固定。
[0015]如上所述的油井正反沖砂噴嘴，其中，所述止擋件為一止擋環(huán)，所述止擋環(huán)通過外螺紋與所述芯管相螺接，其內(nèi)徑小于所述閥球的直徑。
[0016]本實用新型提出的的油井正反沖砂噴嘴，通過在芯管內(nèi)設(shè)置閥球及球座，能實現(xiàn)單流閥的功能，控制過流面積，即，在正沖砂(沖砂液從油管管柱進(jìn)入)時芯管關(guān)閉，減少過流面積，提高沖砂能力；反沖砂(沖砂液從油套環(huán)空進(jìn)入)時芯管內(nèi)腔打開，擴大過流面積，提聞排砂能力。
[0017]本實用新型提出的的油井正反沖砂噴嘴，利用高壓水射流破巖原理，在水力作用下，能夠破壞砂帽，通過正沖砂及反沖砂的交替使用，有效實現(xiàn)沖砂排砂作業(yè)。
[0018]本實用新型提出的油井正反沖砂噴嘴，與現(xiàn)有的螺桿鉆鉆砂相比，其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，沖砂能力強，排砂速度快，節(jié)省時間，沖擊能力強，沖擊效果好；通過下入一趟管柱即可實現(xiàn)沖砂排砂作業(yè)，能應(yīng)用于水平井、大斜度井、垂直井等，適用范圍廣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]以下附圖僅旨在于對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范圍。其中:
[0020]圖1為本實用新型的油井正反沖砂噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為圖1中沖砂本體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3為圖1中芯管的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中未示出閥球。
[0023]主要元件標(biāo)號說明:
[0024]I 沖砂本體 11 環(huán)部
[0025]12孔道121第一孔道
[0026]122 第二孔道
[0027]13 噴嘴14壓環(huán)
[0028]2 芯管201前連接段
[0029]202后管體段 203擋肩
[0030]21 球座211錐形環(huán)面
[0031]22通道23 閥球
[0032]3 止擋件 H 環(huán)腔

【具體實施方式】
[0033]為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對本實用新型提出的油井正反沖砂噴嘴的【具體實施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及功效，詳細(xì)說明如后。另外，通過【具體實施方式】的說明，當(dāng)可對本實用新型為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效得以更加深入具體的了解，然而所附圖僅是提供參考與說明用，并非用來對本實用新型加以限制。
[0034]圖1為本實用新型的油井正反沖砂噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中沖砂本體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖1中芯管的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中未示出閥球。
[0035]如圖1所示，為本實用新型提出的油井正反沖砂噴嘴，其包括一沖砂本體I及一芯管2，其中:
[0036]所述沖砂本體I呈管狀，所述沖砂本體I的前端端口內(nèi)設(shè)有一環(huán)部11，所述環(huán)部11上沿周向均布有多個孔道12，所述孔道12沿所述沖砂本體I的軸向貫通所述環(huán)部11，其內(nèi)部嵌設(shè)固定有噴嘴13，在井下作業(yè)時，通過設(shè)置噴嘴13，當(dāng)孔道12中注入高速液流時，能經(jīng)噴嘴13高速射流噴射出去，沖擊力大，能有效沖散砂帽；
[0037]所述芯管2位于所述沖砂本體I中，所述芯管2與所述沖砂本體I之間形成有一環(huán)腔H，所述環(huán)腔H與所述噴嘴13相連通，所述芯管2前端與所述環(huán)部11相連接，其后端的端口處設(shè)有一止擋件3，所述芯管2的內(nèi)表面上環(huán)設(shè)形成有一球座21，其側(cè)壁上沿周向另均布有多個通道22，所述通道22相鄰于所述球座21的后側(cè)，其對應(yīng)連通所述環(huán)腔H及所述芯管2的內(nèi)腔，所述芯管2中另容置有一能對應(yīng)坐封所述球座21的閥球23，所述閥球23能移動的設(shè)置在所述球座21及止擋件3之間。
[0038]請一并參見圖2，所述孔道12由前至后包括有一第一孔道121及第二孔道122，所述第一孔道121的內(nèi)徑小于所述第二孔道122的內(nèi)徑，兩者相接處形成一肩部(圖中未標(biāo)示)，所述噴嘴13對應(yīng)嵌設(shè)固定在所述第二孔道122內(nèi)，其前端與所述肩部相抵接，其后端與一壓環(huán)14前側(cè)相接觸，所述壓環(huán)14嵌設(shè)固定在所述第二孔道122內(nèi)，所述第一孔道121則通過所述噴嘴13與所述環(huán)腔H相連通，在本實用新型中，通過設(shè)置肩部及壓環(huán)14，在兩者的相互配合下，能方便的固定該噴嘴13，使該噴嘴13與第二孔道122之間無需再以螺紋、銷接等方式連接，更加便于噴嘴13進(jìn)行組裝及更換。
[0039]如圖3所示，所述芯管2包括有一前連接段201及后管體段202，所述前連接段201的外徑小于所述后管體段202的外徑，兩者外側(cè)面的相接處形成一擋肩203，所述擋肩203對應(yīng)頂?shù)钟谒霏h(huán)部11的后端面及所述壓環(huán)14的后側(cè)，所述前連接段201通過外螺紋與所述環(huán)部11的內(nèi)環(huán)面111螺接固定，所述通道22及止擋件3位于所述后管體段202上。
[0040]其中，所述前連接段201的內(nèi)徑小于所述后管體段202的內(nèi)徑，兩者內(nèi)側(cè)面的相接處形成所述球座21。較佳地，所述前連接段201與所述后管體段202的內(nèi)側(cè)面之間通過一錐形環(huán)面211相連接，所述錐形環(huán)面211形成為所述球座21的內(nèi)側(cè)面，所述閥球23能對應(yīng)坐封于所述錐形環(huán)面211上。
[0041]優(yōu)選所述止擋件3為一圓柱銷，所述圓柱銷沿徑向穿設(shè)于所述芯管1，其兩端與所述芯管I的側(cè)壁連接(如點焊)固定。當(dāng)然，在具體應(yīng)用中不限于此，比如，所述止擋件3還可為一止擋環(huán)(圖中未示出)，所述止擋環(huán)通過外螺紋與所述芯管相螺接，其內(nèi)徑小于所述閥球的直徑。
[0042]本實用新型提出的的油井正反沖砂噴嘴，在具體工作時，將該沖砂本體I的后端連接在油管管柱下端，一并形成沖砂管柱，在油管管柱上端通過井口套管、地面管線連接至泵車，泵車的上水管連接沖砂工作液罐，之后，將該沖砂管柱下入井下的套管內(nèi)，其中:
[0043]在沖砂作業(yè)時，地面泵車向油管管柱內(nèi)泵入高速液體，該高速液流經(jīng)油管管柱進(jìn)入環(huán)腔H及芯管2內(nèi)，其中，在流體沖擊作用下，閥球23坐封在球座21上，從而關(guān)閉芯管的內(nèi)腔，使得高壓流體僅經(jīng)由環(huán)腔H從噴嘴中高速噴出，流體射流沖擊油井的堅硬砂帽，形成攜砂液，實現(xiàn)沖砂作業(yè)；
[0044]在排砂作業(yè)時，地面泵車從油管管柱與套管之間的環(huán)空(油套環(huán)空)內(nèi)泵入高壓液體，該高壓液體攜砂子懸浮液形成的高速流體，一部分經(jīng)孔道及噴嘴進(jìn)入環(huán)腔，另一部分由芯管下端進(jìn)入芯管，在流體沖擊的作用下，閥球離開球座，從而使芯管處于打開狀態(tài)，使流體能經(jīng)芯管下端、通道進(jìn)入環(huán)腔，從而擴大過流面積，使砂液向上經(jīng)油管管柱的內(nèi)腔，返回地面，由于油管管柱尺寸小，流速快，能將攜砂液快速排出井筒，從而實現(xiàn)排砂作業(yè)。
[0045]其中，對于泵車的選用，可根據(jù)油管管柱、井下的套管類型而定，在此不作具體限定，比如，如果是127mm套管、73mm油管管柱，可用I臺400型水泥泵車，直接正沖砂，油套環(huán)空排砂；如果是139.7mm套管、73mm油管，可用I臺700型水泥油套直接正沖砂，油套環(huán)空排砂；如果是復(fù)合套管(即，177.8mm套管懸掛127mm套管的油井)，可用2臺水泥泵車，其中I臺泵車接油管管柱，另外I臺泵車接套管，交替操作，實現(xiàn)正沖砂反排砂作業(yè)。
[0046]本實用新型提出的的油井正反沖砂噴嘴，通過在芯管內(nèi)設(shè)置閥球及球座，能實現(xiàn)單流閥的功能，控制過流面積，即，在正沖砂(沖砂液從油管管柱進(jìn)入)時芯管關(guān)閉，減少過流面積，提高沖砂能力；反沖砂(沖砂液從油套環(huán)空進(jìn)入)時芯管內(nèi)腔打開，擴大過流面積，提高排砂能力。在實際使用中，通過正沖砂及反沖砂的交替使用，可以實現(xiàn)沖砂排砂作業(yè)。
[0047]本實用新型提出的油井正反沖砂噴嘴，與現(xiàn)有的螺桿鉆鉆砂相比，其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，沖砂能力強，排砂速度快，節(jié)省時間，沖擊能力強，沖擊效果好；通過下入一趟管柱即可實現(xiàn)沖砂排砂作業(yè)，能應(yīng)用于水平井、大斜度井、垂直井等，適用范圍廣。
[0048]以上所述僅為本實用新型示意性的【具體實施方式】，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種油井正反沖砂噴嘴，其特征在于，所述油井正反沖砂噴嘴包括: 一呈管狀的沖砂本體，所述沖砂本體的前端口內(nèi)設(shè)有一環(huán)部，所述環(huán)部上沿周向均布有多個孔道，所述孔道沿所述沖砂本體的軸向貫通所述環(huán)部，其內(nèi)部嵌設(shè)固定有噴嘴； 一芯管，位于所述沖砂本體中，所述芯管與所述沖砂本體之間形成有一與所述噴嘴相連通的環(huán)腔，其前端與所述環(huán)部相連接，其后端的端口處設(shè)有一止擋件，所述芯管的內(nèi)表面上環(huán)設(shè)形成有一球座，其側(cè)壁上沿周向另均布有多個通道，所述通道相鄰于所述球座的后偵牝其對應(yīng)連通所述環(huán)腔及所述芯管的內(nèi)腔，所述芯管中另容置有一能對應(yīng)坐封所述球座的閥球，所述閥球能移動的設(shè)置在所述球座及止擋件之間。
2.如權(quán)利要求1所述的油井正反沖砂噴嘴，其特征在于，所述孔道由前至后包括有一第一孔道及第二孔道，所述第一孔道的內(nèi)徑小于所述第二孔道的內(nèi)徑，兩者相接處形成一肩部，所述噴嘴對應(yīng)嵌設(shè)固定在所述第二孔道內(nèi)，其前端與所述肩部相抵接，其后端與一嵌設(shè)固定在所述第二孔道內(nèi)的壓環(huán)前側(cè)相接觸，所述第一孔道通過所述噴嘴與所述環(huán)腔相連通。
3.如權(quán)利要求2所述的油井正反沖砂噴嘴，其特征在于，所述芯管包括有一前連接段及后管體段，所述前連接段的外徑小于所述后管體段的外徑，兩者外側(cè)面的相接處形成一擋肩，所述擋肩對應(yīng)頂?shù)钟谒霏h(huán)部的后端面及所述壓環(huán)的后側(cè)，所述前連接段通過外螺紋與所述環(huán)部的內(nèi)環(huán)面螺接固定，所述通道及止擋件位于所述后管體段上。
4.如權(quán)利要求3所述的油井正反沖砂噴嘴，其特征在于，所述前連接段的內(nèi)徑小于所述后管體段的內(nèi)徑，兩者內(nèi)側(cè)面的相接處形成所述球座。
5.如權(quán)利要求4所述的油井正反沖砂噴嘴，其特征在于，所述前連接段與所述后管體段的內(nèi)側(cè)面之間通過一錐形環(huán)面相連接，所述錐形環(huán)面形成為所述球座的內(nèi)側(cè)面，所述閥球能對應(yīng)坐封于所述錐形環(huán)面上。
6.如權(quán)利要求1至5任一項所述的油井正反沖砂噴嘴，其特征在于，所述止擋件為一圓柱銷，所述圓柱銷沿徑向穿設(shè)于所述芯管，其兩端與所述芯管的側(cè)壁連接固定。
7.如權(quán)利要求1至5任一項所述的油井正反沖砂噴嘴，其特征在于，所述止擋件為一止擋環(huán)，所述止擋環(huán)通過外螺紋與所述芯管相螺接，其內(nèi)徑小于所述閥球的直徑。
【文檔編號】E21B21/00GK204113152SQ201420402907
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】王文濤, 秦偉, 胡勝勇, 王錦生, 許衛(wèi), 白鳳俠, 仇志寧, 張玉增 申請人:中國石油天然氣股份有限公司