一种低压易漏储层负压射流连续冲砂装置及方法

1.本发明属于油田油井修井技术领域，涉及油田油井冲砂技术领域，尤其涉及一种低压易漏储层负压射流连续冲砂装置及方法。


背景技术：

2.油气田开发过程中出砂难以避免，尽管在开采过程中采取了许多防砂措施，但在实际生产过程中油气井仍存在不同程度的出砂问题。油井出砂会冲蚀油管以及地面设备，对其造成损坏，给工艺的实施以及维护带来很大困难，而更重要的是，出砂会增加流体流动阻力，会影响油气藏的采收率，使油气井产量降低，因此，油气井清砂作业是必要的。
3.水力冲砂是恢复和维持出砂井产量的常用方法，相比机械捞砂，水力冲砂具有相对稳定、井底清洗彻底、连续性强、冲砂量大等优点。但对于低压易漏储层的漏失井冲砂来说，常规水力冲砂工艺难以成功应用，一方面，常规水力冲砂在低压漏失井难以建立循环，且当动力液冲击井底砂床时井底压力往往大于地层压力，使大量混砂液漏入产油层，污染地层，容易进一步降低油井产量；另一方面，常规水力冲砂由于冲砂作业管柱轴线与井眼轴线不重合，混砂液在偏心环空流动，井底容易再次积砂，导致砂卡。
4.目前低压易漏储层的漏失井的冲砂方法如中国专利cn206267816u《连续负压冲砂装置及其系统》，冲砂液从射流泵的喷嘴高速喷出并进入冲砂管的内部管腔，此时在冲砂管的内部管腔下部形成负压，在负压的作用下，井底的砂粒或具有砂粒的液体从冲砂头的冲砂孔被吸入冲砂管的内部管腔内；之后井底的砂粒或具有砂粒的液体与冲砂液混合，通过冲砂管的导流孔流出冲砂管的内部管腔，并流入由衬管与冲砂管之间形成的密闭的出液腔，经衬管的出液口输出至井上。上述方法虽可行，但井底的负压吸力可能不足，以及衬管、冲砂管和四通等部件需单独制造，成本较高。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种低压易漏储层负压射流连续冲砂装置及方法。
6.本发明采用如下技术方案：
7.一种低压易漏储层负压射流连续冲砂装置及方法，其特征在于它包括外壳和冲砂组件；所述外壳下端设有扰砂喷嘴，所述外壳中间部分设有入砂口；所述外壳通过螺纹所述冲砂组件下部外圆锥面连接，所述外壳下端与所述冲砂组件下端之间形成的圆柱空腔为高压腔，所述冲砂组件上部与所述外壳上部之间的环空为环空动力液通道，所述冲砂组件设有环空动力液高压腔通道、负压射流喷嘴、喉管、扩散管、入砂通道、负压吸入腔。
8.进一步地，所述负压射流喷嘴、扩散管为锥形结构，所述扩散管与双壁钻杆(13)的内管通过螺纹连接，所述喉管为圆柱形通道，所述负压吸入腔与入砂通道连通。
9.进一步地，所述扰砂喷嘴可设置为一个或几个，可与外壳和冲砂组件的轴线平行或有角度。
10.进一步地，所述环空动力液高压腔通道与高压腔、环空动力液通道连通。
11.进一步地，所述低压易漏储层负压射流连续冲砂装置通过螺纹上接双壁钻杆，所述外壳的尺寸与双壁钻杆外径一致。
12.进一步地，所述低压易漏储层负压射流连续冲砂装置位于井下套管中，所述低压易漏储层负压射流连续冲砂装置下面是砂床。
13.首先将所述负压射流连续冲砂装置下入就位到井中，当地面高压注水泵给低压漏失井下负压射流连续冲砂装置供水循环时，动力液自双壁钻杆环空流入负压射流连续冲砂装置的所述环空动力液通道，然后动力液通过环空动力液高压腔通道流入高压腔；
14.高压腔内的流体流经两个方向，其中大部分流体是流经负压射流连续冲砂装置的冲砂组件的负压射流喷嘴，在负压射流喷嘴流体因流通截面积的缩小而形成高速射流，并在负压吸入腔形成局部的真空低压区；而小部分流体则流经扰砂喷嘴，也因流通截面积的缩小形成高速射流，冲击井底砂床扰动砂粒，井底混砂液在真空抽吸力的作用下携带砂粒往环空上返，从外壳的入砂口处被吸入到负压射流连续冲砂装置的负压吸入腔；
15.被吸入的混砂液与负压射流喷嘴喷出的高速动力液在负压吸入腔初步混合，混合流体继续流经喉管在这里流体进一步混合；混合流体流经截面直径不断扩大的扩散管，内部流体速度不断降低，动能变为压能，最终进入双壁钻杆内管，完成整个负压冲砂引射过程，当地面高压注水泵不断给负压射流连续冲砂装置供水时，则负压射流连续冲砂装置可连续冲砂。
16.有益效果：
17.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
18.1.本发明利用地面高压泵将动力液从双壁钻杆环空泵入，经过负压射流连续冲砂装置高压腔时，绝大部分流体流经负压射流喷嘴高速向上喷射，形成真空低压区；另外一小部分流体流经扰砂喷嘴，对井底砂床冲击扰动，井底混砂液在负压抽吸的作用下流入内管，然后经内管从井口返出，既有辅助扰动砂粒，又有抽吸作用，冲砂效率高。
19.3.针对不同的低压漏失储层，选择合理的参数设计的负压射流连续冲砂装置，可降低冲砂时井底流场的压力，减小冲砂作业时的漏失以及对产层的污染，则能有效解决各种低压漏失问题。
20.4.本发明冲砂循环基本是在双壁钻杆及连续冲砂装置内部，解决了传统冲砂工艺难以建立循环、冲砂液易漏失等问题，为低压易漏失井的冲砂作业提供了新的思路及解决方案。
21.5.本发明具有结构原理简单、工艺可靠性高、实用性强和制造成本低的优点。
附图说明
22.图1为本发明的结构示意图；
23.图2为本发明在井下的位置示意图；
24.图3为易漏储层连续冲砂工艺示意图
25.图4为本发明冲砂组件的结构示意图；
26.图5为本发明的三维模型；
27.图6为本发明三维模型的剖切结构示意图；
28.图中：1、外壳，2、冲砂组件，3、扰砂喷嘴，4、入砂口，5、高压腔，6、环空动力液通道，7、环空动力液高压腔通道，8、负压射流喷嘴，9、喉管，10、扩散管，11、入砂通道，12、负压吸入腔，13、双壁钻杆，14、内管，15、双壁钻杆环空，16、砂床，17、套管，18、动力液入口，19、地面高压注水泵，20、节流阀，21、分离器，22、振动筛，23、混砂液出口，24、封隔器，25、低压易漏储层负压射流连续冲砂装置。
具体实施方式
29.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.如图1～6所示，本发明提供一种低压易漏储层负压射流连续冲砂装置及方法，1、一种低压易漏储层负压射流连续冲砂装置及方法，其特征在于它包括外壳(1)和冲砂组件(2)；所述外壳(1)下端设有扰砂喷嘴(3)，所述外壳(1)中间部分设有入砂口(4)；所述外壳(1)通过螺纹所述冲砂组件(2)下部外圆锥面连接，所述外壳(1)下端与所述冲砂组件(2)下端之间形成的圆柱空腔为高压腔(5)，所述冲砂组件(2)上部与所述外壳(1)上部之间的环空为环空动力液通道(6)，所述冲砂组件(2)设有环空动力液高压腔通道(7)、负压射流喷嘴(8)、喉管(9)、扩散管(10)、入砂通道(11)、负压吸入腔(12)。
31.所述负压射流喷嘴(8)、扩散管(10)为锥形结构，所述扩散管(10)与双壁钻杆(13)的内管(14)通过螺纹连接，所述喉管(9)为圆柱形通道，所述负压吸入腔(12)与入砂通道(11)连通。
32.所述扰砂喷嘴(3)可设置为一个或几个，可与外壳(1)和冲砂组件(2)的轴线平行或有角度。
33.所述环空动力液高压腔通道(7)与高压腔(5)、环空动力液通道(6)连通。
34.所述低压易漏储层负压射流连续冲砂装置通过螺纹上接双壁钻杆(13)，所述外壳(1)的尺寸与双壁钻杆(13)外径一致。
35.所述低压易漏储层负压射流连续冲砂装置位于井下套管(17)中，所述低压易漏储层负压射流连续冲砂装置下面是砂床(16)。
36.一种低压易漏储层负压射流连续冲砂装置及方法，其特征在于，所述冲砂方法包括如下步骤：
37.1)首先将所述负压射流连续冲砂装置下入就位到井中，当地面高压注水泵(19)给低压漏失井下负压射流连续冲砂装置供水循环时，动力液自双壁钻杆环空(15)流入负压射流连续冲砂装置的所述环空动力液通道(6)，然后动力液通过环空动力液高压腔通道(7)流入高压腔(5)；
38.2)高压腔(5)内的流体流经两个方向，其中大部分流体是流经负压射流连续冲砂装置的冲砂组件(2)的负压射流喷嘴(8)，在负压射流喷嘴(8)流体因流通截面积的缩小而形成高速射流，并在负压吸入腔(12)形成局部的真空低压区；而小部分流体则流经扰砂喷嘴(3)，也因流通截面积的缩小形成高速射流，冲击井底砂床(16)扰动砂粒，井底混砂液在真空抽吸力的作用下携带砂粒往环空上返，从外壳(1)的入砂口(4)处被吸入到负压射流连
续冲砂装置的负压吸入腔(12)；
39.3)被吸入的混砂液与负压射流喷嘴(8)喷出的高速动力液在负压吸入腔(12)初步混合，混合流体继续流经喉管(9)在这里流体进一步混合；混合流体流经截面直径不断扩大的扩散管(10)，内部流体速度不断降低，动能变为压能，最终进入双壁钻杆内管(14)，完成整个负压冲砂引射过程，当地面高压注水泵不断给负压射流连续冲砂装置供水时，则负压射流连续冲砂装置可连续冲砂。
40.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。