CN105507855B - 一种用于生成储藏开采流道的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于生成储藏开采流道的装置。装置包括母管、子管和密封组件，在母管的侧壁上设置有安装孔，子管的过流面积小于母管的过流面积，在初始状态下，子管的一端设置在母管的内腔中，子管的另一端插入到安装孔中，在向母管中泵送液体的过程中，子管通过安装孔进入地层中，密封组件设置在安装孔的内壁与子管的外壁之间。在石油完井过程中，装置能够对不同油藏选择水力参数进行定向射孔，可有效地控制储藏开采流道的位置和发展方向。并且使施工成本低，施工周期短。

Description

一种用于生成储藏开采流道的装置

技术领域

本发明属于油气田开发技术领域，具体涉及为一种用于生成储藏开采流道的装置。

背景技术

在石油开采中，生成储藏开采流道是一项重要工艺。但是在现有技术中，为了生成储藏开采流道，常采用水力喷砂射孔技术。

在实际应用过程中，先利用水力喷射射孔，在地层中形成孔洞。为了增加储藏地层中泄油、泄气面积，射孔完成后进行压裂作用。若需在地层中形成更宽、更长的裂缝，就需更大规模压裂作业。但是大规模压裂作用就要耗费更多水资源，施工操作耗时长，施工成本高。同时由于地层应力的不均匀性，裂缝产生位置也可能不在射孔位置。并且只要储藏地层起裂，裂缝数量就很难增加，即使增加泵注规模，液体仍沿原来形成的裂缝往深处延展。因此，通过水力喷砂射孔技术不能保证裂缝位置和发展方向，对储藏地层的改造可能得不到预期效果。

由此，需要提供一种生成储藏开采流道装置，其能有效地控制裂缝位置和发展方向，保证对储藏地层的改造达到预期效果。

发明内容

针对上述的问题，本发明提出了一种用于生成储藏开采流道的装置。该装置能够对不同油藏选择水力参数进行定向射孔，可有效地控制储藏开采流道的裂缝位置和发展方向，使对储藏地层的改造达到预期效果。并且利用该装置生产储藏开采流道的施工成本低，施工周期短。

本发明提供了一种用于生成储藏开采流道的装置，其包括：

母管，在母管的侧壁上设置有贯穿的安装孔，

子管，子管的过流面积小于母管的过流面积，在初始状态下，子管的一端设置在母管的内腔中，子管的另一端插入到安装孔中，在向母管中泵送液体的过程中，子管向储藏地层中喷射液体并通过安装孔进入储藏地层中，

密封组件，密封组件设置在安装孔的内壁与子管的外壁之间。

在石油完井过程中，将此装置安装在管柱上，然后被下方到预定储藏地层后，从地面向母管中泵送液体，由于子管的一端处于母管的内腔中，则液体由子管的一端进入并由子管的另一端喷出破碎岩石。同时，由于子管的过流面积小于母管的过流面积，形成节流压差。在节流压力推动下，子管由母管的安装孔延伸到储藏地层中。最终，子管完全插入到储藏地层中，并在储藏地层中形成储藏开采流道。安装孔的位置决定了开采流道产生的位置，由此，使用此装置生成储藏开采流道时，能有效地控制裂缝位置和发展方向。并且使用此装置生成储藏开采流道时，耗费液体少，操作方便。

在一个实施例中，密封组件包括固定设置在安装孔的外端的支撑环、固定设置在安装孔的内端的限位环，以及活动式设置在支撑环和限位环之间的弹性密封件，其中，限位环上设置有传压孔，以使得液体能通过传压孔而作用于弹性密封件。通过上述设置，当母管的内腔中以一定排量通过液体时，液体通过传压孔作用在弹性密封件上，使其沿安装孔的径向膨胀，从而实现子管和安装孔之间的密封。母管内液体压力越大，弹性密封件受挤压越厉害，子管和安装孔之间的密封性能越高。并且此结构简单，便于实现。

在一个实施例中，在弹性密封件的内端面固定设置压环，压环与限位环的外端面临近。优选地，弹性密封件为橡胶环，并与压环一体化制造。通过这种设置，压环接受来自传压孔的液体的推力，避免高压液体直接作用在弹性密封件的内端面上，保护了弹性密封件。从而增加了装置使用寿命，提高了使用安全性。并且此结构简单，方便制造生产。

优选地，在限位环上设置有多个传压孔，并且传压孔在限位环的周向上均匀分布。通过这种设置，使得作用在弹性密封件上的力均匀，有助于实现更好的密封。

在一个实施例中，弹性密封件的外壁设置为具有至少一个沿安装孔的径向向外突出的弧面。在弹性密封件受力时，这种结构的弹性密封件更容易变形，以在弧面处实现子管和安装孔之间的更好的密封。优选地，弹性密封件的外壁设置为具有四个径向向外突出的弧面。通过这种设置，可达到多重密封效果。

在一个实施例中，安装孔在母管上向下倾斜，并且安装孔的轴线与母管的轴线所形成的锐角为20～70°。优选地，锐角为45°。通过这种设置，使子管更容易地安装到母管上，并且在节流压力作用下，子管更容易从安装孔延伸到地层中。

在一个实施例中，子管的另一端的管口设置为缩口，缩口的过流面积小于子管的内腔的过流面积。通过这种设置，提高了通过缩口的液体的流速，有助于更快捷更好地形成储藏开采流道。

在一个实施例中，在母管周向上设置多个安装孔，各安装孔均设置有与其对应的子管和密封组件。通过此种设置，在一趟完井管柱上可形成多个储藏开采流道，从而增加了油气泄漏面积。同时提高了生产效率，节约了生产成本。

本申请中，用语“内端”指靠近母管的内腔的一端，用语“外端”指远离母管的内腔的一端。用语“下”以装置的实际工作方向为参照。

与现有技术相比，本发明包括以下优点。通过此装置生成储藏开采油道时，能有效地控制裂缝位置和发展方向，增强了对裂缝的可控性。通过子管的数量，可在储藏地层中生成的孔洞面积和长度可控，从而能有效增加泄油气面积和产能。子管能完全插入储藏地层中，并可以超过钻井污染带，避免井眼污染。储藏地层中生成的孔洞针对性强，套管强度受损小，对套管强度影响很小，从而延长了油井寿命。并且在操作过程中，耗费液体少，操作成本低。此外，根据本发明的装置的结构简单合理，具有很高的安全性和可靠性。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1显示了根据本发明的用于生成储藏开采流道的装置，

图2显示了来自图1的A处的放大图。

附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步说明。

图1显示了根据本发明的用于生成储藏开采流道的装置100。如图1所示，装置100包括母管1、子管2和密封组件3。母管1的侧壁上设置有安装孔11。在初始状态下，子管2的一端设置在母管1的内腔中，子管2的另一端插入到安装孔11中，但不能超越母管1的侧壁的外周面。在安装孔11的内壁与子管2的外壁之间设置密封组件3，用于实现安装孔11和子管2之间的密封。在石油完井过程中，将此装置100安装在管柱上，然后被下方到预定储藏地层后，从地面向母管1中泵送液体。液体由子管2的一端进入并由子管2的另一端喷出，以刺穿储藏地层形成孔洞。子管2的过流面积小于母管1的过流面积，形成节流压差，在节流压力推动下，子管2沿着安装孔11由母管1延伸到地层中。最终，子管2伸入储藏地层中，并在储藏地层中形成储藏开采流道。油气可流过储藏开采流道，经过安装孔11后进入母管1，并通过母管1返回地面。

由此，使用此装置100生成储藏开采流道时，能有效地控制储藏层的孔洞的位置和发展方向，有助于提高出油气量。并且在形成储藏开采流道过程中，耗费液体少，操作成本低，对储藏地层的改造可控性高。

如图2所示，密封组件3包括固定设置在安装孔11的外端的支撑环7、固定设置在安装孔11的内端的限位环4，以及活动式设置在限位环4和支撑环7之间的弹性密封件6。其中，限位环4上设置有传压孔41，以使得母管1的内腔中的液体能通过传压孔41而作用于弹性密封件6。从而使弹性密封件6沿安装孔11的径向膨胀，实现子管2和安装孔11之间的密封。当母管1内液体压力越大时，弹性密封件6受挤压越厉害，子管2和安装孔11之间的密封性能越高。

优选地，安装孔11可构造为螺纹孔。相应地，支撑环7具有环状的第一部分71和环状的第二部分72，第二部分72的外径比第一部分71的外径小，并在第二部分72的外壁上设置与安装孔11的螺纹匹配的螺纹。同时限位环4构造为筒状体，并在其外壁上构造与安装孔11的螺纹匹配的螺纹。在安装孔11处的母管1的外壁上可设置安装槽12，如图1所示。安装槽12的底面可垂直于安装孔11的轴线方向。由此，在安装过程中，支撑环7的第二部分72旋拧在安装孔11的内壁上，并且第一部分71的内端面与安装槽12的底面接触，用于为支撑环7定位。此外，限位环4也能方便地安装在安装孔11的内壁上。并且此结构简单，便于实现。

在一个实施例中，在弹性密封件6的内端面固定设置压环5，压环5与限位环4的外端面临近。例如，弹性密封件6为橡胶环，并与压环5一体化制造。压环5接受来自传压孔41的液体的推力，避免高压液体直接作用在弹性密封件6的内端面上，从而保护了弹性密封件6。并且此结构简单，方便制造生产。

可在限位环4的周向上设置多个传压孔41，并且传压孔41在限位环4的周向上均匀分布。这种设置使得作用在弹性密封件6上的力均匀，有助于提高密封效果。例如，在限位环4的周向上设置6个传压孔41。并且为方便加工制造，传压孔41可为位于限位环4的壁上的圆孔。

弹性密封件6的外壁设置为具有至少一个沿安装孔11的径向向外突出的弧面61。例如，弹性密封件6的外壁设置为具有四个弧面61。从而在弹性密封件6受力变形膨胀时，弹性密封件6更容易变形，在弧面61的顶端处更好的实现子管2和安装孔11之间的密封。同时由于弹性密封件6的外壁设置有多个弧面61，例如四个，从而可达到多重密封效果。

为实现安装孔11与支撑环7之间的密封，在支撑环7的第二部分72的外壁与安装孔11的内壁之间设置密封圈8。例如，密封圈8可为O型硅胶密封圈。

安装孔11在母管1上向下倾斜(以装置100的实际工作方向为参考)。并且安装孔11的轴线与母管1的轴线所形成的锐角为20～70°。优选地，锐角为45°。从而子管2能更容易地安装到母管1上，并且在节流压力作用下，子管2更容易从安装孔11延伸到储藏地层中。

优选地，子管2可为柔性钢管材质，使子管2能弯曲状地容纳在母管1的内腔中，从而保证母管1的内腔中能容纳足够长的子管2，以确保子管2形成的孔洞的长度。例如，可将9m的子管2安放在母管1的内腔中。同时，柔性钢管材质可使子管2更容易穿过储藏地层的岩土层。

此外，子管2的另一端的管口设置为缩口21。缩口21的过流面积小于子管2的内腔的过流面积。从而在流体通过缩口21时，流速提高，有助于更快捷更好地形成储藏开采流道。

如图1所示，在母管1的周向上可设置多个安装孔11。并且各安装孔11均设置有与其对应的子管2和密封组件3。而母管1的内腔可设置为能容纳多个子管2，并便于安装子管2，例如，母管1的内腔可在容纳子管2的部位处设置扩孔13，以增大母管1的内腔的容量。由此，在一趟完井管柱上可形成多个储藏开采流道，从而增加了储藏的开采效果。同时提高了生产效率，节约了生产成本。例如可根据实际工程，在所述母管1上设置4个安装孔11。

需要说明地是，可在装置100的两端可以设置螺纹结构(图中未示出)，用于在完井过程中，方便地与完井管柱连接。

在应用此装置100生成储藏开采流道时，通过安装孔11的位置能有效地控制生产的孔洞位置，通过安装孔11倾斜方向和子管2的长度可有效控制生产的孔洞的发展方向，由此，增强了对储藏开采流道的可控性。由于子管2在储藏地层中边射孔边延伸，由此，采用此装置100在储藏地层中生成的孔洞面积和长度大，从而能有效增加泄油气面积和产能。子管2能完全插入储藏地层中，并可以超过钻井污染带，避免井眼污染。储藏地层中生成的孔洞针对性强，套管强度受损小，对套管强度影响很小，从而延长了油井寿命。并且在操作过程中，耗费液体少，操作成本低。此外，根据本发明的装置100的结构简单合理，具有很高的安全性和可靠性。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (9)

1.一种用于生成储藏开采流道的装置，其特征在于，包括：

母管，在所述母管的侧壁上设置有贯穿的安装孔，

子管，所述子管的过流面积小于所述母管的过流面积，在初始状态下，所述子管的一端设置在所述母管的内腔中，所述子管的另一端插入到所述安装孔中，在向所述母管中泵送液体的过程中，所述子管向储藏地层中喷射液体并通过所述安装孔进入储藏地层中，

密封组件，所述密封组件设置在所述安装孔的内壁与所述子管的外壁之间；

所述密封组件包括固定设置在所述安装孔的外端的支撑环、固定设置在所述安装孔的内端的限位环，以及活动式设置在所述支撑环和所述限位环之间的弹性密封件，其中，所述限位环上设置有传压孔，以使得液体能通过所述传压孔而作用于所述弹性密封件。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述弹性密封件的内端面固定设置压环，所述压环与所述限位环的外端面临近。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述弹性密封件为橡胶环，并与所述压环一体化制造。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的装置，其特征在于，在所述限位环上设置有多个所述传压孔，并且所述传压孔在所述限位环的周向上均匀分布。

5.根据权利要求1到3中任一项所述的装置，其特征在于，所述弹性密封件的外壁设置为具有至少一个沿所述安装孔的径向向外突出的弧面。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述安装孔在所述母管上向下倾斜，并且所述安装孔的轴线与所述母管的轴线所形成的锐角为20～70°。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述锐角为45°。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述子管的另一端的管口设置为缩口，所述缩口的过流面积小于所述子管的内腔的过流面积。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述母管的周向上设置多个所述安装孔，各所述安装孔均设置有与其对应的所述子管和所述密封组件。