一种大排量连续式井下清砂解堵管柱制造技术

本实用新型专利技术公开了一种大排量连续式井下清砂解堵管柱，包括泵筒，在泵筒内安设有中空的柱塞和柱塞连杆，所述柱塞可以相对泵筒上下滑移，柱塞连杆的上端连接有游动阀，所述游动阀的上端与泵上油管密封相连，泵筒的下端与捣砂器相连，在捣砂器的上端内部设有底部阀门。清砂时，从井口向泵上油管内灌入一定体积的清水，使游动阀的阀球与阀口密封配接；通过不断的上提下放泵上油管，泵上油管带动柱塞不停的上下运动，携砂井液被抽入泵筒后通过泵上油管向井口返排。本实用新型专利技术的游动阀上部采用封闭的结构，只需下一趟该工艺管柱连续操作就能将井筒沉积砂彻底清除干净，清砂效率得到大幅的提高。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及石油工业中采油井井筒机械清砂
，尤其涉及一种大排量连续式井下清砂解堵管柱。
技术介绍
油井出砂是国内外砂岩性油藏开采过程中面临的主要问题之一，严重影响和制约原油的正常生产和经济效益的提高。尤其是对于处在中后期开采的油田，受油井含水高、地层压降大及单井高强度放差提液与生产层段的注采不平衡等不利因素的影响，地层亏空、负压严重，油井普遍严重出砂。捞砂泵负压捞砂工艺技术是被各油田广泛应用的一种用于清除井筒沉积砂的方法。传统的捞砂泵负压捞砂工艺管柱结构自上而下依次为：动力油管，捞砂泵，储砂油管，捞砂锥。采用反复上提下放的连续抽汲方式使井筒中的沉积砂在井液的携带作用下被抽汲进并沉降在储砂油管中，而井液通过捞砂泵顶端的循环孔再循环回流进井筒套管中。这种捞砂技术具有工艺成熟、操作简单的特点。但是，当井筒沉积砂柱很厚、砂面较高，而动液面却比较深时，就会造成只能下入少量几根的储砂油管，以保证捞砂泵顶部的游动阀必须沉没在动液面以下具有足够的沉没压力，从而提高游动阀的密封性。但是，少量的几根储砂油管将只能沉积容纳少量砂，无法一次将井筒厚砂柱捞除干净，必须起下多趟捞砂管柱，经历多次重复捞砂，延长作业占井时间一到两天才能达到彻底清除井筒沉积砂的目的，造成捞砂效率低下。尤其是随着滚动开发、深度挖潜程度的不断加大，目前各油田投入开发的深井、动液面很深的低能量采油井越来越多，这些井采用传统捞砂工艺进行井筒清砂作业时表现出来的捞砂效率低、捞砂不彻底，甚至捞砂失败的问题更为突出。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种井筒清砂效率高且可以实现地层解堵功能的大排量连续式井下清砂解堵管柱。本技术所采用的技术方案为：一种大排量连续式井下清砂解堵管柱，包括泵筒，在泵筒内安设有中空的柱塞和柱塞连杆，其特征在于：柱塞连杆的上端连接有游动阀，所述游动阀的上端与泵上油管密封相连，泵筒的下端与捣砂器相连，在捣砂器的上端内部设有底部阀门，通过不断的上提下放泵上油管，泵上油管带动柱塞不停的上下运动，携砂井液被抽入泵筒后通过泵上油管向井口返排。按上述技术方案，所述游动阀包括阀体，所述阀体的两端分别与柱塞连杆和泵上油管相连，所述阀体内设有阀口朝上的阀球座，在阀球座上配置有阀球，在阀体的上端设有顶部球阀挡板，在顶部球阀挡板上设有多个过流孔。按上述技术方案，所述底部阀门为盖板式阀片，其包括在捣砂器上端内部设置内径变小的阀口，在阀口的上部固设有底部盖板，所述底部盖板的一端与捣砂器通过扭簧相铰接，通过底部盖板的上翻和落下，实现阀口的开或关。按上述技术方案，所述捣砂器的底部为尖锥状，在捣砂器的内部设有中空的腔体，在捣砂器的侧壁和底部均设有多个进液孔。按上述技术方案，所述泵筒顶部的螺纹根部对称设有对穿的呼吸孔。按上述技术方案，所述泵筒的下端既可以通过泵下油管与捣砂器相连，又可以与捣砂器直接相连。按上述技术方案，所述捣砂器包括驱动螺杆，在驱动螺杆的外壁沿周向设有多条螺旋滑道，在驱动螺杆外套装有棘轮机构，所述棘轮机构上设有径向凸出件，所述径向凸出件对应嵌设在螺旋滑道内，并能沿螺旋滑道的轨迹进行滑移，从而将径向凸出件的螺旋滑移运动转化成棘轮机构的旋转运动，所述棘轮机构通过设置在驱动螺杆上的复位弹簧复位，使棘轮机构的主动棘轮始终压紧在从动棘轮上，在棘轮机构下端依次连接有支撑筒和捣砂锥，所述驱动螺杆的下端伸入支撑筒之内，并通过密封接头与支撑筒密封套接，且可相对支撑筒轴向滑移。按上述技术方案，所述棘轮机构包括主动棘轮和从动棘轮，所述径向凸出件对称安设在主动棘轮的内壁，所述主动棘轮的下端面设有主动啮合齿，所述从动棘轮的上端面设有从动啮合齿，主动啮合齿与从动啮合齿相啮合。按上述技术方案，所述捣砂锥包括捣砂锥本体和捣砂锥钻头，在捣砂锥本体内设有进砂腔，在捣砂锥本体上设有多个捣砂锥本体进液孔与进砂腔相连通，捣砂锥本体的上端设有盖板式阀片，所述盖板式阀片的一端与捣砂锥本体通过扭簧相铰接，所述盖板式阀片用于打开和关闭在捣砂锥本体上设置的排砂通道，所述捣砂锥钻头与捣砂锥本体相连，在所述捣砂锥钻头的外壁设有多个螺旋式钻齿，在相邻钻齿形成的凹槽上同样设有多个钻头进液孔，所述钻头进液孔与捣砂锥钻头的中心孔相连通。本技术所取得的有益效果为：1、本技术的游动阀上部采用封闭的结构，游动阀上部不再设置侧向循环孔，井液不会再回流进井筒，固相颗粒会在连续抽汲作用下随井液沿泵筒和泵上油管串始终向井口返排，最终通过井口水龙带排污进地面污水罐，只需下一趟该工艺管柱连续操作就能将井筒沉积砂彻底清除干净，清砂效率大大的得到提高；2、由于本技术实现了连续抽排清砂功能，无需再设置储砂管，泵筒的下端既可以与捣砂器直接相连，也可以通过一根油管或油管短节相连，使得泵下余隙大大缩小，进一步提升了抽吸能力；3、本技术的捣砂器通过控制驱动螺杆的向下运动，带动棘轮机构产生正向(俯视顺时针)旋转，所述棘轮机构的旋转带动支撑筒及捣砂锥正向旋转实现捣砂，上提驱动螺杆时，从动棘轮不发生旋转，主动棘轮与从动棘轮在复位弹簧的作用下复位，使捣砂锥能够以自动旋转钻磨的方式将井筒沉积砂柱的硬质砂盖钻磨捣碎，进而实现正常的抽汲捞砂作业，提高捞砂成功率；4、本技术的捣砂锥的下端设有捣砂锥钻头，在捣砂锥钻头上设有钻齿，有效的提高了捣砂效率；5、由于游动阀上部与泵上油管密封连接，游动阀所受的沉没压力与井筒液面毫无关系，运用本技术的清砂解堵工艺进行井筒清砂作业时将不再受井筒沉积砂柱很厚、砂面较高，而动液面却比较深这种矛盾因素限制；且，随着泵筒上部油管中不断上返的液柱越来越高，泵筒顶部游动阀所承受的沉没压力也会随之越来越高，上冲程的密封可靠性、在抽砂泵筒中形成的负压抽汲强度、抽汲清砂效率随之都会不断提高。附图说明图1为本技术提供的大排量连续式井下清砂解堵管柱的结构图。图2为本技术提供的大排量连续式井下清砂解堵管柱上提管柱时井液的流向示意图。图3为图1中的B-B剖视图。图4为图1中的A-A剖视图。图5为本技术中提供的捣砂器的结构图。图6为图5中的A-A剖视图。图7为图5中B处的主剖视图。图8为捣砂器的驱动螺杆的立体图。图9为本技术中棘轮机构的爆炸示意图。图中：1—水龙带；2—泵上油管；3—顶部球阀挡板；4—顶部球阀；5—顶部球阀座；6—泵筒；6-1—泵筒呼吸孔；7—柱塞连杆；8—柱塞；9—泵下油管；10—捣砂锥；10-1—盖板式阀片；10-2—捣砂锥进液孔；11—沉积砂；12—人工井底；13—井液；14—套管；15—井口；16—驱动螺杆；16-1—螺杆接头；16-2—螺杆螺旋滑道；17—弹簧；18—滑动垫片；19—销钉；20—主动棘轮；21—从动棘轮；22—支撑筒；22-1—支撑筒呼吸孔；23—密封接头；24—密封圈；25—密封环；26—变扣接头；27—捣砂锥；27-1—盖板式阀片；27-2—捣砂锥本体；27-2-1—捣砂锥本体进液孔；27-3—捣砂锥钻头；27-3-1—钻头进液孔。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明。如图1-4所示，本实施例提供了一种大排量连续式井下清砂解堵管柱，包括泵筒6，在泵筒6内安设有中空的柱塞8和柱塞连杆7，柱塞8可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大排量连续式井下清砂解堵管柱，包括泵筒，在泵筒内安设有中空的柱塞和柱塞连杆，所述柱塞可以相对泵筒上下滑移，其特征在于：柱塞连杆的上端连接有游动阀，所述游动阀的上端与泵上油管密封相连，泵筒的下端与捣砂器相连，在捣砂器的上端内部设有底部阀门，通过不断的上提下放泵上油管，泵上油管带动柱塞不停的上下运动，携砂井液被抽入泵筒后通过泵上油管向井口返排。

【技术特征摘要】
1.一种大排量连续式井下清砂解堵管柱，包括泵筒，在泵筒内安设有中空的柱塞和柱塞连杆，所述柱塞可以相对泵筒上下滑移，其特征在于：柱塞连杆的上端连接有游动阀，所述游动阀的上端与泵上油管密封相连，泵筒的下端与捣砂器相连，在捣砂器的上端内部设有底部阀门，通过不断的上提下放泵上油管，泵上油管带动柱塞不停的上下运动，携砂井液被抽入泵筒后通过泵上油管向井口返排。2.根据权利要求1所述的大排量连续式井下清砂解堵管柱，其特征在于：所述游动阀包括阀体，所述阀体的两端分别与柱塞连杆和泵上油管相连，所述阀体内设有阀口朝上的阀球座，在阀球座上配置有阀球，在阀体的上端设有顶部球阀挡板，在顶部球阀挡板上设有多个过流孔。3.根据权利要求1或2所述的大排量连续式井下清砂解堵管柱，其特征在于：所述底部阀门为盖板式阀片，其包括在捣砂器上端内部设置内径变小的阀口，在阀口的上部固设有底部盖板，所述底部盖板的一端与捣砂器通过扭簧相铰接，通过底部盖板的上翻和落下，实现阀口的开或关。4.根据权利要求1或2所述的大排量连续式井下清砂解堵管柱，其特征在于：所述捣砂器的底部为尖锥状，在捣砂器的内部设有中空的腔体，在捣砂器的侧壁和底部均设有多个进液孔。5.根据权利要求1或2所述的大排量连续式井下清砂解堵管柱，其特征在于：所述泵筒顶部的螺纹根部对称设有对穿的呼吸孔。6.根据权利要求1或2所述的大排量连续式井下清砂解堵管柱，其特征在于：所述泵筒的下端通过泵下油管与捣砂器相连。7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑瑞波，何志祥，夏志刚，李长华，贺春，胡方明，马春莲，刘影，包春艳，
申请(专利权)人：中国石化江汉油田分公司江汉采油厂，
类型：新型
国别省市：湖北;42