本發(fā)明涉及油氣井井筒清潔，具體涉及一種自平衡壓差抽砂工具及抽砂方法。

背景技術(shù)：

1、油氣井長期開采過程中，會出現(xiàn)地層虧空，地層壓力降低，地層砂不可避免的隨油氣流被進(jìn)入井筒內(nèi)，一部分細(xì)粉砂隨著油氣流攜帶出地面，大部分砂粒沉積在井筒內(nèi)，掩埋產(chǎn)層，堵塞油氣流動通道，導(dǎo)致地層產(chǎn)出的油氣沒有運(yùn)移到地表的通道，降低油氣的采收率。井筒內(nèi)砂粒主要有固井水泥屑、鉆塞水泥屑、壓裂陶粒砂、地層砂等，此時需要進(jìn)行井筒清砂作業(yè)，重新建立油氣運(yùn)移通道。針對油氣井井筒清砂作業(yè)，主要采用下管柱循環(huán)液體沖洗、管柱上安裝抽砂泵等方式進(jìn)行。針對低壓油氣井(地層壓力系數(shù)小于0.8)，由于注入液體不能建立全井筒循環(huán)，因此無法將井底砂帶出井口，進(jìn)行循環(huán)沖洗作業(yè)嚴(yán)重時甚至?xí)l(fā)生卡鉆事故；而傳統(tǒng)抽砂泵依靠泵的沖程進(jìn)行吸液，吸入壓差小，吸入困難，抽砂效率低。如《一種抽砂泵》(專利號201520494534.4)，普通抽砂泵的游動閥總成進(jìn)液孔阻力大不利于除砂排液，采用抽油泵的活塞與泵筒配合，極易砂卡，同時進(jìn)液閥進(jìn)液阻力很大，沉砂尾管與進(jìn)砂通道為一體，沉積的砂粒將固定閥淹埋，當(dāng)吸液壓差等于砂柱壓力時，固定閥將無法打開。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的在于提供一種自平衡壓差抽砂工具及抽砂方法，利用定壓閥能夠?qū)崿F(xiàn)壓差的自平衡，同時利用活塞抽砂泵能夠有效的將攜砂液泵入沉砂管中，能夠有效的解決固定閥無法正常打開的問題，從而能夠有效的將儲層內(nèi)的沉砂排出。

2、本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種自平衡壓差抽砂工具，包括活塞抽砂泵和沉砂管，所述活塞抽砂泵的泵筒底部伸入井筒底并與井筒連通；所述活塞抽砂泵的活塞拉桿為中空管道結(jié)構(gòu)，所述活塞拉桿的一端設(shè)置于泵筒內(nèi)并與泵筒內(nèi)腔連通，所述活塞拉桿的另一端與所述沉砂管連通；所述泵筒下方設(shè)置有定壓閥，所述定壓閥用于平衡泵筒與井筒內(nèi)的壓力。為了解決上述技術(shù)問題，并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)技術(shù)效果，本發(fā)明，通過所述定壓閥在工具底形成一個大的壓差，當(dāng)定壓閥打開攜砂液快速進(jìn)入到泵筒內(nèi)，從而完成泵筒內(nèi)外壓力的平衡，同時利用活塞抽砂泵內(nèi)活塞的往復(fù)運(yùn)動將井筒內(nèi)攜砂液泵入沉砂管內(nèi)，完成砂液分離后將液體排出砂子則留存在沉砂管內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)有效的解決固定閥無法正常打開的問題，并能夠有效的將儲層內(nèi)的沉砂排出。

4、進(jìn)一步的技術(shù)方案：

5、所述活塞抽砂泵的泵筒內(nèi)設(shè)置有下部固定閥，所述活塞抽砂泵的活塞拉桿內(nèi)設(shè)置有上部游動閥；

6、當(dāng)所述活塞拉桿上拉時，所述下部固定閥開啟，上部游動閥關(guān)閉，泵筒內(nèi)腔與所述井筒連通；

7、當(dāng)所述活塞拉桿下壓時，所述下部固定閥關(guān)閉，上部游動閥開啟，泵筒內(nèi)腔與所述沉砂管連通。

8、進(jìn)一步的：所述定壓閥的額定壓力為30～50kn，定壓閥井筒一側(cè)壓力達(dá)到額定壓力時，所述定壓閥開啟，所述泵筒內(nèi)腔與井筒連通。

9、進(jìn)一步的：所述定壓閥下方設(shè)置有砂鉆，所述砂鉆用于搗松井筒內(nèi)的砂面。

10、進(jìn)一步的：所述活塞拉桿頂端設(shè)置聯(lián)接接頭，所述沉砂管插入所述聯(lián)接接頭內(nèi)，且所述聯(lián)接接頭開設(shè)有通孔，所述活塞拉桿的中空腔體與所述沉砂管連通。

11、進(jìn)一步的：所述沉砂管的管壁上開設(shè)有出液孔，且所述出液孔處設(shè)置有過濾裝置；

12、進(jìn)一步的：所述出液孔的設(shè)置位置位于井筒內(nèi)液面上方。

13、一種采用所述抽砂工具的抽砂方法，具體抽砂步驟如下：

14、步驟s1：工具的配置；

15、步驟s2：工具第一段吊裝入井并平衡壓力；

16、步驟s3：工具第二段吊裝入井并搗松砂面；

17、步驟s4：活塞抽砂泵開始抽砂；

18、步驟s5：砂液分離。

19、進(jìn)一步的：所述步驟s1進(jìn)行工具的配置時，首先將所述下部固定閥、上部游動閥和定壓閥全部開啟，并檢驗(yàn)活塞抽砂泵內(nèi)腔、沉砂管和井筒的連通情況，若不能正常連通則需要進(jìn)行檢修，若能夠正常連通則將下部固定閥、上部游動閥和定壓閥全部關(guān)閉，并配置定壓閥的額定壓力值，將此狀態(tài)設(shè)為初始狀態(tài)。

20、進(jìn)一步的：步驟s2中，待工具的配置完成后，利用吊裝設(shè)備將工具吊裝入井內(nèi)，并當(dāng)抽砂工具下降到定壓閥井筒側(cè)壓力達(dá)到額定壓力值時，所述定壓閥開啟，井筒內(nèi)攜砂液在壓力差的作用下進(jìn)入泵筒內(nèi)，直至泵筒內(nèi)外壓差平衡后執(zhí)行步驟s3，所述步驟s3中，將工具底部的進(jìn)液口吊裝至井筒底，并且在開始抽砂之前利用砂鉆將砂面搗松。

21、進(jìn)一步的：所述步驟s4中，首先所述活塞拉桿上拉時，所述下部固定閥開啟，上部游動閥關(guān)閉，泵筒內(nèi)腔與所述井筒連通，井筒內(nèi)的攜砂液進(jìn)入到泵筒內(nèi)腔；然后所述活塞拉桿下壓時，所述下部固定閥關(guān)閉，上部游動閥開啟，泵筒內(nèi)腔與所述沉砂管連通，泵筒內(nèi)的攜砂液進(jìn)入到沉砂管中；

22、所述步驟s5中，攜砂液進(jìn)入沉砂管后在出液孔處用過濾裝置進(jìn)行砂液分離，砂子聚集在沉砂管內(nèi)，液體從出液孔回流入井筒內(nèi)。

23、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

24、1、本發(fā)明一種自平衡壓差抽砂工具及抽砂方法，通過所述定壓閥在工具底形成一個大的壓差，當(dāng)定壓閥打開攜砂液快速進(jìn)入到泵筒內(nèi)，從而完成泵筒內(nèi)外壓力的平衡，同時利用活塞抽砂泵內(nèi)活塞的往復(fù)運(yùn)動將井筒內(nèi)攜砂液泵入沉砂管內(nèi)，完成砂液分離后將液體排出砂子則留存在沉砂管內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)有效的解決固定閥無法正常打開的問題，并能夠有效的將儲層內(nèi)的沉砂排出。

技術(shù)特征：

1.一種自平衡壓差抽砂工具，其特征在于，包括活塞抽砂泵(1)和沉砂管(2)，所述活塞抽砂泵(1)的泵筒(11)底部伸入井筒(3)底并與井筒(3)連通；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自平衡壓差抽砂工具，其特征在于，所述活塞抽砂泵(1)的泵筒(11)內(nèi)設(shè)置有下部固定閥(4)，所述活塞抽砂泵(1)的活塞拉桿(12)內(nèi)設(shè)置有上部游動閥(5)；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自平衡壓差抽砂工具，其特征在于，所述定壓閥(6)的額定壓力為30～50kn，定壓閥(6)井筒(3)一側(cè)壓力達(dá)到額定壓力時，所述定壓閥(6)開啟，所述泵筒(11)內(nèi)腔與井筒(3)連通。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自平衡壓差抽砂工具，其特征在于，所述定壓閥(6)下方設(shè)置有砂鉆(7)，所述砂鉆(7)用于搗松井筒(3)內(nèi)的砂面。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自平衡壓差抽砂工具，其特征在于，所述活塞拉桿(12)頂端設(shè)置聯(lián)接接頭(8)，所述沉砂管(2)插入所述聯(lián)接接頭(8)內(nèi)，且所述聯(lián)接接頭(8)開設(shè)有通孔，所述活塞拉桿(12)的中空腔體與所述沉砂管(2)連通。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自平衡壓差抽砂工具，其特征在于，所述沉砂管(2)的管壁上開設(shè)有出液孔(21)，且所述出液孔(21)處設(shè)置有過濾裝置(9)；

7.一種采用權(quán)利要求1～權(quán)利要求5任意一項(xiàng)所述抽砂工具的抽砂方法，其特征在于，具體抽砂步驟如下：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種抽砂方法，其特征在于，所述步驟s1進(jìn)行工具的配置時，首先將所述下部固定閥(4)、上部游動閥和定壓閥(6)全部開啟，并檢驗(yàn)活塞抽砂泵(1)內(nèi)腔、沉砂管(2)和井筒(3)的連通情況，若不能正常連通則需要進(jìn)行檢修，若能夠正常連通則將下部固定閥(4)、上部游動閥和定壓閥(6)全部關(guān)閉，并配置定壓閥(6)的額定壓力值，將此狀態(tài)設(shè)為初始狀態(tài)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種抽砂方法，其特征在于，步驟s2中，待工具的配置完成后，利用吊裝設(shè)備將工具吊裝入井內(nèi)，并當(dāng)抽砂工具下降到定壓閥(6)井筒側(cè)壓力達(dá)到額定壓力值時，所述定壓閥(6)開啟，井筒(3)內(nèi)攜砂液在壓力差的作用下進(jìn)入泵筒(11)內(nèi)，直至泵筒(11)內(nèi)外壓差平衡后執(zhí)行步驟s3，所述步驟s3中，將工具底部的進(jìn)液口吊裝至井筒(3)底，并且在開始抽砂之前利用砂鉆(7)將砂面搗松。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種抽砂方法，其特征在于，所述步驟s4中，首先所述活塞拉桿(12)上拉時，所述下部固定閥(4)開啟，上部游動閥(5)關(guān)閉，泵筒(11)內(nèi)腔與所述井筒(3)連通，井筒(3)內(nèi)的攜砂液進(jìn)入到泵筒(11)內(nèi)腔；然后所述活塞拉桿(12)下壓時，所述下部固定閥(4)關(guān)閉，上部游動閥(5)開啟，泵筒(11)內(nèi)腔與所述沉砂管(2)連通，泵筒(11)內(nèi)的攜砂液進(jìn)入到沉砂管(2)中；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種自平衡壓差抽砂工具及抽砂方法，包括活塞抽砂泵和沉砂管，所述活塞抽砂泵的泵筒底部伸入井筒底并與井筒連通；所述活塞抽砂泵的活塞拉桿為中空管道結(jié)構(gòu)，所述活塞拉桿的一端設(shè)置于泵筒內(nèi)并與泵筒內(nèi)腔連通，所述活塞拉桿的另一端與所述沉砂管連通；所述泵筒下方設(shè)置有定壓閥，所述定壓閥用于平衡泵筒與井筒內(nèi)的壓力。通過所述定壓閥在工具底形成一個大的壓差，當(dāng)定壓閥打開攜砂液快速進(jìn)入到泵筒內(nèi)，從而完成泵筒內(nèi)外壓力的平衡，同時利用活塞抽砂泵內(nèi)活塞的往復(fù)運(yùn)動將井筒內(nèi)攜砂液泵入沉砂管內(nèi)，完成砂液分離后將液體排出砂子則留存在沉砂管內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)有效的解決固定閥無法正常打開的問題，并能夠有效的將儲層內(nèi)的沉砂排出。

技術(shù)研發(fā)人員：徐波,李文哲,劉祥康,李玉飛,宋頤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油天然氣股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19