[發明專利]一種振動解堵的工藝管柱及其作業方法

在審

• 申請號: 202110983451.1
• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN114458173A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 羅建偉;鞠少棟;王新濤;劉傳剛;邢洪憲
• 申請（專利權）人: 中海油能源發展股份有限公司
• 主分類號: E21B17/00
• 分類號: E21B17/00;E21B37/08
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

1.一種振動解堵的工藝管柱，其特征在于：包括扶正機構、反洗閥、過濾短節、動力機構、扭矩傳遞機構、振幅發生機構、撞擊機構、旋轉沖洗機構和沖洗頭，所述扶正機構、所述反洗閥、所述過濾短節、所述動力機構、所述扭矩傳遞機構、所述振幅發生機構、所述撞擊機構、所述旋轉沖洗機構和所述沖洗頭由上至下依次首尾相連；

所述反洗閥包括反洗套、活塞套、彈簧和限位套，所述扶正機構的尾端與所述反洗套的首端螺紋連接，在所述反洗套的下部側壁上開設有反洗孔，在所述反洗孔上方的所述反洗套內壁上形成一內部臺階，用于限制活塞套向上移動的位移，在所述活塞套的上部外壁上由上至下依次形成上限位臺階和下限位臺階，在所述活塞套的下部側壁上開設有循環孔，循環孔與反洗孔相連通以實現反洗井的目的，所述活塞套的尾端插入所述限位套的首端內，在所述限位套的中部外壁上形成一限位套臺階，在所述活塞套和所述限位套之間設置所述彈簧，彈簧的首端與上限位臺階的端面相接觸，彈簧的尾端與限位套臺階的端面相接觸，下限位臺階用于限制活塞套向下移動的位移，所述反洗套的尾端與所述過濾短節的首端螺紋連接；

所述振幅發生機構包括內管、外管、偏心塊和偏心套，所述內管設置在所述外管內，所述內管的首端與所述扭矩傳遞機構的尾端螺紋連接，在所述內管的上部外壁上開設有通孔，所述內管的內腔形成一內管偏心孔，所述偏心塊設置在所述內管的外壁中部，在所述內管的尾端外壁上形成一內管臺階，所述外管的尾端與所述撞擊機構的首端螺紋連接，所述偏心套設置在所述撞擊機構首端內，且所述偏心套的外壁與所述撞擊機構的內壁螺紋連接，所述偏心套的內腔形成一偏心套內孔，所述偏心套內孔和所述內管偏心孔存在偏心距，以實現內管與偏心套之間的有效過流面積周期性變化的目的；

所述旋轉沖洗機構包括轉動管、軸承套、長鍵、軸承、外連接套、鎖定套和下連接套，在所述轉動管的首端外壁形成一徑向縮徑臺階，在所述徑向縮徑臺階處由下至上依次設置所述軸承和所述軸承套，在所述轉動管的外側套接所述外連接套，所述外連接套的首端與所述撞擊機構的尾端螺紋連接，所述外連接套的首端內壁與所述軸承套之間通過長鍵鍵連接，以防止軸承套發生轉動，所述外連接套的尾端與所述下連接套的首端螺紋連接，所述下連接套的尾端與所述沖洗頭的首端螺紋連接。

2.根據權利要求1所述的一種振動解堵的工藝管柱，其特征在于：在所述過濾短節的內部均勻設置有過濾片，在所述過濾片上均勻開設有通孔，用于過濾高壓液流中的雜質。

3.根據權利要求1所述的一種振動解堵的工藝管柱，其特征在于：所述動力機構包括螺桿轉子和定子，所述螺桿轉子能將高壓液流的壓能部分轉化為動能，使得高壓液流在定子內部產生旋轉運動。

4.根據權利要求1所述的一種振動解堵的工藝管柱，其特征在于：所述扭矩傳遞機構包括上接頭、連接桿和下接頭，所述連接桿與所述上接頭和所述下接頭之間采用球形鉸鏈連接結構，以實現能在徑向存在偏差時傳遞扭矩的目的。

5.根據權利要求1所述的一種振動解堵的工藝管柱，其特征在于：所述偏心塊安裝在所述內管的管壁的厚一側，在所述內管的尾端端面上沿內管徑向方向上開設有貫穿內管管壁的槽口。

6.根據權利要求1所述的一種振動解堵的工藝管柱，其特征在于：所述撞擊機構的內腔形成一軸向通孔，所述撞擊機構的外壁上形成螺旋導流槽。

7.一種振動解堵的工藝管柱的作業方法，其特征在于：按照下述步驟進行：

步驟1，振動解堵過程：

通過地面加壓設備向工藝管柱內泵入高壓液流，高壓液流進入扶正機構內部通道，流經反洗閥的內部，由于活塞套內部通道變小，活塞套受液壓作用向右移動，活塞套上的循環孔移動到限位套內，使得循環孔與反洗孔無法連通，高壓液流只能經由活塞套內部流入過濾短節內，然后流入到動力機構內，動力機構能夠將高壓液流的部分壓能轉化為動能，進而使得連接于動力機構尾端的扭矩傳遞機構和振幅發生機構一起發生旋轉運動，振幅發生機構內設有偏心塊，在發生旋轉運動的同時還產生徑向振動，撞擊機構連接于振幅發生機構的尾端，撞擊機構沿徑向發生振動并撞擊套管和篩管的內壁，經過動力機構的高壓液流流經扭矩傳遞機構的外部空間，再經振幅發生機構的內管管壁上的通孔進入內管偏心孔內，隨后流經偏心套內孔-撞擊機構--轉動管-沖洗頭后，高壓液流流經沖洗頭后，部分沿軸向通道噴射出，在噴射反作用力的作用下，轉動管與沖洗頭發生旋轉運動，撞擊機構沿徑向發生振動并撞擊套管和篩管的內壁，進而振松篩管外部由地層流出并聚集在篩管表面的沉積砂粒和篩管網孔中堵塞的細粉砂，沖洗頭產生旋轉沖洗的效果，進而將篩管內部沉積砂沖洗干凈；

步驟2，反洗井過程：

在上述振動解堵的作業過程中，大量的沉積砂和其它雜質流入到套管與振動解堵工藝管柱和篩管與振動解堵工藝管柱之間的環空內，由于作業過程中排量較小，無法將沉積砂和其它雜質沖至地面，需要向套管與振動解堵工藝管柱和篩管與振動解堵工藝管柱之間的環空注入高速洗井液，反洗閥的活塞套在彈簧的推力作用下與反洗套的內部臺階相接觸，反洗孔與循環孔實現連通，高速洗井液沖洗套管與振動解堵工藝管柱和篩管與振動解堵工藝管柱之間的環空，其中的沉積砂和其它雜質通過反洗孔和循環孔流入到反洗閥內，進而被循環至地面。