专利名称：旋转喷流洗井装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种油井井下作业工具，尤其是指一种旋转喷流洗井装置。
背景技术：
在油井生产及维护过程中，常会因为地层出砂、生产油污附着井壁、修井液与地层不配伍以及新井完井后的泥浆污染等原因，而造成近井地 及炮眼(炮眼是指在油井井筒内下入射孔枪，通过引燃射孔枪内部炮弹来穿透套管和水泥环并进入地层而形成的孔，以使地层油流通过该孔流到井筒，一般孔径在IOmm左右)堵塞的现象。而一旦近井地带及炮眼堵塞，油路不通，油井产油量将受到极大影响。为了解决以上问题，必须定期对井下工段进行管壁冲砂和炮眼解堵的工作。而现有技术中，主要采用常压洗井、化学洗井及高压射流洗井的处理方法，其中常压洗井是将水流注入油管，从油管底部再进入油管与套管之间的环空，利用不断注入的水填充油管与套管环空，并使水从套管环空自下而上地返回地面(或将水流注入套管环空，再从套管底部填充入油管返回地面)，从而形成水循环的方法。在水循环的过程中，污物被冲起后与水流混合成砂液，当向上的水流速度大于水中杂质的沉降速度时，水流就能将污物携带到地面。但是，这种方法由于过水面积较大，水压较小，水流不会对油管壁面产生冲击力，所以其冲砂能力较弱，对炮眼的解堵效果更是不佳。鉴于此，作业人员也有采用化学洗井的方法，即是以化学液体作为洗井液，注入油管及套管环空，使其与污物发生化学反应，将固态沉积物转化为液态或可流动的固液混合态，而进行彻底的冲砂和炮眼的解堵。这种方法虽然冲砂彻底、解堵效果也较好，但因其化学反应需要时间，所以施工周期较长，且每次施工都需要新购化学试剂，成本相对高。所以为了既能通过使用低成本的水循环而控制洗井成本，又能实现较为彻底的冲砂和解堵，业者乃研发出一种通过高压水射流冲击井壁的方法，并使用了一种高压射流洗井的装置。这种装置具有一射流冲击管，该射流冲击管的上下两端分别连接有冲砂管和单流阀，射流冲击管的管壁上设置有上斜射流孔。在水流正循环时，单流阀关闭，洗井液经过射流冲击管，从上斜射流孔中高速射出，以此实现高压水射流冲砂和解堵；在水流反循环时，单流阀打开，水流从套管环空反注入冲砂管并返回地面，以实现反向冲砂。然而，该射流冲击管的上斜射流孔是沿管壁周向每隔一段距离才具有一个孔，为了保证射流压力，上斜射流孔不宜设置过多，而孔与孔之间的距离会随孔数的减少而拉大，这就会使下放管柱时，孔与孔之间的间距部分所对应的套管壁不能被射流冲洗到，从而导致了冲砂依然不彻底的问题。于是，针对上述缺点，本实用新型提出一种旋转喷流的洗井装置，以期通过水射流的旋转喷射方式，来解决用有限个射流孔全方位冲洗整个套管壁面的问题。
实用新型内容本实用新型的目的，即是提供一种装设有驱动叶轮以使洗井液旋转的旋转喷流洗井装置，以克服背景技术中所提及的缺陷。上述本实用新型的目的，是由以下的技术方案所实现本实用新型一种旋转喷流洗井装置，连接于油井抽油管的底端，该洗井装置为中空结构，其内腔与抽油管的内腔相连接，该洗井装置内部沿轴向枢设一能被自上而下的液流带动旋转的叶轮机构。如上所述的旋转喷流洗井装置，其内部固设有一固定喷嘴，该固定喷嘴在其下方枢设该叶轮机构，该叶轮机构的底部固设有一能将叶轮机构内的液流喷出该洗井装置外的旋转喷嘴，该旋转喷嘴及其喷出的液流随叶轮机构的旋转而旋转。如上所述的旋转喷流洗井装置，包括设置于该抽油管底端的呈管状的上接头；及连接于该上接头下部的中空的进水管，该进水管内固设有该固定喷嘴；及连接于该进水管下部的中空的连接管，该连接管的内部容纳该叶轮机构和该旋转喷嘴；以及连接于该连接管下部的呈管状的下接头，该上接头、进水管、连接管及下接头的内腔互相连通。 如上所述的旋转喷流洗井装置，所述上接头的侧壁上设有多个与上接头的内腔相连通的侧孔。如上所述的旋转喷流洗井装置，所述上接头的侧壁上具有上下两排该侧孔，上排的侧孔向上倾斜，为上斜侧孔，下排的侧孔向下倾斜，为下斜侧孔。如上所述的旋转喷流洗井装置，所述的上接头内套设连接有一活塞，该活塞的外壁面封堵该上斜侧孔。如上所述的旋转喷流洗井装置，所述的活塞通过能被剪切力剪断的剪钉与该上接头连接；所述的上接头的底端具有一向内腔环凸的底缘，该活塞能经由剪断剪钉而向下移动至顶抵于该底缘上，而封堵该上接头侧壁的下斜侧孔。如上所述的旋转喷流洗井装置，所述的叶轮机构包含一中心杆及从中心杆向外突伸的叶片，该中心杆的顶部与该固定喷嘴的一中心孔相枢接，中心杆的底部固设有该旋转喷嘴。如上所述的旋转喷流洗井装置，该固定喷嘴上对称分布有4个沿洗井装置的轴向开设的进水孔，该旋转喷嘴上对称分布有4个斜向外开设的出水孔。如上所述的旋转喷流洗井装置，所述的下接头的下部管体呈楔形。借由以上技术方案，本实用新型的优点在于I.本实用新型通过在进水管及连接管内部设置叶轮机构，使自上而下的水流在经叶轮旋转后，以360度射流的方式喷出洗井装置外，形成高速、旋转、全方位覆盖的射流，从而实现了通过有限个射流孔彻底冲洗整个套管壁面的功能；2.本实用新型结构较为简单，可应用于油田新井、水平井及近井地带污染的老井的解堵及清砂，对于不同类型的油井应用非常广泛，使得油井洗井更加方便经济；3.本实用新型可以随管柱上下移动并连续洗井，不受层位位置、井段长短的限制，对于不同深度的油井应用非常广泛，亦使油井洗井更加方便经济；4.本实用新型旋转喷嘴具有出水孔外，还在上接头的侧壁上具有下斜侧孔，在管柱下放时，下斜侧孔和出水孔同时射出水流，达到双重清洗井壁的目的，清洗更彻底；5.本实用新型在投球折断剪断销钉后，形成高压液流直接从上斜侧孔向斜上方喷出，具有较高流速，因此携带砂粒的能力更强；[0026]6.本实用新型的剪钉可重复安装、多次使用，降低了成本；7.本实用新型下一趟管柱，可以实现冲砂、解堵两种作用，减少了洗井作业中管柱起下的次数，提高了作业人员工作效率，降低了生产成本。
图I为本实用新型的半剖图；图2为本实用新型叶轮机构的局部剖视图；图3为本实用新型在下放管柱时的示意图；图4为本实用新型在上提管柱时的示意图；主要元件标号说明I洗井装置 11 上接头111 上斜侧孔 112 下斜侧孔113 底缘12 进水管13 连接管 14 下接头15 固定喷嘴 151 中心孔152 进水孔 16 叶轮机构161 中心杆162 叶片17 旋转喷嘴 171 出水孔18 活塞181 剪钉2 抽油管3套管5 沉砂6阀球
具体实施方式
为令本实用新型的发明目的、技术手段及技术效果有更完整及清楚的揭露，兹于下详细说明，并请一并参阅附图及元件标号。首先请参阅图3所示，本实用新型一种旋转喷流洗井装置，连接于油井抽油管2的底端，该洗井装置I为中空结构，其内腔与抽油管2的内腔相连接。请参阅图1，本实用新型的洗井装置I包括设置于该抽油管2底端的呈管状的上接头11 ;及连接于该上接头11下部的中空的进水管12，该进水管12内固设有一固定喷嘴15，该固定喷嘴15在其下方枢设一能被固定喷嘴15喷出的液流带动旋转的叶轮机构16，该叶轮机构16的底部固设有一能将叶轮机构16内的液流喷出该洗井装置I外的旋转喷嘴17，该旋转喷嘴17及其喷出的液流随叶轮机构16的旋转而旋转；及连接于该进水管12下部的中空的连接管13，该连接管13的内部容纳该叶轮机构16和该旋转喷嘴17 ;以及连接于该连接管13下部的呈管状的下接头14，该上接头11、进水管12、连接管13及下接头14的内腔互相连通；且该上接头11与进水管12，进水管12与连接管13，连接管13与下接头14均通过螺纹相连接。进一步地，洗井装置I的上接头11的侧壁上设有多个与上接头11的内腔相连通的侧孔。本实施例中，该上接头11的侧壁上具有上下两排该侧孔，上排的侧孔向上倾斜，为上斜侧孔111，下排的侧孔向下倾斜，为下斜侧孔112。但本实用新型并不以此为限，上接头11的侧壁上仅具有一排该上斜侧孔111亦为可行。较佳地，本实施例中的上斜侧孔111和下斜侧孔112均可为4-6个，以保证冲砂的均匀。请再参阅图1，该洗井装置I的上接头11内还套设连接有一活塞18，该活塞18的外壁面封堵该上斜侧孔111。而该活塞18通过能被剪切力剪断的剪钉181与该上接头11连接；所述的上接头11的底端具有一向内腔环凸的底缘113，该活塞18能经由剪断剪钉181而向下移动至顶抵于该底缘113上，而封堵该上接头11侧壁的下斜侧孔112。请参阅图2，该洗井装置I的叶轮机构16包含一中心杆161及从中心杆161向外突伸的叶片162，该中心杆161的顶部与该固定喷嘴15的一中心孔151 (如图I)相枢接，中 心杆161的底部固设有该旋转喷嘴17。请参阅图I及图2，该固定喷嘴15上沿轴向开设有至少一个进水孔152，该旋转喷嘴17上斜向外开设有至少一个出水孔171。较佳地，该固定喷嘴15上对称分布有4个该进水孔152，该旋转喷嘴17上对称分布有4个该出水孔171。但本实用新型并不以此为限，只要该进水孔152和出水孔171能与该叶轮机构16的叶片162相对应，其他数量的该进水孔152和出水孔171亦为可行。更佳地，洗井装置I的下接头14的下部管体呈楔形，有利用于洗井装置I的下入和连续冲砂。以下以本实用新型的较佳实施例为例，进行本实用新型的工作原理说明当一口油井需要进行洗井时，首先，按照油层数据或井底砂面高度确定本实用新型的洗井装置I的井下位置并将该装置连于抽油管2底部下到预定位置。而后，使用排量400L/min的泵车将修井液从抽油管2的顶部泵入洗井装置I，请参阅图3所示(图3的箭头即为液流方向)，同时缓慢下放管柱，这时，修井液通过进水管12进入固定喷嘴15和叶轮机构16，高压液流冲击叶轮机构16的叶片162，使叶轮机构16旋转，同时带动旋转喷嘴17旋转，高压水流通过旋转喷嘴17喷出而形成高压旋转液流，该液流通过下接头14直接冲刷沉砂5和炮眼(图中未示)。在地面连续泵入修井液时，液流从洗井装置I中射出后，与尘砂混合成砂液，并在抽油管2与套管3的环空之间向上快速流动，携带砂粒到地面。同时，上接头11的下斜侧孔112因为连通洗井装置I的内腔，遂也有高速水流射出而直接冲洗井壁，达到双重清洗的目的，直至冲洗到井底。请再参阅图4所示(图4的箭头即为液流方向)，上提管柱时，向抽油管2内投入一个阀球6 (阀球是指油田用的抽油泵上用于启闭油流通道的重力球)，阀球6进入洗井装置I，坐在活塞18上，封闭向下的液流通道，此时继续泵入修井液，洗井装置I上部的液流通道内产生高压，并对该剪钉181形成向下的剪切力，当剪切力足够大时，剪钉181被剪断，活塞18下移至上接头11的底部，并被该底缘113所顶抵，此时，上接头11的上斜侧孔111露出并与上接头11的内腔连通，而上接头11向下的通道被该阀球6封堵，下斜侧孔112被活塞18的外壁面封堵，修井液反向向斜上喷出，并直接作用于炮眼、井壁、或筛管表面，同步进行冲洗和解堵，同时，用作业机缓慢上提管柱，使装置从下到上连续清洗直至射孔段顶部约Im处，通过上斜侧孔111喷出的液流将沉积物随液流排到地面。最后，起出全部管柱及洗井装置1，进行后续工序。以上所举仅为本实用新型示意性的部分实施例，并非用以限制本实用新型的范围，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变 化与修改，均应包括在本专利保护范围之内。
权利要求1.一种旋转喷流洗井装置，连接于油井抽油管的底端，该洗井装置为中空结构，其内腔与抽油管的内腔相连接，其特征在于该洗井装置内部沿轴向枢设一能被自上而下的液流带动旋转的叶轮机构。
2.根据权利要求I所述的旋转喷流洗井装置，其特征在于，该洗井装置内部固设有一固定喷嘴，该固定喷嘴在其下方枢设该叶轮机构，该叶轮机构的底部固设有一能将叶轮机构内的液流喷出该洗井装置外的旋转喷嘴，该旋转喷嘴及其喷出的液流随叶轮机构的旋转而旋转。
3.根据权利要求I或2所述的旋转喷流洗井装置，其特征在于，所述的洗井装置包括 设置于该抽油管底端的呈管状的上接头；及 连接于该上接头下部的中空的进水管，该进水管内固设有该固定喷嘴；及 连接于该进水管下部的中空的连接管，该连接管的内部容纳该叶轮机构和该旋转喷嘴；以及 连接于该连接管下部的呈管状的下接头，该上接头、进水管、连接管及下接头的内腔互相连通。
4.根据权利要求3所述的旋转喷流洗井装置，其特征在于，所述上接头的侧壁上设有多个与上接头的内腔相连通的侧孔。
5.根据权利要求4所述的旋转喷流洗井装置，其特征在于，所述上接头的侧壁上具有上下两排该侧孔，上排的侧孔向上倾斜，为上斜侧孔，下排的侧孔向下倾斜，为下斜侧孔。
6.根据权利要求5所述的旋转喷流洗井装置，其特征在于，所述的上接头内套设连接有一活塞，该活塞的外壁面封堵该上斜侧孔。
7.根据权利要求6所述的旋转喷流洗井装置，其特征在于，所述的活塞通过能被剪切力剪断的剪钉与该上接头连接；所述的上接头的底端具有一向内腔环凸的底缘，该活塞能经由剪断剪钉而向下移动至顶抵于该底缘上，而封堵该上接头侧壁的下斜侧孔。
8.根据权利要求2所述的旋转喷流洗井装置，其特征在于，所述的叶轮机构包含一中心杆及从中心杆向外突伸的叶片，该中心杆的顶部与该固定喷嘴的一中心孔相枢接，中心杆的底部固设有该旋转喷嘴。
9.根据权利要求8所述的旋转喷流洗井装置，其特征在于，该固定喷嘴上对称分布有4个沿洗井装置的轴向开设的进水孔，该旋转喷嘴上对称分布有4个斜向外开设的出水孔。
10.根据权利要求3所述的旋转喷流洗井装置，其特征在于，所述的下接头的下部管体呈楔形。
专利摘要本实用新型是关于一种旋转喷流洗井装置，该装置为中空结构，连接于油井抽油管的底端，其内腔与抽油管的内腔相连接，该装置内部固设有一固定喷嘴，固定喷嘴在其下方枢设一能被固定喷嘴喷出的液流带动旋转的叶轮机构，叶轮机构的底部固设有一能将叶轮机构内的液流喷出洗井装置外的旋转喷嘴，旋转喷嘴及其喷出的液流随叶轮机构的旋转而旋转。借此，本实用新型通过设置叶轮机构，使自上而下的水流在经叶轮旋转后，以360度射流的方式喷出洗井装置外，形成高速、旋转、全方位覆盖的射流，从而实现了通过有限个射流孔彻底冲洗整个套管壁面的功能。
文档编号E21B21/00GK202560130SQ20122016396
公开日2012年11月28日 申请日期2012年4月17日 优先权日2012年4月17日
发明者王德伟, 庞全书, 汪远良, 吴鹏, 王秀波, 王国军, 段效威, 龚乃建, 于亚明, 陈丽, 桑转利, 高玉军 申请人:中国石油天然气股份有限公司