CN107401385B - 一种喷射冲蚀工具及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种喷射冲蚀工具及其应用，包括从上至下依次连接的接头、喷咀、拟半圆腔室和过渡端，所述拟半圆腔室为内部呈半球状的腔室且开口朝下，所述喷咀两端分别与接头和拟半圆腔室相通，所述拟半圆腔室上设有多个出流孔，每个出流孔与轴线成28‑30°，所述多个出流孔设于同一圆周上且该圆与拟半圆腔室的中心圆平行，所述过渡端为空心圆柱体，其内径与拟半圆腔室的中心圆内径相等。该工具是处理井下遇卡钢球的针对性个性定制工具，采用磨料射流方式，通过冲蚀扩大球座内通径或缩小钢球内径，从而解除球座对钢球的约束，使其可在井内液体的托举下自行返至地面，大大提高了提高了处理效率。
Description
技术领域
本发明属于油气田储层改造技术领域，具体涉及一种喷射冲蚀工具及其应用。
背景技术
钢球是油气田开发领域一种常用的井下工具附件，其主要功能是打开上层出液通道，封闭下层进液通道。裸眼封隔器压裂管柱、不动管柱分层压裂管柱，套管滑套压裂管柱中均包括同一附件，即钢球。
作业过程中，由于长时间高压液体的挤压作用、地层温度的加热作用、入井流体的冷却作用等，钢球卡在球座上，即不能沿管内下行，也不能在井内液体的托举下沿管内上行直至返出地面。
现有主要由两种处理井下遇卡钢球的方法：
一是由油管内或套管内下入连续油管钻磨工具管串，对钢球进行钻磨，直至将钢球彻底钻除或钻磨至钢球不受球座约束（球座仅限制钢球继续下行）；
二是通过环空气举方式，增加环形空间能量，从而增加遇卡钢球下部的上顶力，上顶钢球促使其解卡。
第一种处理方法有其局限性，钻磨钢球极易出现跳钻、长时间钻磨无效果等常见异常工况；第二种处理方法的效果取决于油套管承压能力、地层压力等因素，使用受限且成功率低。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的上述技术问题，提供一种喷射冲蚀工具及其应用。
本发明提供的技术方案如下：
一种喷射冲蚀工具，包括从上至下依次连接的接头、喷咀、拟半圆腔室和过渡端，所述拟半圆腔室为内部呈半球状的腔室且开口朝下，所述喷咀两端分别与接头和拟半圆腔室相通，所述拟半圆腔室上设有多个出流孔，每个出流孔与轴线成28-30°，所述多个出流孔设于同一圆周上且该圆与拟半圆腔室的中心圆平行，所述过渡端为空心圆柱体，其内径与拟半圆腔室的中心圆内径相等。
还包括过渡倒角，所述过渡倒角设于接头内且与喷咀相通，所述过渡倒角与喷咀相通一端设有与轴线成18-20°的倒角。
所述过渡端的高度为10-50mm。
所述喷咀内径为4-5mm，所述出流孔的孔径为2-3mm。
喷射冲蚀工具为整体加工制造的一体化工具，材质为40CrMo钢。
本发明还提供了一种喷射冲蚀工具的应用，将喷射冲蚀工具的接头与连续油管下端连接后，向下送连续油管直至过渡端的端面抵触到待处理钢球后，继续下放连续油管，给待处理钢球加载2-3t的钻压，然后先向连续油管管内泵注质量百分浓度大于3 %的羟丙基胍胶水溶液，再注入携砂量不大于170 kg/m3的混砂液，羟丙基胍胶水溶液及混砂液由接头进入，经过喷咀的节流和加速，成高速射流喷向待处理钢球表面，喷射冲蚀钢球，使待处理钢球被冲蚀破坏，而喷射冲蚀钢球后的羟丙基胍胶水溶液及混砂液经拟半圆腔室的出流孔向上返出，最后经过连续油管与油管或套管之间的环形空间返出地面。
所述羟丙基胍胶水溶液的泵注总量不少于25 m3，混砂液的泵注总量不少于50m3。
本发明的有益效果是：
本发明提供的这种喷射冲蚀工具，是处理井下遇卡钢球的针对性个性定制工具，采用磨料射流方式，沿井筒轴线向下喷射冲蚀遇卡的钢球及钢球与球座的接触处，通过冲蚀扩大球座内通径或缩小钢球内径，从而解除球座对钢球的约束，使其可在井内液体的托举下自行返至地面，大大提高了提高了处理效率。
下面将结合附图做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明实施示意图。
图中：1、接头；2、过渡倒角；3、喷咀；4、拟半圆腔室；5、出流孔；6、过渡端；7、钢球。
具体实施方式
实施例1：
本实施例提供了一种喷射冲蚀工具，包括从上至下依次连接的接头1、喷咀3、拟半圆腔室4和过渡端6，所述拟半圆腔室4为内部呈半球状的腔室且开口朝下，所述喷咀3两端分别与接头1和拟半圆腔室4相通，所述拟半圆腔室4上设有多个出流孔5，每个出流孔5与轴线成28-30°，所述多个出流孔5设于同一圆周上且该圆与拟半圆腔室4的中心圆平行，所述过渡端6为空心圆柱体，其内径与拟半圆腔室4的中心圆内径相等。
本发明原理：通过喷咀3节流效应将磨料（混砂液）加速，高速喷射进拟半圆腔室4内，沿井筒轴线向下喷射冲蚀遇卡的钢球7及钢球7与球座的接触处，通过冲蚀扩大球座内通径或缩小钢球7内径，从而解除球座对钢球7的约束。
实施例2：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种如图1所示的喷射冲蚀工具，还包括过渡倒角2，所述过渡倒角2设于接头1内且与喷咀3相通，所述过渡倒角2与喷咀3相通一端设有与轴线成18-20°的倒角。
过渡倒角2将由连续油管管内泵入的进入接头1的流体进行导流和缓冲，避免对工具内腔进行直接冲蚀。
在本实施例中，所述过渡端6的高度为10-50mm；所述喷咀3内径为4-5mm，所述出流孔5的孔径为2-3mm；喷射冲蚀工具为整体加工制造的一体化工具，材质为40CrMo钢。其中，接头1为连续油管专用的缠绕式接头1，通过此接头1，本工具可与连续油管直接连接，不需要增加额外的转换接头1。而且为整体加工制造的一体化工具，工具内部无任何连接螺纹。
使用过程：本发明喷射冲蚀工具通过接头1与连续油管连接后，最大外径与连续油管外径一致，下入连续油管，使得本工具的过渡端6的端面抵触到待处理钢球7后，继续下放连续油管，给待处理钢球7加载2-3t的钻压，之后由连续油管管内泵注粘度不小于30mPa.s的液体和混砂液，泵注排量使得地面最大泵压不超过连续油管抗内压强度的75%即可。
如图2所示，混砂液由接头1内腔进入，经过渡倒角2导流，再经过喷咀3的节流和加速，成高速射流喷向待处理钢球7表面，喷射冲蚀钢球7，直至待处理钢球7被冲蚀破坏。进入拟半圆腔室4的混砂液经待处理钢球7遮挡后，在拟半圆腔室4内做复杂流动后，再经出流孔5向上返出，最后经过连续油管与油管或套管之间的环形空间返出地面。
实施例3：
在前述实施例的基础上，本实施例提供了该喷射冲蚀工具的应用，将喷射冲蚀工具的接头1与连续油管下端连接后，向下送连续油管直至过渡端6的端面抵触到待处理钢球7后，继续下放连续油管，给待处理钢球7加载2-3t的钻压，然后先向连续油管管内泵注质量百分浓度大于3 %的羟丙基胍胶水溶液，再注入携砂量不大于170 kg/m3的混砂液，羟丙基胍胶水溶液及混砂液由接头1进入，经过喷咀3的节流和加速，成高速射流喷向待处理钢球7表面，喷射冲蚀钢球7，使待处理钢球7被冲蚀破坏，而喷射冲蚀钢球7后的羟丙基胍胶水溶液及混砂液经拟半圆腔室4的出流孔5向上返出，最后经过连续油管与油管或套管之间的环形空间返出地面。
其中，所述羟丙基胍胶水溶液的泵注总量不少于25 m3，混砂液的泵注总量不少于50m3。
本实施例没有具体描述的部分都属于本技术领域的公知常识和公知技术，此处不再一一详细说明。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种喷射冲蚀工具，其特征在于：包括从上至下依次连接的接头(1)、喷咀(3)、拟半圆腔室(4)和过渡端(6)，所述拟半圆腔室(4)为内部呈半球状的腔室且开口朝下，所述喷咀(3)两端分别与接头(1)和拟半圆腔室(4)相通，所述拟半圆腔室(4)上设有多个出流孔(5)，每个出流孔(5)与轴线成28-30°，所述多个出流孔(5)设于同一圆周上且该圆与拟半圆腔室(4)的中心圆平行，所述过渡端(6)为空心圆柱体，其内径与拟半圆腔室(4)的中心圆内径相等；接头(1)为缠绕式接头，通过该接头(1)，使喷射冲蚀工具可与连续油管直接连接，不需要增加额外的转换接头，且为整体加工制造的一体化工具，工具内部无任何连接螺纹。
2.根据权利要求1所述的一种喷射冲蚀工具，其特征在于：还包括过渡倒角(2)，所述过渡倒角(2)设于接头(1)内且与喷咀(3)相通，所述过渡倒角(2)与喷咀(3)相通一端设有与轴线成18-20°的倒角。
3.根据权利要求1所述的一种喷射冲蚀工具，其特征在于：所述过渡端(6)的高度为10-50mm。
4.根据权利要求1所述的一种喷射冲蚀工具，其特征在于：所述喷咀(3)内径为4-5mm，所述出流孔(5)的孔径为2-3mm。
5.根据权利要求1所述的一种喷射冲蚀工具，其特征在于：喷射冲蚀工具为整体加工制造的一体化工具，材质为40CrMo钢。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种喷射冲蚀工具的应用，其特征在于：将喷射冲蚀工具的接头(1)与连续油管下端连接后，向下送连续油管直至过渡端(6)的端面抵触到待处理钢球(7)后，继续下放连续油管，给待处理钢球(7)加载2-3t的钻压，然后先向连续油管管内泵注质量百分浓度大于3％的羟丙基胍胶水溶液，再注入携砂量不大于170kg/m3的混砂液，羟丙基胍胶水溶液及混砂液由接头(1)进入，经过喷咀(3)的节流和加速，成高速射流喷向待处理钢球(7)表面，喷射冲蚀钢球(7)，使待处理钢球(7)被冲蚀破坏，而喷射冲蚀钢球(7)后的羟丙基胍胶水溶液及混砂液经拟半圆腔室(4)的出流孔(5)向上返出，最后经过连续油管与油管或套管之间的环形空间返出地面。
7.根据权利要求6所述的一种喷射冲蚀工具的应用，其特征在于：所述羟丙基胍胶水溶液的泵注总量不少于25m3，混砂液的泵注总量不少于50m3。
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