[发明专利]一种高效自调式水平井水力冲砂工具

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的大位移水平井井下冲砂工具，属于油气井修井技术领域。

背景技术

由于油层胶结疏松或油井工作制度不合理，以及措施不当造成油井出砂，油井出砂后，如果井内的液流不能将出砂全部带至地面，井内砂子逐渐沉淀，砂柱增高，堵塞出油通道，增加流动阻力，使油井减产甚至停产，同时会损坏井下设备造成井下砂卡事故。所以，冲砂就成为了油井修井阶段一个不可或缺的工序。

目前，在水平井的冲砂洗井现场作业时，一般分为三个步骤：

1.吃入砂床过程。下放管柱，在向前射流的冲击作用下，使冲砂工具吃入砂床一定深度。

2.静止循环过程。在吃入砂床一定距离后，作业管柱静止不动，循环洗井液。

3.驱扫砂床过程。在静止循环一段时间后，上提作业管柱，利用水流作用驱扫沉积在冲砂工具后面的砂床。

在上述的三个作业过程中，现有的冲砂工具不能根据作用过程的需要，调节冲砂工具喷射的水流方向，造成能量的浪费，冲砂效果也极其低下。比如，在过程1中主要需要冲砂工具向前的冲击力来破碎砂床；在过程3中需要向后的射流来驱扫沉砂向后运动等，而一般的冲砂工具在上述三个过程中都保持不变的射流方向和洗井液排量。

发明内容

为了克服现有冲砂工具不能根据不同的作业过程而改变射流方向的不足，本发明提供了一种高效自调式水平井水力冲砂工具，该工具能根据作业过程的需要，调节冲砂工具射流的方向，提高水平井冲砂效率。

本发明的自调式冲砂工具解决其技术问题所采用的技术方案是：所述冲砂工具的壳体上同时安装外滑套和内滑套，两个滑套之间用非标准键连接起来，该键穿过壳体上的滑槽槽并充当滑块的在该滑槽中滑行，在外滑套上还安装有保护性外筒。

由于采用了上述结构，使得内滑套和外滑套形成一个整体共同运动，在下放管柱过程中，外滑套与井壁摩擦产生力的作用带动内滑套和外滑套所形成的整体沿工具的轴线向后滑动，内滑套上的镂空槽和喷头的环形槽错开，该流道关闭，斜向后的喷嘴不工作，内滑套的最前端与斜向前的喷孔的末端错开，该流道开放，使得斜向前的喷嘴与正前方的喷嘴同时工作，喷头在射流的反冲作用下旋转对井壁进行无死角冲砂，同时，在斜向前的喷嘴与正前方喷嘴的共同作用下喷射出带旋转效果的射流；在上提管柱过程中类似下放管柱的道理，内滑套相对壳体向前运动，内护套前端镂空槽与喷头内部环形槽处于同一高度，斜向后的喷嘴工作，内滑套的最前端堵住斜向前的喷孔的末端关闭该流道，斜向前的喷嘴停止工作，同理喷头在反冲作用下旋转，与此同时，随着管柱上提，喷头向后喷射冲砂液。本发明的高效自调式水平井水力冲砂工具，随管柱的上提与下放自动调节工作状态，使井底的泥砂可以高效的被携带出井外，不仅操作简单，节省时间、人力，而且结构简单可靠，成本低廉。

所述壳体与外滑套之间、所述保护性外筒与外滑套之间、所述内滑套与自旋装置之间、所述自旋装置与壳体之间皆安装有密封环。

由于采用了上述结构，密封环结构有效的避免了该工具所有有相对滑动的零件之间的缝隙中进入杂质造成滑动受阻的事故，为井下多次重复作业提供了保障，延长了工具的使用寿命。

所述喷头的后端加工有至少三个向后倾斜的喷孔，当工具上提时，冲砂液可以通过该倾斜喷孔上的喷嘴向后喷出，冲刷砂床。

由于采用了上述结构，当工具上提时，可向工具后方喷射冲砂液，对泥砂与冲砂液的混合物施加向后的力，使得泥砂可以更加高效的被携带出井底，避免了泥砂沉降造成工作效率下降的情况。

所述喷头上的斜向前和斜向后的喷孔分别安装呈螺旋角度分布的喷嘴。

由于采用了上述结构，在上提或下放管柱过程中喷头可以分别向前或向后喷射出带有旋转效果的射流，而且整个过程中喷头都可以在水力反冲的作用下自行旋转，更加高效迅速的将井底的泥砂冲散并带出油井。

所述外滑套上安装有保护性外筒。

由于采用了上述结构，外护套上的键被盖住，有效避免了工具在使用过程中外滑套上的脱落。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明的高效自调式水平井水力冲砂工具，结构简单，构思巧妙，可靠性高，通过上提或下放工作，即可自动的调整工具的工作状态，高效迅速的将井底泥砂冲散并且带离井底。