申请/专利权人：长江大学

申请日：2019-08-02

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN110318694B

主分类号：E21B21/00

分类号：E21B21/00;E21B21/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2019.11.05#实质审查的生效;2019.10.11#公开

摘要：本发明公开一种负压反洗装置，包括上接头、第一连接管、第二连接管、反洗头和套管射流泵组件，套管射流泵组件设于第一连接管内，包括孔喉管座体、孔喉管、喷嘴和壳体，喷嘴的一端延伸至孔喉管内；第一连接管侧壁上设有第一进液孔，第一进液孔通过第一过流通道与孔喉管连通；反洗头的封闭端设有第二进液孔，第二进液孔通过第二过流通道与孔喉管连通，且第一过流通道和第二过流通道之间不连通。本发明通过设置套管射流泵组件形成负压，有利于吸引冲砂液至井口，提高了反洗效率；通过设置球阀、球阀座和复位弹簧，有利于避免冲砂液经喷嘴进入第一过流通道；通过设置过滤筛网能对冲砂液进行过滤，能够避免喷嘴堵塞且进一步提高反洗效果。

主权项：1.一种负压反洗装置，其特征在于，包括上接头、第一连接管、第二连接管、反洗头和套管射流泵组件，所述第一连接管的一端与所述上接头连接，所述第一连接管的另一端与所述第二连接管的一端连接，所述第二连接管的另一端与所述反洗头连接；所述套管射流泵组件设于所述第一连接管内，所述套管射流泵组件包括固定设于所述第一连接管内的孔喉管座体、孔喉管、喷嘴和壳体，所述孔喉管通过所述孔喉管座体固定设置，所述喷嘴通过喷嘴定位座固定设于所述壳体内，所述喷嘴的一端穿过所述壳体内的阶梯槽延伸至所述孔喉管内，所述喷嘴的另一端与所述喷嘴定位座接触，所述喷嘴定位座与所述壳体螺栓连接；所述第一连接管侧壁上设有第一进液孔，所述第一进液孔通过第一过流通道与所述孔喉管连通；所述反洗头的封闭端设置有第二进液孔，所述第二进液孔通过第二过流通道与所述孔喉管连通，且所述第一过流通道和所述第二过流通道之间不连通；所述套管射流泵组件可在第一位置和第二位置间切换，所述第一位置时，所述第一进液孔与所述孔喉管不连通，所述第二位置时，所述第一进液孔与所述孔喉管连通；所述壳体内还设有球阀座、支撑体、复位弹簧和球阀，所述球阀座与所述喷嘴定位座螺纹连接，所述球阀座一端与所述喷嘴接触，另一端与所述支撑体接触，所述支撑体与所述壳体螺纹连接；所述复位弹簧和所述球阀均设于所述球阀座、所述支撑体以及所述喷嘴围成的区域内，所述复位弹簧的一端与所述喷嘴抵接，另一端与所述球阀抵接；所述球阀座内连通设有第一腔体、第二腔体和第三腔体，且所述第一腔体、所述球阀和所述第三腔体的直径依次增大，所述第二腔体为第一腔体和第三腔体间过渡的锥形腔体；所述第一位置时，所述球阀与所述第二腔体紧密贴合，所述第一进液孔与所述孔喉管不连通；所述第二位置时，所述球阀与所述第二腔体间出现间隙，所述第一进液孔与所述孔喉管连通；所述第二连接管内还设置有锥阀组件，所述锥阀组件可在第一状态和第二状态间切换，所述第一状态时，所述第二进液孔与所述孔喉管不连通；所述第二状态时，所述第二进液孔与所述孔喉管连通；所述锥阀组件包括锥阀座、锥阀复位弹簧和锥阀阀芯，所述锥阀座的一端与所述第二连接管螺纹连接，另一端延伸至所述锥阀阀芯的开口端内；所述锥阀复位弹簧的一端与所述锥阀座接触，另一端与所述锥阀阀芯抵接；所述锥阀阀芯可贴合在所述第二连接管内壁上，所述锥阀阀芯与所述第二连接管贴合的部分设置有通孔；所述锥阀组件处于所述第一状态时，所述通孔贴合于所述第二连接管的内壁上，所述通孔与所述第二进液孔不连通，所述第二状态时，所述通孔与所述第二进液孔连通。

全文数据：一种负压反洗装置技术领域本发明涉及一种石油开采中采油生产管柱，具体涉及一种采油生产管柱中的负压反洗装置。背景技术随着石油开采的不断深入，油田用水需求越来越多，水源井的数量也大幅度增加，因此井底出砂或机械杂质堵塞造成的故障也越来越多，水源井的工作量也不断增长。在开发过程中经常会遇到地层出砂问题，地层砂沉降在井筒内形成砂柱、砂床，堵塞射孔孔眼及近井壁地层孔道，使井底流体流动阻力增大，产量下降，严重时将影响油井的正常生产；许多油井处于超负荷状态，加上老化的问题，因此必须进行系统性的洗井。为了满足石油开采中反洗井作业需要，通常在采油生产管柱中进行反洗作业，目前常用的反洗装置效率低，影响油井的开采进度，从而降低生产效率。发明内容本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种负压反洗装置，解决现有技术中现有的反洗井装置反洗效率低、影响油井的开采进度、从而降低生产效率的技术问题。为达到上述技术目的，本发明的技术方案包括上接头、第一连接管、第二连接管、反洗头和套管射流泵组件，所述第一连接管的一端与所述上接头连接，所述第一连接管的另一端与所述第二连接管的一端连接，所述第二连接管的另一端与所述反洗头连接；所述套管射流泵组件设于所述第一连接管内，所述套管射流泵组件包括固定设于所述第一连接管内的孔喉管座体、孔喉管、喷嘴和壳体，所述孔喉管通过所述孔喉管座体固定设置，所述喷嘴通过所述壳体固定设置，且所述喷嘴的一端延伸至所述孔喉管内；所述第一连接管侧壁上设有第一进液孔，所述第一进液孔通过第一过流通道与所述孔喉管连通；所述反洗头的封闭端设置有第二进液孔，所述第二进液孔通过第二过流通道与所述孔喉管连通，且所述第一过流通道和所述第二过流通道之间不连通。进一步的，所述喷嘴通过所述喷嘴定位座固定设于所述壳体内，所述喷嘴的一端穿过所述壳体内的阶梯槽延伸至所述孔喉管内，所述喷嘴的另一端与所述喷嘴定位座接触，所述喷嘴定位座与所述壳体螺栓连接。进一步的，所述套管射流泵组件可在第一位置和第二位置间切换，所述第一位置时，所述第一进液孔与所述孔喉管不连通，所述第二位置时，所述第一进液孔与所述孔喉管连通。更进一步的，所述壳体内还设有球阀座、支撑体、复位弹簧和球阀，所述球阀座与所述喷嘴定位座螺纹连接，所述球阀座一端与所述喷嘴接触，另一端与所述支撑体接触，所述支撑体与所述壳体螺纹连接；所述复位弹簧和所述球阀均设于所述球阀座、所述支撑体以及所述喷嘴围成的区域内，所述复位弹簧的一端与所述喷嘴抵接，另一端与所述球阀抵接；所述球阀座内连通设有第一腔体、第二腔体和第三腔体，且所述第一腔体、所述球阀和所述第三腔体的直径依次增大，所述第二腔体为第一腔体和第三腔体间过渡的锥形腔体；所述第一位置时，所述球阀与所述第二腔体紧密贴合，所述第一进液孔与所述孔喉管不连通；所述第二位置时，所述球阀与所述第二腔体间出现间隙，所述第一进液孔与所述孔喉管连通。进一步的，所述第一进液孔处设置有过滤筛网，所述过滤筛网与所述第一连接管通过螺栓连接。进一步的，所述负压反洗装置还包括阻塞，所述阻塞与所述第一连接管螺纹连接，所述阻塞一端与所述壳体接触，所述阻塞另一端与所述孔喉管座体接触。进一步的，所述第二连接管内还设置有锥阀组件，所述锥阀组件可在第一状态和第二状态间切换，所述第一状态时，所述第二进液孔与所述孔喉管不连通；所述第二状态时，所述第二进液孔与所述孔喉管连通。更进一步的，所述锥阀组件包括锥阀座、锥阀复位弹簧和锥阀阀芯，所述锥阀座的一端与所述第二连接管螺纹连接，另一端延伸至所述锥阀阀芯的开口端内；所述锥阀复位弹簧的一端与所述锥阀座接触，另一端与所述锥阀阀芯抵接；所述锥阀阀芯可贴合在所述第二连接管内壁上，所述锥阀阀芯与所述第二连接管贴合的部分设置有通孔；所述锥阀组件处于所述第一状态时，所述通孔贴合于所述第二连接管的内壁上，所述通孔与所述第二进液孔不连通，所述第二状态时，所述通孔与所述第二进液孔连通。进一步的，所述第二进液孔为凹锥形喷孔，所述凹锥形喷孔与所述反洗头的内腔通过第三过流通道连通。进一步的，所述反洗头侧壁上还设置有第三进液孔，所述第三进液孔与所述反洗头的内腔通过第四过流通道连通，且所述第四过流通道倾斜设置。与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明通过设置套管射流泵组件能够在喷嘴附近形成负压，有利于吸引部分动力不足的冲砂液至井口，提高了反洗效率；通过设置球阀、球阀座和复位弹簧，有利于控制冲砂液的流动情况，避免冲砂液经喷嘴进入第一过流通道中；通过在第一进液口处设置过滤筛网能对冲砂液进行过滤，能够避免喷嘴堵塞且进一步提高反洗效果；同时通过设置锥阀组件能进一步控制冲砂液的单向流动。附图说明图1是本发明提供的负压反洗装置一实施方式的结构示意图；图2是图1中第一连接管及套管射流泵组件一实施方式的结构示意图；图3是图1中第二连接管及锥阀组件一实施方式的结构示意图。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本发明提供了一种负压反洗装置，具体请参阅图1，图1是本发明提供的负压反洗装置一实施方式的结构示意图。所述负压反洗装置至少包括上接头1、第一连接管2、第二连接管15、反洗头19和套管射流泵组件，第一连接管2的一端与上接头1连接，第一连接管2的另一端与第二连接管15的一端连接，第二连接管15的另一端与反洗头19连接。套管射流泵组件设于第一连接管2内，套管射流泵组件的设置能够进一步吸引冲砂液，便于提高反洗效率。在本实施方式中，上接头1、第一连接管2和第二连接管15均为两端开口的中空结构，反洗头19为一端开口一端封闭的中空结构，且其连接方式可分别根据各自需要设置成螺纹连接、螺栓连接或卡扣连接等方式。为了进一步说明本发明实施例提供的负压反洗装置中各个结构的详细情况，现结合附图进行描述。请参阅图2，图2是本发明一实施方式中第一连接管及套管射流泵组件的结构示意图。在本实施方式中，套管射流泵组件设于第一连接管2内，套管射流泵组件包括孔喉管座体3、孔喉管4、喷嘴6和壳体14，孔喉管4通过孔喉管座体3固定设于第一连接管2内，喷嘴6通过壳体14固定设于第一连接管2内，喷嘴6的一端延伸至孔喉管4内，且喷嘴6和孔喉管4内壁间设有间隙。具体的，孔喉管座体3和壳体14均通过螺栓5固定设置在第一连接管2内。其中，孔喉管座体3与孔喉管4螺纹连接。进一步的，第一连接管2侧壁上设有第一进液孔，第一进液孔通过第一过流通道1401与孔喉管4连通。反洗头9的封闭端设置有第二进液孔，第二进液孔通过第二过流通道1402与孔喉管4连通，且第一过流通道1401和第二过流通道1402之间不连通。其中，第二过流通道1402可根据需要选择性的设置在壳体14内腔或壳体14与第一连接管2侧壁围成的区域中。一般情况下，冲砂液经第一进液孔依次流经第一过流通道1401和喷嘴6，并在喷嘴6附近形成负压区，进一步吸引从反洗头19反排上来的冲砂液，冲砂液进入孔喉管4与从第一进液孔进入的冲砂液混合后反排至井口。作为优选的实施例，喷嘴6通过喷嘴定位座9固定设于壳体14内，喷嘴6的一端穿过壳体14内的阶梯槽延伸至孔喉管4内，喷嘴6的另一端与喷嘴定位座9接触，喷嘴定位座9与壳体14螺栓连接。具体的，喷嘴6与阶梯槽接触的部分为与第一凸缘，且第一凸缘与阶梯槽配合。作为优选的实施例，套管射流泵组件可在第一位置和第二位置间切换，从而控制第一进液孔与孔喉管4的连通情况。第一位置时，套管射流泵组件处于闭合状态，第一进液孔与孔喉管4不连通，第二位置时，套管射流泵组件处于开启状态，第一进液孔与孔喉管4连通。这种方式，有利于控制冲砂液的流动情况，避免冲砂液经喷嘴6进入第一过流通道1401中，进一步提高了反洗效率。作为优选的实施例，壳体14内还设有球阀座11、支撑体13、复位弹簧8和球阀10，球阀座11与喷嘴定位座9螺纹连接，其一端与喷嘴6接触，另一端与支撑体13接触，支撑体13与壳体14螺纹连接。复位弹簧8和球阀10均设于球阀座11、支撑体13以及喷嘴6围成的区域内，复位弹簧8的一端与喷嘴6抵接，另一端与球阀10抵接。进一步的，球阀座11内连通设有第一腔体1101、第二腔体和第三腔体，且第一腔体1101、球阀10和第三腔体的直径依次增大，第二腔体为第一腔体1101和第三腔体间过渡的锥形腔体。第一位置时，球阀10在复位弹簧8的作用下与第二腔体紧密贴合，套管射流泵组件处于闭合状态；第二位置时，球阀10在冲砂液的作用下与第二腔体间出现间隙，套管射流泵组件处于开启状态。第一腔体1101的一端与第一过流通道1401连通，另一端可与喷嘴6连通。其中，第一过流通道1401形成于壳体14与支撑体13的间隙空间。作为优选的实施例，第一进液孔处设置有过滤筛网12，过滤筛网12与第一连接管2通过螺栓连接。其中，过滤筛网12用于对冲砂液进行过滤，避免堵塞喷嘴。作为优选的实施方式，还包括阻塞7，阻塞7与第一连接管2螺纹连接，其一端与壳体14接触，另一端与孔喉管座体13接触。其中，阻塞7的设置能够在安装过程中实现壳体14和孔喉管座体13的轴向定位。同时，阻塞7与壳体14、孔喉管座体13的间隙为第五过流通道，第五过流通道也与孔喉管4连通。作为优选的实施例，第二连接管15内还设置有锥阀组件，锥阀组件可在第一状态和第二状态间切换，从而控制第二进液孔与孔喉管4的连通情况。第一状态时，锥阀组件处于闭合状态，第二进液孔与孔喉管4不连通；第二状态时，锥阀组件处于开启状态，第二进液孔与孔喉管4连通。锥阀组件的设置便于进一步控制冲砂液的单向流动。请参阅图3，图3是图1中第二连接管及锥阀组件一实施方式的结构示意图。在本实施方式中，锥阀组件设于第二连接管15内，锥阀组件包括锥阀座16、锥阀复位弹簧17和锥阀阀芯18，锥阀座16的一端与第二连接管15螺纹连接，另一端延伸至锥阀阀芯18的开口端内；锥阀复位弹簧17的一端与锥阀座16接触，另一端与锥阀阀芯18抵接。具体的，锥阀座16为两端开口的中空结构，锥阀阀芯18为一端开口一端封闭的中空结构。锥阀座16包括底座161和第二凸缘162，锥阀复位弹簧17套设在第二凸缘162上，且与底座161抵接；锥阀阀芯18内设有内凸缘181，锥阀复位弹簧17的另一端与内凸缘181抵接。锥阀阀芯18的封闭端的设置便于增大液流的受力面，同时增加锥阀阀芯18反洗时承受的轴向力。进一步的，锥阀阀芯18可贴合在第二连接管15内壁上，锥阀阀芯18与第二连接管15贴合的部分设置有通孔1801。锥阀组件处于第一状态时，通孔1801贴合于第二连接管15的内壁上，通孔1801与第二进液孔不连通，第二状态时，通孔1801与第二进液孔通过反洗头19的内腔连通。具体的，锥阀阀芯18与第二连接管15内壁贴合部分为锥面，该锥面上开设有通孔1801，第一状态时，在锥阀复位弹簧17的作用下，锥阀阀芯18的锥面与第二连接管15的内壁贴合，通孔1801封闭；第二状态时，由环空注入的冲砂液经反洗头19流经锥阀阀芯18，并作用在锥阀阀芯18的封闭端，使其轴向移动，锥阀阀芯18的锥面与第二连接管15间出现间隙，从而使通孔1801和第二进液孔连通。其中，锥阀复位弹簧17的设置有利于实现锥阀阀芯18的自动复位。作为优选的实施例，第二进液孔为凹锥形喷孔，凹锥形喷孔与反洗头19的内腔通过第三过流通道1901连通。作为优选的实施例，反洗头19侧壁上还设置有第三进液孔，第三进液孔与反洗头19的内腔通过第四过流通道1902连通，第四过流通道1902沿第二连接管15的方向倾斜设置，从而有利于更多的冲砂液由第三进液孔进入反洗头19内，且与由第二进液孔进入反洗头19内的冲砂液汇合，提高了冲砂液的进入反洗头19的效率，进一步高了反洗效率。为便于理解本发明提供的负压反洗装置下面列举其完整工作过程：洗井液经反洗头19末端的第二进液孔、第三过流通道1901、第三进液孔、第四过流通道1902进入反洗头19的内腔中，推动锥阀阀芯18的封闭端，压缩锥阀复位弹簧17，使通孔1801与第三过流孔流道1901、第四过流通道1902连通，冲砂液流经锥阀阀座16内的第六过流通道1601，再经第二过流通道1402流经孔喉管4，然后进入上接头1经油管排至井口。同时，部分洗井液也会经连接管2侧壁的第一进液孔进入第一过流通道1401内，流经球阀11、喷嘴6和孔喉管3，此时喷嘴6出口附近会形成相对的负压，吸引从下面反洗头19反排上来的冲砂液进入孔喉管3与原冲砂液混合，经孔喉管3后高速流体变成高压慢速流体，经油管携砂至井口。其中，过滤筛网12用于对冲砂液进行过滤，避免堵塞喷嘴。以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

权利要求：1.一种负压反洗装置，其特征在于，包括上接头、第一连接管、第二连接管、反洗头和套管射流泵组件，所述第一连接管的一端与所述上接头连接，所述第一连接管的另一端与所述第二连接管的一端连接，所述第二连接管的另一端与所述反洗头连接；所述套管射流泵组件设于所述第一连接管内，所述套管射流泵组件包括固定设于所述第一连接管内的孔喉管座体、孔喉管、喷嘴和壳体，所述孔喉管通过所述孔喉管座体固定设置，所述喷嘴通过所述壳体固定设置，且所述喷嘴的一端延伸至所述孔喉管内；所述第一连接管侧壁上设有第一进液孔，所述第一进液孔通过第一过流通道与所述孔喉管连通；所述反洗头的封闭端设置有第二进液孔，所述第二进液孔通过第二过流通道与所述孔喉管连通，且所述第一过流通道和所述第二过流通道之间不连通。2.根据权利要求1所述的负压反洗装置，其特征在于，所述喷嘴通过所述喷嘴定位座固定设于所述壳体内，所述喷嘴的一端穿过所述壳体内的阶梯槽延伸至所述孔喉管内，所述喷嘴的另一端与所述喷嘴定位座接触，所述喷嘴定位座与所述壳体螺栓连接。3.根据权利要求1所述的负压反洗装置，其特征在于，所述套管射流泵组件可在第一位置和第二位置间切换，所述第一位置时，所述第一进液孔与所述孔喉管不连通，所述第二位置时，所述第一进液孔与所述孔喉管连通。4.根据权利要求3所述的负压反洗装置，其特征在于，所述壳体内还设有球阀座、支撑体、复位弹簧和球阀，所述球阀座与所述喷嘴定位座螺纹连接，所述球阀座一端与所述喷嘴接触，另一端与所述支撑体接触，所述支撑体与所述壳体螺纹连接；所述复位弹簧和所述球阀均设于所述球阀座、所述支撑体以及所述喷嘴围成的区域内，所述复位弹簧的一端与所述喷嘴抵接，另一端与所述球阀抵接；所述球阀座内连通设有第一腔体、第二腔体和第三腔体，且所述第一腔体、所述球阀和所述第三腔体的直径依次增大，所述第二腔体为第一腔体和第三腔体间过渡的锥形腔体；所述第一位置时，所述球阀与所述第二腔体紧密贴合，所述第一进液孔与所述孔喉管不连通；所述第二位置时，所述球阀与所述第二腔体间出现间隙，所述第一进液孔与所述孔喉管连通。5.根据权利要求1所述的负压反洗装置，其特征在于，所述第一进液孔处设置有过滤筛网，所述过滤筛网与所述第一连接管通过螺栓连接。6.根据权利要求1所述的负压反洗装置，其特征在于，所述负压反洗装置还包括阻塞，所述阻塞与所述第一连接管螺纹连接，所述阻塞一端与所述壳体接触，所述阻塞另一端与所述孔喉管座体接触。7.根据权利要求1所述的负压反洗装置，其特征在于，所述第二连接管内还设置有锥阀组件，所述锥阀组件可在第一状态和第二状态间切换，所述第一状态时，所述第二进液孔与所述孔喉管不连通；所述第二状态时，所述第二进液孔与所述孔喉管连通。8.根据权利要求7所述的负压反洗装置，其特征在于，所述锥阀组件包括锥阀座、锥阀复位弹簧和锥阀阀芯，所述锥阀座的一端与所述第二连接管螺纹连接，另一端延伸至所述锥阀阀芯的开口端内；所述锥阀复位弹簧的一端与所述锥阀座接触，另一端与所述锥阀阀芯抵接；所述锥阀阀芯可贴合在所述第二连接管内壁上，所述锥阀阀芯与所述第二连接管贴合的部分设置有通孔；所述锥阀组件处于所述第一状态时，所述通孔贴合于所述第二连接管的内壁上，所述通孔与所述第二进液孔不连通，所述第二状态时，所述通孔与所述第二进液孔连通。9.根据权利要求1所述的负压反洗装置，其特征在于，所述第二进液孔为凹锥形喷孔，所述凹锥形喷孔与所述反洗头的内腔通过第三过流通道连通。10.根据权利要求1所述的负压反洗装置，其特征在于，所述反洗头侧壁上还设置有第三进液孔，所述第三进液孔与所述反洗头的内腔通过第四过流通道连通，且所述第四过流通道倾斜设置。

百度查询： 长江大学 一种负压反洗装置

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