[发明专利]一种煤层气井井底洗井装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤层气井井底洗井装置，属于石油机械领域。

背景技术

在煤层气生产的过程中，煤层中的固体颗粒会随着产出水进入井底，待沙泥沉积后，会堵塞生产层的射孔孔眼，造成产气量下降。根据工程的需要，需要进行洗井工作。以往的洗井装置在洗井过程中，由于洗井液是通过油管与套管之间的环空返回地面，井底动液面会变高，造成井底压力增加，煤层气井在洗井过程中要求井底压力不能变化过大，所以以往的洗井装置不符合要求。此外以往洗井装置单纯依靠水力喷射，冲洗井底沉积的泥沙，挖沙效率不高。

发明内容

本发明克服原有洗井装置会增大井底压力和单纯依靠水力喷射洗井效率的不足，提供一种煤层气井井底洗井装置，该装置具有机械挖沙和水力挖沙协作工作的功能，并能保持井底动液面不变，实现在洗井的过程中，井底压力保持不变的效果，具有更高的效率和更好的适用性。为实现以上所述功能，本发明所采用的技术方案是：

本发明是一种煤层气井井底洗井装置，其特征在于：洗井装置由外油管、扩散管、连结管、喷嘴、喷头、螺栓、松泥片、导向片和锥形体由上至下依次连接而成。外油管连接于连结管外部，扩散管安装在外油管中心；扩散管连接于连结管内部；喷嘴用螺栓固定于连结管上，位于扩散管下方；喷头装于连结管底部，封闭连结管，并与其形成空腔；挖泥器由松泥片、导向片和锥形体构成，安装在喷头正下方，位于洗井装置的最底部，挖泥器与喷头可以相对转动。锥形体环绕分布着导向片，锥形体上均匀安装松泥片，在井口修井机的下放油管过程中，导向片与泥沙接触促使锥形体转动，挖泥器深入泥沙层过程中，松泥片在泥沙阻力下向上收起，井口修井机的提起油管过程中，松泥片斜边受泥沙层阻力作用自然打开，起到松动泥沙作用；喷头装置四周环形分布着喷射孔；连结管中部环向开有圆形吸入口。

与原有设备相比，本发明由于采用以上技术手段，具有以下优点：1、由喷头喷出的液量与连结管吸入口吸入的液量相同，使井底液量达到动态平衡，实现井底液体量保持不变,从而保证井底压力不变。2、喷头水力冲洗与挖泥器机械松动泥沙层共同作用，能更加快速清洗井底泥沙。

附图说明

图1是本发明煤层气井井底洗井装置结构示意图；

图2是本发明煤层气井井底洗井装置工作原理示意图；

图3是图1A-A剖面的结构示意图；

图4是图1中导向片的局部放大图；

图中：1.外油管，2.扩散管，3.连结管，4.喷嘴，5.喷头，6.松泥片，7.导向片，8.锥形体，9.吸入口，10.螺栓，11.喷射孔，12.腰子型通孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步说明:

如图1所示，本发明涉及一种煤层气井井底洗井装置，它由外油管1、扩散管2、连结管3、喷嘴4、喷头5、松泥片6、导向片7、锥形体8构成。

如图2所示，空心箭头为工作流体走向，实心箭头为洗井后混合泥沙流体走向，煤层气井井底洗井装置液体流动路径为：工作流体（空心箭头）从外管和中心管的环空腔流进到由外油管1和扩散管2形成的环形空腔Ⅰ中，再流经连结管3环形分布的腰子型通孔12，进入到连结管3与喷头5形成的空腔Ⅱ中。工作液体进入空腔Ⅱ后分为两路流向，一路流体经喷头5环形分布的多个喷射孔11，以高速喷射冲击井底的泥沙，另一路经射流泵喷嘴4高速向上喷出，工作流体从喷嘴喷出时产生负压，使得洗井装置与井壁之间空腔Ⅲ的固液混合流体经吸入口9吸入，最终通过扩散管2、中心管返回地面。洗井装置与井壁之间的流体是由喷头5喷出工作流体，夹杂着冲洗的泥土和沙粒（实心箭头）。

如图2、图4所示，挖泥器在液体不间断的输送中，由井口修井机通过外管带动上下往复运动。锥形体8向下钻入到泥沙层中时，由于锥形体8外表面分布着与垂直方向成一定角度的导向片7，促使整个挖泥器在钻入过程中逆时针旋转一定角度，同时锥形体8上方的松泥片6在泥沙层的阻力下，向上收拢（如图1），减少了对挖泥器向下运动的阻力。挖泥器钻入到泥沙层一定深度后，洗井装置向上抬起，松泥片6在泥沙的阻力下，向下旋转90°成张开状态（图2），同时挖泥器由于松泥片6成张开状态，旋转阻力特别大，在向上运动过程中不会产生旋转运动，在多次的上下往返运动中，挖泥器就能完成360°的转动，完成360°的松沙产业。松动的泥沙在喷头5高速流体的作用下，形成泥沙混合流体，由吸入口9进入到扩散管2，向上通过中心管最终喷射回地面。

如图1、图3和图4所示，喷嘴4的喷口朝上，扩散管2大口径端朝上，导向片7均布于锥形体8外表面，数量可根据需求变化，喷嘴4和扩散管2之间由4个螺栓10进行连接，连结管3内部轴向均匀分布4个腰子型通孔12，连结管3中部径向均匀分布四个吸入口9。