[发明专利]一种水平井冲砂装置

说明书

技术领域

本发明涉及石油开采中的冲砂技术，尤其涉及一种水平井冲砂装置。

背景技术

目前水平井冲砂基本上采用常规冲砂方式，这种冲砂方式存在着严重问题，均达不到理想效果，严重影响后续举升等工艺的进行。对于大量出现的出砂水平井，水平井冲砂已经成为瓶径技术，必须加以解决，否则将严重制约水平井技术在出砂区块的应用。

水平井冲砂主要存在如下两个问题：

(1)井底沉砂的搅动及悬浮：竖直井段冲砂，冲砂笔尖推进的方向垂直于井底砂面，井底砂可以被充分搅动起来，悬浮于冲砂液中。但对于大斜度井及水平井，用常规冲砂方式冲砂时，冲砂笔尖推进的方向趋于与井底砂面平行，冲砂液不能直接垂直作用于井底砂面，井底沉砂不能被充分搅动起来并悬浮于冲砂液中，造成砂冲不出来。

(2)井底砂的水平运移：各种井斜角情况下都有重力影响存在，相关试验及资料表明，井斜角在0～30°之间，液流中的砂粒有足够长的沉降距离，而且砂和井壁的摩擦力也非常小，因此当液流流速高于砂粒的沉降速度就可将之携出。随着井斜角增加，砂粒沉降到井壁的距离在缩短，而且砂和井壁的摩擦力也在增加，给砂的运移带来困难。

发明内容

本发明实施例提供一种水平井冲砂装置，以解决严重制约水平井技术应用的水平井冲砂问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种水平井冲砂装置，所述水平井冲砂装置的井下管柱为同心双管冲砂管柱，所述同心双管冲砂管柱分为上部竖直井段部分和下部水平井段部分，包括外层管柱4与内层管柱5；其中，所述上部竖直井段部分设交叉流道密封器3以实现流道转换，在所述上部竖直井段部分冲砂动力液由冲砂管2输入，通过所述交叉流道密封器3后转换到外层管柱4与内层管柱5之间的环形流道内，驱动所述下部水平井段部分的反循环水力喷射泵7工作，在所述下部水平井段部分乏动力液与高含砂液的混合液经所述反循环水力喷射泵7吸入后，由所述内层管柱5输出，然后通过所述交叉流道密封器3后转换到冲砂管2和衬管1之间的环空输出，实现与地面常规冲砂流程的对接。

可选的，在本发明的一实施例中，所述反循环水力喷射泵7包括冲砂喷嘴9和泵吸入口8。

可选的，在本发明的一实施例中，所述冲砂动力液输入井下后分为两部分：一部分经所述冲砂喷嘴9以100m/s以上的流速正向喷出，射流在井筒内呈扇形扩散，使水平段沉砂悬浮于所述冲砂动力液中，形成所述乏动力液与高含砂液的混合液；另一部分驱动所述反循环水力喷射泵7工作，所述乏动力液与高含砂液的混合液通过所述反循环水力喷射泵7的泵吸入口8吸入后，由所述内层管柱5输出，并在井底形成负压。

可选的，在本发明的一实施例中，所述乏动力液与高含砂液的混合液在所述内层管柱5内高速流动，流速达2m/s以上，液体流动状态由层流转变为紊流。

上述技术方案具有如下有益效果：因为井下管柱采用同心双管冲砂管柱，井下泵采用反循环水力喷射泵，并设计冲砂喷嘴，使冲砂、排砂相结合，实现水平井负压冲砂。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一种水平井冲砂装置结构示意图；

图2是本发明实施例一种反循环水力喷射泵外工作筒示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

(1)地面配套设备与常规冲砂相同。

(2)井下管柱采用同心双管冲砂管柱。整个管柱分为上部竖直井段部分和下部水平井段部分，设交叉流道密封器以实现流道转换，由交叉流道密封器在衬管内的滑动实现冲砂管柱在井筒中的移动。在水平井段部分乏动力液与高含砂液的混合液由同心管柱的内层管输出，混合液在喷射泵驱动下在圆柱形管内高速流动，流速可达2m/s以上，液体流动状态由层流转变为紊流，可以彻底解决水平段砂运移的问题；在竖直井段部分高压冲砂动力液由冲砂管内输入井下，高含砂混合液由冲砂管和衬管之间的环空输出，实现与地面常规冲砂流程的对接。