CN110805424A - 一种滑套式喷砂器以及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油开采设备技术领域，且公开了一种滑套式喷砂器，包括上接管、下接管和滑套，所述上接管和下接管的内部设有自由滑动的滑动球座。该滑套式喷砂器以及使用方法，由于逐级投入滑动球座，压裂层级的滑动球座的上方的直径使完全相同的，压裂柱内流通截面分布均匀，不会产生大的压力降，降低泵站和管柱的压力负担，并且水流速度较高，砂粒速度分布更加均匀，喷头磨损分布也相对均匀，同时该喷砂器使用同一直径的投球，管理和操作上也相对简单，其次投球双向密封可以避免油气反流污染井口，最后，由于每级安装的喷砂器完全相同，喷砂器的管理和安装也更加简单，生产过程的型号也相对减少。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采设备技术领域，具体为一种滑套式喷砂器以及使用方法。
背景技术
请参阅图1，为一种滑套式喷砂器，喷砂器使用时通过投球憋压方法打开滑套，使喷砂孔开启，高射流使油层岩石产生裂缝。
为了使投球投入目标层，投球的直径和对应的密封球座的之间从上到下逐层减少，一方面，使得管内的流通直径逐层减少，最下端由于流通直径过小，无法实现大排量喷射，且为了保证下端的喷射压力，泵站泵送的压力要求更高，对压力系统和管道的压力也更大，降低了其使用寿命，进一步地，在含砂量不变的情况下，冲击速度越高，整体速度分布越均匀，因此，速度较低会使得速度分布的均匀性降低，喷头不同位置的磨损程度的差异性也放大，降低了末端喷头的使用寿命，另一方面，肉眼难以分辨投球的尺寸上的差异，若差异设置过大，流通直径降低越快，对压裂规模及分段级数都有很大的限制，若尺寸差异设置过小，则肉眼无法分辨，若投球顺序不对，会产生难以弥补遗漏，对工程进度产生较大的影响，进一步地，对投球的管理和投放规范都会有更高的要求。
进一步地，利用投球和球座的配合实现密封，为一个单向密封结构，且滑套滑动后保持喷砂口常开，当压裂结束后，地面泵站停止工作后，油层的压力较高，向上的压力差使投球打开，较多的油气会从油管喷出，污染井口环境。
更进一步地，由于投球从上向下依次减小，对应喷砂器的球座也需要逐渐变小，在将喷砂器安装到压裂柱的时候，也需要特别注意次序，提高了设备管理和安装难度。
发明内容
针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种滑套式喷砂器以及使用方法的技术方案，主要适用于石油开采领域，特点为压力均衡，压力降小，使用简单。
本发明提供如下技术方案：一种滑套式喷砂器，包括上接管、下接管和滑套，所述上接管和下接管的内部设有自由滑动的滑动球座，所述滑动球座的中部设有通孔，所述通孔活动套接有对中轴，所述对中轴的下端活动连接有引导套，所述滑动球座的侧壁贯穿有滑动销钉，所述滑套的侧壁设有对应的槽孔，所述滑动销钉的一侧与对中轴楔形配合。
优选的，所述滑动球座的上端球座部分由可伸缩的橡胶制品制成。
优选的，所述对中轴和引导套之间安装有弹簧，所述通孔和对中轴之间通过胶套连接。
优选的，所述引导套和滑动销钉与压裂柱接触的一面均设有滚珠，且引导套表面的滚珠露在外侧的宽度大于滑套的厚度。
优选的，所述下接管的下端设有与滑套对齐的定位槽口。
优选的，所述滑套槽孔之间的上方设有引导槽。
一种滑套式喷砂器的使用方法，所述方法包括步骤：
S1、投球，加压，加砂完成第一级的压裂处理；
S2、根据下一级压裂层与本级压裂层的间距，投入适量的填充球；
S3、投入滑动球座和引导套，使引导套运动到填充球位置；
S4、投入投球，加压并稳定适当时机，使滑套移动，并完成滑动球座和投球的坐封,完成本级压裂作业；
S5、重复S2-S4，继续下级压裂作业，直至全部完成。
优选的，步骤S2中投入的填充球为可压缩的弹性体。
本发明具备以下有益效果：
1、由于逐级投入滑动球座，压裂层级的滑动球座的上方的直径使完全相同的，压裂柱内流通截面分布均匀，不会产生大的压力降，无需提高地面泵站压力即可保证压裂压力，降低泵站和管柱的压力负担，提高使用寿命，另一方面，由于压力降低较小，水流速度较高，砂粒速度分布更加均匀，喷头磨损分布也相对均匀，进一步提高了该喷砂器的使用寿命，另一方面，该喷砂器使用同一直径的投球，管理和操作上也相对简单，同时，可设计的层级数也大大提高，放大多层压裂的优势。
2、由于上级的滑动球座与下接管的管壁卡死，且相邻两级的滑动球座之间充满填充球，上级的压力和填充球回复力对下级投球形较大的压力，使得投球好滑动球座行程的密封在低于某一压力下不会打开，进而避免油气反流污染井口。
3、由于每级安装的喷砂器完全相同，喷砂器的管理和安装也更加简单，同时，生产时同型号也无需设计多个直径的喷砂器和对应的投球，其生产和使用成本也大大降低。
附图说明
图1为现有滑套式喷砂器的示意图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为本发明中滑动球座的示意图；
图4为本发明中引导套的示意图；
图5为本发明中滑套的局部示意图。
图中：1、上接管；2、下接管；3、滑套；4、滑动球座；5、通孔；6、对中轴；7、引导套；8、滑动销钉；9、定位槽口；10、投球；11、填充球。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图2-5，一种滑套式喷砂器，包括上接管1、下接管2和滑套3，上接管1和下接管2的内部设有自由滑动的滑动球座4，滑动球座4滑动预定位置与对应的滑套3连接，带动滑套3移动并和投球10配合封堵下级管道，滑动球座4的中部设有通孔5，通孔5保证滑动球座4上下端的气体流动，保证滑动球座4的正常移动，通孔5活动套接有对中轴6，对中轴6的下端活动连接有引导套7，引导套7沿着压裂柱前进，引导滑动球座4移动的同时，与对中轴6配合对滑动球座4的姿态进行限制，使其与压裂柱的夹角不会过大，滑动球座4的侧壁贯穿有滑动销钉8，滑套3的侧壁设有对应的槽孔，滑动销钉8的一侧与对中轴6楔形配合，当投球10投入滑动球座4中后，并继续增加压力，使滑动球座4和对中轴6的相对移动，进而使滑动销钉8与滑套3贴紧，当滑动销钉8移动的槽孔位置时，滑动销钉8插入滑套3内，使滑套3与滑动球座4成为一个整体，在压力下，使滑套3切断销钉，使滑套3移动打开喷砂孔。
其中，滑动球座4的上端球座部分由可伸缩的橡胶制品制成，当投球投入滑动球座4中后，滑动球座4受力膨胀，进一步贴紧滑套3的内壁，保证滑套3和滑动球座4之间的密封性。
其中，对中轴6和引导套7之间安装有弹簧，保证对中轴6和引导套7之间的稳定性，通孔5和对中轴6之间通过胶套连接，使对中轴6可轻微偏移，保证滑动球座4和引导套7的过弯能力。
其中，引导套7和滑动销钉8与压裂柱接触的一面均设有滚珠，保证引导套7和滑动销钉8的正常移动，且引导套7表面的滚珠露在外侧的宽度大于滑套3的厚度，避免引导套7移动时被滑套3卡住。
其中，下接管2的下端设有与滑套3对齐的定位槽口9，当滑动销钉8滑入定位槽口9后卡住，保证喷口的常开。
其中，滑套3槽孔之间的上方设有引导槽，确保滑动销钉8可以滑入滑套3的槽孔中。
一种滑套式喷砂器的使用方法，方法包括步骤：
S1、投入投球10，加压，加砂完成第一级的压裂处理；
S2、根据下一级压裂层与本级压裂层的间距，投入适量的填充球11；
S3、投入滑动球座4和引导套7，使引导套7运动到填充球11位置，滑动球座4和引导套7的移动既可以通过水流驱动，也可以使用地面装置推动；
S4、投入投球10，加压并稳定适当时机，滑动球座4和对中轴6相对移动，使滑动销钉8卡住滑套3，使滑套3移动，使喷头漏出，同时滑动销钉8进一步滑入定位槽口9中，完成滑动球座4和投球10的坐封,完成本级压裂作业；
S5、重复S2-S4，继续下级压裂作业，直至全部完成。
其中，步骤S2中投入的填充球11为可压缩的弹性体，保证引导套7和滑动球座4的运动空间，确保喷孔完全打开，填充球11的直径大于管壁直径的一半，便于估算需要的数量。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种滑套式喷砂器，包括上接管(1)、下接管(2)和滑套(3)，其特征在于：所述上接管(1)和下接管(2)的内部设有自由滑动的滑动球座(4)，所述滑动球座(4)的中部设有通孔(5)，所述通孔(5)活动套接有对中轴(6)，所述对中轴(6)的下端活动连接有引导套(7)，所述滑动球座(4)的侧壁贯穿有滑动销钉(8)，所述滑套(3)的侧壁设有对应的槽孔，所述滑动销钉(8)的一侧与对中轴(6)楔形配合。
2.根据权利要求1所述的一种滑套式喷砂器，其特征在于：所述滑动球座(4)的上端球座部分由可伸缩的橡胶制品制成。
3.根据权利要求1所述的一种滑套式喷砂器，其特征在于：所述对中轴(6)和引导套(7)之间安装有弹簧，所述通孔(5)和对中轴(6)之间通过胶套连接。
4.根据权利要求1所述的一种滑套式喷砂器，其特征在于：所述引导套(7)和滑动销钉(8)与压裂柱接触的一面均设有滚珠，且引导套(7)表面的滚珠露在外侧的宽度大于滑套(3)的厚度。
5.根据权利要求1所述的一种滑套式喷砂器，其特征在于：所述下接管(2)的下端设有与滑套(3)对齐的定位槽口(9)。
6.根据权利要求1所述的一种滑套式喷砂器，其特征在于：所述滑套(3)槽孔之间的上方设有引导槽。
7.一种滑套式喷砂器的使用方法，其特征在于：所述方法包括步骤：
S1、投球，加压，加砂完成第一级的压裂处理；
S2、根据下一级压裂层与本级压裂层的间距，投入适量的填充球(11)；
S3、投入滑动球座(4)和引导套(7)，使引导套(7)运动到填充球(11)位置；
S4、投入投球(10)，加压并稳定适当时机，使滑套(3)移动，并完成滑动球座(4)和投球(10)的坐封,完成本级压裂作业；
S5、重复S2-S4，继续下级压裂作业，直至全部完成。
8.根据权利要求7所述的一种滑套式喷砂器的使用方法，其特征在于：步骤S2中投入的填充球(11)为可压缩的弹性体。
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