[發明專利]一種油井正反沖砂噴嘴

有效

• 申請號: 201410347247.0
• 申請日: 2014-07-21
• 公開（公告）號: CN104120987B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 王文濤;秦偉;胡勝勇;王錦生;許衛;白鳳俠;仇志寧;張玉增
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B21/00
• 分類號: E21B21/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 董惠石

技術領域

本發明屬于石油開采領域，具體而言，涉及一種石油開采技術中的用于油井維護的沖砂噴嘴，尤其是一種油井正反沖砂噴嘴。

背景技術

目前，無論是垂直井、還是水平井，或者加砂壓裂增產措施井，由于時間原因及工藝原因，油井普遍存在砂埋油層現象，有的油井沉砂在液柱壓實作用下，砂面會形成一個堅實的砂帽，影響油井正常生產，需要沖砂。

常規的沖砂方法是在73mm油管下端安裝一個筆尖，沖砂液從筆尖噴射到砂面，將砂子懸浮起來，利用流體的攜帶能力，移出井筒。這種方法，由于筆尖的直徑較大，射流沖擊力小，不能有效分散砂帽，需要和螺桿鉆結合使用，即，沖砂前須用螺桿鉆鉆開砂面，然后提出管柱，再下沖砂管柱進行沖砂，然而，采取螺桿鉆鉆砂面需要2次管柱，連續幾天施工，效率低，費用高，耽誤生產；另外，若是水平井沖砂，由于水平井自身井筒特點，導致砂粒沉積在水平井段，沖砂過程中，由于砂子自然沉降特性，常規沖砂工具很難將砂子排出地面。

為此，有人采用油管中下入連續油管或多噴嘴射流等方法，提高沖砂效果，但是仍然存在各種問題。例如，一項發明名稱為“多向射流沖砂器”(申請號：201210252865.8)的中國專利申請，提供了一種多向射流沖砂器，包括沖砂器本體和噴嘴，沖砂器本體末端的外周面上開有若干個循環孔，循環孔上安裝噴嘴，其優點是結構簡單，加工方便、成本低廉、實用可靠、操作方便；缺點是從油管與套管之間的環形空間排砂，對于177.8mm套管，環空面積大，排液上返速度低，攜帶砂子能力差。

有鑒于此，本發明人根據多年從事本領域和相關領域的生產設計經驗，研制出一種油井正反沖砂噴嘴，以期解決現有技術存在的問題。

發明內容

本發明的目的是在于提供一種油井正反沖砂噴嘴，沖砂能力強，排砂速度快，下入一趟管柱即可實現沖砂排砂作業，具有正沖砂及反排砂功能。

為此，本發明提出一種油井正反沖砂噴嘴，其包括：

一呈管狀的沖砂本體，所述沖砂本體的前端口內設有一環部，所述環部上沿周向均布有多個孔道，所述孔道沿所述沖砂本體的軸向貫通所述環部，其內部嵌設固定有噴嘴；

一芯管，位于所述沖砂本體中，所述芯管與所述沖砂本體之間形成有一與所述噴嘴相連通的環腔，其前端與所述環部相連接，其后端的端口處設有一止擋件，所述芯管的內表面上環設形成有一球座，其側壁上沿周向另均布有多個通道，所述通道相鄰于所述球座的后側，其對應連通所述環腔及所述芯管的內腔，所述芯管中另容置有一能對應坐封所述球座的閥球，所述閥球能移動的設置在所述球座及止擋件之間。

如上所述的油井正反沖砂噴嘴，其中，所述孔道由前至后包括有一第一孔道及第二孔道，所述第一孔道的內徑小于所述第二孔道的內徑，兩者相接處形成一肩部，所述噴嘴對應嵌設固定在所述第二孔道內，其前端與所述肩部相抵接，其后端與一嵌設固定在所述第二孔道內的壓環前側相接觸，所述第一孔道通過所述噴嘴與所述環腔相連通。

如上所述的油井正反沖砂噴嘴，其中，所述芯管包括有一前連接段及后管體段，所述前連接段的外徑小于所述后管體段的外徑，兩者外側面的相接處形成一擋肩，所述擋肩對應頂抵于所述環部的后端面及所述壓環的后側，所述前連接段通過外螺紋與所述環部的內環面螺接固定，所述通道及止擋件位于所述后管體段上。

如上所述的油井正反沖砂噴嘴，其中，所述前連接段的內徑小于所述后管體段的內徑，兩者內側面的相接處形成所述球座。

如上所述的油井正反沖砂噴嘴，其中，所述前連接段與所述后管體段的內側面之間通過一錐形環面相連接，所述錐形環面形成為所述球座的內側面，所述閥球能對應坐封于所述錐形環面上。

如上所述的油井正反沖砂噴嘴，其中，所述止擋件為一圓柱銷，所述圓柱銷沿徑向穿設于所述芯管，其兩端與所述芯管的側壁連接固定。

如上所述的油井正反沖砂噴嘴，其中，所述止擋件為一止擋環，所述止擋環通過外螺紋與所述芯管相螺接，其內徑小于所述閥球的直徑。

本發明提出的的油井正反沖砂噴嘴，通過在芯管內設置閥球及球座，能實現單流閥的功能，控制過流面積，即，在正沖砂(沖砂液從油管管柱進入)時芯管關閉，減少過流面積，提高沖砂能力；反沖砂(沖砂液從油套環空進入)時芯管內腔打開，擴大過流面積，提高排砂能力。

本發明提出的的油井正反沖砂噴嘴，利用高壓水射流破巖原理，在水力作用下，能夠破壞砂帽，通過正沖砂及反沖砂的交替使用，有效實現沖砂排砂作業。