专利名称：井筒清砂管柱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油田气井下作业设备，特别涉及一种适合于低压气井井筒清洁水力旋转喷射清砂管柱。
背景技术：
目前，在油气井中，由于压裂增产改造、地层出砂、油管腐蚀的铁锈和小碎块和缓蚀剂胶结物掩埋产层，造成油气井不能正常生产，要复产就需要清理井筒，暴露产层。加之油气井生产一段时间后，地层压力低，过去的井筒清洁方式一般是用刮刀钻头或者笔尖钻头带随钻捞杯或不带沉砂筒，这种作业方式施工成功率和作业效率都相对较低，并且会造成冲砂液大量进入产层，致使产层被淹死不能复产。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种井筒清砂管柱，应用于油气井井筒，清洁井底的沉砂、金属碎块、金属锈块和缓蚀剂胶结物等，实现暴露产层的目的。本实用新型采用的技术方案是井筒清砂管柱，主要由油管、割缝套管、变扣短节、 连接接头和水力旋转喷射喷头组成，其特征在于油管的下端连接变扣短节；所述的变扣短节为圆柱体形有中心孔，在变扣短节的上端有内螺纹，在变扣短节上端外壁有外螺纹，变扣短节上端连接割缝套管，割缝套管与油管之间形成环形空间，形成一个收集砂的空间；变扣短节的下端有内螺纹，在变扣短节的下端连接有连接接头，连接接头为圆柱体形有中心孔并且两端有外螺纹，在连接接头的下端连接有水力旋转喷射喷头。将本井筒清砂管柱下入有沉砂的井内，从油管的上端泵入高压液体，水力旋转喷射喷头进行旋转喷射，冲击井底沉砂，井底沉砂被冲散并随流体向上流动，当携砂流体流过割缝套管到达割缝套管上部的环形空间后，流速减慢砂向下沉进入割缝套管与油管之间形成环形空间内沉积下来，液体经割缝套管的孔缝流出。当从井中起出井筒清砂管柱时，沉积在割缝套管与油管之间形成环形空间内的砂被捞出。所述的水力旋转喷射喷头主要由主轴、旋转头外壳、滚针轴承、推力球轴承、摩擦副、旋转头和喷嘴组成，主轴上端有油管内螺纹，能连接油管，主轴有中心孔，中心孔是流体通道；主轴下端外壁上有两道环形挡圈槽，在两道环形挡圈槽内分别有一个轴用挡圈，在两道轴用挡圈之间并在主轴下端外壁上自上而下有上部滚针轴承、环形垫片、上部推力球轴承、下部推力球轴承、环形垫片和下部滚针轴承；在上部滚针轴承、上部推力球轴承、下部推力球轴承和下部滚针轴承的外壁上有一个旋转外壳；所述的旋转外壳为圆柱体形有中心孔，在旋转外壳中心孔内有环形凸起的台阶；上部推力球轴承的下平面在旋转外壳中心孔内的环形凸起的上部，下部推力球轴承的上平面在旋转外壳中心孔内的环形凸起的下部； 在旋转外壳下端外壁上有螺纹，旋转头螺纹固定在旋转外壳的下端；主轴中心孔的下端有台阶，在主轴中心孔下端的台阶环下部有一根压缩弹簧，压缩弹簧的下部并在旋转外壳中心孔内有环形摩擦副的静摩擦片，在旋转头中心孔上端有环形摩擦副的动摩擦片；旋转头有中心孔，在旋转头中心孔的下端螺纹固定有一个喷嘴，并且在旋转头下端均勻分布有三个斜孔，三个斜孔内端与旋转头中心孔连通，斜孔中心线与旋转外壳中心线的夹角为35 45度之间；三个斜孔的外端部分别连通有反作用孔，三个反作用孔的方向相同，三个反作用孔的端部螺纹固定有一个喷嘴。流体从三个反作用孔的喷嘴喷出，产生反作用力(转动力矩)推动旋转头和旋转外壳旋转。所述的割缝套管是在套管的壁上均勻分布有孔，所述的套管壁上的孔可以是圆形小孔，圆形小孔的直径在0. 5 3mm之间；所述的套管壁上的孔也可以是长方形小孔，长方形小孔沿套管轴向排列，长方形小孔的宽度在0. 5 3mm之间。所述的割缝套管的长度在 10 30m之间。本实用新型的有益效果本实用新型井筒清砂管柱，在井底形成合理的流场速度、 粘性应力和雷诺应力分布，清砂施工成功率高。且本实用新型所述的工艺管柱结构简单、易拆卸和组装，性能可靠，现场作业效率高。
图1是本实用新型水力旋转喷射喷头结构剖面示意图。图2是本实用新型井筒清砂管柱结构剖面示意图。图中，1-主轴，2-旋转外壳，3-滚针轴承，4-推力球轴承，5-摩擦副，6-旋转头， 7-喷嘴，8-轴用挡圈，9-防转螺钉，10-环形垫片，11-油毛毡，12-螺栓，13-油管，14-割缝套管，15-变扣短节，16-连接接头，17-水力旋转喷射喷头。
具体实施方式
实施例1 以一个井筒清砂管柱为例，对本实用新型作进一步详细说明。参阅图1。水力旋转喷射喷头，主要由主轴1、旋转头外壳2、滚针轴承3、推力球轴承4、摩擦副5、旋转头6和喷嘴7组成，主轴1上端有油管内螺纹。主轴1有中心孔，中心孔是流体通道。主轴1下端外壁上有两道环形挡圈槽，在两道环形挡圈槽内分别有一个轴用挡圈 8，在两道轴用挡圈8之间并在主轴1下端外壁上自上而下有上部滚针轴承3、环形垫片10、 上部推力球轴承4、下部推力球轴承4、环形垫片10和下部滚针轴承3 ；在上部滚针轴承3、 上部推力球轴承4、下部推力球轴承4和下部滚针轴承3的外壁上有一个旋转外壳2。所述的旋转外壳2为圆柱体形有中心孔，在旋转外壳2中心孔内有环形凸起的台阶。上部推力球轴承4的下平面在旋转外壳2中心孔内的环形凸起的上部，下部推力球轴承4的上平面在旋转外壳2中心孔内的环形凸起的下部。在旋转外壳2下端外壁上有螺纹，旋转头6螺纹固定在旋转外壳2的下端。并且在旋转头6的壁上有螺钉孔，在旋转头6的螺钉孔内有防转螺钉9，防转螺钉9旋紧，防转螺钉9的内端部压紧旋转外壳2下端螺纹。主轴1中心孔的下端有台阶，在主轴1中心孔下端的台阶环下部有一根压缩弹簧， 压缩弹簧的下部并在旋转外壳2中心孔内有环形摩擦副5的静摩擦片，在旋转头6中心孔上端有环形摩擦副5的动摩擦片。旋转头6有中心孔，在旋转头6中心孔的下端螺纹固定有一个内孔直径为6mm的喷嘴7。并且在旋转头6下端均勻分布有三个斜孔，三个斜孔内端与旋转头6中心孔连通，斜孔中心线与旋转外壳2中心线的夹角为45度。三个斜孔的外端
4部分别连通有反作用孔，三个反作用孔的方向相同，三个反作用孔的端部螺纹固定有一个内孔直径为6mm的喷嘴7。在主轴1的上部台阶上有斜向螺孔，斜向螺孔的内端与主轴1与旋转外壳2之间的环形空间联通；在主轴1下端外壁上套有两个环形的油毛毡11，一个环形的油毛毡11在上部轴用挡圈8之上，另一个环形的油毛毡11在下部轴用挡圈8之下；在主轴1上部台阶上的斜向螺孔内有固定一个螺栓12。参阅图2。井筒清砂管柱，由油管13、割缝套管14、变扣短节15、连接接头16和上述的水力旋转喷射喷头17组成。油管13的下端连接一个变扣短节15。所述的变扣短节15 为圆柱体形有中心孔，在变扣短节15的上端有内螺纹，在变扣短节15上端外壁有外螺纹， 变扣短节15上端连接割缝套管14，割缝套管14与油管13之间形成环形空间。所述的割缝套管14是在套管的壁上均勻分布有长方形小孔，长方形小孔沿套管轴向排列，长方形小孔的宽度为0. 5mm ；所述的割缝套管14的长度为20m (是两根普通套管的长度)。变扣短节15的下端有内螺纹，在变扣短节15的下端连接有连接接头16，连接接头16为圆柱体形有中心孔并且两端有外螺纹，在连接接头16的下端连接有一个水力旋转喷射喷头17。水力旋转喷射喷头17的结构前面已经讲述。流体经油管进入水力旋转喷射喷头17并从四个喷嘴喷出，当泵压升高到SMPa时， 流体喷出喷射时产生反作用力，形成转动力矩，旋转头启动并带动旋转头外壳一起旋转并同时冲击沉砂，井底的沉砂等冲散带出并上返一定高度后，沉入油管和割缝套管之间的环形空间，液体经割缝套管的长方形小孔流出，沉砂等就沉积在环形空间中。起出井筒清砂管柱的同时将砂带出。
权利要求1.一种井筒清砂管柱，主要由油管(13)、割缝套管(14)、变扣短节(15)、连接接头(16) 和水力旋转喷射喷头(17)组成，其特征在于油管(1 的下端连接变扣短节(1 ；所述的变扣短节(1 为圆柱体形有中心孔，在变扣短节(1 的上端有内螺纹，在变扣短节(15) 上端外壁有外螺纹，变扣短节(1 上端连接割缝套管(14)，割缝套管(14)与油管(13)之间形成环形空间；变扣短节(1 的下端有内螺纹，在变扣短节(1 的下端连接有连接接头 (16)，连接接头(16)为圆柱体形有中心孔并且两端有外螺纹，在连接接头(16)的下端连接有水力旋转喷射喷头(17)。
2.根据权利要求1所述的井筒清砂管柱，其特征是所述的水力旋转喷射喷头，主要由主轴(1)、旋转头外壳(2)、滚针轴承(3)、推力球轴承(4)、摩擦副(5)、旋转头(6)和喷嘴 (7)组成，主轴(1)上端有油管内螺纹，主轴(1)有中心孔，中心孔是流体通道；主轴(1)下端外壁上有两道环形挡圈槽，在两道环形挡圈槽内分别有一个轴用挡圈(8)，在两道轴用挡圈(8)之间并在主轴(1)下端外壁上自上而下有上部滚针轴承(3)、环形垫片(10)、上部推力球轴承G)、下部推力球轴承G)、环形垫片(10)和下部滚针轴承(3)；在上部滚针轴承 (3)、上部推力球轴承(4)、下部推力球轴承(4)和下部滚针轴承( 的外壁上有一个旋转外壳O)；所述的旋转外壳( 为圆柱体形有中心孔，在旋转外壳( 中心孔内有环形凸起的台阶；上部推力球轴承(4)的下平面在旋转外壳( 中心孔内的环形凸起的上部，下部推力球轴承的上平面在旋转外壳O)中心孔内的环形凸起的下部；在旋转外壳( 下端外壁上有螺纹，旋转头(6)螺纹固定在旋转外壳O)的下端；主轴(1)中心孔的下端有台阶， 在主轴(1)中心孔下端的台阶环下部有一根压缩弹簧，压缩弹簧的下部并在旋转外壳(2) 中心孔内有环形摩擦副(5)的静摩擦片，在旋转头(6)中心孔上端有环形摩擦副(5)的动摩擦片；旋转头(6)有中心孔，在旋转头(6)中心孔的下端螺纹固定有一个喷嘴(7)；并且在旋转头(6)下端均勻分布有三个斜孔，三个斜孔内端与旋转头(6)中心孔连通，斜孔中心线与旋转外壳O)中心线的夹角为35 45度之间；三个斜孔的外端部分别连通有反作用孔，三个反作用孔的方向相同，三个反作用孔的端部螺纹固定有一个喷嘴(7)。
3.根据权利要求1或2所述的井筒清砂管柱，其特征是所述的割缝套管(14)是在套管的壁上均勻分布有孔，所述的套管壁上的孔是圆形小孔，圆形小孔的直径在0.5 3mm之间。
4.根据权利要求1或2所述的井筒清砂管柱，其特征是所述的割缝套管(14)是在套管的壁上均勻分布有孔，所述的套管壁上的孔是长方形小孔，长方形小孔沿套管轴向排列， 长方形小孔的宽度在0. 5 3mm之间；所述的割缝套管(14)的长度在10 30m之间。
专利摘要井筒清砂管柱，应用于油田井筒旋转喷射清砂。油管的下端连接变扣短节；所述的变扣短节为圆柱体形有中心孔，在变扣短节的上端有内螺纹，在变扣短节上端外壁有外螺纹，变扣短节上端连接割缝套管，割缝套管与油管之间形成环形空间；变扣短节的下端有内螺纹，在变扣短节的下端连接有连接接头，连接接头为圆柱体形有中心孔并且两端有外螺纹，在连接接头的下端连接有水力旋转喷射喷头。效果是在井底形成合理的流场速度、粘性应力和雷诺应力分布，清砂施工成功率高。且本实用新型所述的工艺管柱结构简单、易拆卸和组装，性能可靠。
文档编号E21B27/00GK202165036SQ201120250380
公开日2012年3月14日 申请日期2011年7月15日 优先权日2011年7月15日
发明者佘朝毅, 刘阳, 唐庚, 张华礼, 徐月霞, 杨云山, 罗伟, 谭宏兵, 赖杰, 邓友超 申请人:中国石油天然气股份有限公司