本發(fā)明涉及油井刮管和沖砂，特別涉及一種油井刮管沖砂一體化裝置及刮管沖砂方法。

背景技術：

刮管作業(yè)是完井階段的基礎性作業(yè)步驟，是確保完井后續(xù)作業(yè)步驟正常進行的關鍵。采用合適的刮管工藝技術，不但能夠提高刮管質量，避免完井后續(xù)作業(yè)過程中復雜情況甚至井下事故的發(fā)生，而且能夠提高整個完井階段的作業(yè)效率，縮短完井作業(yè)周期，降低完井作業(yè)成本。

特別對于疏松易出砂的油氣田，射孔后井筒中往往會出現(xiàn)較多的沉砂，為了不影響后續(xù)完井作業(yè)，通常需要在射孔后的再刮管作業(yè)中進行沖砂。正循環(huán)沖砂效率高，但海上油田常用9-5/8″套管，環(huán)空通道較大，用水量較大，原料液供應不足，直接正沖砂效果較差，存在砂卡刮管管柱的風險。為了避免刮管管柱砂卡，現(xiàn)場沖砂時一般都是采用反循環(huán)。由于環(huán)空液流對沉砂的沖擊力比較小，反循環(huán)沖砂的效率比較低，有些情況下根本就沖不起來，此時就不得不起出刮管管柱，然后專門下一趟光鉆桿管柱進行正沖砂，如此兩趟管柱就增加了完井作業(yè)周期。反循環(huán)沖砂時由于環(huán)空的壓力比較高，對于低壓井，由于液體液柱壓力大于地層壓力，導致液體向地層漏失，使得沖砂效率低下或發(fā)生沉砂卡鉆，還可能因為液體與地層不配伍而造成地層的污染，既增加了完井液的成本，同時又會增加對儲層的污染，存在技術缺陷。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種油井刮管沖砂一體化裝置及刮管沖砂方法，該裝置及方法可以一趟實現(xiàn)刮管及沖砂作業(yè)，針對地層漏失情況，即可正壓沖砂，又可負壓沖砂，降低卡鉆作業(yè)風險，提高刮管沖砂作業(yè)效率，縮短完井作業(yè)周期，降低完井作業(yè)成本。

本發(fā)明所采用的技術方案是：

一種油井刮管沖砂一體化裝置，由裝置本體構成，所述裝置本體包括依次連接并相互連通的分流短節(jié)、分流封隔器、雙層管體、刮管器和沖砂短節(jié)，所述分流短節(jié)、所述分流封隔器、所述刮管器和所述沖砂段節(jié)均為雙層管結構；所述沖砂短節(jié)包括依次連接的上雙層管體、橋式短節(jié)和下雙層管體，所述上雙層管體的內層管內由上至下設置有滑套和第一單流閥，所述下雙層管體的內層管內設置有第二單流閥，所述下雙層管體的內層管端部設置有沖砂噴嘴。

所述分流封隔器采用新型皮碗式分流封隔器,其中心管采用用于沖砂工藝中的雙層管單元。

所述刮管器采用防卡型刮管器，其中心管采用用于沖砂工藝中的雙層管單元。

所述分流短節(jié)的中心管采用用于沖砂工藝中的雙層管單元；所述雙層管體和所述沖砂段節(jié)的上、下雙層管體均采用用于沖砂工藝中的雙層管單元。

所述滑套的內部與射流泵相匹配。

基于上述油井刮管沖砂一體化裝置的刮管沖砂方法，包括以下步驟：

(1)制作并安裝所述油井刮管沖砂一體化裝置，并將所述裝置的分流短節(jié)連接至鉆桿；

(2)所述刮管器打開、所述分流封隔器收回，將所述裝置下放至油井套管內，并在套管環(huán)空內注入洗井液，完成刮管洗井；

(3)繼續(xù)下放所述裝置，用所述沖砂噴嘴探砂面，確立砂面位置后，上提所述裝置；

(4)所述刮管器收回、所述分流封隔器坐封；

(5)在所述套管環(huán)空內注入沖砂液，沖洗井底；

(6)不斷下放所述裝置，直至將井筒內的砂液全部排除，完成沖砂；

(7)所述分流封隔器解封，起鉆。

步驟(2)中，所述刮管洗井的具體流程為：首選，洗井液流經套管環(huán)空，從下端進入所述裝置的外層環(huán)空；然后，洗井液通過所述橋式短節(jié)流入所述裝置的內層管內；最后，洗井液從鉆桿返出井外，完成反循環(huán)刮管洗井。

步驟(5)中，當地層不漏失時，采用正壓沖砂沖洗井底，所述正壓沖砂的具體流程為：首先，沖砂液流經套管環(huán)空，從所述分流短節(jié)進入所述裝置的外層環(huán)空；其次，沖砂液通過所述橋式短節(jié)，進入所述裝置的內層管內，通過所述第二單流閥從所述沖砂噴嘴噴出，沖洗井底；然后，沖砂液攜帶砂粒從下端進入所述裝置的外層環(huán)空，經過所述橋式短節(jié)流入所述裝置的內層管內；最后，沖砂液攜帶砂粒從鉆桿返出井外，完成正壓沖砂。

步驟(5)中，當地層漏失時，采用負壓沖砂沖洗井底，所述負壓沖砂的具體流程為：首先，通過鋼絲作業(yè)打開所述滑套，并投入射流泵；其次，沖砂液流經套管環(huán)空，從所述分流短節(jié)進入所述裝置的外層環(huán)空，當沖砂液流經所述滑套時，一部分沖砂液作為動力液從所述射流泵噴入所述裝置的內層管內，另一部分沖砂液沿著所述裝置的外層環(huán)空經過所述橋式短節(jié)，進入所述裝置的內層管內，并通過所述第二單流閥從所述沖砂噴嘴噴出，沖洗井底；最后，靠所述射流泵的負壓作用，沖砂液攜帶砂粒從下端進入所述裝置的外層環(huán)空，經過所述橋式短節(jié)流入所述裝置的內層管內，從鉆桿返出井外，完成負壓沖砂。

步驟(2)至步驟(6)中，所述分流封隔器下入井內的深度不越過油層。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明刮管沖砂一體化裝置，在鉆桿上連接有分流短節(jié)、分流封隔器、雙層管體、防卡型刮管器以及沖砂短節(jié)，實現(xiàn)了一趟管柱進行刮管沖砂工藝技術要求；

2、本發(fā)明中，刮管器能夠通過管柱內打壓收回，降低管柱卡鉆風險；

3、本發(fā)明中，沖砂短節(jié)能夠根據地層情況實現(xiàn)正壓沖砂和負壓沖砂，沖砂液沖擊大，沖砂能力強，攜砂能力也強，沖砂速度快，效果高，成本低，減少了對油層的傷害，保護了油層。

附圖說明

圖1：本發(fā)明裝置結構示意圖(本發(fā)明裝置下井過程結構示意圖)；

圖2：本發(fā)明裝置刮管作業(yè)時狀態(tài)示意圖；

圖3：本發(fā)明裝置正壓沖砂作業(yè)時狀態(tài)示意圖；

圖4：本發(fā)明裝置負壓沖砂作業(yè)時狀態(tài)示意圖；

圖5：本發(fā)明裝置起鉆過程結構示意圖；

圖6：本發(fā)明裝置采用的雙層管單元結構示意圖；

圖7：本發(fā)明裝置采用的雙層管單元的雙管接箍結構示意圖；

圖8：本發(fā)明裝置采用的雙層管單元的外連接管結構示意圖；

圖9：本發(fā)明裝置采用的雙層管單元的內管短接結構示意圖；

圖10：本發(fā)明裝置采用的雙層管單元的內管短接橫截面結構示意圖；

圖11：本發(fā)明裝置采用的雙層管單元的內連接管結構示意圖；

圖12：本發(fā)明裝置中兩個雙層管單元相連接結構示意圖。

附圖標注：1、分流短節(jié)；2、分流封隔器；3、雙層管體；4、刮管器；5、滑套；6、第一單流閥；7、橋式短節(jié)；8、第二單流閥；9、沖砂噴嘴；10、射流泵；11、雙管接箍；12、外連接管；13、內管短接；14、內連接管；15、扶正片；16、限位臺階；17、月牙形通孔。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。

如附圖1所示，一種油井刮管沖砂一體化裝置，包括依次連接并相互連通的的分流短節(jié)1、分流封隔器2、雙層管體3、刮管器4和沖砂短節(jié)，所述分流短節(jié)1、所述分流封隔器2、所述刮管器4和所述沖砂段節(jié)均為雙層管結構；所述沖砂短節(jié)包括依次連接的上雙層管體、橋式短節(jié)7和下雙層管體，所述上雙層管體的內層管內由上至下設置有滑套5和第一單流閥6，所述滑套5夠通過鋼絲作業(yè)打開和關閉，其內部與射流泵10相匹配；所述下雙層管體的內層管內設置有第二單流閥8，所述下雙層管體的內層管端部設置有沖砂噴嘴9。

本發(fā)明中，所述分流短節(jié)1的中心管、所述雙層管體3和所述沖砂短節(jié)的上、下雙層管體均采用申請?zhí)枮?01610258533.9公開的用于沖砂工藝中的雙層管單元；所述分流封隔器2采用申請?zhí)枮?01610101217.0公開的新型皮碗式分流封隔器，坐封后能夠沿套管內壁滑動并密封，通過向所述裝置內打壓實現(xiàn)封隔器的坐封及解封，所述分流封隔器2的中心管采用上述用于沖砂工藝中的雙層管單元；所述刮管器4采用防卡型刮管器，其中心管采用上述用于沖砂工藝中的雙層管單元。

其中，上述于申請?zhí)?01610258533.9公開的用于沖砂工藝中的雙層管單元(如圖6至圖11所示)，由內管部分和外管部分組成；

所述外管部分包括雙管接箍11和外連接管12；

所述雙管接箍11設有上、中、下三個內螺紋區(qū)段，其上端的內螺紋區(qū)段用于與上一個雙層管單元的外連接管12下端相連接，下端的內螺紋區(qū)段與本雙層管單元的外連接管12上端相連接，中間的內螺紋區(qū)段與內管部分的內管短接13上端連接；所述雙管接箍11上端的內螺紋區(qū)段和中間的內螺紋區(qū)段之間設置有限位臺階16，以對所述內管部分的內管短接13頂端進行限位；

所述外連接管12的內回轉面為光滑表面，其兩端均設有外螺紋，上端的外螺紋用于與本雙層管單元的雙管接箍11下端的內螺紋區(qū)段連接，下端的外螺紋用于與下一個雙層管單元的雙管接箍11上端的內螺紋區(qū)段相連接；

所述內管部分包括內管短接13、內連接管14和扶正片15；

所述內管短接13上部外側設置有軸肩，該軸肩對稱地開設有兩個沿軸向方向貫通的月牙形通孔17，該月牙形通孔17內部為光滑表面；所述內管短接13的軸肩上端還設置有外螺紋，用于與所述雙管接箍11中間的內螺紋區(qū)段連接，該外螺紋下方的外回轉面為光滑表面，其穿套在所述外連接管12上端的內腔中；所述內管短接13上部的內腔為密封光滑表面并設置多個密封圈槽以安裝密封圈；所述內管短接13下端設置有內螺紋，用于連接所述內連接管14；

所述內連接管14上端設有外螺紋，通過該外螺紋與本雙層管單元的所述內管短接13下端內螺紋相連接并焊接；所述內連接管14下端伸出于所述外連接管12，且其外回轉面為密封光滑表面，以便與下一個雙層管單元的內管短接13上部內腔表面形成密封；

所述扶正片15均勻分布在所述內連接管14下部和所述外連接管12下部之間，所述扶正片15與所述內連接管14焊接后的最大外徑略小于所述外連接管12的內徑。

本發(fā)明裝置連接時，將上一個部件的雙層管單元外連接管12下端的外螺紋與下一個部件的雙層管單元雙管接箍11上端的內螺紋區(qū)段連接(如圖12所示)，即實現(xiàn)整個裝置的雙層管連接。

基于上述油井刮管沖砂一體化裝置的刮管沖砂方法，包括以下步驟：

(1)制作并安裝上述油井刮管沖砂一體化裝置，并將所述裝置的分流短節(jié)1連接至鉆桿，其中，所述裝置的雙層管體3長度根據現(xiàn)場油井的具體情況確定。

(2)刮管洗井：首先，所述刮管器4打開、所述分流封隔器2收回，將所述裝置下放至油井套管內(如圖1所示)，并在套管環(huán)空內注入洗井液，洗井液流經套管環(huán)空，從下端進入所述沖砂短節(jié)的下雙層管體外層環(huán)空；然后，洗井液通過所述橋式短節(jié)7流入所述沖砂短節(jié)上雙層管體的內層管內，并通過所述第一單流閥6依次流經所述刮管器4的內層管、所述雙層管體3的內層管、所述分流封隔器2的內層管和所述分流短節(jié)1的內層管；最后，洗井液從鉆桿返出井外，完成反循環(huán)刮管洗井(如圖2所示)。

(3)探砂面：繼續(xù)下放所述裝置，用所述沖砂噴嘴9探砂面，經過反復幾次試探，確立砂面位置，上提所述裝置，使所述沖砂噴嘴9離開砂面1-2m。

(4)所述刮管器4收回、所述分流封隔器2坐封：所述沖砂短節(jié)內設置有第一單流閥6，所述裝置內打壓，壓力升高，所述刮管器4刀片縮回，所述分流封隔器2坐封。

(5)沖砂：在所述套管環(huán)空內注入沖砂液，沖洗井底，針對地層漏失情況，采用正壓沖砂或負壓沖砂。

當地層不漏失時，采用正壓沖砂：首先，沖砂液流經套管環(huán)空，進入所述分流短節(jié)1外層環(huán)空，流經所述分流封隔器2外層環(huán)空、所述雙層管體3外層環(huán)空、所述刮管器4外層環(huán)空和所述沖砂短節(jié)的上雙層管體外層環(huán)空；其次，沖砂液通過所述橋式短節(jié)7，進入所述沖砂短節(jié)的下雙層管體的內層管，通過所述第二單流閥8從所述沖砂噴嘴9噴出，沖洗井底；然后，沖砂液攜帶砂粒從下端進入所述沖砂短節(jié)的下雙層管體外層環(huán)空，經過所述橋式短節(jié)7流入所述沖砂短節(jié)上雙層管體的內層管內，并通過所述第一單流閥6依次流經所述刮管器4的內層管、所述雙層管體3的內層管、所述分流封隔器2的內層管和所述分流短節(jié)1的內層管；最后，沖砂液攜帶砂粒從鉆桿返出井外，完成正壓沖砂(如圖3所示)。

當地層漏失時，采用負壓沖砂：首先，通過鋼絲作業(yè)打開所述滑套5，并投入射流泵10；其次，沖砂液流經套管環(huán)空，進入所述分流短節(jié)1外層環(huán)空，流經所述分流封隔器2外層環(huán)空、所述雙層管體3外層環(huán)空和所述沖砂短節(jié)的上雙層管體外層環(huán)空，當沖砂液流經所述滑套5時，一部分沖砂液作為動力液從所述射流泵10噴入本裝置的內層管內，經過射流泵10噴嘴后，在喉管處產生負壓，另一部分沖砂液沿著所述上雙層管體外層環(huán)空經過所述橋式短節(jié)7，進入所述沖砂短節(jié)的下雙層管體的內層管內，并通過所述第二單流閥8從所述沖砂噴嘴9噴出，沖洗井底；最后，靠所述射流泵10的負壓作用，沖砂液攜帶砂粒從下端進入所述沖砂短節(jié)的下雙層管體外層環(huán)空，經過所述橋式短節(jié)7流入所述沖砂短節(jié)上雙層管體的內層管內，并通過所述第一單流閥6依次流經所述刮管器4的內層管、所述雙層管體3的內層管、所述分流封隔器2的內層管和所述分流短節(jié)1的內層管，從鉆桿返出井外，完成負壓沖砂(如圖4所示)。

(6)不斷下放所述裝置，直至將井筒內的砂液全部排除，完成沖砂；

(7)所述裝置內打壓，所述分流封隔器2解封，起鉆(如圖5所示)。

上述作業(yè)過程中，所述分流封隔器2下入井內的深度不越過油層。