捞砂装置技术领域
本发明涉及捞砂工具技术领域，尤其涉及一种捞砂装置。
背景技术
油井投入生产后，由于受地层因素或是完井结构的影响，有相当一部分
的井会出现油层出砂。随着油层出砂在井筒内的沉积，积累到一定程度后会
造成油层掩埋，严重影响油井的正常的生产，这样就必须进行排砂作业。
目前，普遍采取的是水力冲砂的方法清除井内的积砂，水力冲砂是采用
高速流动的液体将井底沙冲散，并借用液流循环上返的携带能力将冲散的砂
子带出地面，从而清除井底的积砂，这种方法在地层压力较高时效果比较好，
但对于采油中后期的低压井，清除井内的积砂就比较困难。因为这类油井地
层压力较低，生产时液面也较低，采用水力冲砂时，液体形成的液柱压力远
大于油层静压，造成砂液大量向地层漏失，悬浮起的砂子也随砂液重新回到
地层中，而被砂液携带出地面的砂子很少，因此，清除积砂的效率低。
发明内容
本发明提供一种捞砂装置，以解决捞砂效率低的问题。
本发明提供一种捞砂装置，包括：芯轴、外筒、设置在所述外筒内的内
筒、钻头、外筒短节、滑套和球座；
所述芯轴包括第一段和第二段，所述第一段与所述内筒连接，所述第二
段的内侧壁上设置有所述滑套，且所述芯轴的第二段的侧壁上设置有通孔；
所述滑套的外侧壁与所述第二段的内侧壁贴合且所述滑套与所述芯轴固
定连接，所述滑套的侧壁上设置有第一凹槽；
所述外筒短节套设在所述第二段上，且所述外筒短节通过钢球与所述芯
轴键连接，所述外筒短节的一端与所述外筒的一端连接，所述外筒的另一端
与所述钻头连接，所述钻头的内部设置有密封结构，所述外筒短节的侧壁上
设置有与所述通孔配合的第二凹槽，所述钢球设置在所述通孔与所述第二凹
槽形成的空间内，所述第二凹槽位于所述第一凹槽的下方；
所述球座设置在所述芯轴的内部，所述球座与所述滑套的一端连接。
在上述捞砂装置的一个实施例中，可选地，所述外筒与所述内筒之间形
成第一环空，所述芯轴的第一段与所述外筒之间形成第二环空，所述芯轴的
第一段的侧壁上设置有用于连通所述芯轴的内部空间与所述第二环空的导流
孔，所述外筒的侧壁上设置有用于连通所述第一环空与所述外筒的外部的循
环孔，所述导流孔位于所述循环空的上方。
在上述捞砂装置的一个实施例中，可选地，还包括：
环形凸台，所述环形凸台周向设置在所述内筒的侧壁上，且所述环形凸
台外周与所述外筒的内侧壁贴合。
在上述捞砂装置的一个实施例中，可选地，所述密封结构包括阀座、弹
簧和挡板，所述阀座与所述钻头的内壁连接，所述弹簧的一端与所述阀座的
一端连接，所述弹簧的另一端与所述挡板连接。
在上述捞砂装置的一个实施例中，可选地，还包括：
第一密封圈，所述第一密封圈套设在所述滑套的一端。
在上述捞砂装置的一个实施例中，可选地，还包括：
第二密封圈，所述第二密封圈套设在所述滑套的另一端。
在上述捞砂装置的一个实施例中，可选地，还包括：
限位机构，所述限位机构周向固定在所述芯轴的第一段上，所述限位机
构与所述外筒短节一端的长度大于所述挡板的长度。
在上述捞砂装置的一个实施例中，可选地，所述限位机构包括挡环，所
述芯轴的周向侧壁上设置有第一凹槽，所述挡环固定在所述第一凹槽内。
在上述捞砂装置的一个实施例中，可选地，所述限位机构还包括锁环和
卡簧，所述芯轴的周向侧壁上设置有第二凹槽，所述卡簧固定在所述第二凹
槽内，所述锁环与所述挡环卡接，且所述锁环设置在所述挡环和所述卡簧之
间。
本发明捞砂装置，通过包括芯轴、外筒、设置在外筒内的内筒、钻头、
外筒短节、滑套和球座，芯轴包括第一段和第二段，第一段与内筒连接，第
二段的内侧壁上设置有滑套，且芯轴的第二段的侧壁上设置有通孔，滑套外
侧壁与第二段的内侧壁贴合且滑套与芯轴固定连接，滑套的侧壁上设置有第
一凹槽，外筒短节套设在第二段上，且外筒短节通过钢球与芯轴键连接，外
筒短节的一端与外筒的一端连接，外筒的另一端与钻头连接，钻头的内部设
置有密封结构，外筒短节的侧壁上设置有与通孔配合的第二凹槽，钢球设置
在通孔与第二凹槽形成的空间内，第二凹槽位于第一凹槽的下方，球座设置
在芯轴的内部，球座与滑套的一端连接，从而提高了捞砂效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种捞砂装置的结构示意图；
图2为为本发明实施例提供的一种如图1所示的捞砂装置解锁状态示意
图。
附图标记说明：
1：芯轴；
2：第一密封圈；
3：钢球；
4：滑套；
5：球座；
6：外筒；
7：挡环；
8：卡簧；
9：锁帽；
10：调节螺帽；
11：接头；
12：内筒；
13：挡板；
14：弹簧；
15：钻头；
16：阀座；
18：锁环；
19：外筒短节；
20：剪切销钉；
21：第二密封圈；
22：定位销；
101：上接头；
102：导流孔；
103：通孔；
121：环形凸台；
191：第二凹槽；
401：第一凹槽；
601：循环孔。
具体实施方式
如下所示出的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部
分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的
限定。
图1为本发明实施例提供的一种捞砂装置的结构示意图。如图1所示，
本实施例的捞砂装置包括：芯轴1、外筒6、设置在外筒6内的内筒12、钻
头15、外筒短节19、滑套4和球座5；
芯轴包括第一段和第二段，第一段与内筒12连接，第二段的内侧壁上设
置有滑套4，且芯轴1的第二段的侧壁上设置有通孔103；
滑套4的外侧壁与第二段的内侧壁贴合且滑套4与芯轴1固定连接，滑
套4的侧壁上设置有第一凹槽401；
外筒短节19套设在第二段上，且外筒短节19通过钢球3与芯轴1键连
接，外筒短节19的一端与外筒6的一端连接，外筒6的另一端与钻头15连
接，钻头15的内部设置有密封结构，外筒短节19的侧壁上设置有与通孔103
配合的第二凹槽191，钢球3设置在通孔103与第二凹槽191形成的空间内，
第二凹槽191位于第一凹槽401的下方；
球座5设置在芯轴1的内部，球座5与滑套4的一端连接。
使用本实施例提供的捞砂装置时，将钻机与连接，转盘与钻杆连接，
并将捞砂装置通过芯轴1的上接头101与钻杆相连接，之后将捞砂装置下
入井内，以下介绍中，以上接头101所处的位置为上端，钻机启动后，转
盘开始旋转并同时带动钻杆旋转，钻杆旋转带动芯轴1旋转，由于外筒短
节19通过闭锁机构与芯轴1键连接，因此可以实现扭矩传递，从而在芯
轴1的带动下使外筒短节19、外筒6和钻头15一起旋转，然后再缓慢下
放捞砂装置，使捞砂装置通过钻头15钻取井底沉沙，当通过井尺判断内
筒12已装满时停止钻机运转，至此完成捞砂过程，需要说明的是，内筒
12通过接头11与芯轴1连接，锁帽9和调节螺帽10用于紧固接头11和
芯轴1之间的连接。接着在井口将球投入芯轴1内，球落入球座5时产生
憋压，通过憋压将滑套4与芯轴1断开连接，滑套4开始下行，继续憋压，
滑套4与球座5断开连接，球座5及投入的球落入芯轴1的底部，此时，
缓慢上提钻杆，外筒短节19上的第二凹槽191的槽壁径向分力将钢球3
推至滑套4上的第一凹槽401内，外筒短节19与芯轴1实现解锁，具体
可以参照图2，图2为为本发明实施例提供的一种如图1所示的捞砂装置
解锁状态示意图，缓慢上提钻杆使内筒12相对于外筒6上行，芯轴1与
外筒短节19之间通过键产生差动，当内筒12上行的距离达到一定长度时，
密封结构将钻头的一端关闭，使进入内筒12里的油砂封堵在内筒12内，
这时即可上提捞砂装置将获取的油砂全部可靠的带出地面，完成捞砂作
业，使用该捞砂装置可以提高捞砂效率。
本实施例提供的捞砂装置，通过包括芯轴1、外筒6、设置在外筒6内的
内筒12、钻头15、外筒短节19、滑套4和球座5，芯轴包括第一段和第二段，
第一段与内筒12连接，第二段的内侧壁上设置有滑套4，且芯轴1的第二段
的侧壁上设置有通孔103，滑套4的外侧壁与第二段的内侧壁贴合且滑套4
与芯轴1固定连接，滑套4的侧壁上设置有第一凹槽401，外筒短节19套设
在第二段上，且外筒短节19通过钢球3与芯轴1键连接，外筒短节19的一
端与外筒6的一端连接，外筒6的另一端与钻头15连接，钻头15的内部设
置有密封结构，外筒短节19的侧壁上设置有与通孔103配合的第二凹槽191，
钢球3设置在通孔103与第二凹槽191形成的空间内，第二凹槽191位于第
一凹槽401的下方，球座5设置在芯轴1的内部，球座5与滑套4的一端连
接，从而提高了捞砂效率。
本发明的另一个实施例提供了一种油管支撑装置。如图1、图2所示，
本实施例的油管支撑装置包括：芯轴1、外筒6、设置在外筒6内的内筒12、
钻头15、外筒短节19、滑套4和球座5；
芯轴包括第一段和第二段，第一段与内筒12连接，第二段的内侧壁上设
置有滑套4，且芯轴1的第二段的侧壁上设置有通孔103；
滑套4的外侧壁与第二段的内侧壁贴合且滑套4与芯轴1固定连接，滑
套4的侧壁上设置有第一凹槽401；
外筒短节19套设在第二段上，且外筒短节19通过钢球3与芯轴1键连
接，外筒短节19的一端与外筒6的一端连接，外筒6的另一端与钻头15连
接，钻头15的内部设置有密封结构，外筒短节19的侧壁上设置有与通孔103
配合的第二凹槽191，钢球3设置在通孔103与第二凹槽191形成的空间内，
第二凹槽191位于第一凹槽401的下方；球座5设置在芯轴1的内部，球座
5与滑套4的一端连接。并且，外筒6与内筒12之间形成第一环空，芯轴1
的第一段与外筒6之间形成第二环空，芯轴1的第一段的侧壁上设置有用于
连通芯轴1的内部空间与第二环空的导流孔102，外筒6的侧壁上设置有用
于连通第一环空与外筒6的外部的循环孔601，导流孔102位于循环空601
的上方。
使用本实施例提供的捞砂装置时，将钻机与转盘连接，转盘与钻杆连
接，并将捞砂装置通过芯轴1的上接头101与钻杆相连接，之后将捞砂装
置下入井内，以下介绍中，以上接头101所处的位置为上端：捞砂装置下
入井内后，当探知井底砂面后打开钻机进行小排量循环，此时循环液体进
入捞砂装置后通过导流孔102进入第二环空，由第二环空进入第一环空，
使循环液体自循环孔601排出外筒6。通过此循环可以降低捞砂装置各个
部件的温度，延长捞砂装置的寿命。钻机启动后，转盘开始旋转并同时带
动钻杆旋转，钻杆旋转带动芯轴1旋转，由于外筒短节19通过闭锁机构
与芯轴1键连接，因此可以实现扭矩传递，从而在芯轴1的带动下使外筒
短节19、外筒6和钻头15一起旋转，然后再缓慢下放捞砂装置，使捞砂
装置通过钻头15钻取井底沉沙，当通过井尺判断内筒12已装满时停止钻
机运转，至此完成捞砂过程。接着在井口将球投入芯轴1内，球落入球座
5时产生憋压，具体的，滑套4与芯轴1可以通过定位销22连接，通过憋
压将定位销22剪断从而使滑套4与芯轴1断开连接，滑套4开始下行。
继续憋压，可选的，滑套4与球座5可以通过剪切销钉21连接，通过继
续憋压将滑套4与球座5断开连接，球座5及投入的球落入芯轴1的底部，
此时，缓慢上提钻杆，外筒短节19上的第二凹槽191的槽壁径向分力将
钢球3推至滑套4上的第一凹槽401内，外筒短节19与芯轴1实现解锁，
缓慢上提钻杆使内筒12相对于外筒6上行，芯轴1与外筒短节19之间通
过键产生差动，当内筒12上行的距离达到一定长度时，密封结构将钻头
的一端关闭，使进入内筒12里的油砂封堵在内筒12内，这时即可上提捞
砂装置将获取的油砂全部可靠的带出地面，完成捞砂作业，使用该捞砂装
置可以提高捞砂效率。
本实施例提供的捞砂装置，通过包括芯轴1、外筒6、设置在外筒6内的
内筒12、钻头15、外筒短节19、滑套4和球座5，芯轴包括第一段和第二段，
第一段与内筒12连接，第二段的内侧壁上设置有滑套4，且芯轴1的第二段
的侧壁上设置有通孔103，滑套4的外侧壁与第二段的内侧壁贴合且滑套4
与芯轴1固定连接，滑套4的侧壁上设置有第一凹槽401，外筒短节19套设
在第二段上，且外筒短节19通过钢球3与芯轴1键连接，外筒短节19的一
端与外筒6的一端连接，外筒6的另一端与钻头15连接，钻头15的内部设
置有密封结构，外筒短节19的侧壁上设置有与通孔103配合的第二凹槽191，
钢球3设置在通孔103与第二凹槽191形成的空间内，第二凹槽191位于第
一凹槽401的下方，球座5设置在芯轴1的内部，球座5与滑套4的一端连
接，从而提高了捞砂效率。
本发明的又一个实施例提供了一种油管支撑装置。如图1、图2所示，
本实施例的油管支撑装置包括：芯轴1、外筒6、设置在外筒6内的内筒12、
钻头15、外筒短节19、滑套4和球座5；
芯轴包括第一段和第二段，第一段与内筒12连接，第二段的内侧壁上设
置有滑套4，且芯轴1的第二段的侧壁上设置有通孔103；
滑套4的外侧壁与第二段的内侧壁贴合且滑套4与芯轴1固定连接，滑
套4的侧壁上设置有第一凹槽401；
外筒短节19套设在第二段上，且外筒短节19通过钢球3与芯轴1键连
接，外筒短节19的一端与外筒6的一端连接，外筒6的另一端与钻头15连
接，钻头15的内部设置有密封结构，外筒短节19的侧壁上设置有与通孔103
配合的第二凹槽191，钢球3设置在通孔103与第二凹槽191形成的空间内，
第二凹槽191位于第一凹槽401的下方；球座5设置在芯轴1的内部，球座
5与滑套4的一端连接。并且，外筒6与内筒12之间形成第一环空，芯轴1
的第一段与外筒6之间形成第二环空，芯轴1的第一段的侧壁上设置有用于
连通芯轴1的内部空间与第二环空的导流孔102，外筒6的侧壁上设置有用
于连通第一环空与外筒6的外部的循环孔601，导流孔102位于循环空601
的上方。进一步的，油管支撑装置还包括：环形凸台121，所述环形凸台121
周向设置在所述内筒12的侧壁上，且所述环形凸台121外周与所述外筒6的
内侧壁贴合。
使用本实施例提供的捞砂装置时，将钻机与转盘连接，转盘与钻杆连
接，并将捞砂装置通过芯轴1的上接头101与钻杆相连接，之后将捞砂装
置下入井内，以下介绍中，以上接头101所处的位置为上端：捞砂装置下
入井内后，当探知井底砂面后打开钻机进行小排量循环，此时循环液体进
入捞砂装置后通过导流孔102进入第二环空，由第二环空进入第一环空，
由于循环孔601下方的环形凸台121将环空隔断，因此，使循环液体自循
环孔601排出外筒6，通过此循环不但可以降低捞砂装置各个部件的温度，
延长捞砂装置的寿命，而且循环液体不会搅动井底的沉砂。钻机启动后，
转盘开始旋转并同时带动钻杆旋转，钻杆旋转带动芯轴1旋转，由于外筒
短节19通过闭锁机构与芯轴1键连接，因此可以实现扭矩传递，从而在
芯轴1的带动下使外筒短节19、外筒6和钻头15一起旋转，然后再缓慢
下放捞砂装置，使捞砂装置通过钻头15钻取井底沉沙，当通过井尺判断
内筒12已装满时停止钻机运转，至此完成捞砂过程。接着在井口将球投
入芯轴1内，球落入球座5时产生憋压，通过憋压将滑套4与芯轴1断开
连接，滑套4开始下行，继续憋压，滑套4与球座5断开连接，球座5及
投入的球落入芯轴1的底部，此时，缓慢上提钻杆，外筒短节19上的第
二凹槽191的槽壁径向分力将钢球3推至滑套4上的第一凹槽401内，外
筒短节19与芯轴1实现解锁，缓慢上提钻杆使内筒12相对于外筒6上行，
芯轴1与外筒短节19之间通过键产生差动，当内筒12上行的距离达到一
定长度时，密封结构将钻头的一端关闭，使进入内筒12里的油砂封堵在
内筒12内，这时即可上提捞砂装置将获取的油砂全部可靠的带出地面，
完成捞砂作业，使用该捞砂装置可以提高捞砂效率。
本实施例提供的捞砂装置，通过包括芯轴1、外筒6、设置在外筒6内的
内筒12、钻头15、外筒短节19、滑套4和球座5，芯轴包括第一段和第二段，
第一段与内筒12连接，第二段的内侧壁上设置有滑套4，且芯轴1的第二段
的侧壁上设置有通孔103，滑套4的外侧壁与第二段的内侧壁贴合且滑套4
与芯轴1固定连接，滑套4的侧壁上设置有第一凹槽401，外筒短节19套设
在第二段上，且外筒短节19通过钢球3与芯轴1键连接，外筒短节19的一
端与外筒6的一端连接，外筒6的另一端与钻头15连接，钻头15的内部设
置有密封结构，外筒短节19的侧壁上设置有与通孔103配合的第二凹槽191，
钢球3设置在通孔103与第二凹槽191形成的空间内，第二凹槽191位于第
一凹槽401的下方，球座5设置在芯轴1的内部，球座5与滑套4的一端连
接，从而提高了捞砂效率。
本发明的又一个实施例提供了一种油管支撑装置。如图1、图2所示，
本实施例的油管支撑装置包括：芯轴1、外筒6、设置在外筒6内的内筒12、
钻头15、外筒短节19、滑套4和球座5；
芯轴包括第一段和第二段，第一段与内筒12连接，第二段的内侧壁上设
置有滑套4，且芯轴1的第二段的侧壁上设置有通孔103；
滑套4的外侧壁与第二段的内侧壁贴合且滑套4与芯轴1固定连接，滑
套4的侧壁上设置有第一凹槽401；
外筒短节19套设在第二段上，且外筒短节19通过钢球3与芯轴1键连
接，外筒短节19的一端与外筒6的一端连接，外筒6的另一端与钻头15连
接，钻头15的内部设置有密封结构，外筒短节19的侧壁上设置有与通孔103
配合的第二凹槽191，钢球3设置在通孔103与第二凹槽191形成的空间内，
第二凹槽191位于第一凹槽401的下方；球座5设置在芯轴1的内部，球座
5与滑套4的一端连接。并且，外筒6与内筒12之间形成第一环空，芯轴1
的第一段与外筒6之间形成第二环空，芯轴1的第一段的侧壁上设置有用于
连通芯轴1的内部空间与第二环空的导流孔102，外筒6的侧壁上设置有用
于连通第一环空与外筒6的外部的循环孔601，导流孔102位于循环空601
的上方。油管支撑装置还包括：环形凸台121，所述环形凸台121周向设置
在所述内筒12的侧壁上，且所述环形凸台121外周与所述外筒6的内侧壁贴
合。进一步的，所述密封结构包括阀座16、弹簧14和挡板13，所述阀座16
与所述钻头15的内壁连接，所述弹簧14的一端与所述阀座16的一端连接，
所述弹簧14的另一端与所述挡板13连接。
使用本实施例提供的捞砂装置时，将钻机与转盘连接，转盘与钻杆连
接，并将捞砂装置通过芯轴1的上接头101与钻杆相连接，之后将捞砂装
置下入井内，以下介绍中，以上接头101所处的位置为上端：捞砂装置下
入井内后，当探知井底砂面后打开钻机进行小排量循环，此时循环液体进
入捞砂装置后通过导流孔102进入第二环空，由第二环空进入第一环空，
由于循环孔601下方的环形凸台121将环空隔断，因此，使循环液体自循
环孔601排出外筒6，通过此循环不但可以降低捞砂装置各个部件的温度，
延长捞砂装置的寿命，而且循环液体不会搅动井底的沉砂。钻机启动后，
转盘开始旋转并同时带动钻杆旋转，钻杆旋转带动芯轴1旋转，由于外筒
短节19通过闭锁机构与芯轴1键连接，因此可以实现扭矩传递，从而在
芯轴1的带动下使外筒短节19、外筒6和钻头15一起旋转，然后再缓慢
下放捞砂装置，使捞砂装置通过钻头15钻取井底沉沙，当通过井尺判断
内筒12已装满时停止钻机运转，至此完成捞砂过程。接着在井口将球投
入芯轴1内，球落入球座5时产生憋压，通过憋压将滑套4与芯轴1断开
连接，滑套4开始下行，继续憋压，滑套4与球座5断开连接，球座5及
投入的球落入芯轴1的底部，此时，缓慢上提钻杆，外筒短节19上的第
二凹槽191的槽壁径向分力将钢球3推至滑套4上的第一凹槽401内，外
筒短节19与芯轴1实现解锁，缓慢上提钻杆使内筒12相对于外筒6上行，
芯轴1与外筒短节19之间通过键产生差动，当内筒12上行的距离大于挡
板13的长度时，挡板13将钻头的一端关闭，使进入内筒12里的油砂封
堵在内筒12内，这时即可上提捞砂装置将获取的油砂全部可靠的带出地
面，完成捞砂作业，使用该捞砂装置可以提高捞砂效率。
本实施例提供的捞砂装置，通过包括芯轴1、外筒6、设置在外筒6内的
内筒12、钻头15、外筒短节19、滑套4和球座5，芯轴包括第一段和第二段，
第一段与内筒12连接，第二段的内侧壁上设置有滑套4，且芯轴1的第二段
的侧壁上设置有通孔103，滑套4的外侧壁与第二段的内侧壁贴合且滑套4
与芯轴1固定连接，滑套4的侧壁上设置有第一凹槽401，外筒短节19套设
在第二段上，且外筒短节19通过钢球3与芯轴1键连接，外筒短节19的一
端与外筒6的一端连接，外筒6的另一端与钻头15连接，钻头15的内部设
置有密封结构，外筒短节19的侧壁上设置有与通孔103配合的第二凹槽191，
钢球3设置在通孔103与第二凹槽191形成的空间内，第二凹槽191位于第
一凹槽401的下方，球座5设置在芯轴1的内部，球座5与滑套4的一端连
接，从而提高了捞砂效率。
可选的，还包括：
第一密封圈2，第一密封圈2套设在滑套4的一端。第一密封圈2可以
将滑套4的一端与芯轴1之间的间隙密封。
可选的，还包括：
第二密封圈21，第二密封圈21套设在滑套4的另一端。第二密封圈21
可以将滑套4的另一端与芯轴1之间的间隙密封。
可选的，还包括：
限位机构，限位机构周向固定在芯轴1的第一段上，限位机构与外筒短
节19一端的长度大于挡板13的长度。
可选的，限位机构包括挡环7，芯轴1的周向侧壁上设置有第三凹槽，
挡环7固定在第三凹槽内。
可选的，限位机构还包括锁环18和卡簧8，芯轴1的周向侧壁上设置有
第四凹槽，卡簧固定在第四凹槽内，锁环与挡环卡接，且锁环设置在挡环和
卡簧之间。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对
其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通
技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，
或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并
不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。