井下作業(yè)用液力沖砂裝置的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用

黃仁杰

摘 要：本文主要闡述了井下作業(yè)用液力沖砂裝置的結(jié)構(gòu)與原理，比較分析了井下作業(yè)用液力沖砂裝置與常規(guī)沖砂裝置的不同之處，并舉例說明了該裝置的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：井下作業(yè)用液力沖砂裝置；結(jié)構(gòu)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TE358 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1井下作業(yè)用液力沖砂裝置的結(jié)構(gòu)

1.1 裝置結(jié)構(gòu)示意圖。該裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。該裝置液沖孔結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

1.2 裝置結(jié)構(gòu)簡介。井下作業(yè)用液力沖砂裝置，是一種新型沖砂裝置。包括上連接扣、固定套、定位支撐臺(tái)、上推力球軸承、旋轉(zhuǎn)管、上卡臺(tái)、下卡臺(tái)、下推力球軸承、襯套、旋轉(zhuǎn)液沖孔、高壓液沖孔、螺紋連接槽、沖砂口。上連接扣的下端和固定套的上端固定連接，定位支撐臺(tái)位于固定套內(nèi)圈的上端位置，上推力球軸承的上端面和定位支撐臺(tái)的下端端面連接，下端面和上卡臺(tái)的端面接觸連接，旋轉(zhuǎn)管位于固定套的內(nèi)端，上卡臺(tái)位于旋轉(zhuǎn)管的上端面上，下卡臺(tái)位于旋轉(zhuǎn)管的中間位置，襯套通過外圈的螺紋和固定套下端內(nèi)圈上的螺紋連接，下推力球軸承的上端面和下卡臺(tái)的端面接觸連接，下端面和襯套的上端面接觸連接，螺紋連接槽位于旋轉(zhuǎn)管的下端面的中心，和鋼絲刷頭通過螺紋配合連接，旋轉(zhuǎn)液沖孔位于旋轉(zhuǎn)管的下端側(cè)面突出端的位置，下端進(jìn)孔和高壓液沖孔的上端中心連通，上端出孔位于高壓液沖孔的上側(cè)向左偏移，高壓液沖孔位于旋轉(zhuǎn)液沖孔的下端位置，呈圓形陣列對(duì)稱排列。

作為優(yōu)選，定位支撐臺(tái)的上端連接面為斜面；旋轉(zhuǎn)管的中間內(nèi)端設(shè)置有一個(gè)加速內(nèi)變徑；旋轉(zhuǎn)液沖孔的出孔直徑大于高壓液沖孔的出孔直徑；高壓液沖孔的出水口下半圓為向上的斜向出口。

2井下作業(yè)用液力沖砂裝置與常規(guī)沖砂裝置的比較

由于地層構(gòu)造原因，在油田試油期間地層出砂的井較多，地層出砂、油管沖砂一直都是困擾試油隊(duì)的一個(gè)工程類疑難問題。油井在生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)地層出砂的問題，在退液、抽汲期間射孔井段被埋，影響了試油地質(zhì)資料的錄取，同時(shí)也造成了封隔器被埋、解封困難等情況。

對(duì)于大斜度井和水平井的大量推廣應(yīng)用，采用光油或者油管帶筆尖式?jīng)_砂工具的常規(guī)沖砂方式，然而由于沖砂液體的攜帶能力低，或者因水井的特殊結(jié)構(gòu)，無法保證沖砂的效果，而且傳統(tǒng)方法無法有效地去除因井下溫度變化使得細(xì)砂在管壁上凝結(jié)而成的硬質(zhì)層，在大多數(shù)出砂井的砂面位置都會(huì)形成一層“砂蓋子”，即砂子和井筒液體膠結(jié)形成的硬質(zhì)蓋層，工藝效果限制最終的油井的采集產(chǎn)量。

而井下作業(yè)用液力沖砂裝置在常規(guī)裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，利用推力軸承的旋轉(zhuǎn)起始驅(qū)動(dòng)力小的特點(diǎn)，將連接后的內(nèi)徑通過多級(jí)變徑，逐步的增加流速，減少連接件的軸向承受力，將旋轉(zhuǎn)與沖擊口分層設(shè)定，可進(jìn)行多級(jí)加速以及高效沖刷，有效解決了常規(guī)沖砂裝置沖砂液體攜帶能力低的問題，攜砂能力強(qiáng)，泥砂不易發(fā)生沉淀，硬質(zhì)層的厚度減小。該裝置提高了液力沖砂的效率與可行性，工程量有效減少，沖砂的效果大大提高，凝結(jié)于管壁的硬質(zhì)層也很容易被去除，可有效提高油井產(chǎn)量。

3井下作業(yè)用液力沖砂裝置的應(yīng)用舉例

結(jié)合附圖，可舉例進(jìn)一步闡明該裝置的實(shí)施方式，下例僅用于說明該裝置的實(shí)施方式而不用于限制該裝置的范圍。

上連接扣1的下端和固定套2的上端固定連接，連接處有一個(gè)變徑連接，作為第一個(gè)流速的加速口，定位支撐臺(tái)3位于固定套2內(nèi)圈的上端位置，定位支撐臺(tái)3的上端連接處設(shè)置為一個(gè)斜面，作為第二個(gè)變徑流速加速口。

上推力球軸承4的上端面和定位支撐臺(tái)3的下端端面連接，下端面和上卡臺(tái)6的端面接觸連接，旋轉(zhuǎn)管5位于固定套2的內(nèi)端，旋轉(zhuǎn)管5的上端內(nèi)徑和定位支撐臺(tái)3的內(nèi)環(huán)孔徑一致，上端外圈直徑小于上推力球軸承4的內(nèi)圈孔徑，使得在旋轉(zhuǎn)的時(shí)候不會(huì)接觸到推力球軸承的上半環(huán)內(nèi)圈，在旋轉(zhuǎn)管5的內(nèi)圈中間設(shè)置有一個(gè)加速內(nèi)變徑，作為第三個(gè)變徑束流口。

上卡臺(tái)6位于旋轉(zhuǎn)管5的上端面上，下卡臺(tái)7位于旋轉(zhuǎn)管5的中間位置，上卡臺(tái)6以及下卡臺(tái)7之間的旋轉(zhuǎn)管5段的外圈直徑需要小于固定套2的內(nèi)環(huán)直徑，避免接觸摩擦，造成旋轉(zhuǎn)阻礙。

襯套9通過外圈的螺紋和固定套2下端內(nèi)圈上的螺紋連接，連接后襯套9連接后上端面到定位支撐臺(tái)3下端面的距離，需要小于連接后的上下推力球軸承的前后距離，使得襯套9在旋轉(zhuǎn)上緊后能夠有一個(gè)壓緊力。

下推力球軸承8的上端面和下卡臺(tái)7的端面接觸連接，下端面和襯套9的上端面接觸連接，螺紋連接槽12位于旋轉(zhuǎn)管5的下端面的中心，和沖砂口13通過螺紋配合連接，此處的螺紋旋向需要和液沖旋轉(zhuǎn)的方向完全相反，使得在高速旋轉(zhuǎn)的過程中沖砂口13不會(huì)松動(dòng)脫落。

旋轉(zhuǎn)液沖孔10位于旋轉(zhuǎn)管5的下端側(cè)面突出端的位置，下端進(jìn)孔和高壓液沖孔11的上端中心連通，上端出孔位于高壓液沖孔的上側(cè)向左偏移，在此處將旋轉(zhuǎn)液沖孔10的出水角度進(jìn)行了一個(gè)傾斜，下端中心不動(dòng)，垂直方向外傾斜一定角度，同時(shí)側(cè)向偏移一定角度，和高壓液沖孔11的出口軸向錯(cuò)開，使得出口水流不會(huì)撞擊減少動(dòng)能，同時(shí)將旋轉(zhuǎn)液沖孔10的出口直徑設(shè)置的比高壓液沖孔11大，使得在沖洗的時(shí)候預(yù)先給旋轉(zhuǎn)提供一個(gè)充分的初動(dòng)力。

所述的高壓液沖孔11位于旋轉(zhuǎn)液沖孔10的下端位置，呈圓形陣列對(duì)稱排列，在高壓液沖孔11的出口的下半圓設(shè)置成一個(gè)向上的傾斜孔，在縮小孔徑的同時(shí)，能夠使得出口水流有向上的運(yùn)動(dòng)速度。

結(jié)語

井下作業(yè)用液力沖砂裝置，克服了常規(guī)沖砂工具的缺陷，具有多級(jí)加速以及高效沖刷能力，有利于提高油井的采集產(chǎn)量，并且裝置簡單，實(shí)施方式簡單。井下作業(yè)用液力沖砂裝置應(yīng)在油井井下作業(yè)沖砂工作中得到廣泛的推廣與應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]單井華.油田水平井沖砂配套技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工，2010（17）：99-100.