專利名稱：真空式管撈砂工藝技術及其井下工具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于油田油、水井修井作業(yè)的工藝技術及其井下工具。
砂巖油層出砂造成砂卡管柱、砂埋油層，從而影響油、水井正常生產(chǎn)，這是所有砂巖油田開采過程中都會遇到的重大難題。對于油、水井出砂，現(xiàn)場最常用的處理辦法是采用水力沖砂的方法將油井中的沉砂由沖砂液沖散，并由沖砂液攜帶出井筒。但對于地層壓力低的油氣層，水力沖砂時沖砂液漏失嚴重，不僅污染油層，而且井筒中的部分砂子被重新沖入地層，油水井投產(chǎn)投注不久再次造成砂害，嚴重影響沖砂作業(yè)的施工效果。為了避免水力沖砂對油水井造成的上述后果，近年來，最常用的是鋼絲繩撈砂，即柔性撈砂工藝技術，其優(yōu)點是下放、上提速度快，工人勞動強度，但仍存在以下問題一是鋼絲繩強度低，因而處理井下復雜情況(主要是解卡)的能力差，常常需要打撈；二是撈砂時頓擊負荷小，影響撈砂效果，尤其是當井底存在類似泥餅的粘性物質或井底的沉砂非常堅硬時，粘性物質容易包裹撈砂筆尖或者堵塞擋砂凡爾進口，較小的頓擊力無法使撈砂筆尖較深地插入硬砂內(nèi)部，因而很難取得大的撈砂進尺，導致?lián)粕笆。蝗卿摻z繩撈砂需要另外配備一套起下鋼絲繩的撈砂車，使作業(yè)成本增大。
本發(fā)明的目的在于提供一種作業(yè)簡便、易于實施、無須增加任何專用設備且撈砂效率高、作業(yè)效果好的油水井真空式管撈砂工藝技術及其井下工具。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的。本發(fā)明所提供的撈砂工藝技術所用的地面設備為普通的修井作業(yè)機和常用的作業(yè)工具，所用的真空式管井下?lián)粕肮ぞ邚纳现料乱来斡蓳粕氨媒M件、懸掛儲砂組件、擋砂閥組件和撈砂筆尖組件四部分組成。其中，撈砂泵組件由游動閥體接頭、游動凡爾球、游動凡爾座、活塞桿、泵筒、固定螺帽、擋環(huán)、隔環(huán)、密封環(huán)、鎖緊環(huán)、固定閥體接頭、固定凡爾球、固定凡爾座、固定凡爾壓環(huán)、外濾砂管、螺釘、內(nèi)濾砂管、死堵和不銹鋼過濾網(wǎng)組成。懸掛儲砂組件由承壓接頭、外管接箍、外管和儲砂筒組成。擋砂閥組件由固定接頭、擋砂閥體、螺帽、固定芯子、“O”形密封圈、螺釘、滑動芯子和接頭組成。撈砂筆尖組件由撈砂筆尖、小件落物捕獲爪、銷軸和扭簧組成。工作時，撈砂泵組件上方通過游動閥體接頭的內(nèi)螺紋與油管柱相連接，下部通過承壓接頭將撈砂時的頓擊力通過懸掛儲砂組件中的外管傳遞到下端的撈砂筆尖，頓擊力不作用在泵筒上，可防止壓彎泵筒；擋砂閥可在撈砂工具接觸井底前使其內(nèi)無液體進入，呈相對真空狀態(tài)。此種撈砂工藝技術的實施步驟如下1、將預先連接好的撈砂筆尖和擋砂閥組件下入井筒；2、將第一根撈砂管連接在固定接頭上下入井內(nèi)，依次下入撈砂管和外管，直至所需要的長度；3、將濾砂管與撈砂泵組件下入外管中，并將承壓接頭下部的螺紋擰緊在外管接箍上，然后下入井內(nèi)；4、將油管連接在游動閥體接頭上，依次下入井內(nèi)，至接近井底砂面時，慢放并觀察負荷變化情況，校準砂面深度；5、下入管柱，頓擊砂面。撈砂筆尖接觸砂面遇阻后，撈砂泵活塞下行，在活塞到達下止點之前，游動閥體接頭的下端面接觸到承壓接頭的上端面，將壓力避開泵筒從外管傳遞下去。當壓力超過銷釘?shù)膹姸葮O限后，銷釘剪斷，滑動芯子相對于固定芯子滑動迅速打開擋砂閥的同時，使擋砂閥體的下端面壓在接頭的上端面上，將撈砂的頓擊力傳遞給撈砂筆尖，使撈砂筆尖下行沖松井底沉砂。由于撈砂工具內(nèi)腔處于相對真空狀態(tài)，在擋砂閥打開的一瞬間，井底的砂及砂水混合液在井筒液面壓力和筆尖下?lián)袅Φ墓餐饔孟驴焖?、大量涌入撈砂工具?nèi)部；6、進砂結束后上提管柱3-5m。游動閥體接頭帶動活塞上行，撈砂泵固定閥打開，游動閥關閉。儲砂筒中的砂水經(jīng)過濾砂管過濾后，砂子被留在儲砂筒中，水通過濾砂管進入泵筒中?；钊竭_上止點時，固定螺帽的上端面接觸承壓接頭的內(nèi)端面帶動撈砂工具一起上行，滑動芯子在自重作用下關閉擋砂閥；7、重復下放、上提過程，當撈砂進尺內(nèi)的砂子足以裝滿儲砂筒時，將整套工具提出井外，清理出砂子；8、檢查、維護撈砂工具，更換易損件，待下次使用。
本發(fā)明提供的油水并撈砂工藝技術在無須增加任何專用設備的情況下用油管代替鋼絲繩，不但可用于深井或者地層沉砂較硬的油田撈砂，提高撈砂作業(yè)的成功率，而且可以提高解卡負荷，增強處理事故的能力。采用該工藝技術及其井下工具，可以在撈砂工具接觸井底前，不讓井筒內(nèi)的流體進入撈砂工具內(nèi)部，即撈砂工具內(nèi)部處于相對真空狀態(tài)，使得撈砂效率和效果明顯提高，還具有作業(yè)簡便、易于實施、可捕獲、打撈小件井下落物等優(yōu)點，宜于推廣應用。


圖1為本發(fā)明可提供的真空管撈砂工藝技術所用井下?lián)粕肮ぞ叩目傮w結構示意圖。圖2為其A-A剖視圖。
以下結合附圖對本發(fā)明的實施作進一步說明。
如圖所示，本發(fā)明所提供的井下?lián)粕肮ぞ邚纳现料乱来斡捎蝿娱y體接頭1、游動凡爾球2、凡爾座3、承壓接頭4、活塞桿5、外管接箍6、泵筒7、外管8、固定螺帽9、擋環(huán)10、隔環(huán)11、密封環(huán)12、鎖緊環(huán)13、固定閥體接頭14、固定凡爾球15、凡爾座16、壓環(huán)17、外濾砂管18、螺釘19、內(nèi)濾砂管20、死堵21、儲砂筒22、固定接頭23、擋砂閥體24、螺帽25、固定芯子26、“O”形密封圈27、螺釘28、滑動芯子29、接頭30、撈砂筆尖31、小件落物捕獲爪32、銷軸33、扭簧34和不銹鋼濾網(wǎng)35組成，其結構、組裝關系如下游動閥體接頭1下端以螺紋與活塞桿5上端相連接，其間放入游動凡爾座3、凡爾座3上方裝有凡爾球2；活塞桿5上部套裝有承壓接頭4，其下端內(nèi)螺紋與套裝在活塞桿5外的泵筒7上端相連接，外螺紋與外管接箍6相連接，接箍6下端與外管8相連接，泵筒7下端以螺紋與固定閥體接頭14上端相連接；活塞桿5中下部擰緊有固定螺帽9，其下依次穿套有擋環(huán)10、密封環(huán)12、隔環(huán)11、密封環(huán)12、隔環(huán)11、下端用鎖緊環(huán)13擰緊；固定閥體接頭14下端以螺紋與外濾砂管18相連接，其間裝有固定凡爾座16和壓環(huán)17，凡爾座16上方裝有凡爾球15；外濾砂管18內(nèi)裝有外表面包裹有不銹鋼過濾網(wǎng)35的內(nèi)濾砂管20，其上端用螺釘19與外濾砂管18定位，下端擰上死堵21；外管8下端通過接箍接有儲砂筒22，儲砂筒22下端以螺紋與固定接頭23相連接，固定接頭23以螺紋下接擋砂閥體24，擋砂閥體24下部內(nèi)裝一滑動芯子29，并用螺釘28固定，滑動芯子29與固定接頭23之間裝有固定芯子26，其上端用螺帽25將固定芯子擰緊在固定接頭23上，固定芯子26和滑動芯子29的外圓面密封槽內(nèi)分別設有“O”形密封圈27；滑動芯子29下端以螺紋與接頭30相連接，接頭30以螺紋下接撈砂筆尖31，撈砂筆尖31內(nèi)沿圓周均布地裝有6個小件落物捕獲爪32，分別銷軸33、扭簧34固定在撈砂筆尖31側壁的孔眼內(nèi)。其中，游動閥體接頭1為一中部內(nèi)圓面帶縮孔的油管變扣接頭，側壁上設有兩個對稱的長條形孔眼。固定閥體接頭14為一上、下端分別設有內(nèi)螺紋的中空圓柱體，其內(nèi)孔上部螺紋段下方設有一個均布有多個圓孔的圓臺，圓臺以下為臺階孔。固定接頭23為一上端為母扣、下端為公扣的油管變扣接頭，內(nèi)孔下端設有圓臺，圓臺中心有螺孔，周圍均布多個光孔。固定芯子26上部為上端設有螺紋的細長桿，下部兩頭為錐體，中部為圓柱體，圓柱面上設有密封圈槽?；瑒有咀?9為一下端帶公扣的回轉體，其外圓柱面上部的臺肩上設有密封圈槽，內(nèi)圓面上部有一臺階，其下方有一由錐面、柱面、錐面組合的縮徑段。撈砂筆尖31為一下部均勻切割成6-8個鋸齒的圓筒，內(nèi)圓面上端帶陰螺紋，側壁上沿圓周均布有6個安裝小件落物捕獲爪32用的孔眼。泵筒7為長5.5m上、下端設有螺紋的φ90薄壁管，外管8為長9m的41/2″油管，外濾砂管18為長3m的31/2″油管，內(nèi)濾砂管20為長2.5m的27/8″油管，儲砂筒22為長9m的41/2″油管。
權利要求
1.一種真空式管撈砂工藝技術，其特征在于，該工藝技術采用由撈砂泵組件、懸掛儲砂組件、擋砂閥組件和撈砂筆尖組件四部分組成的真空式管井下?lián)粕肮ぞ呒巴ǔ５牡孛嬖O備進行施工作業(yè)，其實施步驟如下1)將預先連接好的撈砂筆尖和擋砂閥組件下入井筒；2)將第一根撈砂管連接在固定接頭上下入井內(nèi)，依次下入撈砂管和外管，直至所需要的長度；3)將濾砂管與撈砂泵組件下入外管中，并將承壓接頭下部的螺紋擰緊在外管接箍上，然后下入井內(nèi)；4)將油管連接在游動閥體接頭上，依次下入井內(nèi)，至接近井底砂面時，慢放并觀察負荷變化情況，校準砂面深度；5)下入管柱，頓擊砂面；進砂結束后上提管柱3-5m；6)重復下放、上提過程，當撈砂進尺內(nèi)的砂子足以裝滿儲砂筒時，將整套工具提出井外，清理出砂子；7)檢查、維護撈砂工具，更換易損件，待下次使用。
2.一種真空式管井下?lián)粕肮ぞ?，由游動閥體接頭(1)、游動凡爾球(2)、凡爾座(3)、承壓接頭(4)、活塞桿(5)、外管接箍(6)、泵筒(7)、外管(8)、固定螺帽(9)、擋環(huán)(10)、隔環(huán)(11)、密封環(huán)(12)、鎖緊環(huán)(13)、固定閥體接頭(14)、固定凡爾球(15)、凡爾座(16)、壓環(huán)(17)、外濾砂管(18)、螺釘(19)、(28)、內(nèi)濾砂管(20)、死堵(21)、儲砂筒(22)、固定接頭(23)、擋砂閥體(24)、螺帽(25)、固定芯子(26)、“O”型密封圈(27)、滑動芯子(29)、接頭(30)、撈砂筆尖(31)、小件落物捕獲爪(32)、銷軸(33)、扭簧(34)和不銹鋼濾網(wǎng)(35)組成，其特征在于游動閥體接頭(1)下端與活塞桿(5)上端相連接，其間放入游動凡爾座(3)，凡爾座(3)上方裝有凡爾球(2)；活塞桿(5)上部套裝有承壓接頭(4)，其下端內(nèi)螺紋與套裝在活塞(5)外的泵筒(7)上端相連接，外螺紋與外管接箍(6)相連接，接箍(6)下端與外管(8)相連接，泵筒(7)下端以螺紋與固定閥體接頭(14)上端相連接；活塞桿(5)中下部擰緊有固定螺帽(9)，其下依次穿套有擋環(huán)(10)、密封環(huán)(12)、隔環(huán)(11)、密封環(huán)(12)、隔環(huán)(11)，下端用鎖緊環(huán)(13)擰緊；固定閥體接頭(14)下端以螺紋與外濾砂管(18)相連接，其間裝有固定凡爾座(16)和壓環(huán)(17)，凡爾座(16)上方裝有凡爾球(15)；外濾砂管(18)內(nèi)裝有外表面包裹有不銹鋼濾網(wǎng)(35)的內(nèi)濾砂管(20)，其上端用螺釘(19)與外濾砂管(18)定位，下端擰上死堵(21)；外管(8)下端通過接箍接有儲砂筒(22)，儲砂筒(22)下端以螺紋與固定接頭(23)相連接，接頭(23)以螺紋下接擋砂閥體(24)，擋砂閥體(24)下部內(nèi)裝一滑動芯子(29)，并用螺釘(28)固定，滑動芯子(29)與固定接頭(23)之間裝有固定芯子(26)，其上端用螺帽(25)將固定芯子(26)擰緊在接頭(23)上，固定芯子(26)和滑動芯子(29)的外圓面密封槽內(nèi)分別設有“O”形密封圈(27)；滑動芯子(29)下端以螺紋與接頭(30)相連接，接頭(30)螺紋下接撈砂筆尖(31)，撈砂筆尖(31)內(nèi)沿圓周均布地裝有6個小件落物捕獲爪(32)，分別用鎖軸(33)、扭簧(34)固定在撈砂筆尖(31)壁孔眼內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于油田油、水井修井作業(yè)的真空式管撈砂工技術及其井下工具。該工技術采用由撈砂泵組件、懸掛撈砂組件、擋砂閥體組件和撈砂筆尖組件組成的真空式管井下?lián)粕肮ぞ咄ㄟ^下放管柱、頓擊砂面、重復下放上提過程等實施步驟進行施工作業(yè)。采用該井下工具,在無須增加任何專用設備情況下用油管代替鋼絲繩,不但可用于深井或地層沉砂較硬油田撈砂,而且可以增強處理事故的能力,并可在撈砂工具接觸井底前保持其內(nèi)部處于相對真空狀態(tài),大大提高撈砂效率和效果。
文檔編號E21B27/00GK1386954SQ02132448
公開日2002年12月25日 申請日期2002年6月14日 優(yōu)先權日2002年6月14日
發(fā)明者郭革, 宋彥武, 于啟海, 劉秀平 申請人:遼河石油勘探局