[實(shí)用新型]一種液體阻尼減速旋轉(zhuǎn)洗井工具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201921262910.1
• 申請(qǐng)日: 2019-08-06
• 公開（公告）號(hào): CN210370556U
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石擎天;劉欣宜;李偉;石域亨;馬御琛;劉德舉;董亞;呂映辰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都阿斯貝瑞科技有限公司
• 主分類號(hào): E21B21/00
• 分類號(hào): E21B21/00;E21B37/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一種液體阻尼減速旋轉(zhuǎn)洗井工具，包括主筒、上接頭、下接頭、液體阻尼減速總成、上支承總成、下芯軸、噴頭和噴嘴，本實(shí)用新型用于處理油氣井生產(chǎn)管柱的油垢、臘垢、銹垢或鹽垢等管柱內(nèi)壁附著物質(zhì)。本實(shí)用新型中的旋轉(zhuǎn)洗井工具一方面利用了動(dòng)量守恒原理，在噴頭上安裝偏心噴嘴，使流體流出噴頭時(shí)產(chǎn)生軸向、徑向與周向三維速度，流體作用于噴頭的周向反作用力將驅(qū)動(dòng)噴頭旋轉(zhuǎn)；另一方面，與噴頭同軸安裝的阻尼裝置將在噴頭旋轉(zhuǎn)時(shí)與通過液體相互作用，產(chǎn)生周向液體阻力，從而降低噴頭轉(zhuǎn)速、防止噴頭旋轉(zhuǎn)速度過快，保證清洗管壁時(shí)液流有一定的駐流時(shí)間，從而達(dá)到最優(yōu)的清洗效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油與天然氣鉆探工程井下工具技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及一種用于洗井作業(yè)過程中可通過液體阻尼控制轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)洗井工具。

背景技術(shù)

油氣井、注水井生產(chǎn)過程中常常出現(xiàn)地層出砂、結(jié)垢、結(jié)臘等問題，此外，在完井、修井及其他作業(yè)中出現(xiàn)的砂堵與砂卡現(xiàn)象。目前，連續(xù)管沖砂洗井作業(yè)已經(jīng)成為現(xiàn)場(chǎng)施工的一個(gè)最基礎(chǔ)應(yīng)用，同時(shí)也是各種復(fù)雜作業(yè)中必不可少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。洗井類作業(yè)主要用于處理油氣井生產(chǎn)管柱的油垢、臘垢、銹垢或鹽垢等附著在管柱內(nèi)壁的物質(zhì)。連續(xù)管與高壓水射流清洗技術(shù)結(jié)合進(jìn)行管柱清洗相比傳統(tǒng)的清洗方式，清洗效率高，操作簡(jiǎn)單且不污染環(huán)境。其基本原理是利用清洗工具射出高速射流沖擊管柱內(nèi)表面，與垢污發(fā)生碰撞、摩擦、剪切，以達(dá)到清洗除垢的目的。

現(xiàn)有的各種洗井工具基本分為多孔噴嘴、旋流噴嘴和旋轉(zhuǎn)噴嘴三類沖砂洗井工具。對(duì)于多孔噴嘴工具，流體通過噴頭的噴孔時(shí)產(chǎn)生節(jié)流，形成高速射流，達(dá)到?jīng)_洗的目的，是最基本的一類洗井形式；對(duì)于旋流噴嘴工具，工作時(shí)，流體通過造旋器，流體的軌跡發(fā)生改變，強(qiáng)迫流體沿著造旋器的導(dǎo)引方向流動(dòng)，流體產(chǎn)生三維速度，即軸向、徑向與旋轉(zhuǎn)，最終流體經(jīng)過噴嘴時(shí)呈錐形高速噴出，噴射出的流體呈圓錐狀，其工具的通過性強(qiáng)，可以應(yīng)用在復(fù)雜井作業(yè)中，有一定的破巖能力，清洗效果好；在旋轉(zhuǎn)噴嘴工具中，由于噴嘴的偏心安裝，流出流體產(chǎn)生反作用力驅(qū)動(dòng)噴頭轉(zhuǎn)動(dòng)，通過限速環(huán)進(jìn)行速度的控制，防止噴頭旋轉(zhuǎn)速度過快，保證清洗管壁時(shí)有一定的駐流時(shí)間，以便達(dá)到清洗的效果。

專利CN107747484A（一種高壓水動(dòng)旋轉(zhuǎn)射流洗井裝置）公開了一種高壓水動(dòng)旋轉(zhuǎn)射流洗井裝置，包括端口段、軸承座、旋轉(zhuǎn)軸、連接段和射流段。端口段上端開有內(nèi)螺紋，下端開有外螺紋，端口段下端與軸承座螺紋連接，旋轉(zhuǎn)軸通過軸承固定在軸承座內(nèi)，旋轉(zhuǎn)軸下端與連接段螺紋連接，連接段與射流段螺紋連接，在射流段頭部設(shè)有側(cè)向斜切孔及頂部中心孔。端口段、旋轉(zhuǎn)軸、連接段均開有中心孔，用于液體流動(dòng)。該裝置在工作時(shí)，高壓水管連接端口段的連接端口，高壓水流向射流段后，經(jīng)過射流段上的側(cè)向斜切孔形成側(cè)向斜切射流，依靠其反沖力驅(qū)動(dòng)射流段快速旋轉(zhuǎn)，沖擊力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單，清潔注水井效果顯著。該裝置實(shí)質(zhì)是一種不具有旋轉(zhuǎn)限速功能的旋轉(zhuǎn)噴嘴工具，在使用中可能會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速過快而不能保證沖洗液流在管壁的駐留時(shí)間的情況，甚至，在流體壓力較大而使轉(zhuǎn)速過快時(shí)，噴射出的沖洗液流將趨近于霧化狀態(tài)，大大降低其沖洗能力。

專利CN202108436U（一種洗井用水力自旋轉(zhuǎn)噴頭）公開了一種洗井用水力自旋轉(zhuǎn)噴頭，由噴頭總成、獨(dú)立噴嘴、中心管、限速機(jī)構(gòu)、單向閥等組成，其技術(shù)特征是：在噴頭的特定位置開螺紋孔，通過螺紋連接安裝噴嘴；中心管兩端裝有滾動(dòng)軸承，它在輸送液體的同時(shí)又起到旋轉(zhuǎn)軸作用，旋轉(zhuǎn)軸上的限速機(jī)構(gòu)利用摩擦塊實(shí)現(xiàn)離心限速。該自旋轉(zhuǎn)噴頭實(shí)質(zhì)上也是一種旋轉(zhuǎn)噴嘴工具，與專利CN107747484A（一種高壓水動(dòng)旋轉(zhuǎn)射流洗井裝置）不同之處在于該工具的內(nèi)部設(shè)置有摩擦限速機(jī)構(gòu)，克服了轉(zhuǎn)速過快而不能保證沖洗液流在管壁的駐留時(shí)間的缺點(diǎn)。但是，改專利簡(jiǎn)單地通過摩擦制動(dòng)的方式限速具有三個(gè)缺點(diǎn)：摩擦力固定，無(wú)法根據(jù)管柱內(nèi)的流體的壓力、流速等條件自動(dòng)調(diào)節(jié)，適用區(qū)間狹窄；摩擦力來(lái)源于套筒和摩擦塊的所產(chǎn)生的熱量無(wú)法及時(shí)排出，勢(shì)必導(dǎo)致套筒和摩擦塊的熱磨損，一方面使套筒和摩擦塊都成為易損件，大大降低了工具的使用壽命、提高了使用成本和維護(hù)難度的同時(shí)；另一方面當(dāng)套筒和/或摩擦塊磨損到一定程度后，其間的摩擦力將相較于預(yù)設(shè)值降低，使工具的工作性能無(wú)法得到保障。