鉆進式連續沖砂裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術提供一種鉆進式連續沖砂裝置，包括沖砂鉆頭、雙壁鉆柱、旋轉密封井口、旋轉驅動裝置、沖砂液管匯、攜砂液管匯；沖砂鉆頭包括鉆頭本體、鉆頭內體。旋轉驅動裝置驅動雙壁鉆柱旋轉帶動沖砂鉆頭旋轉切削井底硬質砂柱；鉆頭本體下段內壁與鉆頭內體外壁之間形成具有多曲面腔室的高壓震蕩腔，高壓震蕩腔中的一部分沖砂液經后向射流噴嘴產生的高壓射流能夠提供抽吸負壓，一方面能夠保證低壓井正常循環攜砂，另一方面能夠促使井底沉砂脫離井底，利于攜砂；另一部分沖砂液經鉆頭噴嘴噴出，形成不對稱射流，利于井底散沙進入攜砂液吸入腔，提高攜砂效率。該裝置能夠在保證油氣井安全的同時，有效完成對低壓油井硬質砂柱的清理作業。

Drilling type continuous sand washing device

The utility model provides a drilling type continuous sand washing device, including sand drill, double wall drill string, rotary sealing wellhead, rotary driving device, sand washing pipe, sand carrying fluid manifold; sand body, the drill bit comprises a bit body. Rotary driving device for driving double wall drill string rotates to drive the rotation of the drill bit cutting sand bottom hard sand column; high pressure shock chamber with multi curved chamber formed between the drill bit and drill under the inner wall of the body section of the outer wall of the resonator, high pressure part of the sand washing liquid after high pressure jet to jet nozzle produced to provide suction on the one hand, negative pressure, to ensure the normal circulation of the low pressure wells with sand, on the other hand can make the bottom sand from the bottom to the sand; the other part of the sand washing liquid bit nozzle, forming asymmetric jet, to the bottom sand carrying fluid into the suction chamber, improve the efficiency of carrying sand. The device can effectively complete the cleaning operation of the hard sand column of the low-pressure oil well when the oil and gas well is ensured.

【技術實現步驟摘要】
鉆進式連續沖砂裝置
本技術涉及機械
，尤其涉及一種鉆進式連續沖砂裝置。
技術介紹
地層出砂是油氣田開發生產過程中不可避免的重要問題之一，我國中東部油田由于開采時間長，采出程度高，儲層壓力系數嚴重降低等因素，地層出砂尤為嚴重。據統計，江漢油田的出砂井占總開采井數的50％左右，油田每年因地層出砂導致的修井作業次數占總修井次的45％-50％，大大增加了油田生產成本。地層砂在井筒中沉積形成砂柱，淹沒產層，導致產量降低；同時，磨損井下和地面生產設備，造成油氣井損壞；嚴重時可能引起井壁坍塌導致油氣井停產。因此，在油氣井生產開發過程中，進入井筒中的地層砂必須及時清除。目前，現場常用的清砂技術主要分為兩類：(1)水力沖砂，包括常規水力沖砂(正循環沖砂、反循環沖砂、正沖反洗沖砂等)、低密度氣化液沖砂、暫封劑水力沖砂、射流負壓沖砂等；(2)機械撈砂，包括鋼絲繩輸送式撈砂、油管輸送式撈砂等。水力沖砂作業的關鍵是在井筒中建立循環，從而利用沖砂液將地層砂攜帶出井，但是對于中東部油田低壓井(壓力系數小于1)，采用常規攜砂液無法建立循環，攜砂液直接漏入地層；采用低密度沖砂液體或射流負壓沖砂雖然能夠正常循環，但是對于嚴重固結的硬質砂柱清砂效果不太明顯。機械撈砂技術不需外來工作液循環，不會污染油層，操作簡單，但當井底沉砂固結形成砂柱時，撈砂作業往往不易成功。以上可知，目前尚未有行之有效的方法來解決低壓油氣井生產中產生的硬質砂柱問題。
技術實現思路
本技術的目的在于解決上述現有技術存在的缺陷，提供一種用于清除低壓油井硬質砂柱的鉆進式連續沖砂裝置。一種鉆進式連續沖砂裝置，包括：沖砂鉆頭、雙壁鉆柱、旋轉密封井口、旋轉驅動裝置、沖砂液管匯、攜砂液管匯；所述沖砂鉆頭包括：鉆頭本體、鉆頭內體；鉆頭內體的上端設置有鉆頭內接頭，鉆頭內體為中空圓柱體結構，該中空圓柱體的上段為攜砂液上返通道，中下段為攜砂液吸入腔；鉆頭本體的上端邊緣構成鉆頭本體接頭，鉆頭本體外側的下段沿周向布置有切削翼肋，鉆頭本體的底面設置有攜砂液入口,攜砂液入口與所述攜砂液吸入腔連通；攜砂液入口與鉆頭本體的軸線重合；鉆頭本體下段內壁與鉆頭內體外壁之間形成具有多曲面腔室的高壓震蕩腔，鉆頭本體上段內壁與鉆頭內體外壁之間形成具有不等徑環形空間的鉆頭環空；高壓震蕩腔與鉆頭環空連通；鉆頭內體的下段布置有若干對后向射流噴嘴，鉆頭本體的底面布置有若干個鉆頭噴嘴；所述后向射流噴嘴入口與高壓震蕩腔連通，出口位于攜砂液吸入腔內；鉆頭噴嘴的入口與所述高壓震蕩腔連通，出口與沖砂鉆頭外的井筒連通；所述雙壁鉆柱包括雙壁鉆桿外接頭、中空結構的雙壁鉆桿內管；所述雙壁鉆桿內管內部通道構成中心過流通道；雙壁鉆桿內管的底端設置有雙壁鉆桿內接頭，所述雙壁鉆桿內管的外壁與雙壁鉆柱的內壁構成雙壁鉆桿環空，所述雙壁鉆桿內接頭的出口與中心過流通道連通；雙壁鉆柱通過多根雙壁鉆桿順序螺紋連接而成，所述雙壁鉆桿外接頭和雙壁鉆桿內接頭分別與鉆頭本體接頭和鉆頭內接頭螺紋連接；雙壁鉆桿環空與鉆頭環空相連通，雙壁鉆桿環空與沖砂液管匯連通，鉆頭環空、雙壁鉆桿環空和沖砂液管匯構成沖砂液入井通道；中心過流通道與攜砂液上返通道相通道，中心過流通道與攜砂液管匯相連通，攜砂液上返通道、中心過流通道與攜砂液管匯構成攜砂液的出井通道；旋轉密封井口設置在地面上，用于將雙壁鉆柱密封固定在井口；旋轉驅動裝置設置在地面以上，用于驅動雙壁鉆柱和沖砂鉆頭旋轉。進一步地，如上所述的鉆進式連續沖砂裝置，所述攜砂液入口為圓錐形。進一步地，如上所述的鉆進式連續沖砂裝置，所述后向射流噴嘴對稱布置，數量為2-3對，后向射流噴嘴與鉆頭本體軸線的夾角為10°-30°。進一步地，如上所述的鉆進式連續沖砂裝置，所述鉆頭噴嘴112呈現不對稱布置，數量為3-5個。進一步地，如上所述的鉆進式連續沖砂裝置，所述鉆頭噴嘴的當量直徑小于后向噴嘴的當量直徑。進一步地，如上所述的鉆進式連續沖砂裝置，所述切削翼肋成對布置，數量為2-3對。與現有技術相比，本技術的有益效果如下：(1)本申請的旋轉沖砂鉆頭，代替常規機械撈砂中的撈砂錐或砂鏟，實現了鉆頭在鉆壓的作用下旋轉切削井底硬質砂柱，將嚴重固結的地層砂變為碎砂、散沙，利于沖砂液的攜砂，提高清砂效率；(2)本申請的后向射流噴嘴產生的后向射流能夠產生抽吸負壓，能夠有效的降低井底壓差，一方面能夠保證低壓井正常循環攜砂，另一方面能夠促使井底沉砂脫離井底，提高沖砂效率；(3)本申請的高壓震蕩腔具有震蕩回流的作用，沖砂液在此產生漩渦，渦量擾動與碰撞壁相互作用，從而增加了后向射流噴嘴和鉆頭噴嘴出口流體的能量，利于沖砂和攜砂。附圖說明圖1是本技術一種鉆進式連續沖砂裝置的結構示意圖；圖2是本技術一種鉆進式連續沖砂裝置的沖砂鉆頭的結構示意圖；圖3是本技術一種鉆進式連續沖砂裝置的沖砂鉆頭的三維示意圖；圖4是本技術一種鉆進式連續沖砂裝置的雙壁鉆桿結構示意圖。圖中：1、沖砂鉆頭，2、井筒，3、雙壁鉆柱，4、地面，5、旋轉密封井口，6、旋轉驅動裝置，7、沖砂液管匯，8、攜砂液管匯，11、鉆頭內接頭，12、鉆頭內體，13、鉆頭本體，14、鉆頭本體接頭，15、鉆頭環空，16、攜砂液吸入腔，17、攜砂液上返通道，18、高壓震蕩腔，19、后向射流噴嘴，110、切削翼肋，111、攜砂液入口，112、鉆頭噴嘴，31、雙壁鉆桿外接頭，32、雙壁鉆桿內接頭，33、雙壁鉆桿環空，34、雙壁鉆桿內管，35、中心過流通道。具體實施方式為使本技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面本技術中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本技術一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒炯夹g中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本技術保護的范圍。如圖1-圖4所示，本技術的可鉆式連續沖砂裝置，包括沖砂鉆頭1，雙壁鉆柱3，旋轉密封井口5，旋轉驅動裝6，沖砂液管匯7，攜砂液管匯8。沖砂鉆頭1包括鉆頭本體13、鉆頭本體接頭14，鉆頭內體12，鉆頭內接頭11，切削翼肋110，鉆頭環空15，高壓震蕩腔18，后向射流噴嘴19，鉆頭噴嘴112，攜砂液入口111，攜砂液吸入腔16，攜砂液上返通道17。鉆頭本體13外側的下段沿周向布置有2對切削翼肋110；鉆頭內體12為中空圓柱體，中空圓柱體上段為攜砂液上返通道17，中空圓柱體下段為攜砂液吸入腔16；攜砂液入口111為圓錐形位于鉆頭本體13的底面，與攜砂液吸入腔16連通，攜砂液入口111與鉆頭本體13的軸線重合。鉆頭環空15為鉆頭本體13上段內壁與鉆頭內體12外壁之間形成的不等徑環形空間；高壓震蕩腔18為鉆頭本體13下段內壁與鉆頭內體12外壁之間形成的多曲面腔室，鉆頭環空15與高壓震蕩腔18連通；鉆頭內體12的下段布置有3對后向射流噴嘴19，后向射流噴嘴19的軸線與鉆頭本體13的軸線呈30°夾角，后向射流噴嘴19的入口與高壓震蕩腔18連通，后向射流噴嘴19的出口位于攜砂液吸入腔16內，后向射流噴嘴19的出口位于攜砂液吸入腔16的同一平面內；鉆頭本體13的底面不對稱布置有5個鉆頭噴嘴112，鉆頭噴嘴112的入口與高壓震蕩腔18連通，鉆頭噴嘴112的出口與井筒2連通。所述本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鉆進式連續沖砂裝置，其特征在于，包括：沖砂鉆頭(1)、雙壁鉆柱(3)、旋轉密封井口(5)、旋轉驅動裝置(6)、沖砂液管匯(7)、攜砂液管匯(8)；所述沖砂鉆頭(1)包括：鉆頭本體(13)、鉆頭內體(12)；鉆頭內體(12)的上端設置有鉆頭內接頭(11)，鉆頭內體(12)為中空圓柱體結構，該中空圓柱體的上段為攜砂液上返通道(17)，中下段為攜砂液吸入腔(16)；鉆頭本體(13)的上端邊緣構成鉆頭本體接頭(14)，鉆頭本體(13)外側的下段沿周向布置有切削翼肋(110)，鉆頭本體(13)的底面設置有攜砂液入口(111),攜砂液入口(111)與所述攜砂液吸入腔(16)連通；攜砂液入口(111)與鉆頭本體(13)的軸線重合；鉆頭本體(13)下段內壁與鉆頭內體(12)外壁之間形成具有多曲面腔室的高壓震蕩腔(18)，鉆頭本體(13)上段內壁與鉆頭內體(12)外壁之間形成具有不等徑環形空間的鉆頭環空(15)；高壓震蕩腔(18)與鉆頭環空(15)連通；鉆頭內體(12)的下段布置有若干對后向射流噴嘴(19)，鉆頭本體(13)的底面布置有若干個鉆頭噴嘴(112)；所述后向射流噴嘴(19)入口與高壓震蕩腔(18)連通，出口位于攜砂液吸入腔(16)內；鉆頭噴嘴(112)的入口與所述高壓震蕩腔(18)連通，出口與沖砂鉆頭(1)外的井筒(2)連通；所述雙壁鉆柱(3)包括雙壁鉆桿外接頭(31)、中空結構的雙壁鉆桿內管(34)；所述雙壁鉆桿內管(34)內部通道構成中心過流通道(35)；雙壁鉆桿內管(34)的底端設置有雙壁鉆桿內接頭(32)，所述雙壁鉆桿內管(34)的外壁與雙壁鉆柱(3)的內壁構成雙壁鉆桿環空(33)，所述雙壁鉆桿內接頭(32)的出口與中心過流通道(35)連通；雙壁鉆柱(3)通過多根雙壁鉆桿順序螺紋連接而成，所述雙壁鉆桿外接頭(31)和雙壁鉆桿內接頭(32)分別與鉆頭本體接頭(14)和鉆頭內接頭(11)螺紋連接；雙壁鉆桿環空(33)與鉆頭環空(15)相連通，雙壁鉆桿環空(33)與沖砂液管匯(7)?連通，鉆頭環空(15)、雙壁鉆桿環空(33)和沖砂液管匯(7)構成沖砂液入井通道；中心過流通道(35)與攜砂液上返通道(17)相通道，中心過流通道(35)與攜砂液管匯(8)相連通，攜砂液上返通道(17)、中心過流通道(35)與攜砂液管匯(8)構成攜砂液的出井通道；旋轉密封井口(5)設置在地面上，用于將雙壁鉆柱(3)密封固定在井口；旋轉驅動裝置(6)設置在地面以上，用于驅動雙壁鉆柱(3)和沖砂鉆頭(1)旋轉。...

【技術特征摘要】
1.一種鉆進式連續沖砂裝置，其特征在于，包括：沖砂鉆頭(1)、雙壁鉆柱(3)、旋轉密封井口(5)、旋轉驅動裝置(6)、沖砂液管匯(7)、攜砂液管匯(8)；所述沖砂鉆頭(1)包括：鉆頭本體(13)、鉆頭內體(12)；鉆頭內體(12)的上端設置有鉆頭內接頭(11)，鉆頭內體(12)為中空圓柱體結構，該中空圓柱體的上段為攜砂液上返通道(17)，中下段為攜砂液吸入腔(16)；鉆頭本體(13)的上端邊緣構成鉆頭本體接頭(14)，鉆頭本體(13)外側的下段沿周向布置有切削翼肋(110)，鉆頭本體(13)的底面設置有攜砂液入口(111),攜砂液入口(111)與所述攜砂液吸入腔(16)連通；攜砂液入口(111)與鉆頭本體(13)的軸線重合；鉆頭本體(13)下段內壁與鉆頭內體(12)外壁之間形成具有多曲面腔室的高壓震蕩腔(18)，鉆頭本體(13)上段內壁與鉆頭內體(12)外壁之間形成具有不等徑環形空間的鉆頭環空(15)；高壓震蕩腔(18)與鉆頭環空(15)連通；鉆頭內體(12)的下段布置有若干對后向射流噴嘴(19)，鉆頭本體(13)的底面布置有若干個鉆頭噴嘴(112)；所述后向射流噴嘴(19)入口與高壓震蕩腔(18)連通，出口位于攜砂液吸入腔(16)內；鉆頭噴嘴(112)的入口與所述高壓震蕩腔(18)連通，出口與沖砂鉆頭(1)外的井筒(2)連通；所述雙壁鉆柱(3)包括雙壁鉆桿外接頭(31)、中空結構的雙壁鉆桿內管(34)；所述雙壁鉆桿內管(34)內部通道構成中心過流通道(35)；雙壁鉆桿內管(34)的底端設置有雙壁鉆桿內接頭(32)，所述雙壁鉆桿內管(...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王國華，秦大偉，任嘉瑋，黃昕明，陶埴，李德虎，曾潤，楊京華，于瀟，張寒，張懿培，
申請(專利權)人：西南石油大學，
類型：新型
國別省市：四川,51