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申请/专利权人：常州大学

摘要：本发明涉及水平井冲砂技术领域，具体涉及一种水平井反循环螺旋负压冲砂装置。常规水平井冲砂方式容易发生砂砾二次沉降堆积，冲砂液的冲砂携砂能力差。针对上述问题，本发明提供一种水平井反循环螺旋负压冲砂装置，其包括从左到右依次固定连接的扶正器、螺旋混砂发生器、射流泵、截流皮碗和吸砂头，各个部件协同作用，显著提高了水平井反循环螺旋负压冲砂装置在水平井内的冲砂效果。

主权项：1.一种水平井反循环螺旋负压冲砂装置，其特征在于，包括从左到右依次固定连接的扶正器5、螺旋混砂发生器6、射流泵7、截流皮碗和吸砂头8，所述扶正器5可以保持水平井反循环螺旋负压冲砂装置在水平井内居中，所述扶正器5包括中心管本体51以及中心管本体51外壁上套设的弹性叶片52，所述中心管本体51与油管套管4共轴线，所述弹性叶片52套设于中心管本体51外壁的中部，所述中心管本体51的左端部安装有上部接头2，用于连通进口循环装置1，所述中心管本体51的右端部与发送器连接管相邻的端面密闭固定连接，所述螺旋混砂发生器6包括螺旋管柱61，所述螺旋管柱61与油管套管4共轴线，螺旋混砂发生器6的直径比油管套管4的内径小6-10mm，螺旋管柱61的外壁上沿其轴向延伸设置有螺旋叶片62，所述螺旋叶片62的节距为螺旋管柱61外径的1.5-2倍，螺旋叶片62在螺旋管柱61表面轴向延伸的圈数至少四圈，螺旋叶片62的宽度是25-40mm，所述中心管本体51与发送器连接管相邻的端面密闭固定连接，所述射流泵7包括从左到右依次连通的汇流管段79、扩散管段71、喉管段70、喷嘴72管段和溢流管段，汇流管段79、扩散管段71、喉管段70、喷嘴72管段和溢流管段均与油管套管4共轴线，所述汇流管段79的内径处处相等，所述扩散管段71的内径从左至右渐缩，所述喉管段70的内径处处相等，汇流管段79、扩散管段71、喉管段70两两相邻的端面密闭固定连接，汇流管段79与扩散管段71、喉管段70两两相邻端面处的内径相等，所述喷嘴72管段包括内管以及套设在内管外壁的外管，内管与外管共轴线，所述外管的直径大于内管的直径，所述内管包括从左到右相互连通的锥形管段75和圆柱管段74，所述圆柱管段74一端开口，另一端密闭，圆柱管段74的开口端与锥形管段75相邻的端面密闭固定连接，所述锥形管段75的内径从左至右渐缩，锥形管段75左端面处形成喷嘴72，所述锥形管段75左端面的内径满足以下公式一： 面积比满足以下公式二： 所述圆柱管段74的内径处处相等，内管的圆柱管段74与外管被一根直管贯通，直管与外管管壁或内管管壁相交的部分全部被去除，在外管侧壁上形成注入口73，直管与外管、内管相邻的端面密闭固定连接，所述直管的长度等于内管内壁与外管外壁之间的径向距离，所述直管与内管的轴线互相垂直，所述直管的侧壁位于内管圆柱管段74右端面的上部，所述直管的内径是25-100mm，所述内管的轴向长度小于外管，所述内管与外管的右端面共面，所述锥形管段75与外管左端面之间的轴向距离等于0.5-1倍的喉管内径，喷嘴72管段的外管与喉管段70相邻的端面密闭固定连接，所述溢流管段的内径处处相等，所述溢流管段与喷嘴72管段相邻的端面密闭固定连接，所述截流皮碗包括截留管和截留管外壁上套设的弹性套筒，所述弹性套筒是由等腰梯形作为轴截面以截留管的轴线为中心旋转一周形成的旋转体，所述等腰梯形的底边与截留管的外壁贴合，等腰梯形的底边与截留管的轴线平行，所述弹性套筒的最大直径比油管套管4的直径小0.5mm，所述弹性套筒的内壁与截留管的外壁贴合固定连接，所述吸砂头8是由一根圆柱形直管沿与其轴线成45-60°角度方向斜切切掉其部分右端端部的结构形成冲砂笔尖81，所述吸砂头8的左端面与右端面不接触，所述吸砂头8与截流皮碗的截留管相邻的端面密闭固定连接，中心管本体51、螺旋管柱61、截留管和吸砂头8的外径和内径均相等，所述射流泵7的外径与中心管本体51的外径相等，溢流管段、汇流管段79与中心管本体51的内径和外径均相等，中心管本体51、螺旋管柱61、射流泵7、截留管、吸砂头8依次连通形成油管3二，所述油管3二与进口循环装置1中的油管3一通过上部接头2相互连通形成油管3，水平井反循环螺旋负压冲砂装置安装在水平井段，进口循环装置1将高压冲砂液沿油管3二外壁与套管之间形成的环形空腔10向水平井段进行输送，冲砂液通过射流泵7侧壁上的注入口73反向进入油管3二内，经喷嘴72喷射进入喉管段70内，在进口循环装置1的作用下沿油管3被抽吸至地面，冲砂液经喷嘴72喷射过程中，在射流泵7喷嘴72管段的锥形管段75左端面以外内管与外管之间形成的间隙内形成负压区二76，在射流泵7扩散管段71内形成负压区一77，水平井内吸砂头8前方堆积的沙砾在负压的作用下被吸砂头8吸入油管3内向地面输送。

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