CN103573242A - 裸眼井压裂用滑套喷嘴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种裸眼井压裂用滑套喷嘴，包括：依次套接在一起的喷嘴外筒、喷嘴中筒和喷嘴内筒。所述喷嘴外筒远离喷嘴中筒一端的外周面上形成有外螺纹，套接在喷嘴中筒一端的外周面呈六方形，以便于用扳手进行安装。在相应的套接处形成有限制彼此脱出的限位结构和防止泄漏的密封结构，所述喷嘴中筒和喷嘴内筒在外力的作用下能缩进所述喷嘴外筒内或从喷嘴外筒内伸出，所述喷嘴外筒安装在所述滑套内，所述滑套喷嘴伸出所述滑套的长度与滑套和地层的环空间隙相当。该滑套喷嘴压裂定点性好，可避免入井时意外伸出，可自动调整与环空的间隙，施工时可避免因晃动被井壁挤回。

Description

裸眼井压裂用滑套喷嘴

技术领域

本发明涉及油气田开采技术领域，特别涉及一种压裂技术中配和井下滑套使用的裸眼井压裂用滑套喷嘴。

背景技术

采用滑套封隔器实施压裂增产是油气田裸眼水平井多段增产改造的常用工艺，其中滑套通过开关动作完成井筒与油层的连通与阻隔。滑套开启后压裂液通过滑套上的出口进入地层，从而在该滑套所在位置附近形成地层裂缝。

目前裸眼井压裂技术定点性差，主要表现在裂缝位置与滑套出液口位置不对应。同时由于套管和井筒间存在环空，压裂液在经过环空时会损失掉相当一部分水力能量，无法利用从出液口喷出的高压流体辅助形成裂缝。水力喷射压裂工具在一定程度上可以提高压裂的定点性，但由于施工后需要从井筒中取出，所以其喷嘴较短，以保证与工具外径一致，导致不能直接接触到地层、施工时水力能力损失较大。因此，水力喷射压裂工具的喷嘴也不宜应用于滑套压裂。

传统可伸缩喷嘴组件间无阻尼自锁结构，可能造成管串入井过程中由于受到振动而使喷嘴意外伸出从而导致事故。另一方面，无阻尼喷嘴组件在伸出后的正常工作中，可能因管串振动受到井壁的挤压而回缩，从而失去喷嘴的聚能效果。

发明内容

针对上述现状，本发明提供了一种压裂定点性好、喷嘴在任意伸出位置能够自行锁定的裸眼井压裂用滑套喷嘴。为此，本发明的技术方案如下：

一种裸眼井压裂用滑套喷嘴，包括：依次套接在一起的喷嘴外筒、喷嘴中筒和喷嘴内筒。所述喷嘴外筒远离喷嘴中筒一端的外周面上形成有外螺纹，套接在喷嘴中筒一端的外周面呈六方形，以便于用扳手进行安装。在相应的套接处形成有限制彼此脱出的限位结构和防止泄漏的密封结构，所述喷嘴中筒和喷嘴内筒在一定外力的作用下能缩进所述喷嘴外筒内或从喷嘴外筒内伸出，所述喷嘴外筒安装在所述滑套壁面上的开口内。

所述喷嘴外筒套在喷嘴中筒一端的内周面向轴心处延伸，形成第1限位台阶；所述喷嘴中筒套在喷嘴外筒内的一端的外周面上形成有第1凸台，喷嘴中筒远离喷嘴外筒一端的内周面向轴心处延伸，形成第2限位台阶，所述喷嘴内筒套在喷嘴外筒内的一端的外周面上形成有第2凸台，所述第1限位台阶与第1凸台、所述第2限位台阶和第2凸台分别构成所述限位结构。

在所述第1凸台的外周面上形成有第1密封圈槽，在所述第1密封圈槽内安装有第1密封圈，在该第2凸台的外周面上形成有第2密封圈槽，在所述第2密封圈槽内安装有第2密封圈，所述各密封圈构成所述密封结构。

在喷嘴外筒的内周面上形成有第1环状微型槽组，在喷嘴外筒的内周面上形成有第2环状微型槽组。

本发明的滑套喷嘴的优点在于：

1、喷嘴有助于滑套开启后形成高压射流，从而提高滑套压裂的定点性；

2、喷嘴具有伸缩功能。滑套入井时喷嘴处于回缩状态，可保证入井安全；滑套开启后喷嘴处于伸出状态而贴于井壁上，减少射流时环空水力能力损失。

3、伸缩结构具有阻尼作用，可避免喷嘴在入井过程中因受到振动自行伸出挂住井壁，造成卡阻风险。

4、喷嘴通过滑套开启后内外压差产生的推力伸出，结构简单、工作可靠。

5、通过调节阻尼大小，可使喷嘴在一定受力范围内自行锁定，因此可在任意伸长长度下锁定，从而可根据环空大小和滑套地层相对位置自动调节喷嘴长度。

6、喷嘴工作时伸出并贴在井壁上，阻尼作用可避免喷嘴在因施工中管串晃动而被井壁挤回。

附图说明

图1是本发明的裸眼井压裂用滑套喷嘴在最大伸长状态下的结构图；

图2是图1中喷嘴外筒（1）的侧视图；

图3是装有本本发明的滑套在入井状态下的结构图；

图4是图3中的滑套在开启状态下的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的滑套喷嘴的具体结构进行说明。

如图所示，该裸眼井压裂用滑套喷嘴包括：依次套接在一起的喷嘴外筒1、喷嘴中筒2和喷嘴内筒3。喷嘴外筒1远离喷嘴中筒2一端的外周面上形成有外螺纹a、套接在喷嘴中筒2一端的外周面呈六方形，在相应的套接处形成有限制彼此脱出的限位结构和防止泄漏的密封结构。喷嘴中筒2和喷嘴内筒3在外力的作用下能缩进喷嘴外筒1内或从喷嘴外筒1内伸出。喷嘴外筒1安装在滑套壁面上的开口。

喷嘴外筒1套在喷嘴中筒2一端的内周面向轴心处延伸，形成第1限位台阶6。喷嘴中筒2套在喷嘴外筒1内的一端的外周面形成第1凸台7，喷嘴中筒2远离喷嘴外筒1一端的内周面向轴心处延伸，形成第2限位台阶8，喷嘴内筒3套在喷嘴外筒2内的一端的外周面向外侧延伸形成第2凸台9。第1限位台阶6与第1凸台7、第2限位台阶8和第2凸台9分别构成所述限位结构。当喷嘴外筒2和喷嘴内筒3完全伸出时，在相应的凸台和限位台阶的作用下，它们不能继续向外伸出。

在第1凸台7的外周面上形成有第1密封圈槽，在第1密封圈槽内安装有第1密封圈4，在该第2凸台9的外周面上形成有第2密封圈槽，在第2密封圈槽内安装有第2密封圈5，第1密封圈4、第2密封圈构成所述密封结构。

在喷嘴外筒1的内周面上形成有第1环状微型槽组b，在喷嘴外筒2的内周面上形成有第2环状微型槽组c。由于喷嘴具有伸缩功能，而环状微型槽组b和环状微型槽组c的存在，一方面使得在滑套入井过程中，喷嘴始终处于回缩状态，在入井过程中不会因受到振动而自行伸出挂住井壁，从而保证了入井安全；另一方面，当滑套开启后，在高速喷出的流体的作用下，喷嘴中筒2和喷嘴内筒3向外伸出，在碰到井壁时锁定。喷嘴的这种结构使喷嘴在任意伸出位置实现自行锁定，因此，可根据环空大小和滑套、地层的相对位置自动调节喷嘴的伸出长度，可适用于一定范围的环空间隙。

安装时，先在喷嘴中筒2外侧的密封圈槽内安装密封圈4，在喷嘴内筒3外侧的密封圈槽内安装密封圈5。将喷嘴内筒3装于喷嘴中筒2内，再将装好的喷嘴中筒2装于喷嘴外筒1内，使三者底端端面对齐。

下面参考图3和图4对该喷嘴的使用方法进行说明。

将该喷嘴安装于滑套10开口处，压缩各级伸缩喷管至闭合状态，如图3所示，此时滑套6处于关闭状态，喷嘴内外无压力差。当滑套10下入指定位置后开启，此时从喷嘴内有高速流体喷出，喷嘴内端面受到内外压力差作用，该压力差分别作用于喷嘴中筒2和喷嘴内筒3的内外端面上，推动喷嘴中筒2和喷嘴内筒3沿喷嘴轴向伸出，直至喷嘴内筒3贴在地层11上。密封圈4一方面用于密封喷嘴外筒1和喷嘴中筒2之间的间隙，另一方面当喷嘴受到一侧井壁挤压时，密封圈4进入喷嘴外筒1外侧的环状微型槽组b中的某一微型槽中，从而限制喷嘴中筒2相对喷嘴外筒1沿轴向运动。密封圈5一方面用于密封喷嘴中筒2和喷嘴内筒3之间的间隙，另一方面当喷嘴受到挤压时进入喷嘴中筒2外侧的环状微型槽组c中的某一微型槽中，从而限制喷嘴内筒3相对喷嘴中筒2沿轴向运动。环状微型槽组b和c能使得密封圈4和5在任意槽位置受到挤压而限制轴向运动，起到阻尼锁定作用。

Claims (4)

1.一种裸眼井压裂用滑套喷嘴，其特征在于:包括依次套接在一起的喷嘴外筒（1）、喷嘴中筒（2）和喷嘴内筒（3），所述喷嘴外筒（1）远离喷嘴中筒（2）一端的外周面上形成有外螺纹（a）、套接在喷嘴中筒（2）一端的外周面呈六方形，在相应的套接处形成有限制彼此脱出的限位结构和防止泄漏的密封结构，所述喷嘴中筒（2）和喷嘴内筒（3）在外力的作用下能缩进所述喷嘴外筒（1）内或从喷嘴外筒（1）内伸出，所述喷嘴外筒（1）安装在所述滑套壁面上的开口内。

2.根据权利要求1所述的裸眼井压裂用滑套喷嘴，其特征在于：所述喷嘴外筒（1）套在喷嘴中筒（2）一端的内周面向轴心处延伸，形成第1限位台阶（6）；所述喷嘴中筒（2）套在喷嘴外筒（1）内的一端的外周面上形成有第1凸台（7），喷嘴中筒（2）远离喷嘴外筒（1）一端的内周面向轴心处延伸，形成第2限位台阶（8），所述喷嘴内筒（3）套在喷嘴外筒（2）内的一端的外周面上形成有第2凸台（9），所述第1限位台阶（6）与第1凸台（7）、所述第2限位台阶（8）和第2凸台（9）分别构成所述限位结构。

3.根据权利要求1所述的裸眼井压裂用滑套喷嘴，其特征在于：在所述第1凸台（7）的外周面上形成有第1密封圈槽，在所述第1密封圈槽内安装有第1密封圈（4），在该第2凸台（9）的外周面上形成有第2密封圈槽，在所述第2密封圈槽内安装有第2密封圈（5），所述各密封圈构成所述密封结构。

4.根据权利要求1所述的裸眼井压裂用滑套喷嘴，其特征在于：在喷嘴外筒（1）的内周面上形成有第1环状微型槽组（b），在喷嘴外筒（2）的内周面上形成有第2环状微型槽组（c）。

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