专利名称：一种储砂式双向喷嘴水力喷射泵的制作方法
技术领域：
本发明属于石油开采领域，具体而言，涉及一种水力喷射泵，尤其是一种储砂式双向喷嘴水力喷射泵。
背景技术：
在采油作业中，现有水平井冲砂目前仍以常规冲砂方式及负压冲砂方式为主，其中:常规冲砂作业对于直井段和小斜度井段是有效的，但是对于水平井冲砂，水平井井底沉砂必然沉积于水平井段，由于井底沉砂的搅动、悬浮及井底砂的水平运移，无法将井底沉砂彻底清理干净，其直接后果是井底有效沉砂空间不足，频繁出现砂埋油层，造成检泵周期缩短，油井频繁作业，造成后续作业(注汽、修井等)无法完成，很多水平井因此而报废；另外，由于现有的常规冲砂方式属于带压冲砂，存在冲砂液回灌地层的问题，严重时冲砂液无法返回地面，尤其是热采水平井，对油层造成损害；而对于现 有的水平井负压冲砂方式，则存在无法将较大砂粒携带回地面的缺陷，在一定程度上影响着冲砂的效果。上述可知，出砂水平井冲砂是业界目前急需解决的技术问题。有鉴于此，本设计人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，研制出一种储砂式双向喷嘴水力喷射泵，以期解决现有技术存在的问题。
发明内容
本发明的目的是在于提供一种储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其能完全清理水平井井底的沉砂，通过吸入井底砂粒并储存，并将沉砂携带回地面，克服了现有技术的缺陷。为此，本发明提出一种储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其包括:一射流携砂部，包括一上分离接头、一射流器、一接套及一下密封接头，所述上分离接头的上端与一双联接头下端的内侧面相螺接，所述接套的上端螺接于所述上分离接头下端的外侧面，其下端通过内螺纹与所述下密封接头的上端相连接，所述射流器嵌设在所述上分离接头、接套及下密封接头内，其出口端设置于所述上分离接头的上端，其入口端则位于所述下密封接头中，所述上分离接头一侧的侧壁中沿轴向贯通的设有一动力液流道，其另一侧相对于所述射流器的侧入口形成有通孔，所述射流器对应于所述上分离接头的下端开设有侧吸入口，所述侧吸入口与所述动力液流道相连通，所述射流器于所述侧吸入口下侧的外周面与所述下密封接头的内表面相密贴；一激砂部，设有一管部及一喷射部，所述管部的上端与所述射流器的入口端相连通，其下端连接有所述喷射部；一储砂部，包括有一储砂外管、一挡砂接头及单向导流储砂阀，所述储砂外管套设在所述射流携砂部及所述激砂部上段的外侧，其内壁与所述上分离接头、接套、下密封接头及管部的上段之间形成有外环空，其上端则螺接于所述双联接头下端的外侧面，所述挡砂接头及单向导流储砂阀由上至下间隔套设在所述管部的外侧，所述挡砂接头上端通过外螺纹连接于所述下密封接头的下端口处，其下端向外凸设一环肩，所述环肩的外侧与所述储砂外管的内壁相接触，而所述单向导流储砂阀的外侧与所述储砂外管的内壁螺接，其内侧与所述管部的外表面相固接，所述外环空位于所述挡砂接头及单向导流储砂阀之间的部分定义为一储砂室，所述环肩上沿轴向设有多个筛孔，所述储砂室通过所述筛孔与所述外环空的上部相连通。如上所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其中，所述管部包括呈同心设置的一外管及一内管，而所述下密封接头的内腔中另嵌设固定有一尾座及一定位螺套，所述尾座及定位螺套依次设置在所述射流器的下侧，所述外管的上端位于所述挡砂接头中，并与所述挡砂接头的内表面相密贴，所述内管的上端螺接于所述尾座下端的内侧壁上，其下端则连接有所述喷射部，所述喷射部位于所述外管中，其中，所述单向导流储砂阀套设在所述外管上，其内侧与所述外管的外表面焊接固定，所述挡砂接头的上端位于所述定位螺套下侧。如上所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其中，所述喷射部包括一喷嘴套、一冲砂喷嘴及一喷嘴压帽，所述喷嘴套的上端通过内螺纹连接于所述内管的下端，所述冲砂喷嘴嵌设固定在所述喷嘴套的下端口处，所述喷嘴压帽放置在所述喷嘴套内，其位于所述内管的下端面及所述冲砂喷嘴之间。如上所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其中，所述射流器包括:一进液接套，嵌设固定在所述上分离接头中；一喉管部，包含有一喉管、一扩散管及一喉管座，所述喉管座的下端连接于所述进液接套中，其上侧的外表面与所述上分离接头的内壁之间进一步设有一锁紧螺母，所述扩散管及喉管则由上而下依次嵌设固定在所述喉管座内；一上喷射部，位于所述喉管部的下侧，其包括一高压进液接头、一上喷嘴套、一上喷嘴及一上喷嘴压帽，所述高压进液接头的上端螺接于所述进液接套内，其上端的端口处连接有所述上喷嘴套，所述上喷嘴嵌设固定在所述上喷嘴套的上端口，并与所述喉管的下端口相对，所述上喷嘴压帽则位于所述上喷嘴套内，其设置在所述上喷嘴及所述高压进液接头的上端面之间；其中，所述进液接套的内腔于所述喉管的下端口及所述高压进液接头上端之间的部分形成一混合室，且其侧壁上在对应于所述混合室的位置开设有所述侧入口，所述高压进液接头的上段位于所述上分离接头中，其中段及下段则依次嵌设在所述接套及下密封接头内，且其下段的外侧面与所述下密封接头的内壁相互密贴，所述高压进液接头的下端通过外螺纹与所述尾座的上端相连接。如上所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其中，所述高压进液接头中段的外侧壁与所述接套中部的内壁之间形成一环形通道，且所述高压进液接头在对应于所述环形通道的侧壁上开设有所述侧吸入口，所述动力液流道通过所述环形通道与所述侧吸入口相连通；其中，所述高压进液接头的外侧面与所述上分离接头及所述下密封接头的内壁之间进一步嵌设有密封垫圈。如上所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其中，所述射流器另设有一第二扩散部，所述第二扩散部包括一第二扩 散管及一扩散管外套，所述扩散管外套位于所述双联接头内，其下端嵌设入所述上分离接头内，并通过内螺纹与所述喉管座的上端螺接固定，所述第二扩散管固定在所述扩散管外套内，其下端与所述扩散管的上端相抵接，其中，所述扩散管外套的外侧面与所述双联接头的内壁之间形成一中环空，所述中环空与所述动力液流道的上端相连通。如上所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其中，所述双联接头的上端通过外螺纹与一液流短节相连接，所述扩散管外套的上端设有一上接头，所述上接头的下端伸入所述扩散管外套中，并与所述第二扩散管上端的外周壁相螺接，其上端则形成有内螺纹，其中，所述液流短节与所述上接头之间形成一上环空，所述上环空与所述中环空相连通。如上所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其中，所述单向导流储砂阀包括一环形阀座及多个单向阀门装置，所述环形阀座上沿轴向设有多个导流孔，各所述导流孔沿所述环形阀座的周向分布，各所述单向阀门装置对应设置于各所述导流孔处。如上所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其中，所述环形阀座的上表面设有多个固定部，各所述固定部对应设置于各所述导流孔的一侧，其中，各所述固定部包括两排砂阀座，两所述排砂阀座沿径向间隔设置，且两者之间穿设有一连接轴；所述单向阀门装置包括一圆柱螺旋扭转弹簧及一盖板，所述盖板对应盖合在所述导流孔上，其上表面间隔设有两枢 座，所述圆柱螺旋扭转弹簧及两所述枢座能转动的穿设在所述连接轴上，所述圆柱螺旋扭转弹簧的一支脚抵接于所述盖板的上表面，所述圆柱螺旋扭转弹簧的另一支脚卡掣于所述环形阀座的上表面，其中，所述圆柱螺旋扭转弹簧位于两所述枢座之间。如上所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其中，所述单向阀门装置为一单向阀，各所述单向阀对应嵌设固定在各所述导流孔内，且所述单向阀的入口端朝向所述导流孔的下侦牝其出口端则朝向所述导流孔的上侧。本发明提出的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，设有射流携砂部、激砂部及储砂部，一方面，射流携砂部中射流器的上喷嘴射出的高速动力液，在混合腔中形成一定的真空度，从而形成负压区，另一方面，由激砂部流至井底的动力液，经充分混合沉砂后形成冲砂液，在负压作用下，该冲砂液被从井底经储砂部、外环空等上吸至混合室内，此后，两股液流在腔室中混合，经过喉管、扩散管等继续向上返回地面，与此同时，随冲砂液从井底上行的沉砂，则沉积在储砂部的储砂室内，实现储砂，可以将地底沉砂携带至地面。与现有技术相比，本发明提出的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，利用相对设置的上喷嘴及冲砂喷嘴，改变了冲砂方式，能将井底沉砂彻底清理干净，以改善出砂水平井的冲砂效果，提高采用作业的可靠性，延长检泵周期，提高油井寿命；通过将冲砂液返回地面，解决现有带压冲砂方式冲砂液回灌地层甚至无法返回地面，以至于对油层造成损害的问题。总之，本发明提出的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其结构简单，使用方便，尤其适用于水平井、直井及斜井等工作场合，提高了冲砂效果及冲砂效率，具有较好的应用前景。
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中:图1为本发明的储砂式双向喷嘴水力喷射泵的整体组成图。
图2为本发明的储砂式双向喷嘴水力喷射泵中射流携砂部的结构示意图。图3为本发明的储砂式双向喷嘴水力喷射泵中环形阀座的剖面图。图4a为本发明的储砂式双向喷嘴水力喷射泵中单向阀门装置的组成结构图。图4b为图4a中H处的局部放大示意图。图5为本发明的使用参考图(一)，图中箭头示意性的表示出液流在本发明中向井底的流动路径。图6为本发明的使用参考图(二)，图中箭头示意性的表示出液流由井底经本发明返回至地面的流动路径。主要元件标号说明:I 射流携砂部 11 上分离接头 111 动力液流道112 通孔12 射流器120a侧入口120b 侧吸入口121 进液接套1211混合室122 喉管部1221喉管1222扩散管1223 喉管座123 上喷射部1231高压进液接头
1232 上喷嘴套 1233上喷嘴1234上喷嘴压帽1235 密封垫圈124 第二扩散部 1241第二扩散管1242 扩散管外套 13 接套14 下密封接头15 双联接头 16 尾座17 定位螺套18 锁紧螺母 19 环形通道2激砂部21 管部211 外管212 内管22 喷射部221 喷嘴套222 冲砂喷嘴 223 喷嘴压帽3 储砂部31 储砂外管 32 挡砂接头320 环肩321 筛孔33 单向导流储砂阀331 环形阀座3311 导流孔3312排砂阀座3313连接轴332 单向阀门装置3321圆柱螺旋扭转弹簧3322盖板3323 枢座34 储砂室41 液流短节42 上接头Hl 外环空H2 中环空H3 上环空
具体实施例方式本发明提供一种储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其包括一射流携砂部、一激砂部及一储砂部，所述射流携砂部包括一上分离接头、一射流器、一接套及一下密封接头，所述上分离接头的上端与一双联接头下端的内侧面相螺接，所述接套的上端螺接于所述上分离接头下端的外侧面，其下端通过内螺纹与所述下密封接头的上端相连接，所述射流器嵌设在所述上分离接头、接套及下密封接头内，其出口端设置于所述上分离接头的上端，其入口端则位于所述下密封接头中，所述上分离接头一侧的侧壁中沿轴向贯通的设有一动力液流道，其另一侧相对于所述射流器的侧入口形成有通孔，所述射流器对应于所述上分离接头的下端开设有侧吸入口，所述侧吸入口与所述动力液流道相连通，所述射流器于所述侧吸入口下侧的外周面与所述下密封接头的内表面相密贴；所述激砂部设有一管部及一喷射部，所述管部的上端与所述射流器的入口端相连通，其下端连接有所述喷射部；所述储砂部包括有一储砂外管、一挡砂接头及单向导流储砂阀，所述储砂外管套设在所述射流携砂部及所述激砂部上段的外侧，其内壁与所述上分离接头、接套、下密封接头及管部的上段之间形成有外环空，其上端则螺接于所述双联接头下端的外侧面，所述挡砂接头及单向导流储砂阀由上至下间隔套设在所述管部的外侧，所述挡砂接头上端通过外螺纹连接于所述下密封接头的下端口处，其下端向外凸设一环肩，所述环肩的外侧与所述储砂外管的内壁相接触，而所述单向导流储砂阀的外侧与所述储砂外管的内壁螺接，其内侧与所述管部的外表面相固接，所述外环空位于所述挡砂接头及单向导流储砂阀之间的部分定义为一储砂室，所述环肩上沿轴向设有多个筛孔，所述储砂室通过所述筛孔与所述外环空的上部相连通。本发明提出的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，能将井底沉砂彻底清理干净，以改善出砂水平井的冲砂效果，提高采用作业的可靠性，延长检泵周期，提高油井寿命；通过将冲砂液流回地面，解决现有带压冲砂方式冲砂液回灌地层甚至无法返回地面，以至于对油层造成损害的问题。为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，以下结合附图及较佳实施例，对本发明提出的储砂式双向喷嘴水力喷射泵的具体实施方式
、结构、特征及功效，详细说明如后。另外，通过具体实施方式
的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入具体的了解，然而所附图仅是提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。图1为本发明的储砂式双向喷嘴水力喷射泵的整体组成图。图2为本发明的储砂式双向喷嘴水力喷射泵中射流携砂部的结构示意图。图3为本发明的储砂式双向喷嘴水力喷射泵中环形阀座的剖面图。图4a为本发明的储砂式双向喷嘴水力喷射泵中单向阀门装置的组成结构图。图4b为图4a中H处的局部放大示意图。参见图1，本发明提出的一种储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其包括一射流携砂部
1、一激砂部2及一储砂部3，其中:
请一并参见图2，所述射流携砂部I包括一上分离接头11、一射流器12、一接套13及一下密封接头14，所述上分离接头11的上端与一双联接头15下端的内侧面相螺接，所述接套13的上端螺接于所述上分离接头11下端的外侧面，其下端通过内螺纹与所述下密封接头14的上端相连接，所述射流器12嵌设在所述上分离接头11、接套13及下密封接头14内，其出口端设置于所述上分离接头11的上端，其入口端则位于所述下密封接头14中，所述上分离接头11 一侧的侧壁中沿轴向贯通的设有一动力液流道111，其另一侧相对于所述射流器12的侧入口 120a形成有通孔112，所述射流器12对应于所述上分离接头11的下端开设有侧吸入口 120b，所述侧吸入口 120b与所述动力液流道111相连通，所述射流器12于所述侧吸入口 120b下侧的外周面与所述下密封接头14的内表面相密贴；所述激砂部2设有一管部21及一喷射部22，所述管部21的上端与所述射流器12的入口端相连通，其下端连接有所述喷射部22 ；所述储砂部3包括有一储砂外管31、一挡砂接头32及单向导流储砂阀33，所述储砂外管31套设在所述射流携砂部I及所述激砂部2上段的外侧，其内壁与所述上分离接头
I1、接套13、下密封接头14及管部21的上段之间形成有外环空H1，其上端则螺接于所述双联接头15下端的外侧面，所述挡砂接头32及单向导流储砂阀33由上至下间隔套设在所述管部21的外侧，所述挡砂接头32的上端通过外螺纹连接于所述下密封接头14的下端口处，其下端向外凸设一环肩320，所述环肩320的外侧与所述储砂外管31的内壁相接触，而所述单向导流储砂阀33的外侧与所述储砂外管31的内壁螺接，其内侧与所述管部21的外表面相固接，所述外环空Hl位于所述挡砂接头32及单向导流储砂阀33之间的部分定义为一储砂室34，所述环肩320上沿轴向设有多个筛孔321，所述储砂室34通过所述筛孔321与所述外环空Hl的上部相连通，即所述外环空Hl由所述挡砂接头32及单向导流储砂阀33分隔为两部分，即该外环空Hl的上部及该储砂室34，且两者之间通过所述筛孔321相连通。
其中，所述管部21包括呈同心设置的一外管211及一内管212，而所述下密封接头14的内腔中另嵌设固定有一尾座16及一定位螺套17，所述尾座16及定位螺套17依次设置在所述射流器12的下侧，所述外管211的上端位于所述挡砂接头32中，并与所述挡砂接头32的内表面相密贴，所述内管212的上端螺接于所述尾座16下端的内侧壁上，其下端则连接有所述喷射部22，所述喷射部22位于所述外管211中，其中，所述单向导流储砂阀33套设在所述外管211上，其内侧与所述外管211的外表面焊接固定，所述挡砂接头32的上端位于所述定位螺套17下侧。其中，如图所示，优选的实施方式是，所述单向导流储砂阀33位于所述储砂外管31的下端口处，而所述挡砂接头32下端的内壁上凹设有一环槽(图中未标示)，所述外管211的上端焊接有一环套(图中未标示)，一方面,该外管通过该环套与该环槽的顶部相接触，以与该挡砂接头相密贴，另一方面，该挡砂接头32的环槽处的侧壁与外管211的外表面之间间隔有距离，且在所述挡砂接头32环槽处的侧壁上形成有多个流通孔(图中未标示)，该流通孔与储砂室及外环空的上部相连通，以便于在单位时间内使更多的流体通过，提高效率。进一步地，所述喷射部22包括一喷嘴套221、一冲砂喷嘴222及一喷嘴压帽223，所述喷嘴套221的上端通过内螺纹连接于所述内管212的下端，所述冲砂喷嘴222嵌设固定在所述喷嘴套221的下端口处，所述喷嘴压帽223放置在所述喷嘴套221内，其位于所述内管212的下端面及所述冲砂喷嘴222之间。较佳地，所述射流器12包括一进液接套121、一喉管部122及一上喷射部123，其中，所述进液接套121嵌设固定在所述上分离接头11中；所述喉管部122包含有一喉管1221、一扩散管1222及一喉管座1223，所述喉管座1223的下端连接于所述进液接套121中，其上侧的外表面与所述上分离接头11的内壁之间进一步设有一锁紧螺母18，所述扩散管1222及喉管1221则由上而下依次嵌设固定在所述喉管座1223内；所述上喷射部123位于所述喉管部122的下侧，其包括一高压进液接头1231、一上喷嘴套1232、一上喷嘴1233及一上喷嘴压帽1234，所述高压进液接头1231的上端螺接于所述进液接套121内，其上端的端口处连接有所述上喷嘴套1232，所述上喷嘴1233嵌设固定在所述上喷嘴套1232的上端口，并与所述喉管1221的下端口相对，所述上喷嘴压帽1234则位于所述上喷嘴套1232内，其设置在所述上喷嘴1233及所述高压进液接头1231的上端面之间；其中，所述进液接套121的内腔于所述喉管1221的下端口及所述高压进液接头1231上端之间的部分形成一混合室1211，且其侧壁上在对应于所述混合室1211的位置开设有所述侧入口 120a，所述高压进液接头1231的上段位于所述上分离接头11中，其中段及下段则依次嵌设在所述接套13及下密封接头14内，且其下段的外侧面与所述下密封接头14的内壁相互密贴，所述高压进液接头1231的下端通过外螺纹与所述尾座16的上端相连接。其中，对于所述侧入口 120a数量在此不作具体限定，可根据实际使用需要而定。优选的实施方式是，所述高压进液接头1231中段的外侧壁与所述接套13中部的内壁之间形成一环形通道19，且所述高压进液接头1231在对应于所述环形通道19的侧壁上开设有所述侧吸入口 120b，所述动力液流道111通过所述环形通道19与所述侧吸入口120b相连通，其中，所述高压进液接头1231的外侧面与所述上分离接头11及所述下密封接头14的内壁之间进一步嵌设有密封垫圈1235。如图1、2所示，为了达到更佳的使用效果，所述高压进液接头1231沿周向均布有多个所述侧吸入口 120b。更进一步地，所述射流器12另设有一第二扩散部124，所述第二扩散部124包括一第二扩散管1241及一扩散管外套1242,所述扩散管外套1242位于所述双联接头15内，其下端嵌设入所述上分离接头11内，并通过内螺纹与所述喉管座1223的上端螺接固定，所述第二扩散管1241固定在所述扩散管外套1242内，其下端与所述扩散管1222的上端相抵接，其中，所述扩散管外套1242的外侧面与所述双联接头15的内壁之间形成一中环空H2，所述中环空H2与所述动力液流道111的上端相连通。另外，所述双联接头15的上端通过外螺纹与一液流短节41相连接，所述扩散管外套1242的上端设有一上接头42，所述上接头42的下端伸入所述扩散管外套1242中，并与所述第二扩散管1241上端的外周壁相螺 接，其上端则形成有内螺纹，其中，所述液流短节41与所述上接头42之间形成一上环空H3，所述上环空H3与所述中环空H2相连通。在以上各可行的实施方式中，所述单向导流储砂阀33包括一环形阀座331及多个单向阀门装置332，所述环形阀座331上沿轴向设有多个导流孔3311，各所述导流孔3311沿所述环形阀座331的周向分布(请参见图3)，各所述单向阀门装置332对应设置于各所述导流孔3311处。如图1所示，在使用时所述环形阀座331套设在所述管部21的外管211上，其外侧与所述储砂外管31的内壁螺接固定，其内侧与所述管部21的外管211外表面焊接固定，通过设置该单向导流储砂阀，在工作时，使冲砂液由井底单向进入储砂室34内，便于储存沉砂。请一并参见图4a、4b,优选的实施方式是,所述环形阀座331的上表面设有多个固定部，各所述固定部对应设置于各所述导流孔3311的一侧，其中，各所述固定部包括两排砂阀座3312，两所述排砂阀座3312沿径向间隔设置，且两者之间穿设有一连接轴3313 ；所述单向阀门装置332包括一圆柱螺旋扭转弹簧3321及一盖板3322，所述盖板3322对应盖合在所述导流孔3311上，其上表面间隔设有两枢座3323，所述圆柱螺旋扭转弹簧3321及两所述枢座3323能转动的穿设在所述连接轴3313上，所述圆柱螺旋扭转弹簧3321的一支脚3321a卡接在所述盖板3322的上表面，所述圆柱螺旋扭转弹簧3321的另一支脚3321b卡掣于所述环形阀座331的上表面，其中，所述圆柱螺旋扭转弹簧3321位于两所述枢座3323之间。在实际制作中，各所述枢座的一端可焊接固定于所述盖板的上表面，而另一端则对应开设枢孔，以便于穿设在连接轴上，由此，在工作时，可通过枢座带动盖板沿连接轴转动，以打开或盖合导流孔。需指出的是，所述单向阀门装置332的结构不限于以上所述，比如，其还可为一单向阀，各所述单向阀对应嵌设固定在各所述导流孔3311内，且所述单向阀的入口端朝向所述导流孔3311的下侧，其出口端则朝向所述导流孔3311的上侧，即朝向该储砂室34。
图5为本发明的使用参考图(一)，图中箭头示意性的表示出液流在本发明中向井底的流动路径。图6为本发明的使用参考图(二)，图中箭头示意性的表示出液流由井底经本发明返回至地面的流动路径。本发明提出的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，在具体实施中，将其上端的液流短节41通过一上部接头5与一压力注入系统(如泵车、水循环装置等，图中未示出)相连接，而所述上接头42则通过一排液管6与液流换向系统(通常包括防喷装置、液流换向阀及泄压器等，图中未示出)相连接，须指出的是，上述压力注入系统通过上部接头5与排液管6形成的环空向下注入动力液，而液流换向系统通过排液管6回收由井底返回的液流，两者互不干涉，其组成结构及工作原理为现有技术，在此不作赘述，其中，本发明放入井下后，其具体工作过程如下:由压力注入系统向下注入动力液后，该动力液经上环空H3、中环空H2向下输入，通过所述上分离接头11的动力液流道111进入环形通道19内，并由侧吸入口 120b进入高压进液接头1231，该动力液在该高压进液接头1231的内腔中分成两部分:一部分动力液向下经尾座16、内管212的内腔向下流动，并由喷射部22的冲砂喷嘴222喷出，形成冲砂液，该冲砂液在井筒中向下射流并呈扇形扩散，使井筒底部的沉砂充分悬浮于该冲砂液中；另一部分动力液则向上流动，并由上喷射部123的上喷嘴1233高速喷入混合室，以在混合室内形成负压区，进而驱动该射流器工作，其中，该射流器形成负压区的工作原理为现有技术，在此不作赘述，具体流动过程请参见图5 ；随后，激砂部2下侧的井筒内不断注入的冲砂液，由井底返回至单向导流储砂阀33的环形阀座331的导流孔3311中，并且伴随着液压力的升高，冲砂液克服圆柱螺旋扭转弹簧3321的弹力并推开盖板3322，以打开导流孔3311，使该单向导流储砂阀33为导通状态(图中未示出)；之后,冲砂液经导流孔3311被吸入储砂室34内，其中，在冲砂液进入储砂室34后，其携带的沉砂在自身重力及挡砂接头32的筛孔321的过滤作用下，在储砂室34内逐渐沉淀下来，而冲砂液则在射流器的负压区的作用下，继续向上流动，其通过挡砂接头32的筛孔321流至外环空Hl的上部，经上分离接头11的通孔112、射流器12的侧入口 120a进入混合室1211中，并与高速喷出的`动力液相混合，以形成具有一定速度的混合液；随着混合液经喉管部122的喉管1221、扩散管1222以及第二扩散部124的第二扩散管1241，其速度相对降低而压力有所升高，并继续往前流动，最后经上接头42及排液管6返回地面，具体流动路径请一并参见图6 ；当冲砂作业完成后，停止向井下注入动力液，则射流器内的负压消失，而单向阀门装置332的盖板3322在圆柱螺旋扭转弹簧3321的弹性回复力的作用下，重新盖合在环形阀座331的导流孔3311上，随冲砂液上行的井底沉砂则储存在该储砂室34内，最后上提本发明，即可将沉砂从井底取出并带回至地面上。总之，本发明提出的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，通过设置射流携砂部、激砂部及储砂部，一方面，射流携砂部中射流器的上喷嘴射出的高速动力液，在混合腔中形成一定的真空度，从而形成负压区，另一方面，由激砂部流至井底的动力液，经充分混合沉砂后形成冲砂液，在负压作用下，该冲砂液被从井底经储砂部、外环空等上吸至混合室内，此后，两股液流在腔室中混合，经过喉管、扩散管等继续向上返回地面，与此同时，随冲砂液从井底上行的沉砂，则沉积在储砂部的储砂室内，实现储砂，可以将地底沉砂携带至地面。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式
，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围 。
权利要求
1.一种储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其特征在于，所述储砂式双向喷嘴水力喷射泵包括: 一射流携砂部，包括一上分离接头、一射流器、一接套及一下密封接头，所述上分离接头的上端与一双联接头下端的内侧面相螺接，所述接套的上端螺接于所述上分离接头下端的外侧面，其下端通过内螺纹与所述下密封接头的上端相连接，所述射流器嵌设在所述上分离接头、接套及下密封接头内，其出口端设置于所述上分离接头的上端，其入口端则位于所述下密封接头中，所述上分离接头一侧的侧壁中沿轴向贯通的设有一动力液流道，其另一侧相对于所述射流器的侧入口形成有通孔，所述射流器对应于所述上分离接头的下端开设有侧吸入口，所述侧吸入口与所述动力液流道相连通，所述射流器于所述侧吸入口下侧的外周面与所述下密封接头的内表面相密贴； 一激砂部，设有一管部及一喷射部，所述管部的上端与所述射流器的入口端相连通，其下端连接有所述喷射部； 一储砂部，包括有一储砂外管、一挡砂接头及单向导流储砂阀，所述储砂外管套设在所述射流携砂部及所述激砂部上段的外侧，其内壁与所述上分离接头、接套、下密封接头及管部的上段之间形成有外环空，其上端则螺接于所述双联接头下端的外侧面，所述挡砂接头及单向导流储砂阀由上至下间隔套设在所述管部的外侧，所述挡砂接头上端通过外螺纹连接于所述下密封接头的下端口处，其下端向外凸设一环肩，所述环肩的外侧与所述储砂外管的内壁相接触，而所述单向导流储砂阀的外侧与所述储砂外管的内壁螺接，其内侧与所述管部的外表面相固接，所述外环空位于所述挡砂接头及单向导流储砂阀之间的部分定义为一储砂室，所述环肩上沿轴向设有多个筛孔，所述储砂室通过所述筛孔与所述外环空的上部相连通。
2.如权利要求1所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其特征在于，所述管部包括呈同心设置的一外管及一内管，而所述下密封接头的内腔中另嵌设固定有一尾座及一定位螺套，所述尾座及定位螺套依次设置在所述射流器的下侧，所述外管的上端位于所述挡砂接头中，并与所述挡砂接头的内表面相密贴，所述内管的上端螺接于所述尾座下端的内侧壁上，其下端则连接有所述喷射部，所述喷射部位于所述外管中，其中，所述单向导流储砂阀套设在所述外管上，其内侧与所述外管的外表面焊接固定，所述挡砂接头的上端位于所述定位螺套下侧。
3.如权利要求2所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其特征在于，所述喷射部包括一喷嘴套、一冲砂喷嘴及一喷嘴压帽，所述喷嘴套的上端通过内螺纹连接于所述内管的下端，所述冲砂喷嘴嵌设固定在所述喷嘴套的下端口处，所述喷嘴压帽放置在所述喷嘴套内，其位于所述内管的下端面及所述冲砂喷嘴之间。
4.如权利要求2或3所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其特征在于，所述射流器包括: 一进液接套，嵌设固定在所述上分离接头中； 一喉管部，包含有一喉管、一扩散管及一喉管座，所述喉管座的下端连接于所述进液接套中，其上侧的外表面与所述上分离接头的内壁之间进一步设有一锁紧螺母，所述扩散管及喉管则由上而下依次嵌设固定在所述喉管座内； 一上喷射部，位于所述喉管部的下侧，其包括一高压进液接头、一上喷嘴套、一上喷嘴及一上喷嘴压帽，所述高压进液接头的上端螺接于所述进液接套内，其上端的端口处连接有所述上喷嘴套，所述上喷嘴嵌设固定在所述上喷嘴套的上端口，并与所述喉管的下端口相对，所述上喷嘴压帽则位于所述上喷嘴套内，其设置在所述上喷嘴及所述高压进液接头的上端面之间； 其中，所述进液接套的内腔于所述喉管的下端口及所述高压进液接头上端之间的部分形成一混合室，且其侧壁上在对应于所述混合室的位置开设有所述侧入口，所述高压进液接头的上段位于所述上分离接头中，其中段及下段则依次嵌设在所述接套及下密封接头内，且其下段的外侧面与所述下密封接头的内壁相互密贴，所述高压进液接头的下端通过外螺纹与所述尾座的上端相连接。
5.如权利要求4所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其特征在于，所述高压进液接头中段的外侧壁与所述接套中部的内壁之间形成一环形通道，且所述高压进液接头在对应于所述环形通道的侧壁上开设有所述侧吸入口，所述动力液流道通过所述环形通道与所述侧吸入口相连通； 其中，所述高压进液接头的外侧面与所述上分离接头及所述下密封接头的内壁之间进一步嵌设有密封垫圈。
6.如权利要求5所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其特征在于，所述射流器另设有一第二扩散部，所述第二扩散部包括一第二扩散管及一扩散管外套，所述扩散管外套位于所述双联接头内，其下端嵌设入所述上分离接头内，并通过内螺纹与所述喉管座的上端螺接固定，所述第二扩散管固定在所述扩散管外套内，其下端与所述扩散管的上端相抵接，其中，所述扩散管外套的外侧面与所述双联接头的内壁之间形成一中环空，所述中环空与所述动力液流道的上端相连通。
7.如权利要求6所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其特征在于，所述双联接头的上端通过外螺纹与一液流短节相连接，所述扩散管外套的上端设有一上接头，所述上接头的下端伸入所述扩散管外套中，并与所述第二扩散管上端的外周壁相螺接，其上端则形成有内螺纹，其中，所述液流短节与所述上接头之间形成一上环空，所述上环空与所述中环空相连通。
8.如权利要求1、2、3、5、6或7所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其特征在于，所述单向导流储砂阀包括一环形阀座及多个单向阀门装置，所述环形阀座上沿轴向设有多个导流孔，各所述导流孔沿所述环形阀座的周向分布，各所述单向阀门装置对应设置于各所述导流孔处。
9.如权利要求8所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其特征在于，所述环形阀座的上表面设有多个固定部，各所述固定部对应设置于各所述导流孔的一侧，其中，各所述固定部包括两排砂阀座，两所述排砂阀座沿径向间隔设置，且两者之间穿设有一连接轴； 所述单向阀门装置包括一圆柱螺旋扭转弹簧及一盖板，所述盖板对应盖合在所述导流孔上，其上表面间隔设有两枢座，所述圆柱螺旋扭转弹簧及两所述枢座能转动的穿设在所述连接轴上，所述圆柱螺旋扭转弹簧的一支脚抵接于所述盖板的上表面，所述圆柱螺旋扭转弹簧的另一支脚卡掣于所述环形阀座的上表面，其中，所述圆柱螺旋扭转弹簧位于两所述枢座之间。
10.如权利要求 8所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其特征在于，所述单向阀门装置为一单向阀，各所述单向阀对应嵌设固定在各所述导流孔内，且所述单向阀的入口端朝向所述导流孔的下侧，其出口 端则朝向所述导流孔的上侧。
全文摘要
本发明提供一种储砂式双向喷嘴水力喷射泵，包括射流携砂部，包括上分离接头、射流器、接套及下密封接头，接套的上下两端对应螺接于上分离接头及下密封接头，射流器嵌设在上分离接头、接套及下密封接头内，上分离接头一侧设有动力液流道，另一侧有通孔，射流器的侧吸入口与动力液流道连通，射流器于侧吸入口下侧的外周面与下密封接头相密贴；激砂部，设有管部及喷射部，管部的上端与射流器相连通，下端连接有喷射部；储砂部，包括储砂外管、挡砂接头及单向导流储砂阀，储砂外管的内壁与上分离接头、接套、下密封接头及管部的上段之间形成有外环空，挡砂接头及单向导流储砂阀套设在管部的外侧，挡砂接头的环肩与储砂外管的内壁相接触。
文档编号F04F5/44GK103233922SQ20131014679
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月25日 优先权日2013年4月25日
发明者王刚, 梁兴, 施玉 , 王欣叶, 张涵淇, 孔祥一, 郑贞, 杨军峰, 曲建, 王加富, 马进, 吴爽, 高嵩蒿, 郑明杰, 杨彩霞, 罗军, 郑伟, 周玉龙, 刘斌, 尚一宁, 于淑荣, 陈悦, 张建, 王志刚, 李松 申请人:中国石油天然气股份有限公司
技术领域：
本发明属于石油开采领域，具体而言，涉及一种水力喷射泵，尤其是一种储砂式双向喷嘴水力喷射泵。
背景技术：
在采油作业中，现有水平井冲砂目前仍以常规冲砂方式及负压冲砂方式为主，其中:常规冲砂作业对于直井段和小斜度井段是有效的，但是对于水平井冲砂，水平井井底沉砂必然沉积于水平井段，由于井底沉砂的搅动、悬浮及井底砂的水平运移，无法将井底沉砂彻底清理干净，其直接后果是井底有效沉砂空间不足，频繁出现砂埋油层，造成检泵周期缩短，油井频繁作业，造成后续作业(注汽、修井等)无法完成，很多水平井因此而报废；另外，由于现有的常规冲砂方式属于带压冲砂，存在冲砂液回灌地层的问题，严重时冲砂液无法返回地面，尤其是热采水平井，对油层造成损害；而对于现 有的水平井负压冲砂方式，则存在无法将较大砂粒携带回地面的缺陷，在一定程度上影响着冲砂的效果。上述可知，出砂水平井冲砂是业界目前急需解决的技术问题。有鉴于此，本设计人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，研制出一种储砂式双向喷嘴水力喷射泵，以期解决现有技术存在的问题。
发明内容
本发明的目的是在于提供一种储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其能完全清理水平井井底的沉砂，通过吸入井底砂粒并储存，并将沉砂携带回地面，克服了现有技术的缺陷。为此，本发明提出一种储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其包括:一射流携砂部，包括一上分离接头、一射流器、一接套及一下密封接头，所述上分离接头的上端与一双联接头下端的内侧面相螺接，所述接套的上端螺接于所述上分离接头下端的外侧面，其下端通过内螺纹与所述下密封接头的上端相连接，所述射流器嵌设在所述上分离接头、接套及下密封接头内，其出口端设置于所述上分离接头的上端，其入口端则位于所述下密封接头中，所述上分离接头一侧的侧壁中沿轴向贯通的设有一动力液流道，其另一侧相对于所述射流器的侧入口形成有通孔，所述射流器对应于所述上分离接头的下端开设有侧吸入口，所述侧吸入口与所述动力液流道相连通，所述射流器于所述侧吸入口下侧的外周面与所述下密封接头的内表面相密贴；一激砂部，设有一管部及一喷射部，所述管部的上端与所述射流器的入口端相连通，其下端连接有所述喷射部；一储砂部，包括有一储砂外管、一挡砂接头及单向导流储砂阀，所述储砂外管套设在所述射流携砂部及所述激砂部上段的外侧，其内壁与所述上分离接头、接套、下密封接头及管部的上段之间形成有外环空，其上端则螺接于所述双联接头下端的外侧面，所述挡砂接头及单向导流储砂阀由上至下间隔套设在所述管部的外侧，所述挡砂接头上端通过外螺纹连接于所述下密封接头的下端口处，其下端向外凸设一环肩，所述环肩的外侧与所述储砂外管的内壁相接触，而所述单向导流储砂阀的外侧与所述储砂外管的内壁螺接，其内侧与所述管部的外表面相固接，所述外环空位于所述挡砂接头及单向导流储砂阀之间的部分定义为一储砂室，所述环肩上沿轴向设有多个筛孔，所述储砂室通过所述筛孔与所述外环空的上部相连通。如上所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其中，所述管部包括呈同心设置的一外管及一内管，而所述下密封接头的内腔中另嵌设固定有一尾座及一定位螺套，所述尾座及定位螺套依次设置在所述射流器的下侧，所述外管的上端位于所述挡砂接头中，并与所述挡砂接头的内表面相密贴，所述内管的上端螺接于所述尾座下端的内侧壁上，其下端则连接有所述喷射部，所述喷射部位于所述外管中，其中，所述单向导流储砂阀套设在所述外管上，其内侧与所述外管的外表面焊接固定，所述挡砂接头的上端位于所述定位螺套下侧。如上所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其中，所述喷射部包括一喷嘴套、一冲砂喷嘴及一喷嘴压帽，所述喷嘴套的上端通过内螺纹连接于所述内管的下端，所述冲砂喷嘴嵌设固定在所述喷嘴套的下端口处，所述喷嘴压帽放置在所述喷嘴套内，其位于所述内管的下端面及所述冲砂喷嘴之间。如上所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其中，所述射流器包括:一进液接套，嵌设固定在所述上分离接头中；一喉管部，包含有一喉管、一扩散管及一喉管座，所述喉管座的下端连接于所述进液接套中，其上侧的外表面与所述上分离接头的内壁之间进一步设有一锁紧螺母，所述扩散管及喉管则由上而下依次嵌设固定在所述喉管座内；一上喷射部，位于所述喉管部的下侧，其包括一高压进液接头、一上喷嘴套、一上喷嘴及一上喷嘴压帽，所述高压进液接头的上端螺接于所述进液接套内，其上端的端口处连接有所述上喷嘴套，所述上喷嘴嵌设固定在所述上喷嘴套的上端口，并与所述喉管的下端口相对，所述上喷嘴压帽则位于所述上喷嘴套内，其设置在所述上喷嘴及所述高压进液接头的上端面之间；其中，所述进液接套的内腔于所述喉管的下端口及所述高压进液接头上端之间的部分形成一混合室，且其侧壁上在对应于所述混合室的位置开设有所述侧入口，所述高压进液接头的上段位于所述上分离接头中，其中段及下段则依次嵌设在所述接套及下密封接头内，且其下段的外侧面与所述下密封接头的内壁相互密贴，所述高压进液接头的下端通过外螺纹与所述尾座的上端相连接。如上所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其中，所述高压进液接头中段的外侧壁与所述接套中部的内壁之间形成一环形通道，且所述高压进液接头在对应于所述环形通道的侧壁上开设有所述侧吸入口，所述动力液流道通过所述环形通道与所述侧吸入口相连通；其中，所述高压进液接头的外侧面与所述上分离接头及所述下密封接头的内壁之间进一步嵌设有密封垫圈。如上所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其中，所述射流器另设有一第二扩散部，所述第二扩散部包括一第二扩 散管及一扩散管外套，所述扩散管外套位于所述双联接头内，其下端嵌设入所述上分离接头内，并通过内螺纹与所述喉管座的上端螺接固定，所述第二扩散管固定在所述扩散管外套内，其下端与所述扩散管的上端相抵接，其中，所述扩散管外套的外侧面与所述双联接头的内壁之间形成一中环空，所述中环空与所述动力液流道的上端相连通。如上所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其中，所述双联接头的上端通过外螺纹与一液流短节相连接，所述扩散管外套的上端设有一上接头，所述上接头的下端伸入所述扩散管外套中，并与所述第二扩散管上端的外周壁相螺接，其上端则形成有内螺纹，其中，所述液流短节与所述上接头之间形成一上环空，所述上环空与所述中环空相连通。如上所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其中，所述单向导流储砂阀包括一环形阀座及多个单向阀门装置，所述环形阀座上沿轴向设有多个导流孔，各所述导流孔沿所述环形阀座的周向分布，各所述单向阀门装置对应设置于各所述导流孔处。如上所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其中，所述环形阀座的上表面设有多个固定部，各所述固定部对应设置于各所述导流孔的一侧，其中，各所述固定部包括两排砂阀座，两所述排砂阀座沿径向间隔设置，且两者之间穿设有一连接轴；所述单向阀门装置包括一圆柱螺旋扭转弹簧及一盖板，所述盖板对应盖合在所述导流孔上，其上表面间隔设有两枢 座，所述圆柱螺旋扭转弹簧及两所述枢座能转动的穿设在所述连接轴上，所述圆柱螺旋扭转弹簧的一支脚抵接于所述盖板的上表面，所述圆柱螺旋扭转弹簧的另一支脚卡掣于所述环形阀座的上表面，其中，所述圆柱螺旋扭转弹簧位于两所述枢座之间。如上所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其中，所述单向阀门装置为一单向阀，各所述单向阀对应嵌设固定在各所述导流孔内，且所述单向阀的入口端朝向所述导流孔的下侦牝其出口端则朝向所述导流孔的上侧。本发明提出的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，设有射流携砂部、激砂部及储砂部，一方面，射流携砂部中射流器的上喷嘴射出的高速动力液，在混合腔中形成一定的真空度，从而形成负压区，另一方面，由激砂部流至井底的动力液，经充分混合沉砂后形成冲砂液，在负压作用下，该冲砂液被从井底经储砂部、外环空等上吸至混合室内，此后，两股液流在腔室中混合，经过喉管、扩散管等继续向上返回地面，与此同时，随冲砂液从井底上行的沉砂，则沉积在储砂部的储砂室内，实现储砂，可以将地底沉砂携带至地面。与现有技术相比，本发明提出的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，利用相对设置的上喷嘴及冲砂喷嘴，改变了冲砂方式，能将井底沉砂彻底清理干净，以改善出砂水平井的冲砂效果，提高采用作业的可靠性，延长检泵周期，提高油井寿命；通过将冲砂液返回地面，解决现有带压冲砂方式冲砂液回灌地层甚至无法返回地面，以至于对油层造成损害的问题。总之，本发明提出的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其结构简单，使用方便，尤其适用于水平井、直井及斜井等工作场合，提高了冲砂效果及冲砂效率，具有较好的应用前景。
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中:图1为本发明的储砂式双向喷嘴水力喷射泵的整体组成图。
图2为本发明的储砂式双向喷嘴水力喷射泵中射流携砂部的结构示意图。图3为本发明的储砂式双向喷嘴水力喷射泵中环形阀座的剖面图。图4a为本发明的储砂式双向喷嘴水力喷射泵中单向阀门装置的组成结构图。图4b为图4a中H处的局部放大示意图。图5为本发明的使用参考图(一)，图中箭头示意性的表示出液流在本发明中向井底的流动路径。图6为本发明的使用参考图(二)，图中箭头示意性的表示出液流由井底经本发明返回至地面的流动路径。主要元件标号说明:I 射流携砂部 11 上分离接头 111 动力液流道112 通孔12 射流器120a侧入口120b 侧吸入口121 进液接套1211混合室122 喉管部1221喉管1222扩散管1223 喉管座123 上喷射部1231高压进液接头
1232 上喷嘴套 1233上喷嘴1234上喷嘴压帽1235 密封垫圈124 第二扩散部 1241第二扩散管1242 扩散管外套 13 接套14 下密封接头15 双联接头 16 尾座17 定位螺套18 锁紧螺母 19 环形通道2激砂部21 管部211 外管212 内管22 喷射部221 喷嘴套222 冲砂喷嘴 223 喷嘴压帽3 储砂部31 储砂外管 32 挡砂接头320 环肩321 筛孔33 单向导流储砂阀331 环形阀座3311 导流孔3312排砂阀座3313连接轴332 单向阀门装置3321圆柱螺旋扭转弹簧3322盖板3323 枢座34 储砂室41 液流短节42 上接头Hl 外环空H2 中环空H3 上环空
具体实施例方式本发明提供一种储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其包括一射流携砂部、一激砂部及一储砂部，所述射流携砂部包括一上分离接头、一射流器、一接套及一下密封接头，所述上分离接头的上端与一双联接头下端的内侧面相螺接，所述接套的上端螺接于所述上分离接头下端的外侧面，其下端通过内螺纹与所述下密封接头的上端相连接，所述射流器嵌设在所述上分离接头、接套及下密封接头内，其出口端设置于所述上分离接头的上端，其入口端则位于所述下密封接头中，所述上分离接头一侧的侧壁中沿轴向贯通的设有一动力液流道，其另一侧相对于所述射流器的侧入口形成有通孔，所述射流器对应于所述上分离接头的下端开设有侧吸入口，所述侧吸入口与所述动力液流道相连通，所述射流器于所述侧吸入口下侧的外周面与所述下密封接头的内表面相密贴；所述激砂部设有一管部及一喷射部，所述管部的上端与所述射流器的入口端相连通，其下端连接有所述喷射部；所述储砂部包括有一储砂外管、一挡砂接头及单向导流储砂阀，所述储砂外管套设在所述射流携砂部及所述激砂部上段的外侧，其内壁与所述上分离接头、接套、下密封接头及管部的上段之间形成有外环空，其上端则螺接于所述双联接头下端的外侧面，所述挡砂接头及单向导流储砂阀由上至下间隔套设在所述管部的外侧，所述挡砂接头上端通过外螺纹连接于所述下密封接头的下端口处，其下端向外凸设一环肩，所述环肩的外侧与所述储砂外管的内壁相接触，而所述单向导流储砂阀的外侧与所述储砂外管的内壁螺接，其内侧与所述管部的外表面相固接，所述外环空位于所述挡砂接头及单向导流储砂阀之间的部分定义为一储砂室，所述环肩上沿轴向设有多个筛孔，所述储砂室通过所述筛孔与所述外环空的上部相连通。本发明提出的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，能将井底沉砂彻底清理干净，以改善出砂水平井的冲砂效果，提高采用作业的可靠性，延长检泵周期，提高油井寿命；通过将冲砂液流回地面，解决现有带压冲砂方式冲砂液回灌地层甚至无法返回地面，以至于对油层造成损害的问题。为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，以下结合附图及较佳实施例，对本发明提出的储砂式双向喷嘴水力喷射泵的具体实施方式
、结构、特征及功效，详细说明如后。另外，通过具体实施方式
的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入具体的了解，然而所附图仅是提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。图1为本发明的储砂式双向喷嘴水力喷射泵的整体组成图。图2为本发明的储砂式双向喷嘴水力喷射泵中射流携砂部的结构示意图。图3为本发明的储砂式双向喷嘴水力喷射泵中环形阀座的剖面图。图4a为本发明的储砂式双向喷嘴水力喷射泵中单向阀门装置的组成结构图。图4b为图4a中H处的局部放大示意图。参见图1，本发明提出的一种储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其包括一射流携砂部
1、一激砂部2及一储砂部3，其中:
请一并参见图2，所述射流携砂部I包括一上分离接头11、一射流器12、一接套13及一下密封接头14，所述上分离接头11的上端与一双联接头15下端的内侧面相螺接，所述接套13的上端螺接于所述上分离接头11下端的外侧面，其下端通过内螺纹与所述下密封接头14的上端相连接，所述射流器12嵌设在所述上分离接头11、接套13及下密封接头14内，其出口端设置于所述上分离接头11的上端，其入口端则位于所述下密封接头14中，所述上分离接头11 一侧的侧壁中沿轴向贯通的设有一动力液流道111，其另一侧相对于所述射流器12的侧入口 120a形成有通孔112，所述射流器12对应于所述上分离接头11的下端开设有侧吸入口 120b，所述侧吸入口 120b与所述动力液流道111相连通，所述射流器12于所述侧吸入口 120b下侧的外周面与所述下密封接头14的内表面相密贴；所述激砂部2设有一管部21及一喷射部22，所述管部21的上端与所述射流器12的入口端相连通，其下端连接有所述喷射部22 ；所述储砂部3包括有一储砂外管31、一挡砂接头32及单向导流储砂阀33，所述储砂外管31套设在所述射流携砂部I及所述激砂部2上段的外侧，其内壁与所述上分离接头
I1、接套13、下密封接头14及管部21的上段之间形成有外环空H1，其上端则螺接于所述双联接头15下端的外侧面，所述挡砂接头32及单向导流储砂阀33由上至下间隔套设在所述管部21的外侧，所述挡砂接头32的上端通过外螺纹连接于所述下密封接头14的下端口处，其下端向外凸设一环肩320，所述环肩320的外侧与所述储砂外管31的内壁相接触，而所述单向导流储砂阀33的外侧与所述储砂外管31的内壁螺接，其内侧与所述管部21的外表面相固接，所述外环空Hl位于所述挡砂接头32及单向导流储砂阀33之间的部分定义为一储砂室34，所述环肩320上沿轴向设有多个筛孔321，所述储砂室34通过所述筛孔321与所述外环空Hl的上部相连通，即所述外环空Hl由所述挡砂接头32及单向导流储砂阀33分隔为两部分，即该外环空Hl的上部及该储砂室34，且两者之间通过所述筛孔321相连通。
其中，所述管部21包括呈同心设置的一外管211及一内管212，而所述下密封接头14的内腔中另嵌设固定有一尾座16及一定位螺套17，所述尾座16及定位螺套17依次设置在所述射流器12的下侧，所述外管211的上端位于所述挡砂接头32中，并与所述挡砂接头32的内表面相密贴，所述内管212的上端螺接于所述尾座16下端的内侧壁上，其下端则连接有所述喷射部22，所述喷射部22位于所述外管211中，其中，所述单向导流储砂阀33套设在所述外管211上，其内侧与所述外管211的外表面焊接固定，所述挡砂接头32的上端位于所述定位螺套17下侧。其中，如图所示，优选的实施方式是，所述单向导流储砂阀33位于所述储砂外管31的下端口处，而所述挡砂接头32下端的内壁上凹设有一环槽(图中未标示)，所述外管211的上端焊接有一环套(图中未标示)，一方面,该外管通过该环套与该环槽的顶部相接触，以与该挡砂接头相密贴，另一方面，该挡砂接头32的环槽处的侧壁与外管211的外表面之间间隔有距离，且在所述挡砂接头32环槽处的侧壁上形成有多个流通孔(图中未标示)，该流通孔与储砂室及外环空的上部相连通，以便于在单位时间内使更多的流体通过，提高效率。进一步地，所述喷射部22包括一喷嘴套221、一冲砂喷嘴222及一喷嘴压帽223，所述喷嘴套221的上端通过内螺纹连接于所述内管212的下端，所述冲砂喷嘴222嵌设固定在所述喷嘴套221的下端口处，所述喷嘴压帽223放置在所述喷嘴套221内，其位于所述内管212的下端面及所述冲砂喷嘴222之间。较佳地，所述射流器12包括一进液接套121、一喉管部122及一上喷射部123，其中，所述进液接套121嵌设固定在所述上分离接头11中；所述喉管部122包含有一喉管1221、一扩散管1222及一喉管座1223，所述喉管座1223的下端连接于所述进液接套121中，其上侧的外表面与所述上分离接头11的内壁之间进一步设有一锁紧螺母18，所述扩散管1222及喉管1221则由上而下依次嵌设固定在所述喉管座1223内；所述上喷射部123位于所述喉管部122的下侧，其包括一高压进液接头1231、一上喷嘴套1232、一上喷嘴1233及一上喷嘴压帽1234，所述高压进液接头1231的上端螺接于所述进液接套121内，其上端的端口处连接有所述上喷嘴套1232，所述上喷嘴1233嵌设固定在所述上喷嘴套1232的上端口，并与所述喉管1221的下端口相对，所述上喷嘴压帽1234则位于所述上喷嘴套1232内，其设置在所述上喷嘴1233及所述高压进液接头1231的上端面之间；其中，所述进液接套121的内腔于所述喉管1221的下端口及所述高压进液接头1231上端之间的部分形成一混合室1211，且其侧壁上在对应于所述混合室1211的位置开设有所述侧入口 120a，所述高压进液接头1231的上段位于所述上分离接头11中，其中段及下段则依次嵌设在所述接套13及下密封接头14内，且其下段的外侧面与所述下密封接头14的内壁相互密贴，所述高压进液接头1231的下端通过外螺纹与所述尾座16的上端相连接。其中，对于所述侧入口 120a数量在此不作具体限定，可根据实际使用需要而定。优选的实施方式是，所述高压进液接头1231中段的外侧壁与所述接套13中部的内壁之间形成一环形通道19，且所述高压进液接头1231在对应于所述环形通道19的侧壁上开设有所述侧吸入口 120b，所述动力液流道111通过所述环形通道19与所述侧吸入口120b相连通，其中，所述高压进液接头1231的外侧面与所述上分离接头11及所述下密封接头14的内壁之间进一步嵌设有密封垫圈1235。如图1、2所示，为了达到更佳的使用效果，所述高压进液接头1231沿周向均布有多个所述侧吸入口 120b。更进一步地，所述射流器12另设有一第二扩散部124，所述第二扩散部124包括一第二扩散管1241及一扩散管外套1242,所述扩散管外套1242位于所述双联接头15内，其下端嵌设入所述上分离接头11内，并通过内螺纹与所述喉管座1223的上端螺接固定，所述第二扩散管1241固定在所述扩散管外套1242内，其下端与所述扩散管1222的上端相抵接，其中，所述扩散管外套1242的外侧面与所述双联接头15的内壁之间形成一中环空H2，所述中环空H2与所述动力液流道111的上端相连通。另外，所述双联接头15的上端通过外螺纹与一液流短节41相连接，所述扩散管外套1242的上端设有一上接头42，所述上接头42的下端伸入所述扩散管外套1242中，并与所述第二扩散管1241上端的外周壁相螺 接，其上端则形成有内螺纹，其中，所述液流短节41与所述上接头42之间形成一上环空H3，所述上环空H3与所述中环空H2相连通。在以上各可行的实施方式中，所述单向导流储砂阀33包括一环形阀座331及多个单向阀门装置332，所述环形阀座331上沿轴向设有多个导流孔3311，各所述导流孔3311沿所述环形阀座331的周向分布(请参见图3)，各所述单向阀门装置332对应设置于各所述导流孔3311处。如图1所示，在使用时所述环形阀座331套设在所述管部21的外管211上，其外侧与所述储砂外管31的内壁螺接固定，其内侧与所述管部21的外管211外表面焊接固定，通过设置该单向导流储砂阀，在工作时，使冲砂液由井底单向进入储砂室34内，便于储存沉砂。请一并参见图4a、4b,优选的实施方式是,所述环形阀座331的上表面设有多个固定部，各所述固定部对应设置于各所述导流孔3311的一侧，其中，各所述固定部包括两排砂阀座3312，两所述排砂阀座3312沿径向间隔设置，且两者之间穿设有一连接轴3313 ；所述单向阀门装置332包括一圆柱螺旋扭转弹簧3321及一盖板3322，所述盖板3322对应盖合在所述导流孔3311上，其上表面间隔设有两枢座3323，所述圆柱螺旋扭转弹簧3321及两所述枢座3323能转动的穿设在所述连接轴3313上，所述圆柱螺旋扭转弹簧3321的一支脚3321a卡接在所述盖板3322的上表面，所述圆柱螺旋扭转弹簧3321的另一支脚3321b卡掣于所述环形阀座331的上表面，其中，所述圆柱螺旋扭转弹簧3321位于两所述枢座3323之间。在实际制作中，各所述枢座的一端可焊接固定于所述盖板的上表面，而另一端则对应开设枢孔，以便于穿设在连接轴上，由此，在工作时，可通过枢座带动盖板沿连接轴转动，以打开或盖合导流孔。需指出的是，所述单向阀门装置332的结构不限于以上所述，比如，其还可为一单向阀，各所述单向阀对应嵌设固定在各所述导流孔3311内，且所述单向阀的入口端朝向所述导流孔3311的下侧，其出口端则朝向所述导流孔3311的上侧，即朝向该储砂室34。
图5为本发明的使用参考图(一)，图中箭头示意性的表示出液流在本发明中向井底的流动路径。图6为本发明的使用参考图(二)，图中箭头示意性的表示出液流由井底经本发明返回至地面的流动路径。本发明提出的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，在具体实施中，将其上端的液流短节41通过一上部接头5与一压力注入系统(如泵车、水循环装置等，图中未示出)相连接，而所述上接头42则通过一排液管6与液流换向系统(通常包括防喷装置、液流换向阀及泄压器等，图中未示出)相连接，须指出的是，上述压力注入系统通过上部接头5与排液管6形成的环空向下注入动力液，而液流换向系统通过排液管6回收由井底返回的液流，两者互不干涉，其组成结构及工作原理为现有技术，在此不作赘述，其中，本发明放入井下后，其具体工作过程如下:由压力注入系统向下注入动力液后，该动力液经上环空H3、中环空H2向下输入，通过所述上分离接头11的动力液流道111进入环形通道19内，并由侧吸入口 120b进入高压进液接头1231，该动力液在该高压进液接头1231的内腔中分成两部分:一部分动力液向下经尾座16、内管212的内腔向下流动，并由喷射部22的冲砂喷嘴222喷出，形成冲砂液，该冲砂液在井筒中向下射流并呈扇形扩散，使井筒底部的沉砂充分悬浮于该冲砂液中；另一部分动力液则向上流动，并由上喷射部123的上喷嘴1233高速喷入混合室，以在混合室内形成负压区，进而驱动该射流器工作，其中，该射流器形成负压区的工作原理为现有技术，在此不作赘述，具体流动过程请参见图5 ；随后，激砂部2下侧的井筒内不断注入的冲砂液，由井底返回至单向导流储砂阀33的环形阀座331的导流孔3311中，并且伴随着液压力的升高，冲砂液克服圆柱螺旋扭转弹簧3321的弹力并推开盖板3322，以打开导流孔3311，使该单向导流储砂阀33为导通状态(图中未示出)；之后,冲砂液经导流孔3311被吸入储砂室34内，其中，在冲砂液进入储砂室34后，其携带的沉砂在自身重力及挡砂接头32的筛孔321的过滤作用下，在储砂室34内逐渐沉淀下来，而冲砂液则在射流器的负压区的作用下，继续向上流动，其通过挡砂接头32的筛孔321流至外环空Hl的上部，经上分离接头11的通孔112、射流器12的侧入口 120a进入混合室1211中，并与高速喷出的`动力液相混合，以形成具有一定速度的混合液；随着混合液经喉管部122的喉管1221、扩散管1222以及第二扩散部124的第二扩散管1241，其速度相对降低而压力有所升高，并继续往前流动，最后经上接头42及排液管6返回地面，具体流动路径请一并参见图6 ；当冲砂作业完成后，停止向井下注入动力液，则射流器内的负压消失，而单向阀门装置332的盖板3322在圆柱螺旋扭转弹簧3321的弹性回复力的作用下，重新盖合在环形阀座331的导流孔3311上，随冲砂液上行的井底沉砂则储存在该储砂室34内，最后上提本发明，即可将沉砂从井底取出并带回至地面上。总之，本发明提出的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，通过设置射流携砂部、激砂部及储砂部，一方面，射流携砂部中射流器的上喷嘴射出的高速动力液，在混合腔中形成一定的真空度，从而形成负压区，另一方面，由激砂部流至井底的动力液，经充分混合沉砂后形成冲砂液，在负压作用下，该冲砂液被从井底经储砂部、外环空等上吸至混合室内，此后，两股液流在腔室中混合，经过喉管、扩散管等继续向上返回地面，与此同时，随冲砂液从井底上行的沉砂，则沉积在储砂部的储砂室内，实现储砂，可以将地底沉砂携带至地面。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式
，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围 。
权利要求
1.一种储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其特征在于，所述储砂式双向喷嘴水力喷射泵包括: 一射流携砂部，包括一上分离接头、一射流器、一接套及一下密封接头，所述上分离接头的上端与一双联接头下端的内侧面相螺接，所述接套的上端螺接于所述上分离接头下端的外侧面，其下端通过内螺纹与所述下密封接头的上端相连接，所述射流器嵌设在所述上分离接头、接套及下密封接头内，其出口端设置于所述上分离接头的上端，其入口端则位于所述下密封接头中，所述上分离接头一侧的侧壁中沿轴向贯通的设有一动力液流道，其另一侧相对于所述射流器的侧入口形成有通孔，所述射流器对应于所述上分离接头的下端开设有侧吸入口，所述侧吸入口与所述动力液流道相连通，所述射流器于所述侧吸入口下侧的外周面与所述下密封接头的内表面相密贴； 一激砂部，设有一管部及一喷射部，所述管部的上端与所述射流器的入口端相连通，其下端连接有所述喷射部； 一储砂部，包括有一储砂外管、一挡砂接头及单向导流储砂阀，所述储砂外管套设在所述射流携砂部及所述激砂部上段的外侧，其内壁与所述上分离接头、接套、下密封接头及管部的上段之间形成有外环空，其上端则螺接于所述双联接头下端的外侧面，所述挡砂接头及单向导流储砂阀由上至下间隔套设在所述管部的外侧，所述挡砂接头上端通过外螺纹连接于所述下密封接头的下端口处，其下端向外凸设一环肩，所述环肩的外侧与所述储砂外管的内壁相接触，而所述单向导流储砂阀的外侧与所述储砂外管的内壁螺接，其内侧与所述管部的外表面相固接，所述外环空位于所述挡砂接头及单向导流储砂阀之间的部分定义为一储砂室，所述环肩上沿轴向设有多个筛孔，所述储砂室通过所述筛孔与所述外环空的上部相连通。
2.如权利要求1所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其特征在于，所述管部包括呈同心设置的一外管及一内管，而所述下密封接头的内腔中另嵌设固定有一尾座及一定位螺套，所述尾座及定位螺套依次设置在所述射流器的下侧，所述外管的上端位于所述挡砂接头中，并与所述挡砂接头的内表面相密贴，所述内管的上端螺接于所述尾座下端的内侧壁上，其下端则连接有所述喷射部，所述喷射部位于所述外管中，其中，所述单向导流储砂阀套设在所述外管上，其内侧与所述外管的外表面焊接固定，所述挡砂接头的上端位于所述定位螺套下侧。
3.如权利要求2所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其特征在于，所述喷射部包括一喷嘴套、一冲砂喷嘴及一喷嘴压帽，所述喷嘴套的上端通过内螺纹连接于所述内管的下端，所述冲砂喷嘴嵌设固定在所述喷嘴套的下端口处，所述喷嘴压帽放置在所述喷嘴套内，其位于所述内管的下端面及所述冲砂喷嘴之间。
4.如权利要求2或3所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其特征在于，所述射流器包括: 一进液接套，嵌设固定在所述上分离接头中； 一喉管部，包含有一喉管、一扩散管及一喉管座，所述喉管座的下端连接于所述进液接套中，其上侧的外表面与所述上分离接头的内壁之间进一步设有一锁紧螺母，所述扩散管及喉管则由上而下依次嵌设固定在所述喉管座内； 一上喷射部，位于所述喉管部的下侧，其包括一高压进液接头、一上喷嘴套、一上喷嘴及一上喷嘴压帽，所述高压进液接头的上端螺接于所述进液接套内，其上端的端口处连接有所述上喷嘴套，所述上喷嘴嵌设固定在所述上喷嘴套的上端口，并与所述喉管的下端口相对，所述上喷嘴压帽则位于所述上喷嘴套内，其设置在所述上喷嘴及所述高压进液接头的上端面之间； 其中，所述进液接套的内腔于所述喉管的下端口及所述高压进液接头上端之间的部分形成一混合室，且其侧壁上在对应于所述混合室的位置开设有所述侧入口，所述高压进液接头的上段位于所述上分离接头中，其中段及下段则依次嵌设在所述接套及下密封接头内，且其下段的外侧面与所述下密封接头的内壁相互密贴，所述高压进液接头的下端通过外螺纹与所述尾座的上端相连接。
5.如权利要求4所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其特征在于，所述高压进液接头中段的外侧壁与所述接套中部的内壁之间形成一环形通道，且所述高压进液接头在对应于所述环形通道的侧壁上开设有所述侧吸入口，所述动力液流道通过所述环形通道与所述侧吸入口相连通； 其中，所述高压进液接头的外侧面与所述上分离接头及所述下密封接头的内壁之间进一步嵌设有密封垫圈。
6.如权利要求5所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其特征在于，所述射流器另设有一第二扩散部，所述第二扩散部包括一第二扩散管及一扩散管外套，所述扩散管外套位于所述双联接头内，其下端嵌设入所述上分离接头内，并通过内螺纹与所述喉管座的上端螺接固定，所述第二扩散管固定在所述扩散管外套内，其下端与所述扩散管的上端相抵接，其中，所述扩散管外套的外侧面与所述双联接头的内壁之间形成一中环空，所述中环空与所述动力液流道的上端相连通。
7.如权利要求6所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其特征在于，所述双联接头的上端通过外螺纹与一液流短节相连接，所述扩散管外套的上端设有一上接头，所述上接头的下端伸入所述扩散管外套中，并与所述第二扩散管上端的外周壁相螺接，其上端则形成有内螺纹，其中，所述液流短节与所述上接头之间形成一上环空，所述上环空与所述中环空相连通。
8.如权利要求1、2、3、5、6或7所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其特征在于，所述单向导流储砂阀包括一环形阀座及多个单向阀门装置，所述环形阀座上沿轴向设有多个导流孔，各所述导流孔沿所述环形阀座的周向分布，各所述单向阀门装置对应设置于各所述导流孔处。
9.如权利要求8所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其特征在于，所述环形阀座的上表面设有多个固定部，各所述固定部对应设置于各所述导流孔的一侧，其中，各所述固定部包括两排砂阀座，两所述排砂阀座沿径向间隔设置，且两者之间穿设有一连接轴； 所述单向阀门装置包括一圆柱螺旋扭转弹簧及一盖板，所述盖板对应盖合在所述导流孔上，其上表面间隔设有两枢座，所述圆柱螺旋扭转弹簧及两所述枢座能转动的穿设在所述连接轴上，所述圆柱螺旋扭转弹簧的一支脚抵接于所述盖板的上表面，所述圆柱螺旋扭转弹簧的另一支脚卡掣于所述环形阀座的上表面，其中，所述圆柱螺旋扭转弹簧位于两所述枢座之间。
10.如权利要求 8所述的储砂式双向喷嘴水力喷射泵，其特征在于，所述单向阀门装置为一单向阀，各所述单向阀对应嵌设固定在各所述导流孔内，且所述单向阀的入口端朝向所述导流孔的下侧，其出口 端则朝向所述导流孔的上侧。
全文摘要
本发明提供一种储砂式双向喷嘴水力喷射泵，包括射流携砂部，包括上分离接头、射流器、接套及下密封接头，接套的上下两端对应螺接于上分离接头及下密封接头，射流器嵌设在上分离接头、接套及下密封接头内，上分离接头一侧设有动力液流道，另一侧有通孔，射流器的侧吸入口与动力液流道连通，射流器于侧吸入口下侧的外周面与下密封接头相密贴；激砂部，设有管部及喷射部，管部的上端与射流器相连通，下端连接有喷射部；储砂部，包括储砂外管、挡砂接头及单向导流储砂阀，储砂外管的内壁与上分离接头、接套、下密封接头及管部的上段之间形成有外环空，挡砂接头及单向导流储砂阀套设在管部的外侧，挡砂接头的环肩与储砂外管的内壁相接触。
文档编号F04F5/44GK103233922SQ20131014679
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月25日 优先权日2013年4月25日
发明者王刚, 梁兴, 施玉 , 王欣叶, 张涵淇, 孔祥一, 郑贞, 杨军峰, 曲建, 王加富, 马进, 吴爽, 高嵩蒿, 郑明杰, 杨彩霞, 罗军, 郑伟, 周玉龙, 刘斌, 尚一宁, 于淑荣, 陈悦, 张建, 王志刚, 李松 申请人:中国石油天然气股份有限公司
再多了解一些
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