井下流体沉泥沙装置
技术领域
本实用新型涉及修井作业技术领域，尤其涉及一种井下流体沉泥沙装置。
背景技术
油井因出泥浆、细粉砂、压裂残砂等原因，易出现砂卡、倒井的情况，导致油井频繁检泵，缩短了生产周期，降低了生产效率和产能，频繁的作业也会导致生产成本的增加。
为了减少泥砂的不利影响，通常采用金属绕丝、激光割缝筛管等防砂装置，防砂装置可以起到防砂效果，但是，防砂装置难以阻隔细粉砂及泥浆，导致起出地面后的工具被泥浆、污垢堵塞或堵实的现象，依然比较常见。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种井下流体沉泥沙装置，以实现较好的防砂效果，有利于提高油井的产能。
本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：
本实用新型提供一种井下流体沉泥沙装置，包括：
外管，其上端用于与泵连接，其下端封闭；
上T形管，其设于所述外管内，所述上T形管包括第一横管和第一立管，所述第一立管的上端连接于所述第一横管的中部，所述第一立管的下端的开口朝下设置；所述第一横管的两端均连接于所述外管的侧壁，并且所述第一横管的两端的开口分别与所述外管的外部空间相连通。
在优选的实施方式中，所述井下流体沉泥沙装置包括下T形管，所述下T形管设于所述外管内，且位于所述上T形管的下方；所述下T形管包括第二横管和第二立管，所述第二立管的下端连接于所述第二横管的中部，所述第二立管的上端的开口朝上设置；所述第二横管的两端均连接于所述外管的侧壁，并且所述第二横管的两端的开口分别与所述外管的外部空间相连通。
在优选的实施方式中，所述第一立管的轴线、所述第二立管的轴线与所述外管的轴线相平行。
在优选的实施方式中，所述第一立管的内径大于所述第二立管的内径。
在优选的实施方式中，所述第一横管的内径大于所述第二横管的内径。
在优选的实施方式中，所述第一横管的孔径范围为18mm-26mm，所述第二横管的孔径范围为2mm-19mm，所述第一横管的轴线与所述第二横管的轴线之间的距离范围为700mm-860mm。
在优选的实施方式中，所述外管的下端连接有丝堵，所述下T形管与所述丝堵之间设有沉砂腔。
在优选的实施方式中，所述外管的下端连接下接头，所述丝堵连接于所述下接头的下端。
在优选的实施方式中，所述下接头的下端连接有至少一根尾管，所述丝堵连接于所述尾管的下端。
在优选的实施方式中，所述外管包括上外管、中间外管和下外管，所述上外管和所述下外管分别连接于所述中间外管的两端；所述上T形管连接于所述上外管与所述中间外管之间，所述下T形管连接于所述下外管与所述中间外管之间。
在优选的实施方式中，所述上外管的上端依次连接有上接头、油管短接和油管接箍。
本实用新型的特点及优点是：
该井下流体沉泥沙装置设置于油井中，连接于泵的下方，在运行时，油井中的流体通过上T形管中的第一横管流入，并经过第一立管，以向下的速度进入到外管中，在外管中，流体发生转向后，向上流动。
(一)流体从上T形管流出后，在外管中，由向下流动转向向上流动，转向过程可以促进液流中的砂泥与液体发生分离，不仅有利于粒径较大的砂子下沉，还会使粒径较小的细粉砂及泥浆下落。
(二)流体通过上T形管进入，进液面积较小，使液流流速较高，增强了携砂、带泥能力；流体从上T形管进入到外管内，由于外管的环空截面积比上T形管的出口截面大，液流速度会发生较大幅度的降低，有利于液流中的砂、泥发生沉降。
该井下流体沉泥沙装置可以使泥浆、细粉砂和压裂残砂发生沉降，具有较好的防砂效果，有利于减少砂卡、倒井等故障，降低检泵频率，延长生产周期，有利于提高油井的产能。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型提供的井下流体沉泥沙装置的半剖视图；
图2为流体在外管中的流动方向示意图；
图3为本实用新型提供的井下流体沉泥沙装置中的上T形管与下T形管的剖视图。
附图标号说明：
10、外管；11、上外管；12、中间外管；13、下外管；
20、上T形管；21、第一横管；22、第一立管；
30、下T形管；31、第二横管；32、第二立管；
40、丝堵；41、沉砂腔；
50、下接头；
61、油管接箍；62、油管短接；63、上接头；
70、开槽锥端紧定螺钉。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提供了一种井下流体沉泥沙装置，如图1所示，该装置包括：外管10和上T形管20；外管10的上端用于与泵连接，外管10的下端封闭；上T形管20设于外管10内，上T形管20包括第一横管21和第一立管22，第一立管22的上端连接于第一横管21的中部，第一立管22的下端的开口朝下设置；第一横管21的两端均连接于外管10的侧壁，并且第一横管21的两端的开口分别与外管10的外部空间相连通。
该井下流体沉泥沙装置设置于油井中，连接于泵的下方，在运行时，油井中的流体通过上T形管20中的第一横管21流入，并经过第一立管22，以向下的速度进入到外管10中，在外管10中，流体发生转向后，向上流动。
(一)流体从上T形管20流出后，在外管10中，由向下流动转向向上流动，转向过程可以促进液流中的砂泥与液体发生分离，流体的对流、转向、分离和沉降连续完成，不仅有利于粒径较大的砂子下沉，还会使粒径较小的细粉砂及泥浆下落。
(二)改变了进液方式，流体通过上T形管20进入，进液面积较小，使液流流速较高，增强了携砂、带泥能力；流体从上T形管20进入到外管10内，由于外管10的环空截面积比上T形管的出口截面大，液流速度会发生较大幅度的降低，有利于液流中的砂、泥发生沉降。
该井下流体沉泥沙装置可以使泥浆、细粉砂和压裂残砂发生沉降，具有较好的防砂效果，有利于减少砂卡、倒井等故障，降低检泵频率，延长生产周期，有利于提高油井的产能。
将装置连接于泵下，可代替抽油生产中的筛管、砂锚等工具作为泵下滤砂、沉砂装置，不仅可防压裂砂卡泵，同时对细粉砂及泥浆具有防卡、防堵效果，缓解了出砂井泵下防砂、除泥工艺问题，有效保护固定凡尔，达到延长出泥、出砂井检泵周期，进一步提高防砂井措施效果的目的，还具有不易堵塞本体的特点，而且加工简便，成本较低，使用方便，便于推广。
在一些实施例中，外管10的内腔横截面面积是上T形管20的出口截面面积的4-5倍。
进一步地，如图1-图2所示，井下流体沉泥沙装置包括下T形管30，下T形管30设于外管10内，且位于上T形管20的下方；下T形管30包括第二横管31和第二立管32，第二立管32的下端连接于第二横管31的中部，第二立管32的上端的开口朝向上方且与第一立管22的下端的开口相对设置；第二横管31的两端均连接于外管10的侧壁，并且第二横管31的两端的开口分别与外管10的外部空间相连通。
油井中的流通通过上T形管20和下T形管30同时进入到外管10中，第一立管22流出的液流与第二立管32流出的液流产生对流，有利于促进液流中的泥砂与液体发生分离，进一步净化入泵流体。
如图3所示，第一立管22的轴线、第二立管32的轴线与外管10的轴线相平行。优选地，第一立管22的轴线、第二立管32的轴线与外管10的轴线相重合。
更进一步地，第一立管22的内径大于第二立管32的内径，使得上T形管20的进液量大于下T形管30的进液量，在外管10中产生向下的液体压差，有利于促进泥砂沉降，使粒径较小的泥砂下落。
优选地，第一横管21的孔径范围为18mm-26mm，第二横管31的孔径范围为2mm-19mm，第一横管21的轴线与第二横管31的轴线之间的距离范围为700mm-860mm，以在保障较高的进液速度的情况下，使粒径较大的压裂砂、粒径较小的泥浆和细粉砂有效沉降。
在一实施例中，上T形管20采用3/4"T型管，其中的第一横管21的外径及长度尺寸为φ26.8mm×85mm，第一立管22的外径及长度尺寸为φ26.8mm×300mm，第一横管21的内径和第一立管22的内径均为φ20mm。下T形管30采用1/2"T型管，其中的第二横管31的外径及长度尺寸为φ21.3mm×85mm，第二立管32的外径及长度尺寸为φ21.3mm×300mm，第二横管31的内径和第二立管32的内径均为φ15mm。
外管10的材料可以为3Cr13，上T形管20和下T形管30的材料均为9Cr18Mo，使该装置具有较好的耐腐蚀、抗盐碱和防腐除垢性能。
如图1所示，外管10的下端连接有丝堵40，下T形管30与丝堵40之间设有沉砂腔41，沉降的泥砂落入到沉砂腔41中。作业时，起出管柱后，可将沉降的泥砂携带出，便于观察油层的出砂种类、有无泥浆或者压裂残砂等物质。常规的冲砂工艺难以观察到上述这些情况，该井下流体沉泥沙装置具有井下取样器作用，有利于减少冲砂工作量。
在本实用新型的一实施方式中，外管10的下端连接下接头50，丝堵40连接于下接头50的下端，下接头50形成沉砂腔41，沉砂腔41为一液力死区，有利于泥砂沉降。下接头50的总长范围可以为40mm-60mm。可以根据油层特点，在丝堵40与下接头50之间设置适当数量的尾管，以提供足够容积大小的沉砂腔41：对于油层压裂吐砂、油层出砂、吐泥浆比较严重的油井，根据油井口袋大小，可在下接头50的底端串联连接3-5根尾管，丝堵40连接于尾管的下端，用于沉泥、沉砂，以增大沉砂腔41的容积大小；可加大下接头50的设计长度，以增大沉砂腔41的容积大小；对于出砂、出泥的量较小的油井，根据油井口袋大小在下接头50的底端串联连接2-3根尾管，即能实现较好的工艺效果，尾管可以直接采用φ88.9mm平式油管。
在本实用新型的一实施方式中，外管10包括上外管11、中间外管12和下外管13，上外管11和下外管13分别连接于中间外管12的两端；上T形管20连接于上外管11与中间外管12之间，下T形管30连接于下外管13与中间外管12之间，该实施方式使该装置更易于加工组装。
上外管11、中间外管12和下外管13的外径范围为70mm-110mm。在一具体的实施例中，上外管11的外径及长度尺寸为φ95mm×160mm，中间外管12的尺寸为φ95mm×760mm，下外管13的尺寸为φ95mm×160mm。
为了便于该井下流体沉泥沙装置与泵连接，如图1所示，上外管11的上端依次连接有上接头63、油管短接62和油管接箍61。通过油管接箍61与油管连接，连接至泵下。该装置可以采用氩弧焊或者螺纹连接方式连接组装。如图1所示，上外管11与上接头63之间采用开槽锥端紧定螺钉70进行紧定连接。
以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。
